KR102044551B1 - Touch sensing apparatus and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 센싱 장치와 그 구동 방법에 관한 것으로, 그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 단위로 상기 정전 용량이 연결된 배선들을 단락시켜 상기 배선들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 인가하여 그룹 단위로 터치 입력 유무를 검출하고, 파인 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들을 개별적으로 분리하여 상기 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들에 상기 구동 신호를 인가하여 터치 입력 위치를 검출한다.The present invention relates to a touch sensing device and a method of driving the same. In a group sensing process, short circuits are connected to the capacitive wires in predetermined group units to simultaneously apply a driving signal to the capacitive sensors connected to the wires. The controller detects the presence or absence of a touch input, detects the touch input position by applying the driving signal to the wires of the group where the touch input is detected by separating the wires of the group where the touch input is detected in the fine sensing process.

Description

터치 센싱 장치와 그 구동 방법{TOUCH SENSING APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}TOUCH SENSING APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF

본 발명은 터치 센싱 장치와 그 구동 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch sensing device and a driving method thereof.

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 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있으며, 터치 UI는 휴대용 정보기기에 기본적으로 설치되고 있는 추세에 있다. 터치 UI를 구현하기 위하여, 가전기기나 휴대용 정보기기의 표시소자 상에 터치 스크린이 설치된다. A user interface (UI) enables communication between a person (user) and various electric and electronic devices, so that the user can easily control the device as desired. Representative examples of the user interface include a keypad, a keyboard, a mouse, an on screen display (OSD), a remote controller having an infrared communication or a high frequency (RF) communication function. User interface technology continues to evolve in the direction of increasing user sensitivity and ease of operation. Recently, user interfaces have evolved into touch UIs, voice recognition UIs, 3D UIs, and the like, and touch UIs are basically installed in portable information devices. In order to implement a touch UI, a touch screen is installed on a display device of a home appliance or a portable information device.

정전 용량 방식의 터치 스크린은 기존의 저항막 방식에 비하여 내구성과 선명도가 높고, 멀티 터치 인식과 근접 터치 인식이 가능하여 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있는 장점이 있다. 이러한 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 터치 입력을 감지하기 위한 전극들의 개수가 많으면 그 전극들에 연결되는 구동 회로의 출력 채널 수가 부족하기 때문에 터치 스크린의 모든 전극들에 구동 신호를 동시에 인가하기가 어렵다. 터치 스크린의 전극들에 구동 신호를 시분할하여 터치 스크린을 시분할하여 센싱하는 방법이 있으나, 터치 스크린에 형성된 전극들의 개수가 많아지면 터치 스크린의 모든 전극들을 센싱하는데 필요한 시간이 길어지고 전력 소모도 커진다. The capacitive touch screen has advantages of high durability and clarity, and multi-touch recognition and proximity touch recognition, compared to conventional resistive touch screens, which can be applied to various applications. In the capacitive touch screen, if the number of electrodes for sensing a touch input is large, it is difficult to simultaneously apply driving signals to all the electrodes of the touch screen because the number of output channels of the driving circuit connected to the electrodes is insufficient. There is a method of time-dividing a touch screen by time-dividing a driving signal on the electrodes of the touch screen, but when the number of electrodes formed on the touch screen increases, the time required for sensing all the electrodes of the touch screen becomes long and power consumption increases.

본 발명은 터치 인식 속도를 빠르게 하고 전력 소모를 줄일 수 있는 터치 센싱 장치와 그 구동 방법을 제공한다.
The present invention provides a touch sensing device capable of speeding up touch recognition and reducing power consumption and a driving method thereof.

