KR101951942B1 - Touch sensing apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고주파 노이즈를 제거할 수 있는 터치 센싱 장치에 관한 것으로, 터치 구동라인들 및 상기 터치 구동라인들과 교차하는 터치 센싱라인들과; 상기 터치 구동라인들 각각에 고전위 전압과 저전위 전압을 갖는 터치 구동펄스를 복수회 공급하는 터치 구동라인 구동회로과; 상기 터치 구동펄스의 1 주기 내에서 상기 터치 센싱라인들을 통해 수신된 신호들을 복수회 분할하여 샘플링하는 터치 센싱라인 구동회로를 포함하고, 상기 터치 센싱라인 구동회로는, 상기 터치 센싱라인들로부터 수신되는 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 1/M(M은 2 이상의 자연수)로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 샘플링하여 저장하는 샘플러; 및 상기 샘플러에 의해 샘플링된 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 적분하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a touch sensing device capable of eliminating high frequency noise, which includes touch driving lines and touch sensing lines crossing the touch driving lines; A touch driving line driving circuit for supplying a plurality of touch driving pulses having a high potential voltage and a low potential voltage to the touch driving lines; And a touch sensing line driving circuit for dividing and sampling the signals received through the touch sensing lines within a period of the touch driving pulse a plurality of times, and the touch sensing line driving circuit converts the signals received from the touch sensing lines A sampler for sequentially sampling and storing the first and second signals in each of divided periods in which the high potential voltage interval of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M (M is a natural number of 2 or more); And an integrator for sequentially integrating the first and second signals sampled by the sampler for each division period in which the low potential voltage interval of the touch driving pulse is evenly divided by 1 / M.
Description
본 발명은 터치 센싱 장치에 관한 것으로, 특히 고주파 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 터치 센싱 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch sensing apparatus, and more particularly, to a touch sensing apparatus capable of effectively removing high frequency noise.
유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 제어할 수 있게 한다. 이러한 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스(User Interface, UI)는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.A user interface (UI) enables communication between a person (user) and various electric or electronic devices, allowing a user to easily control the device as desired. Representative examples of such a user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on screen display (OSD), a remote controller having infrared communication or radio frequency (RF) communication function, and the like. User interface technology has been developed to enhance the user's sensibility and ease of operation. Recently, a user interface (UI) has evolved into a touch UI, a voice recognition UI, a 3D UI, and the like.
터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 나아가 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 터치 UI를 구현하기 위한 터치 센싱장치의 일례로서, 터치 뿐 아니라 근접 여부도 센싱하고 멀티 터치(또는 근접) 각각을 인식할 수 있는 상호 정전용량(mutual capacitance) 방식의 터치 센싱장치가 각광받고 있다.Touch UI is becoming a necessity for portable information devices and is being applied to household appliances. As an example of a touch sensing device for implementing a touch UI, a mutual capacitance type touch sensing device capable of sensing proximity and sensing multi-touch (or proximity) as well as a touch has been spotlighted.
터치 센싱장치는 터치 영역에 터치 구동전극 라인들과 터치 센싱전극 라인들이 서로 교차시켜 매트릭스를 형성하고, 터치 구동전극 라인에 구동전압을 인가하고, 터치 센싱전극 라인을 통해 터치 구동전극 라인들과 터치 센싱전극 라인들의 교차점으로 정의되는 센싱노드들에 충전된 전압의 변화를 감지하여 터치 여부 및 터치 좌표를 검출하고 있다. The touch sensing device includes a touch sensing electrode line and a touch sensing electrode line intersecting each other to form a matrix, a driving voltage is applied to the touch sensing electrode line, a touch sensing electrode line, Sensing the change of the charged voltage in the sensing nodes defined as the intersection points of the sensing electrode lines, and detecting whether or not the touch is made and the touch coordinates.
종래부터 이와 같은 터치 여부 및 터치 좌표 검출을 위해, 터치 센싱전극 라인을 통해 출력되는 출력 전압을 샘플링하고 그 센싱노드의 상호 정전용량에 축적된 전하의 변화량을 전압 변화로 변환한 다음, 터치 전후의 전압 변화량을 소정의 문턱전압과 비교하거나 카운트하는 등 여러 가지 방법이 이용되어 왔다. Conventionally, for such touch and touch coordinate detection, an output voltage output through a touch sensing electrode line is sampled, and a change amount of a charge accumulated in a mutual capacitance of the sensing node is converted into a voltage change, Various methods have been used, for example, by comparing a voltage change amount with a predetermined threshold voltage or by counting.
상호 정전용량 방식의 터치 센싱장치에서 터치 센서에 혼입된 노이즈의 영향을 줄이기 위한 방안은 일반적으로 디지털-아날로그 변환기(Digital to analog Converter, DAC)를 이용하여 센싱된 출력 전압에 포함된 직류 옵셋(DC offset)을 제거하는 방법이었다. 상호 정전용량 방식의 터치 센싱장치에서 노이즈는 고주파 노이즈, 직류 옵셋(DC offset), 및 터치 구동라인들과 터치 센싱라인들 사이의 간섭 등을 포함한다. 이러한 노이즈는 센싱노드들로부터 읽어 들인 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR)를 떨어 뜨려 터치 센싱장치의 감도를 저하시킨다. 특히, 고주파 노이즈는 터치 센싱장치가 독립적으로 사용되기 보다는 표시장치와 같은 다른 기기와 결합하여 사용되는 경우가 대부분이기 때문에 이들로부터 발생하는 고주파 노이즈를 제거하여 신호 대 잡음비를 개선할 필요성이 대두되었다.
In order to reduce the influence of noise mixed in the touch sensor in a touch sensing apparatus of a mutual capacitive type, a DC offset (DC) included in the sensed output voltage using a digital to analog converter (DAC) offset). In the mutual capacitance type touch sensing apparatus, noise includes high frequency noise, DC offset, and interference between touch driving lines and touch sensing lines. This noise lowers the signal-to-noise ratio (SNR) of the signal read from the sensing nodes, thereby lowering the sensitivity of the touch sensing device. In particular, since the high frequency noise is often used in combination with other devices such as a display device, rather than being used independently, a need has arisen for improving the signal-to-noise ratio by eliminating the high-frequency noise generated therefrom.
본 발명은 상술한 문제점을 해소시키기 위한 것으로, 터치 센싱라인들을 통해 수신되는 제 1 및 제 2 입력신호들의 신호 전송 경로를 복수의 샘플링 커패시터 및 복수의 샘플링 스위치를 이용하여 제 1 및 제 2 입력신호들에 포함된 고주파 노이즈 성분을 제거함으로써 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시켜 터치 감도를 높일 수 있는 터치 센싱장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a signal transmission apparatus and a method thereof, which are capable of transmitting signal transmission paths of first and second input signals received through touch sensing lines, Noise ratio (SNR) by removing high frequency noise components included in the touch sensing device.
본 발명의 터치 센싱 장치는 터치 구동라인들, 상기 터치 구동라인들과 교차하는 터치 센싱라인들을 포함하는 터치 센싱장치로서, 상기 터치 구동라인들 각각에 고전위 전압과 저전위 전압을 갖는 터치 구동펄스를 복수회 공급하는 터치 구동라인 구동회로; 및 상기 터치 구동펄스의 1 주기 내에서 상기 터치 센싱라인들을 통해 수신된 신호들을 복수회 분할하여 샘플링하는 터치 센싱라인 구동회로를 포함하고, 상기 터치 센싱라인 구동회로는, 상기 터치 센싱라인들로부터 수신되는 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 1/M(M은 2 이상의 자연수)로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 샘플링하여 저장하는 샘플러; 및 상기 샘플러에 의해 샘플링된 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 적분하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The touch sensing device of the present invention includes touch driving lines and touch sensing lines intersecting with the touch driving lines. The touch sensing device includes a touch driving pulse having a high potential and a low potential, A touch driving line driving circuit for supplying a plurality of times of driving signals; And a touch sensing line driving circuit for dividing and sampling signals received through the touch sensing lines within a period of the touch driving pulse a plurality of times, wherein the touch sensing line driving circuit receives the touch sensing lines from the touch sensing lines A sampler for sequentially sampling and storing the first and second signals in order during each divided period in which the high potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M (M is a natural number of 2 or more); And an integrator for sequentially integrating the first and second signals sampled by the sampler for each division period in which the low potential voltage interval of the touch driving pulse is evenly divided by 1 / M.