본 발명의 터치 센싱 장치는 다수의 정전 용량 센서들 및 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 포함한 터치 스크린; 그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 단위로 상기 정전 용량이 연결된 배선들을 단락시켜 상기 배선들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 인가하여 그룹 단위로 터치 입력 유무를 검출하고, 파인 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들을 개별적으로 분리하여 상기 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들에 상기 구동 신호를 인가하여 터치 입력 위치를 검출하는 터치 센싱회로를 포함한다.
상기 터치 센싱회로는 상기 그룹 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 여부를 검출하고, 상기 파인 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 위치를 검출하는 로직부; 및 상기 터치 스크린과 상기 로직부 사이에 설치되어 상기 로직부에 연결되는 배선들을 상기 그룹 센싱 과정에서 그룹 단위로 상기 배선들을 상기 로직부에 연결하고 그룹들 간에 배선들을 분리하여 구동 신호를 상기 그룹 단위로 상기 배선들에 동시에 인가하고, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출된 그룹에 한하여 상기 그 그룹 내의 배선들을 분리하는 센싱 스위칭부를 포함한다.
상기 터치 센싱회로는 상기 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출될 때에만 상기 파인 센싱 과정으로 이행하되, 터치 입력이 검출되지 않은 그룹에서 상기 파인 센싱 과정이 실시되지 않는다.
상기 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출되지 않으면 2 프레임 기간 이상의 시간으로 설정된 소정의 지연 시간 후에 상기 그룹 센싱 과정을 재개한다.
상기 센싱 스위칭부는 상기 그룹 센싱 과정에서 제1 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 단락시키는 제1 스위치들을 이용하여 상기 제1 그룹에 속한 정전 용량 센서들을 서로 연결하는 반면, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 제1 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 분리하여 상기 제1 그룹의 정전 용량 센서들을 서로 분리하는 제1 스위치 그룹; 및 상기 그룹 센싱 과정에서 제2 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 단락시키는 제2 스위치들을 이용하여 상기 제2 그룹에 속한 정전 용량 센서들을 서로 연결하는 반면, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 제2 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 분리하여 상기 제2 그룹의 정전 용량 센서들을 서로 분리하는 제2 스위치 그룹을 포함한다.
상기 지연 시간 동안 상기 터치 센싱 회로의 동작이 정지된다. The touch sensing device of the present invention includes a touch screen including a plurality of capacitive sensors and wires connected to the capacitive sensors; In the group sensing process, short-circuit the capacitively connected wires in a group unit, and simultaneously apply a driving signal to the capacitive sensors connected to the wires to detect the presence or absence of a touch input in a group unit, and in the fine sensing process And a touch sensing circuit for separately detecting the wires of the detected group and applying the driving signal to the wires of the group where the touch input is detected to detect the touch input position.
The touch sensing circuit detects a touch input by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the group sensing process, and detects a touch input position by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the fine sensing process. ; And connecting the wires to the logic unit in a group unit during the group sensing process, wherein the wires are installed between the touch screen and the logic unit and connected to the logic unit, and the driving signals are separated by separating the wires between the groups. And a sensing switching unit configured to simultaneously apply the wires to the wires and to separate the wires in the group only in a group in which the touch input is detected in the fine sensing process.
The touch sensing circuit shifts to the fine sensing process only when a touch input is detected in the group sensing process, but the fine sensing process is not performed in the group where the touch input is not detected.
If a touch input is not detected in the group sensing process, the group sensing process is restarted after a predetermined delay time set to a time of two frame periods or more.
The sensing switching unit connects the capacitive sensors belonging to the first group to each other using first switches that short-circuit wires connected to the capacitive sensors belonging to the first group in the group sensing process, while in the fine sensing process. A first switch group separating the wires connected to the capacitive sensors belonging to the first group to separate the capacitive sensors of the first group from each other; And connecting the capacitive sensors belonging to the second group to each other by using second switches for shorting wires connected to the capacitive sensors belonging to the second group in the group sensing process, while the second sensing in the fine sensing process. And a second switch group that separates the wires connected to the capacitive sensors belonging to the group to separate the capacitive sensors of the second group from each other.
The touch sensing circuit is stopped during the delay time.

상기 터치 센싱 장치의 구동 방법은 그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 단위로 상기 정전 용량이 연결된 배선들을 단락시켜 상기 배선들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 인가하여 상기 그룹 단위로 터치 입력 유무를 검출하는 단계; 파인 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹에 한하여 상기 그룹 내의 배선들을 개별적으로 분리하여 상기 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들에 상기 구동 신호를 인가하여 터치 입력 위치를 검출하되, 터치 입력이 검출되지 않은 그룹에서 상기 파인 센싱 과정을 실시하지 않는 단계; 상기 그룹 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 여부를 검출하고, 상기 파인 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 위치를 검출하는 단계; 상기 그룹 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출되지 않으면 2 프레임 기간 이상의 시간으로 설정된 소정의 지연 시간 후에 상기 그룹 센싱 과정을 재개하는 단계; 및 상기 그룹 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출될 때에만 상기 파인 센싱 과정으로 이행하는 단계를 포함한다. In the method of driving the touch sensing device, in a group sensing process, short-circuit of the wires connected with the capacitance is applied to the capacitive sensors connected to the wires at the same time, thereby simultaneously detecting the presence or absence of a touch input in the group unit. Detecting; In the fine sensing process, the touch input position is detected by separately separating the wires in the group and applying the driving signal to the wires of the group in which the touch input is detected. Not performing the fine sensing process in an ungrouped group; Detecting a touch input by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the group sensing process, and detecting a touch input position by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the fine sensing process; Resuming the group sensing process after a predetermined delay time set to a time of two frame periods or more if the touch input is not detected in the group sensing process; And moving to the fine sensing process only when the touch input is detected in the group sensing process.