또한, 상기 샘플러는, 제 1 및 제 2 입력단자와 제 1 및 제 2 출력단자; 상기 제 1 입력단자와 상기 제 1 출력단자 사이에 병렬연결되는 복수의 제 1 샘플링 커패시터들; 상기 제 1 입력단자와 상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들 사이에 각각 연결되는 복수의 제 1 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 제 1 출력단자 사이에 각각 연결되는 복수의 제 2 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들과 상기 복수의 제 1 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 3 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 복수의 제 2 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 4 샘플링 스위치들; 상기 제 1 입력단자와 상기 복수의 제 1 샘플링 스위치들 사이의 노드와 접지 사이에 연결되는 제 5 샘플링 스위치를 포함한다. The sampler may further include first and second input terminals and first and second output terminals; A plurality of first sampling capacitors connected in parallel between the first input terminal and the first output terminal; A plurality of first sampling switches connected between the first input terminal and the first electrodes of the plurality of first sampling capacitors, respectively; A plurality of second sampling switches respectively connected between the second electrodes of the plurality of first sampling capacitors and the first output terminal; A plurality of third sampling switches respectively connected between the first electrodes of the plurality of first sampling capacitors and the node between the plurality of first sampling switches and the ground; A plurality of fourth sampling switches respectively connected between the second electrodes of the plurality of first sampling capacitors and a node between the plurality of second sampling switches and the ground; And a fifth sampling switch connected between the first input terminal and a node between the plurality of first sampling switches and ground.
또한, 상기 샘플러는, 상기 제 2 입력단자와 상기 제 2 출력단자 사이에 병렬연결되는 복수의 제 2 샘플링 커패시터들; 상기 제 2 입력단자와 상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들 사이에 각각 연결되는 복수의 제 6 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 제 2 출력단자 사이에 각각 연결되는 복수의 제 7 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들과 상기 복수의 제 6 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 8 샘플링 스위치들; 상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 복수의 제 7 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 9 샘플링 스위치들; 및 상기 제 2 입력단자와 상기 복수의 제 6 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 접지 사이에 연결되는 제 10 샘플링 스위치를 포함한다.The sampler may further include: a plurality of second sampling capacitors connected in parallel between the second input terminal and the second output terminal; A plurality of sixth sampling switches connected between the second input terminal and the first electrodes of the plurality of second sampling capacitors, respectively; A plurality of seventh sampling switches connected between the second electrodes of the plurality of second sampling capacitors and the second output terminal, respectively; A plurality of eighth sampling switches each connected between a node between the first electrodes of the plurality of second sampling capacitors and the plurality of sixth sampling switches, and a ground; A plurality of ninth sampling switches respectively connected between the second electrodes of the plurality of second sampling capacitors and the node between the seventh sampling switches and ground; And a tenth sampling switch connected between the node between the second input terminal and the plurality of sixth sampling switches and the ground.
또한, 상기 적분기는, 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 상기 제 1 샘플링 커패시터들에 저장된 샘플링 전압들을 차례로 누적하는 제 1 적분 커패시터; 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 상기 제 2 샘플링 커패시터들에 저장된 샘플링 전압들을 차례로 누적하는 제 2 적분 커패시터; 및 상기 적분 커패시터들과 연결된 차동 증폭기를 포함하고, 상기 제 1 적분 커패시터는 상기 차동 증폭기의 제 1 입력 단자와 제 1 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제 2 적분 커패시터는 상기 차동 증폭기의 제 2 입력 단자와 제 2 출력 단자 사이에 연결된다. The integrator may further include: a first integrating capacitor for sequentially accumulating the sampling voltages stored in the first sampling capacitors during each division period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M; A second integration capacitor for sequentially accumulating the sampling voltages stored in the second sampling capacitors during each division period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M; And a differential amplifier connected to the integrating capacitors, wherein the first integrating capacitor is connected between a first input terminal and a first output terminal of the differential amplifier, and the second integrating capacitor is connected to a second input of the differential amplifier Terminal and the second output terminal.
또한, 상기 제 1 샘플링 스위치들, 제 4 샘플링 스위치들, 제 6 샘플링 스위치들, 및 제 9 샘플링 스위치들은 상기 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 순차적으로 턴온되고, 상기 제 2 샘플링 스위치들, 제 3 샘플링 스위치들, 제 7 샘플링 스위치들, 및 제 8 샘플링 스위치들은 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 순차적으로 턴온된다.Also, the first sampling switches, the fourth sampling switches, the sixth sampling switches, and the ninth sampling switches are sequentially arranged for each division period in which the high potential voltage interval of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M And the second sampling switches, the third sampling switches, the seventh sampling switches, and the eighth sampling switches are turned on in each division period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M Lt; / RTI >
또한, 상기 제 5 샘플링 스위치와 상기 제 10 샘플링 스위치는, 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간 동안 턴온된다.
In addition, the fifth sampling switch and the tenth sampling switch are turned on during the low potential voltage period of the touch driving pulse.
본 발명은 터치 센싱라인들을 통해 수신되는 제 1 및 제 2 입력신호들의 신호 전송 경로를 복수의 샘플링 커패시터 및 복수의 샘플링 스위치를 이용하여 순차적으로 스위칭함으로써 제 1 및 제 2 입력신호들에 포함된 고주파 노이즈 성분을 제거할 수 있다. 따라서, 신호 대 잡음비(SNR)를 향상시켜 터치 감도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
The present invention relates to a method and an apparatus for sequentially switching a signal transmission path of first and second input signals received through touch sensing lines using a plurality of sampling capacitors and a plurality of sampling switches, The noise component can be removed. Therefore, the signal-to-noise ratio (SNR) can be improved and the touch sensitivity can be increased.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 보여 주는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치가 표시패널의 상부 기판에 부착된 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치가 표시패널의 상부 기판에 일체로 형성된 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치가 표시패널의 하부 기판에 형성되는 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치의 터치 센싱라인 구동회로의 일례를 보여 주는 회로도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치의 터치 센싱라인 구동회로의 다른 예를 보여 주는 회로도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치의 터치 센싱라인 구동회로를 구체적으로 도시한 회로도,
도 8a는 도 7에 도시된 터치 센싱라인 구동회로의 샘플링 동작을 설명하기 위한 회로도,
도 8b는 도 7에 도시된 터치 센싱라인 구동회로의 적분 동작을 설명하기 위한 회로도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치의 터치 구동라인들에 공급되는 구동펄스의 일례를 보여 주는 파형도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치의 터치 구동라인들에 공급되는 구동펄스와 샘플러에 공급되는 제어 신호들을 도시한 파형도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치에 의해 고주파 노이즈가 감축되는 것을 설명하기 위한 파형도이다. 1 is a block diagram showing a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing an example in which a touch sensing device according to an embodiment of the present invention is attached to an upper substrate of a display panel,
3 is a schematic view illustrating an example in which a touch sensing device according to an embodiment of the present invention is integrally formed on an upper substrate of a display panel,
4 is a schematic view illustrating an example in which a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention is formed on a lower substrate of a display panel,
5 is a circuit diagram showing an example of a touch sensing line driving circuit of a touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing another example of the touch sensing line driving circuit of the touch sensing device according to the embodiment of the present invention,
7 is a circuit diagram specifically showing a touch sensing line driving circuit of the touch sensing device according to the embodiment of the present invention,
8A is a circuit diagram for explaining the sampling operation of the touch sensing line driving circuit shown in FIG. 7,
8B is a circuit diagram for explaining an integrating operation of the touch sensing line driving circuit shown in FIG. 7,
9 is a waveform diagram showing an example of driving pulses supplied to the touch driving lines of the touch sensing apparatus according to the embodiment of the present invention,
10 is a waveform diagram showing control pulses supplied to the sampler and drive pulses supplied to the touch driving lines of the touch sensing apparatus according to the embodiment of the present invention,
11 is a waveform diagram for explaining reduction of high frequency noise by the touch sensing apparatus according to the 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. 또한, 본 명세서에서 사용되는 터치 구동라인과 터치 센싱라인에서 용어 "라인(line)"은 단순히 일직선을 의미하는 것은 아니며, 바 형(bar type), 삼각형, 다이아몬드형, 벌집형, 다각형, 원형, 타원형, 또는 이들의 조합된 형상 등 특정한 형상을 갖는 복수의 전극들이 서로 연결되어 일렬로 형성되는 것을 의미한다.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. The term "line" in the touch driving line and the touch sensing line used in the present specification does not simply mean a straight line, but may be a bar type, a triangle, a diamond, a honeycomb, A plurality of electrodes having a specific shape such as an ellipse, an ellipse, or a combined shape thereof are connected to each other and formed in a line.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(12, 14, 20), 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20), 터치 센싱장치(TSP), 터치 센싱장치 구동회로(32, 34, 36), 터치 좌표 계산부(30) 등을 포함한다. 1 to 4, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a display panel DIS,
본 발명의 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시장치(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치를 포함한다. 이하에서는 표시장치의 일례로서 액정 표시장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치가 액정 표시장치에 한정되는 것을 의미하는 것은 아니라는 점에 주의하여야 한다.The display device of the present invention can be applied to a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting display , OLED), and electrophoresis (EPD). Hereinafter, the liquid crystal display device will be described as an example of the display device, but it should be noted that the display device of the present invention is not limited to the liquid crystal display device.