본 발명은 그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 별로 정전 용량 센서들을 단락시켜 정전 용량 센서들을 다수의 그룹들로 분할하여 그룹 단위로 정전 용량 센서들에 구동 신호를 공급하고, 그 그룹 센싱 결과를 바탕으로 터치(또는 근접) 입력 여부를 검출한다. 이어서, 본 발명은 그룹 센싱 과정을 통해 터치 입력 여부가 검출되면 파인 센싱 과정에서 정전 용량 센서들을 분리하여 구동 신호를 정전 용량 센서들 각각에 공급하고 그 파인 센싱 결과를 바탕으로 터치(또는 근접) 입력 위치를 검출한다. 본 발명은 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출되지 않으면 소정의 시간 지연 동안 터치 센싱회로의 구동을 정지하는 파워 세이브 모드로 동작하여 소모 전력을 최소화하고, 소정의 시간 지연 이후에 다시 그룹 센싱 과정을 재개한다. 그 결과, 본 발명은 터치 인식 속도를 빠르게 하고 전력 소모를 줄일 수 있다.
According to the present invention, in the group sensing process, the capacitive sensors are short-circuited for each preset group, the capacitive sensors are divided into a plurality of groups, and a driving signal is supplied to the capacitive sensors in group units, and the touch is based on the group sensing result. (Or proximity) detects whether or not the input. Subsequently, when a touch input is detected through the group sensing process, the present invention separates the capacitive sensors in the fine sensing process, supplies a driving signal to each of the capacitive sensors, and based on the fine sensing result, touch (or proximity) input. Detect location. The present invention minimizes power consumption by operating in a power save mode in which the touch sensing circuit is stopped for a predetermined time delay when a touch input is not detected in the group sensing process, and resumes the group sensing process again after a predetermined time delay. do. As a result, the present invention can speed up touch recognition and reduce power consumption.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 터치 스크린과 표시패널의 조합을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다.
도 5는 액정셀의 등가 회로도이다.
도 6은 표시패널과 터치 스크린의 시분할 구동 방법을 보여 주는 수직 동기 신호의 파형도이다.
도 7은 인셀 타입으로 표시패널에 내장된 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 배선 구조를 보여 주는 평면도이다.
도 8은 도 7과 같은 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린이 내장된 표시장치의 동작을 보여 주는 파형도이다.
도 9는 인셀 타입으로 표시패널에 내장된 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 배선 구조를 보여 주는 평면도이다.
도 10은 도 9와 같은 터치 스크린을 센싱하기 위한 구동 신호를 보여 주는 파형도이다.
도 11은 터치 센싱회로와 센싱 라인들 사이에 설치되는 멀티플렉서를 보여 주는 도면이다.
도 12는 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린을 보여 주는 등가 회로도이다.
도 13은 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 터치 입력의 센싱 원리를 보여 주는 파형도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구동 방법의 제어 수순을 보여 주는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 보여 주는 회로도이다.
도 16 내지 도 21은 터치 스크린의 정전 용량 센서들을 그룹화하는 다양한 방법들을 보여 주는 도면들이다.
도 22는 터치 센싱회로의 센싱 스위칭부를 상세히 보여 주는 회로도이다.
도 23 내지 도 29는 다양한 그룹 센싱 방법들을 보여 주는 도면들이다.
도 30 내지 도 32는 파인 센싱 방법의 일 예를 보여 주는 도면들이다. 1 to 3 illustrate a combination of various types of touch screens and a display panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal cell.
6 is a waveform diagram of a vertical synchronization signal illustrating a time division driving method of a display panel and a touch screen.
FIG. 7 is a plan view illustrating a wiring structure in a mutual capacitive touch screen embedded in a display panel in an in-cell type.
FIG. 8 is a waveform diagram illustrating an operation of a display device having a mutual capacitive touch screen as shown in FIG. 7.
FIG. 9 is a plan view illustrating a wiring structure of a self-capacitance touch screen embedded in a display panel of an in-cell type.
FIG. 10 is a waveform diagram illustrating a driving signal for sensing a touch screen as shown in FIG. 9.
FIG. 11 is a diagram illustrating a multiplexer installed between a touch sensing circuit and sensing lines.
12 is an equivalent circuit diagram illustrating a self capacitance touch screen.
FIG. 13 is a waveform diagram illustrating a sensing principle of a touch input in a self-capacitive touch screen.
14 is a flowchart illustrating a control procedure of a method of driving a touch sensing device according to an embodiment of the present invention.
15 is a circuit diagram illustrating a touch sensing device according to an embodiment of the present invention.
16 through 21 are diagrams illustrating various methods of grouping capacitive sensors of a touch screen.
22 is a circuit diagram illustrating in detail a sensing switching unit of a touch sensing circuit.
23 to 29 are diagrams illustrating various group sensing methods.
30 to 32 are views illustrating an example of a fine sensing method.

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.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout. 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.

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, the display device will be described mainly 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 the liquid crystal display device.

본 발명의 표시장치에는 도 1 내지 도 3과 같은 방법으로 터치 스크린(TSP)이 설치될 수 있다. 터치 스크린(TSP)은 도 1과 같이 표시패널의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 2와 같이 표시패널의 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들은 도 3과 같이 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. 도 1 내지 도 3에서 "PIX"는 픽셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다. A touch screen TSP may be installed in the display device of the present invention in the same manner as in FIGS. 1 to 3. The touch screen TSP may be bonded to the upper polarizer POL1 of the display panel as shown in FIG. 1, or may be formed between the upper polarizer POL1 and the upper substrate GLS1 of the display panel as shown in FIG. 2. In addition, the capacitive sensors of the touch screen TSP may be embedded in the pixel array of the display panel DIS as shown in FIG. 3. 1 to 3, "PIX" denotes a pixel electrode of a pixel, "GLS2" denotes a lower substrate, and "POL2" denotes a lower polarizer.