표시패널(DIS)은 두 장의 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 박막 트랜지스터들(Thin Film Transistor, TFT), 액정셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 다수의 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 포함한다.The display panel (DIS) has a liquid crystal layer formed between two substrates. A plurality of gate lines G1 to Gn, n being a natural number) intersecting the data lines D1 to Dm and m are natural numbers and the data lines D1 to Dm are formed on the lower substrate of the display panel DIS, A plurality of thin film transistors (TFTs) formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a plurality of pixel electrodes A storage capacitor connected to the pixel electrode to maintain the voltage of the liquid crystal cell, and the like.
표시패널(DIS)의 픽셀들(PIX)은 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 PIX 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. The liquid crystal cells of each of the pixels are driven by an electric field applied in accordance with a voltage difference between a data voltage applied to the pixel electrode and a common voltage applied to the common electrode to control the amount of incident light. The 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 기판(GLS1)은 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판(GLS2)은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. The upper substrate GLS1 of the display panel DIS may include a black matrix, a color filter, and the like. The lower substrate GLS2 of the display panel DIS may be implemented as 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 기판(GLS1)과 하부 기판(GLS2) 각각에는 편광판(POL1, POL2)이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판(GLS1)과 하부 기판(GLS2) 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다. Polarizing plates POL1 and POL2 are attached to the upper substrate GLS1 and the lower substrate GLS2 of the display panel DIS and an alignment film for setting the pretilt angle of the liquid crystal on the inner surface in contact with the liquid crystal is formed. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell is formed between the upper substrate GLS1 and the lower substrate GLS2 of the display panel DIS.
표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 광원이 측면에 배치되는 에지형(edge type) 또는 광원이 배면에 배치되는 직하형(Direct type)으로 분류되며, 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 below the rear surface of the display panel DIS. The backlight unit is classified into an edge type in which a light source is disposed on a side surface or a direct type in which a light source is disposed on a back surface, and the display panel DIS is irradiated with light. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode.
디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)를 포함하며, 입력 영상의 비디오 데이터전압을 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 디스플레이 타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 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 데이터 라인이 선택되도록 한다.The display driving circuit includes a
디스플레이 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 스캔 타이밍 제어신호와 데이터 타이밍 제어신호를 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
터치 센싱장치(TSP)는 도 2와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 3과 같이 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 센싱장치(TSP)는 도 4와 같이 터치 센싱소자들(TSN)이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부기판(GLS2)에 형성될 수 있다.The touch sensing device TSP may be bonded on the upper polarizer POL1 of the display panel DIS as shown in FIG. 2 or may be formed between the upper polarizer POL1 and the upper substrate GLS1 as shown in FIG. The touch sensing device TSP may be formed on the lower substrate GLS2 as an in-cell type together with the pixel array in the display panel DIS as shown in FIG. 4 .
터치 센싱장치(TSP)는 터치 구동라인들(T1~Tj, j는 n 보다 작은 양의 정수), 터치 구동라인들(T1~Tj)과 교차하는 터치 센싱라인들(R1~Ri, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 터치 구동라인들(T1~Tj)과 터치 센싱라인들(R1~Ri)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 센싱노드들을 포함한다. 이하에서는 이러한 센싱노드들을 터치 센서라 하며, 터치 센서들(TSN) 각각은 터치 구동라인들(T1~Tj)과 터치 센싱라인들(R1~Ri)에 의해 상호 정전용량이 형성된다.The touch sensing device TSP includes touch sensing lines R1 to Ri and i to m intersecting the touch driving lines T1 to Tj and j being positive integers smaller than n and the touch driving lines T1 to Tj, And i x j sensing nodes formed at the intersections of the touch driving lines T1 to Tj and the touch sensing lines R1 to Ri. Hereinafter, such sensing nodes are referred to as touch sensors, and each touch sensor TSN is formed with mutual capacitance by the touch driving lines T1 to Tj and the touch sensing lines R1 to Ri.
터치 센싱장치 구동회로(32, 34, 36)는 터치 구동라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 인가하고 그 터치 구동펄스의 1 주기 내에서 터치 센싱라인을 통해 출력되는 출력전압의 샘플링과 적분을 순차적으로 수행한다. 이를 위해 터치 센싱장치 구동회로는 터치 구동라인 구동회로(32), 터치 센싱라인 구동회로(34), 및 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)를 포함한다. 터치 구동라인 구동회로(32), 터치 센싱라인 구동회로(34) 및 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다. 터치 좌표 계산부(30)도 ROIC 내에 집적될 수 있다. The touch sensing
터치 구동라인들(T1~Tj)은 터치 구동라인 구동회로(32)의 터치 구동 채널들에 연결된다. 터치 구동라인 구동회로(32)는 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 터치 구동 셋업신호(Tset)에 응답하여 터치 구동펄스를 출력할 터치 구동 채널을 선택하고, 선택된 터치 구동 채널과 연결된 터치 구동라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스를 인가한다. 터치 구동라인들(T1~Tj)은 터치 구동펄스의 고전위 구간 동안 충전되어 터치 센서들(TSN)에 전하를 공급하고, 터치 구동펄스의 저전위 구간에 방전된다. 터치 구동펄스는 도 7에 도시된 바와 같이 터치 센싱 채널을 통해 터치 센서 출력 전압이 적분기에서 누적될 수 있도록 터치 구동라인들(T1~Tj) 각각에 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 연속 공급된다.The touch driving lines T1 to Tj are connected to the touch driving channels of the touch driving
터치 센싱라인들(R1~Ri)은 터치 센싱라인 구동회로(34)의 터치 센싱 채널들에 연결된다. 터치 센싱라인 구동회로(34)는 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력된 터치 센싱 셋업신호(Rset)에 응답하여 터치 센서(TSN)의 출력 전압을 수신할 터치 센싱 채널을 선택한다. 터치 센싱라인 구동회로(34)는 터치 센싱 채널들을 통해 수신된 신호들을 터치 구동펄스의 1 주기 마다 샘플링하여 적분기(Integrator)에 누적한다.The touch sensing lines R1 to Ri are connected to the touch sensing channels of the touch sensing
터치 센싱라인 구동회로(34)는 적분기의 출력단에 연결된 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter, 이하 "ADC"라 함)를 이용하여 적분기에 누적된 전압을 소정 시간 주기로 디지털 데이터(Tdata)로 변환한다. 터치 센싱라인 구동회로(34)는 디지털 데이터(Tdata)를 터치 원시 데이터(touch raw data)로서 터치 좌표 계산부(30)에 공급한다.The touch sensing
터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)는 터치 구동라인 구동회로(32)에서 터치 구동펄스가 출력될 터치 구동 채널을 설정하기 위한 터치 구동 셋업신호(Tset)와, 터치 센싱라인 구동회로(34)에서 터치 센서 전압을 수신할 터치 센싱 채널을 설정하기 위한 터치 센싱 셋업신호(Rset)를 발생한다. 또한, 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)는 터치 구동라인 구동회로(32)와 터치 센싱라인 구동회로(34)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. The touch
터치 좌표 계산부(30)는 터치 센싱라인 구동회로(34)로부터 수신된 디지털 데이터(Tdata)를 미리 설정된 문턱치와 비교하여 그 문턱치 이상의 데이터를 실제 터치 입력 위치의 터치 센서들로부터 얻어진 터치 데이터로 판단한다. 터치 좌표 계산부(30)는 터치 입력들 각각에 대하여 식별코드(ID)를 부여하고, 미리 설정된 터치 인식 알고리즘으로 터치 데이터를 분석하여 터치 입력들 각각의 좌표를 계산한다. 터치 좌표 계산부(30)는 터치 입력들 각각의 좌표를 포함한 터치 맵 데이터(Txy)를 호스트 시스템으로 전송된다. 터치 좌표 계산부(30)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다. The touch coordinate
호스트 시스템은 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on Chip)을 포함하여 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 좌표 계산부(30)로부터 입력되는 터치 입력들 각각의 좌표값과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The host system may be implemented by any one of 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, and a phone system. The host system includes a system on chip (SoC) with a built-in scaler, and converts the image data into a format suitable for display on a display panel (DIS). In addition, the host system executes an application program associated with coordinate values of each of the touch inputs input from the touch coordinate
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치의 터치 센싱전극라인 구동회로의 일례를 보여 주는 회로도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱장치의 터치 센싱전극라인 구동회로의 다른 예를 보여 주는 회로도이다. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a touch sensing electrode line driving circuit of the touch sensing device according to the embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the touch sensing electrode line driving circuit of the touch sensing device according to the embodiment of the present invention, It is a circuit diagram showing an example.