본 발명의 터치 스크린(TSP)은 다수의 정전 용량 센서들을 통해 터치(또는 근접) 입력을 감지하는 정전 용량 방식의 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 스크린은 자기(Self) 정전 용량이나 상호(Mutual) 정전 용량으로 나뉘어진다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다. The touch screen TSP of the present invention may be implemented as a capacitive touch screen that senses a touch (or proximity) input through a plurality of capacitive sensors. Capacitive touch screens are divided into self capacitance or mutual capacitance. The self capacitance is formed along a single layer of conductor wiring formed in one direction. Mutual capacitance is formed between two orthogonal conductor wires.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(10), 표시패널 구동회로, 타이밍 콘트롤러(22), 터치 센싱회로(100) 등을 포함한다.4 and 5, the display device of the present invention includes a display panel 10, a display panel driving circuit, a timing controller 22, a touch sensing circuit 100, and the like.

표시패널(10)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 기판들은 유리 기판, 플라스틱 기판, 필름 기판 등으로 제작될 수 있다. 표시패널(10)의 하부 기판에 형성된 픽셀 어레이는 데이터라인들(11), 데이터라인들(11)과 직교되는 게이트라인들(12), 매트릭스 형태로 배치된 픽셀들을 포함한다. 픽셀 어레이는 데이터라인들(11)과 게이트라인들(12)의 교차부들에 형성되는 다수의 TFT들(Thin Film Transistor), 픽셀들에 데이터전압을 충전시키기 위한 화소전극들(1), 화소전극들에 접속되어 픽셀 전압을 유지시키는 스토리지 커패시터(Storage Capacitor) 등을 더 포함한다.The display panel 10 includes a liquid crystal layer formed between two substrates. Substrates can be made of glass substrates, plastic substrates, film substrates, and the like. The pixel array formed on the lower substrate of the display panel 10 includes data lines 11, gate lines 12 orthogonal to the data lines 11, and pixels arranged in a matrix form. The pixel array includes a plurality of thin film transistors (TFTs) formed at intersections of the data lines 11 and the gate lines 12, pixel electrodes 1 for charging data voltages to the pixels, and pixel electrodes. Storage capacitors connected to the plurality of transistors to maintain pixel voltages.

픽셀들 각각의 액정셀은 화소전극(1)에 인가되는 데이터전압과, 공통전극(2)에 인가되는 공통전압의 전압차에 따라 인가되는 전계에 의해 구동되어 입사광의 투과양을 조절한다. TFT들은 게이트라인으로부터의 게이트펄스에 응답하여 턴-온되어 데이터라인(11)으로부터의 전압을 화소전극(1)에 공급한다. 공통전극(2)은 하부 기판이나 상부 기판에 형성될 수 있다. The liquid crystal cell of each pixel is driven by an electric field applied according to the voltage difference between the data voltage applied to the pixel electrode 1 and the common voltage applied to the common electrode 2 to adjust the transmission amount of incident light. The TFTs are turned on in response to a gate pulse from the gate line to supply the voltage from the data line 11 to the pixel electrode 1. The common electrode 2 may be formed on the lower substrate or the upper substrate.

표시패널(10)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등을 포함할 수 있다. 표시패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 스페이서가 형성된다.The upper substrate of the display panel 10 may include a black matrix, a color filter, and the like. Polarizing plates are attached to each of the upper and lower substrates of the display panel 10, and an alignment layer for setting the pretilt angle of the liquid crystal is formed on an inner surface of the display panel 10 in contact with the liquid crystal. A spacer is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel 10 to maintain a cell gap of the liquid crystal cell.

이러한 표시패널(10)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. 표시패널(10)의 배면에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.The display panel 10 may be implemented in any known liquid crystal mode, such as twisted nematic (TN) mode, vertical alignment (VA) mode, in plane switching (IPS) mode, or fringe field switching (FFS) mode. The backlight unit may be disposed on the back of the display panel 10. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit to irradiate light to the display panel 10.