도 5 및 도 6을 참조하면, 터치 센싱라인 구동회로(34)는 샘플러(sampler)(64), 적분기(66), 및 아날로그 디지털 컨버터(Analog-Digital Converter, ADC)(68) 를 포함한다. 5 and 6, the touch sensing
샘플러(64)는 터치 센싱라인들(R1~Ri)과 적분기(66) 사이에 접속되며, 터치 구동라인들(T1~Tj)에 터치 구동펄스의 고전위 전압이 인가될 때 터치 센싱라인들(R1~Ri)을 통해 수신된 입력 신호들을 샘플링하고, 터치 구동라인들(T1~Tj)의 전압이 저전위일 때 샘플링된 입력신호를 적분기(66)에 공급한다. 적분기(66)는 샘플러(64)와 ADC(68) 사이에 접속되며, 샘플러(64)를 통해 수신되는 신호를 터치 구동펄스의 저전위 구간 동안 적분한다. ADC(68)는 적분기(66)의 출력단에 접속되어 적분기(66)로부터의 출력 전압을 디지털 데이터(Tdata)로 변환하여 터치 좌표 계산부(30)로 전송한다. The
터치 센싱라인들(R1~Ri)과 샘플러(64) 사이에는 도 6에 도시된 바와 같이 전치 증폭기인 차동 증폭기(62)가 설치될 수 있다. 차동 증폭기(62)는 이웃한 터치 센싱라인들을 통해 입력되는 신호들의 차를 증폭하여 그 차 전압을 출력한다. 이러한 차동 증폭기(62)는 이웃한 터치 센싱라인들(R1~Ri)을 통해 입력되는 신호들의 차를 증폭함으로써 터치 센싱장치(TSP)의 기생용량으로 인하여 유입되는 노이즈 성분을 줄여 신호 대 잡음비(SNR)를 개선할 수 있다. 차동 증폭기(62)는 정극성 출력 단자와 부극성 출력 단자를 통해 터치 구동라인 방향을 따라 이웃하는 터치 센서들로부터 얻어진 전압들의 차를 증폭하여 상보적인(complementary) 정극성 신호와 부극성 신호 전압을 출력하는 완전 차동 증폭기(fully-defferential amplifier)로 구현될 수 있다. A
도 7은 터치 센싱라인 구동회로(34)의 샘플러(64) 및 적분기(66)의 내부 구성을 구체적으로 도시한 회로도이다. 도 7에서 샘플러(64), 적분기(66), 및 ADC(68)는 각각 하나인 것으로 도시되어 있지만, 이는 터치 센싱라인들의 수에 따라 달라지며, 예를 들어, 도 5의 실시예의 경우 각각 i/2개, 도 6의 실시예의 경우는 각각 (i-1)/2개로 구성될 수 있다. 7 is a circuit diagram specifically showing an internal configuration of the
도 7을 참조하면, 샘플러(64)는 제 1 및 제 2 입력단자들과 제 1 및 제 2 출력단자들을 포함한다. 또한, 샘플러(64)는 제 1 입력단자와 제 1 출력단자 사이의 신호 전송경로를 스위칭하기 위한 제 1 샘플링 스위치들(Sa, S11, S12, S13, S14, S21, S22, S23, S24, S31, S32, S33, S34, S41, S42, S43, S44)과, 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)를 포함하고, 제 2 입력단자와 제 2 출력단자 사이의 신호 전송경로를 스위칭하기 위한 제 2 샘플링 스위치들(Sb, S51, S52, S53, S54, S61, S62, S63, S64, S71, S72, S73, S74, S81, S82, S83, S84)과, 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the
제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)은 제 1 입력단자와 제 1 출력단자 사이에 병렬로 접속된다. 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)과 제 1 입력단자 사이에는 각각 제 1-1 샘플링 스위치들(S11, S12, S13, S14)이 연결되고, 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)과 제 1 출력단자 사이에는 각각 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)이 연결된다. 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)은 제 1 입력신호(Vin1)를 샘플링하여 저장한 후, 후술하는 적분기(66)의 차동 증폭기(65)의 제 1 입력단자(-)에 공급한다. The first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13, and Cs14 are connected in parallel between the first input terminal and the first output terminal. The first 1-1 sampling switches S11, S12, S13 and S14 are connected between the first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13 and Cs14 and the first input terminals, respectively. The first sampling capacitors Cs11, And the 1-2 sampling switches S41, S42, S43, and S44 are connected between the first output terminal and the second output terminal. The first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13 and Cs14 sample and store the first input signal Vin1 and then store the first input signal Vin1 in the first input terminal (-) of the
이와 같은 구성에 따라, 제 1 입력단자와 제 1-1 샘플링 스위치들(S11, S12, S13, S14)의 일단부들 사이에는 제 1-1 노드(n11)가 형성되고, 제 1-1 샘플링 스위치들(S11, S12, S13, S14)의 타단부들과 제 1 샘플링 커패시터들(S11, S12, S13, S14)의 제 1 전극들 사이에는 제 1-2 노드들(n21, n22, n23, n24)이 형성되고, 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)의 제 2 전극들과 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)의 일단부들 사이에는 제 1-3 노드들(n31, n32, n33,n34)이 형성되며, 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)의 타단부들과 제 1 출력단자 사이에는 제 1-4 노드(n41)이 형성된다. According to this configuration, a 1-1 node n11 is formed between one ends of the first input terminal and the 1-1 sampling switches S11, S12, S13, and S14, N22, n23, n24 between the other electrodes of the first sampling capacitors S11, S12, S13, and S14 and the first electrodes of the first sampling capacitors S11, S12, S13, And between the second electrodes of the first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13 and Cs14 and one ends of the first-second sampling switches S41, S42, S43 and S44, The ninth node n41 is formed between the other ends of the first-second sampling switches S41, S42, S43, and S44 and the first output terminal, .
또한, 제 1-1 노드(n11)와 그라운드(ground) 사이에는 제 1-3 샘플링 스위치(Sa)가 연결되고, 제 1-2 노드들(n21, n22, n23, n24)과 그라운드 사이에는 제 1-4 샘플링 스위치들(S21, S22, S23, S24)가 연결되고, 제 1-3 노드들(n31, n32, n33, n34)과 그라운드 사이에는 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)이 연결된다. A 1-3 sampling switch Sa is connected between the 1-1 node n11 and ground and a 1 st sampling switch Sa is connected between the 1-2nd node n21, n22, n23, and n24 and ground. The sampling switches S21, S22, S23 and S24 are connected and the 1-2 sampling switches S41, S42, and S42 are connected between the first and third nodes n31, n32, n33, S43, and S44 are connected.
샘플러(64)는 또한 제 2 입력단자와 제 2 출력단자 사이의 신호 전송경로를 스위칭하기 위한 제 2 샘플링 스위치들(Sb, S51, S52, S53, S54, S61, S62, S63, S64, S71, S72, S73, S74, S81, S82, S83, S84)과, 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)를 포함하고, 제 2 입력단자와 제 2 출력단자 사이의 신호 전송경로를 스위칭하기 위한 제 2 샘플링 스위치들(Sb, S51, S52, S53, S54, S61, S62, S63, S64, S71, S72, S73, S74, S81, S82, S83, S84)과, 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)를 포함한다. The
제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)은 제 2 입력단자에 접속된 제 2-1 노드(51)와 제 2 출력단자 사이에 병렬로 접속된다. 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)과 제 2-1 노드(n51) 사이에는 각각 제 2-1 샘플링 스위치들(S51, S52, S53, S54)이 연결되고, 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)과 제 2 출력단자 사이에는 각각 제 2-2 샘플링 스위치들(S81, S82, S83, S84)이 연결된다. 제 2 샘플링 커패시터들(Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)은 제 2 입력신호(Vin2)를 샘플링하여 저장한 후, 후술하는 적분기(66)의 차동 증폭기(65)의 제 2 입력단자(+)에 공급한다. The second sampling capacitors Cs21, Cs22, Cs23, and Cs24 are connected in parallel between the second-1
이와 같은 구성에 따라, 제 1 입력단자와 제 1-1 샘플링 스위치들(S11, S12, S13, S14)의 일단부들 사이에는 제 1-1 노드(n11)가 형성되고, 제 1-1 샘플링 스위치들(S11, S12, S13, S14)의 타단부들과 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)의 제 1 전극들 사이에는 제 1-2 노드들(n21, n22, n23, n24)이 형성되고, 제 1 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14)의 제 2 전극들과 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)의 일단부들 사이에는 제 1-3 노드들(n31, n32, n33,n34)이 형성되며, 제 1-2 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)의 타단부들과 제 2 출력단자 사이에는 제 1-4 노드(n41)이 형성된다. According to this configuration, a 1-1 node n11 is formed between one ends of the first input terminal and the 1-1 sampling switches S11, S12, S13, and S14, N22, n23, and n24 between the first electrodes of the first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13, and Cs14 and the other ends of the first sampling capacitors S11, S12, S13, and S14, And between the second electrodes of the first sampling capacitors Cs11, Cs12, Cs13 and Cs14 and one ends of the first-second sampling switches S41, S42, S43 and S44, N41 and n34 are formed between the other ends of the first-second sampling switches S41, S42, S43, and S44 and the second output terminal, .
또한, 제 1-1 노드(n11)와 그라운드(ground) 사이에는 제 1-3 샘플링 스위치(Sa)가 연결되고, 제 1-2 노드들(n21, n22, n23, n24)과 그라운드 사이에는 제 1-4 샘플링 스위치들(S21, S22, S23, S24)가 연결되고, 제 1-3 노드들(n31, n32, n33, n34)과 그라운드 사이에는 제 1-5 샘플링 스위치들(S41, S42, S43, S44)이 연결된다. A 1-3 sampling switch Sa is connected between the 1-1 node n11 and ground and a 1 st sampling switch Sa is connected between the 1-2nd node n21, n22, n23, and n24 and ground. 1-4 sampling switches S21, S22, S23 and S24 are connected, and between the first and third nodes n31, n32, n33 and n34 and ground, the first to fifth sampling switches S41, S42, S43, and S44 are connected.
샘플러(64)의 제 1 및 제 2 입력단자들에는 도 5에 도시된 바와 같이 터치 센싱라인들(R1, R2)을 통해 제 1 및 제 2 입력신호들(Vin1, Vin2)이 입력되거나, 도 6에 도시된 바와 같이, 차동 증폭기(62)에 의해 증폭된 제 1 및 제 2 입력신호들(Vin1, Vin2)이 입력된다. The first and second input signals Vin1 and Vin2 are inputted to the first and second input terminals of the
도 9는 터치 구동라인들(T1~Tj)에 공급되는 터치 구동펄스의 일례를 보여 주는 파형도로서, 각각의 터치 구동라인에 순차적으로 3개의 구동 펄스가 연속으로 공급되는 예를 보여주고 있다. 도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치의 터치 구동라인들에 공급되는 구동펄스와 샘플러에 공급되는 제어 신호들을 도시한 파형도이다. FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a touch driving pulse supplied to the touch driving lines T1 to Tj, and shows an example in which three driving pulses are sequentially supplied to each touch driving line sequentially. 10 is a waveform diagram showing driving pulses supplied to the touch driving lines of the touch sensing apparatus and control signals supplied to the sampler according to the embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 샘플러(64)는 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)로부터 입력되는 샘플링 제어신호(Csam)에 응답하여 제 1 및 제 2 입력신호들(Vin1, Vin2)의 신호 전송경로를 스위칭한다. 샘플링 제어신호(Csam)는 도 10에 도시된 바와 같이, 터치 구동라인(T1~Tj)에 공급되는 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압 구간의 첫 번째 1/4구간과 저전위 전압 구간의 첫 번째 1/4구간에서 고전위 전압을 갖는 제 1 샘플링 제어신호(Csam1)와, 터치 구동라인(T1~Tj)에 공급되는 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압 구간의 두 번째 1/4구간과 저전위 전압 구간의 두 번째 1/4구간에서 고전위 전압을 갖는 제 2 샘플링 제어신호(Csam2)와, 터치 구동라인(T1~Tj)에 공급되는 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압 구간의 세 번째 1/4구간과 저전위 전압 구간의 세 번째 1/4구간에서 고전위 전압을 갖는 제 3 샘플링 제어신호(Csam3)와, 터치 구동라인(T1~Tj)에 공급되는 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압 구간의 네 번째 1/4구간과 저전위 전압 구간의 네 번째 1/4구간에서 고전위 전압을 갖는 제 4 샘플링 제어신호(Csam4), 및 터치 구동펄스(T)의 저전위 전압 구간전체에서 고전위 전압을 갖는 제 5 샘플링 제어신호(Csam5)를 포함한다. 이 샘플링 제어신호의 수는 샘플링 커패시터의 수에 대응하여 결정된다. 5 and 6, the
도 7 및 도 10을 참조하면, 제 1 샘플링 제어신호(Csam1)는 샘플러(64)의 샘플링 스위치들(S11, S21, S31, S41, S51, S61, S71, S81)에 공급되고, 제 2 샘플링 제어신호(Csam2)는 샘플러(64)의 샘플링 스위치들(S12, S22, S32, S42, S52, S62, S72, S82)에 공급되며, 제 3 샘플링 제어신호(Csam3)는 샘플러(64)의 샘플링 스위치들(S13, S23, S33, S43, S53, S63, S73, S83)에 공급되고, 제 4 샘플링 제어신호(Csam4)는 샘플러(64)의 샘플링 스위치들(S14, S24, S34, S44, S54, S64, S74, S84)에 공급되며, 제 5 샘플링 제어신호(Csam5)는 샘플러(64)의 샘플링 스위치들(Sa, Sb)에 공급된다. 7 and 10, the first sampling control signal Csam1 is supplied to the sampling switches S11, S21, S31, S41, S51, S61, S71 and S81 of the
도 7을 참조하면, 적분기(66)는 샘플러(64)의 제 1 및 제 2 출력단자들과 ADC(68) 사이에 접속된 차동 증폭기(65)를 포함한다. 차동 증폭기(65)는 제 1 및 제 2 입력 단자들과, 제 1 및 제 2 출력단자들을 갖는 완전 차동 증폭기로 구현될 수 있다. 차동 증폭기(65)의 제 1 입력 단자(-)와 제 1 출력단자(+) 사이에는 제 1 적분 커패시터(Cint1)와 제 1 리셋 샘플링 스위치(Srst1)가 병렬로 접속되고, 차동 증폭기(65)의 제 2 입력 단자(+)와 제 2 출력단자(-) 사이에는 제 2 적분 커패시터(Cint2)와 제 2 리셋 샘플링 스위치(Srst2)가 병렬로 접속된다. 제 1 및 제 2 적분 커패시터들(Cint1, Cint2)은 샘플러(64)에 의해 샘플링된 전압을 누적시킨다. 제 1 및 제 2 리셋 샘플링 스위치들(Srst1, Srst2)은 터치 센싱 타이밍 콘트롤러(36)로부터 공급되는 리셋 펄스에 응답하여 제 1 및 제 2 적분 커패시터들 각각의 양단을 접속시켜 그 커패시터들을 리셋시킨다. 7, the
다음으로, 도 8a, 도 8b 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱라인 구동회로의 샘플링 및 적분동작에 대해 설명하기로 한다. Next, sampling and integration operations of the touch sensing line driver circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A, 8B, and 10. FIG.
우선, 도 8a 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱라인 구동회로의 샘플링 동작에 대해 설명하기로 한다. First, the sampling operation of the touch sensing line driving circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8A and 10.
도 8a 및 도 10을 참조하면, 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압구간 중 첫 번째 고전위 전압 구간 동안 제 1 샘플링 제어신호(Csam1)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S11) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S31)가 턴온되어 제 1-1 샘플링 커패시터(Cs11)는 제 1 입력신호(Vin1)의 전압을 샘플링하여 저장하고, 제 2-1 샘플링 스위치(S51) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S71)가 턴온되어 제 2-1 샘플링 커패시터(Cs21)는 제 2 입력신호(Vin2)의 전압을 샘플링하여 저장한다. Referring to FIGS. 8A and 10, when the first sampling control signal Csam1 is supplied during the first high-potential voltage period of the high-potential voltage section of the touch driving pulse T, The first -5 sampling switch S31 is turned on so that the 1-1 sampling capacitor Cs11 samples and stores the voltage of the first input signal Vin1 and the 2-1 sampling switch S51 and the 2- 5 sampling switch S71 is turned on so that the 2-1 sampling capacitor Cs21 samples and stores the voltage of the second input signal Vin2.
이어서, 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압구간 중 두 번째 고전위 전압 구간 동안 제 2 샘플링 제어신호(Csam2)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S12) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S32)가 턴온되어 제 1-2 샘플링 커패시터(Cs12)는 제 1 입력신호(Vin1)의 전압을 샘플링하여 저장하고, 제 2-1 샘플링 스위치(S52) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S72)가 턴온되어 제 2-2 샘플링 커패시터(Cs22)는 제 2 입력신호(Vin2)의 전압을 샘플링하여 저장한다. When the second sampling control signal Csam2 is supplied during the second high potential voltage interval of the high potential voltage interval of the touch driving pulse T, the 1-1 sampling switch S12 and the 1-5 sampling switch S32 are turned on so that the 1-2 sampling capacitor Cs12 samples and stores the voltage of the first input signal Vin1 and the 2-1 sampling switch S52 and the 2-5 sampling switch S72 And the second -2 sampling capacitor Cs22 is turned on to sample and store the voltage of the second input signal Vin2.
또, 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압구간 중 세 번째 고전위 전압 구간 동안 제 3 샘플링 제어신호(Csam3)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S13) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S33)가 턴온되어 제 1-3 샘플링 커패시터(Cs13)는 제 1 입력신호(Vin1)의 전압을 샘플링하여 저장하고, 제 2-1 샘플링 스위치(S53) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S73)가 턴온되어 제 2-3 샘플링 커패시터(Cs23)는 제 2 입력신호(Vin2)의 전압을 샘플링하여 저장한다. When the third sampling control signal Csam3 is supplied during the third high-potential voltage period of the high-potential voltage section of the touch-driving pulse T, the 1-1 sampling switch S13 and the 1-5 sampling switch S33 are turned on so that the 1-3 sampling capacitor Cs13 samples and stores the voltage of the first input signal Vin1 and the 2-1 sampling switch S53 and the 2-5 sampling switch S73 The second sampling capacitor Cs23 samples and stores the voltage of the second input signal Vin2.
이어서, 터치 구동펄스(T)의 고전위 전압구간 중 네 번째 고전위 전압 구간 동안 제 4 샘플링 제어신호(Csam4)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S14) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S34)가 턴온되어 제 1-2 샘플링 커패시터(Cs14)는 제 1 입력신호(Vin1)의 전압을 샘플링하여 저장하고, 제 2-1 샘플링 스위치(S54) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S74)가 턴온되어 제 2-4 샘플링 커패시터(Cs24)는 제 2 입력신호(Vin2)의 전압을 샘플링하여 저장한다. When the fourth sampling control signal Csam4 is supplied during the fourth high-potential voltage period of the high-potential voltage section of the touch driving pulse T, the 1-1 sampling switch S14 and the 1-5 sampling switch S34 are turned on so that the 1-2 sampling capacitor Cs14 samples and stores the voltage of the first input signal Vin1 and the 2-1 sampling switch S54 and the 2-5 sampling switch S74 And the second-fourth sampling capacitor Cs24 is turned on to sample and store the voltage of the second input signal Vin2.
제 1-1 내지 제 1-4 샘플링 커패시터들(CS1~CS4) 각각에 충전된 정전용량을 C/4라고 하면, 제 1-1 내지 제 1-4 샘플링 커패시터들(CS1~CS4)이 제 1 입력단과 제 1 출력단 사이에 병렬연결되어 있으므로 전체 정전용량은 C로 된다. 마찬가지로 제 1-1 내지 제 1-4 샘플링 커패시터들(CS1~CS4) 각각에 충전된 정전용량을 C/4라고 하면, 제 1-1 내지 제 1-4 샘플링 커패시터들(CS1~CS4)이 제 2 입력단과 제 2 출력단 사이에 병렬연결되어 있으므로 전체 정전용량은 C로 된다.If the electrostatic capacitance charged in each of the first to fourth sampling capacitors CS1 to CS4 is C / 4, the 1-1 to 1-4 sampling capacitors CS1 to CS4 are divided into the first And the total capacitance is C because it is connected in parallel between the input terminal and the first output terminal. Similarly, assuming that the capacitance charged in each of the 1-1 to 1-4 sampling capacitors (CS1 to CS4) is C / 4, the 1-1 to 1-4 sampling capacitors (CS1 to CS4) 2 is connected in parallel between the input terminal and the second output terminal, the total capacitance is C.
다음으로, 도 8b 및 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱라인 구동회로의 적분 동작에 대해 설명하기로 한다. Next, the integrating operation of the touch sensing line driving circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8B and FIG.
도 8b 및 도 10을 참조하면, 터치 구동펄스(T)의 저전위 전압구간 동안 제 5 샘플링 제어신호(Csam5)가 공급되면, 제 1-3 샘플링 스위치들(Sa, Sb)이 턴온되어 샘플러(64)의 제 1 및 제 2 입력단자는 그라운드에 접속된다. 8B and 10, when the fifth sampling control signal Csam5 is supplied during the low potential voltage period of the touch driving pulse T, the first to third sampling switches Sa and Sb are turned on and the
터치 구동펄스(T)의 저전위 전압구간 중 첫 번째 저전위 전압 구간 동안 제 1 샘플링 제어신호(Csam1)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S11) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S31)는 턴오프되고 제 1-4 샘플링 스위치(S21) 및 제 1-2 샘플링 스위치(S41)는 턴온되므로, 제 1-1 샘플링 커패시터(Cs11)에 저장된 제 1-1 전압은 차동 증폭기(65)의 제 1 입력단자(-)에 입력되고, 제 2-1 샘플링 스위치(S51) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S71)는 턴오프되고 제 2-4 샘플링 스위치(S61) 및 제 2-2 샘플링 스위치(S81)는 턴온되므로, 제 2-1 샘플링 커패시터(Cs21)에 저장된 제 2-1 전압은 차동 증폭기(65)의 제 2 입력단자(+)에 입력된다. When the first sampling control signal Csam1 is supplied during the first low potential voltage interval of the low potential voltage section of the touch driving pulse T, the 1-1 sampling switch S11 and the 1-5 sampling switch S31 are turned on, The 1-1 sampling switch S21 and the 1-2 sampling switch S41 are turned on so that the 1-1 voltage stored in the 1-1 sampling capacitor Cs11 is applied to the
이어서, 터치 구동펄스(T)의 저전위 전압구간 중 두 번째 저전위 전압 구간 동안 제 2 샘플링 제어신호(Csam2)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S12) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S32)는 턴오프되고 제 1-4 샘플링 스위치(S22) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S42)가 턴온되므로, 제 1-2 샘플링 커패시터(Cs12)에 저장된 제 1-2 전압은 차동 증폭기(65)의 제 1 입력단자(-)에 입력되고, 제 2-1 샘플링 스위치(S52) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S72)는 턴오프되고 제 2-4 샘플링 스위치(S62) 및 제 2-2 샘플링 스위치(S82)는 턴온되므로, 제 2-2 샘플링 커패시터(Cs22)에 저장된 제 2-2 전압은 차동 증폭기(65)의 제 2 입력단자(+)에 입력된다. When the second sampling control signal Csam2 is supplied during the second low potential voltage interval of the low potential voltage interval of the touch driving pulse T, the 1-1 sampling switch S12 and the 1-5 sampling switch S32 are turned off and the 1-4 sampling switch S22 and the 1-5 sampling switch S42 are turned on so that the 1-2 voltage stored in the 1-2 sampling capacitor Cs12 is applied to the
또, 터치 구동펄스(T)의 저전위 전압구간 중 세 번째 저전위 전압 구간 동안 제 1 샘플링 제어신호(Csam3)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S13) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S33)는 턴오프되고 제 1-4 샘플링 스위치(S23) 및 제 1-2 샘플링 스위치(S43)가 턴온되어 제 1-3 샘플링 커패시터(Cs13)에 저장된 제 1-3 전압은 차동 증폭기(65)의 제 1 입력단자(-)에 입력되고, 제 2-1 샘플링 스위치(S53) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S73)는 턴오프되고 제 2-4 샘플링 스위치(S63) 및 제 2-2 샘플링 스위치(S83)가 턴온되어 제 2-3 샘플링 커패시터(Cs23)에 저장된 제 2-3 전압차동 증폭기(65)의 제 2 입력단자(+)에 입력된다. When the first sampling control signal Csam3 is supplied during the third low potential voltage interval of the low potential voltage interval of the touch driving pulse T, the first-1-1 sampling switch S13 and the 1-5 sampling switch S33 are turned off and the 1-4 sampling switch S23 and the 1-2 sampling switch S43 are turned on so that the 1-3 voltage stored in the 1-3 sampling capacitor Cs13 is output to the
이어서, 터치 구동펄스(T)의 저전위 전압구간 중 네 번째 저전위 전압 구간 동안 제 4 샘플링 제어신호(Csam4)가 공급되면, 제 1-1 샘플링 스위치(S14) 및 제 1-5 샘플링 스위치(S34)는 턴오프되고제 1-4 샘플링 스위치(S24) 및 제 1-2 샘플링 스위치(S44)가 턴온되어 제 1-4 샘플링 커패시터(Cs14)에 저장된 제 1-4 전압은 차동 증폭기(65)의 제 1 입력단자(-)에 입력되고, 제 2-1 샘플링 스위치(S54) 및 제 2-5 샘플링 스위치(S74)는 턴오프되고 제 2-4 샘플링 스위치(S64) 및 제 2-2 샘플링 스위치(S84)가 턴온되어 제 2-4 샘플링 커패시터(Cs24)에 저장된 제 2-3 전압은 차동 증폭기(65)의 제 2 입력단자(+)에 입력된다.When the fourth sampling control signal Csam4 is supplied during the fourth low potential voltage section of the low potential voltage section of the touch driving pulse T, the 1-1 sampling switch S14 and the 1-5 sampling switch S34 are turned off and the 1-4 sampling switch S24 and the 1-2 sampling switch S44 are turned on so that the 1-4 voltage stored in the 1-4 sampling capacitor Cs14 is applied to the
차동 증폭기(65)를 포함하는 적분기(66)의 출력은 입력되는 신호가 정극성 전압일 때 다음의 수학식 1과 같이 된다.The output of the
상기 수학식 1에서, Cs는 샘플링 커패시터의 정전용량이고, Cint는 적분 커패시터의 정전용량이며, Δ는 입력 신호(Vin)와 함께 입력되는 노이즈 성분이다. 본 발명의 실시예에서 샘플링 커패시터는 4개가 병렬연결된 구조이므로, 전체 (Cs/Cint+Δ)는 다음의 수학식 2와 같이 된다.In Equation (1), Cs is the capacitance of the sampling capacitor, Cint is the capacitance of the integrating capacitor, and? Is the noise component input together with the input signal Vin. In the embodiment of the present invention, since four sampling capacitors are connected in parallel, the total (Cs / Cint +?) Can be expressed by the following equation (2).
상기 수학식 2에서, α1은 제 1-1 또는 제 2-1 샘플링 캐패시터(Cs11, Cs21)로부터 공급되는 제 1-1 전압 또는 제 2-1 전압에 포함되는 제 1 노이즈 성분, α2는 제 1-2 또는 제 2-2 샘플링 캐패시터(Cs12, Cs22)로부터 공급되는 제 1-2 전압 또는 제 2-2 전압에 포함되는 제 2 노이즈 성분, α3은 제 1-3 또는 제 2-3 샘플링 캐패시터(Cs13, Cs23)로부터 공급되는 제 1-3 전압 또는 제 2-3 전압에 포함되는 제 3 노이즈 성분, α4는 제 1-4 또는 제 2-4 샘플링 캐패시터(Cs14, Cs24)로부터 공급되는 제 1-4 전압 또는 제 2-4 전압에 포함되는 제 4 노이즈 성분을 각각 나타낸다. In Equation (2),? 1 is a first noise component included in the 1-1 voltage or the 2-1 voltage supplied from the 1-1 or 2-1 sampling capacitor (Cs11, Cs21) -2 or the second noise component included in the second -2 voltage supplied from the second -2 sampling capacitors Cs12 and Cs22 and? 3 is the third noise component included in the 1-3 or 2-3 sampling capacitors A third noise component included in the first-third voltage or the second-third voltage supplied from the first to fourth sampling capacitors Cs13 and Cs23, 4 voltage or the fourth noise component included in the second-fourth voltage.
도 11은 본 발명의 실시예에 따르는 터치 센싱장치에 의해 고주파 노이즈가 감축되는 것을 설명하기 위한 파형도이다. 11 is a waveform diagram for explaining reduction of high frequency noise by the touch sensing apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 고주파 노이즈가 제 1 및 제 2 입력신호들(Vint1, Vint2)에 포함되어 샘플러(64)에 인가되면, 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 균일하게 4분할한 각각의 1/4 기간 동안 샘플링 커패시터들(Cs11, Cs12, Cs13, Cs14, 또는 Cs21, Cs22, Cs23, Cs24)의 각각에 저장되는 전하의 양은 동일하여 동일한 전압 레벨을 유지되지만, 고주파 노이즈는 상기 1/4기간마다 반전된다. 따라서, 적분기(66)에 의해 이들이 누적되면 수학식 2 및 도 11에 도시된 바와 같이 고주파 노이즈 성분은 상쇄되어 제거된다. 반면, 샘플러(64)에서 샘플링되어 저장되어 있던 제 1-1 내지 제 1-4 전압 및 제 2-1 내지 제 2-4 전압은 도 10에 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 적분 커패시터에 각각 차례로 누적되어 계단형으로 증가되므로 최종적으로 누적된 전압값은 변화가 없게 된다. 11, when high-frequency noise is applied to the
따라서, 터치 센싱라인을 따라 센싱된 전압레벨의 손실없이 입력신호에 포함된 고주파 노이즈를 제거할 수 있으므로 신호 대 노이즈비를 향상시켜 터치 감도를 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. Therefore, the high frequency noise included in the input signal can be removed without loss of the voltage level sensed along the touch sensing line, thereby improving the signal-to-noise ratio and increasing the touch sensitivity.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 샘플러의 샘플링 커패시터를 제 1 입력단자와 제 1 출력단자 사이에 4개 병렬연결하고, 제 2 입력단자와 제 2 출력단자에 4개 병렬연결한 구성에 대해 설명하고 있으나, 이는 예시적인 사항에 불과하고, 필요에 따라 샘플링 커패시터의 수를 적절히 조정할 수 있다. 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. For example, in the embodiment of the present invention, four sampling capacitors of a sampler are connected in parallel between a first input terminal and a first output terminal, and four parallel-connected sampling capacitors are connected to a second input terminal and a second output terminal. However, this is merely an example, and the number of sampling capacitors can be appropriately adjusted as needed. 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.
12: 데이터 구동회로 14: 스캔 구동회로
20: 디스플레이 타이밍 콘트롤러 30: 터치 좌표 계산부
32: 터치 구동라인 구동회로 34: 터치 센싱라인 구동회로
36: 터치 센싱 타이밍 콘트롤러 64: 샘플러
65: 차동 증폭기 66: 적분기
68: 아날로그 디지털 컨버터(ADC) T1~Tj: 터치 구동라인
R1~Ri: 터치 센싱라인
Sa, S11, S12, S13, S14, S21, S22, S23, S24, S31, S32, S33, S34, S41, S42, S43, S44, Sb, S51, S52, S53, S54, S61, S62, S63, S64, S71, S72, S73, S74, S81, S82, S83, S84: 샘플링 스위치
Srst1,Srst2: 리셋 스위치
Cs11, Cs12, Cs13, Cs14, Cs21, Cs22, Cs23, Cs24: 샘플링 커패시터
Cint1, Cint2: 적분 커패시터12: Data driving circuit 14: Scan driving circuit
20: display timing controller 30: touch coordinate calculation unit
32: Touch driving line driving circuit 34: Touch sensing line driving circuit
36: Touch sensing timing controller 64: Sampler
65: differential amplifier 66: integrator
68: Analogue Digital Converter (ADC) T1 to Tj: Touch Driven Line
R1 ~ Ri: Touch sensing line
S11, S12, S13, S14, S21, S22, S23, S24, S31, S32, S33, S34, S41, S42, S43, S44, Sb, S51, S52, S53, S54, S61, S64, S71, S72, S73, S74, S81, S82, S83, S84:
Srst1, Srst2: Reset switch
Cs11, Cs12, Cs13, Cs14, Cs21, Cs22, Cs23, Cs24: sampling capacitor
Cint1, Cint2: Integral capacitor
Claims (8)
상기 터치 구동라인들 각각에 고전위 전압과 저전위 전압을 갖는 터치 구동펄스를 복수회 공급하는 터치 구동라인 구동회로; 및
상기 터치 구동펄스의 1 주기 내에서 상기 터치 센싱라인들을 통해 수신된 신호들을 복수회 분할하여 샘플링하는 터치 센싱라인 구동회로를 포함하고,
상기 터치 센싱라인 구동회로는,
상기 터치 센싱라인들로부터 수신되는 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 1/M(M은 2 이상의 자연수)로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 샘플링하여 저장하는 샘플러; 및
상기 샘플러에 의해 샘플링된 제 1 및 제 2 신호를 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 차례로 적분하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
A touch sensing apparatus including touch driving lines, touch sensing lines intersecting with the touch driving lines,
A touch driving line driving circuit for supplying a plurality of touch driving pulses having a high potential voltage and a low potential voltage to each of the touch driving lines; And
And a touch sensing line driving circuit for dividing and sampling signals received through the touch sensing lines within a period of the touch driving pulse a plurality of times,
The touch sensing line driving circuit includes:
The first and second signals received from the touch sensing lines are sampled and stored in order during each divided period in which the high potential voltage interval of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M (M is a natural number equal to or greater than 2) ; And
And an integrator for sequentially integrating the first and second signals sampled by the sampler for each division period in which a low potential voltage interval of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M.
상기 샘플러는,
제 1 및 제 2 입력단자와 제 1 및 제 2 출력단자;
상기 제 1 입력단자와 상기 제 1 출력단자 사이에 병렬연결되는 복수의 제 1 샘플링 커패시터들;
상기 제 1 입력단자와 상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들 사이에 각각 연결되는 복수의 제 1 샘플링 스위치들;
상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 제 1 출력단자 사이에 각각 연결되는 복수의 제 2 샘플링 스위치들;
상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들과 상기 복수의 제 1 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 3 샘플링 스위치들; 및
상기 복수의 제 1 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 복수의 제 2 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 4 샘플링 스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱장치.
The method according to claim 1,
Wherein the sampler comprises:
First and second input terminals and first and second output terminals;
A plurality of first sampling capacitors connected in parallel between the first input terminal and the first output terminal;
A plurality of first sampling switches connected between the first input terminal and the first electrodes of the plurality of first sampling capacitors, respectively;
A plurality of second sampling switches respectively connected between the second electrodes of the plurality of first sampling capacitors and the first output terminal;
A plurality of third sampling switches respectively connected between the first electrodes of the plurality of first sampling capacitors and the node between the plurality of first sampling switches and the ground; And
And a plurality of fourth sampling switches connected between the second electrodes of the plurality of first sampling capacitors, the node between the plurality of second sampling switches, and the ground, respectively.
상기 샘플러는 상기 제 1 입력단자와 상기 복수의 제 1 샘플링 스위치들 사이의 노드와 접지 사이에 연결되는 제 5 샘플링 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the sampler further comprises a fifth sampling switch connected between a node between the first input terminal and the plurality of first sampling switches and a ground.
상기 샘플러는,
상기 제 2 입력단자와 상기 제 2 출력단자 사이에 병렬연결되는 복수의 제 2 샘플링 커패시터들;
상기 제 2 입력단자와 상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들 사이에 각각 연결되는 복수의 제 6 샘플링 스위치들;
상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 제 2 출력단자 사이에 각각 연결되는 복수의 제 7 샘플링 스위치들;
상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 1 전극들과 상기 복수의 제 6 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 8 샘플링 스위치들; 및
상기 복수의 제 2 샘플링 커패시터들의 제 2 전극들과 상기 복수의 제 7 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 그라운드 사이에 각각 접속되는 복수의 제 9 샘플링 스위치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱장치.
The method of claim 3,
Wherein the sampler comprises:
A plurality of second sampling capacitors connected in parallel between the second input terminal and the second output terminal;
A plurality of sixth sampling switches connected between the second input terminal and the first electrodes of the plurality of second sampling capacitors, respectively;
A plurality of seventh sampling switches connected between the second electrodes of the plurality of second sampling capacitors and the second output terminal, respectively;
A plurality of eighth sampling switches each connected between a node between the first electrodes of the plurality of second sampling capacitors and the plurality of sixth sampling switches, and a ground; And
And a plurality of ninth sampling switches connected between the second electrodes of the plurality of second sampling capacitors, the node between the seventh sampling switches, and the ground, respectively.
상기 샘플러는 상기 제 2 입력단자와 상기 복수의 제 6 샘플링 스위치들 사이의 노드와, 접지 사이에 연결되는 제 10 샘플링 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the sampler further comprises a tenth sampling switch connected between the node between the second input terminal and the plurality of sixth sampling switches and the ground.
상기 적분기는,
상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 상기 제 1 샘플링 커패시터들에 저장된 샘플링 전압들을 차례로 누적하는 제 1 적분 커패시터;
상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 상기 제 2 샘플링 커패시터들에 저장된 샘플링 전압들을 차례로 누적하는 제 2 적분 커패시터; 및
상기 적분 커패시터들과 연결된 차동 증폭기를 포함하고,
상기 제 1 적분 커패시터는 상기 차동 증폭기의 제 1 입력 단자와 제 1 출력 단자 사이에 연결되고,
상기 제 2 적분 커패시터는 상기 차동 증폭기의 제 2 입력 단자와 제 2 출력 단자 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
5. The method of claim 4,
The integrator comprising:
A first integrating capacitor for sequentially accumulating the sampling voltages stored in the first sampling capacitors during each divided period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is evenly divided by 1 / M;
A second integration capacitor for sequentially accumulating the sampling voltages stored in the second sampling capacitors during each division period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M; And
And a differential amplifier connected to the integrating capacitors,
The first integrating capacitor is connected between a first input terminal and a first output terminal of the differential amplifier,
And the second integrating capacitor is connected between the second input terminal and the second output terminal of the differential amplifier.
상기 제 1 샘플링 스위치들, 제 4 샘플링 스위치들, 제 6 샘플링 스위치들, 및 제 9 샘플링 스위치들은 상기 터치 구동펄스의 고전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 순차적으로 턴온되고,
상기 제 2 샘플링 스위치들, 제 3 샘플링 스위치들, 제 7 샘플링 스위치들, 및 제 8 샘플링 스위치들은 상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간을 1/M로 균등하게 분할한 각 분할구간 동안 순차적으로 턴온되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.
5. The method of claim 4,
The first sampling switches, the fourth sampling switches, the sixth sampling switches, and the ninth sampling switches are sequentially turned on during each divided period in which the high potential voltage interval of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M And,
The second sampling switches, the third sampling switches, the seventh sampling switches, and the eighth sampling switches are sequentially turned on during each divided period in which the low potential voltage section of the touch driving pulse is equally divided by 1 / M The touch sensing device comprising:
상기 제 5 샘플링 스위치와 상기 제 10 샘플링 스위치는,
상기 터치 구동펄스의 저전위 전압 구간 동안 턴온되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the fifth sampling switch and the tenth sampling switch comprise:
Wherein the touch sensing unit is turned on during a low potential voltage period of the touch driving pulse.
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