표시패널 구동회로는 데이터 구동회로(24)와 게이트 구동회로(26, 30)를 이용하여 입력 영상의 데이터를 표시패널(10)의 픽셀들에 기입한다.The display panel driver circuit writes data of an input image to pixels of the display panel 10 using the data driver circuit 24 and the gate driver circuits 26 and 30.

데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(11)에 공급하고, 데이터전압의 극성을 반전시킨다.The data driving circuit 24 converts the digital video data RGB input from the timing controller 22 into an analog positive / negative gamma compensation voltage to generate a data voltage. The data driving circuit 24 supplies the data voltage to the data lines 11 under the control of the timing controller 22 and inverts the polarity of the data voltage.

타이밍 콘트롤러(22), 데이터 구동회로(24) 및 터치 센싱회로(100)는 하나의 IC 패키지 내에 집적될 수 있다.The timing controller 22, the data driving circuit 24, and the touch sensing circuit 100 may be integrated in one IC package.

게이트 구동회로(26, 30)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(10)의 라인을 선택한다. 게이트 구동회로는 레벨 시프터(Level shifter, 26)와, 시프트 레지스터(Shift register, 30)를 포함한다. GIP(Gate in panel) 공정 기술의 발전에 힘입어, 시프트 레지스터(30)는 표시패널(10)의 기판에 직접 형성될 수 있다.The gate driving circuits 26 and 30 sequentially supply gate pulses (or scan pulses) synchronized with the data voltages to the gate lines to select the lines of the display panel 10 to which the data voltages are written. The gate driving circuit includes a level shifter 26 and a shift register 30. Due to the development of a gate in panel (GIP) process technology, the shift register 30 may be directly formed on the substrate of the display panel 10.

레벨 시프터(26)는 표시패널(10)의 하부 기판에 전기적으로 연결된 인쇄회로보드(Printed Circuit Board, 이하 "PCB"라 함)(20)에 형성될 수 있다. 레벨 시프터(26)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트펄스(VST)와 클럭신호들(CLK)을 출력한다. 게이트 하이 전압(VGH)은 표시패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 이상의 전압으로 설정된다. 게이트 로우 전압(VGL)은 표시패널(10)의 픽셀 어레이에 형성된 TFT의 문턱 전압 보다 낮은 전압으로 설정된다. 이러한 레벨 시프터(26)는 타이밍 콘트롤러(22)로부터 입력되는 스타트 펄스(ST), 제1 클럭(GCLK), 제2 클럭(MCLK)에 응답하여 각각 게이트 하이 전압(VGH)과 게이트 로우 전압(VGL) 사이에서 스윙하는 스타트 펄스(VST)와 클럭신호(CLK)를 출력한다. 레벨 시프터(26)로부터 출력된 클럭신호들(CLK)은 순차적으로 위상이 시프트되어 표시패널(10)에 형성된 시프트 레지스터(30)로 전송된다. The level shifter 26 may be formed on a printed circuit board 20 which is electrically connected to a lower substrate of the display panel 10. The level shifter 26 outputs a start pulse VST and clock signals CLK swinging between the gate high voltage VGH and the gate low voltage VGL under the control of the timing controller 22. The gate high voltage VGH is set to a voltage equal to or higher than the threshold voltage of the TFT formed in the pixel array of the display panel 10. The gate low voltage VGL is set to a voltage lower than the threshold voltage of the TFT formed in the pixel array of the display panel 10. The level shifter 26 corresponds to the gate high voltage VGH and the gate low voltage VGL in response to the start pulse ST, the first clock GCLK, and the second clock MCLK input from the timing controller 22. Outputs a start pulse VST and a clock signal CLK swinging between the loops. The clock signals CLK output from the level shifter 26 are sequentially shifted in phase and transmitted to the shift register 30 formed in the display panel 10.

시프트 레지스터(30)는 픽셀 어레이의 게이트 라인들(12)과 연결되도록 픽셀 어레이가 형성되는 표시패널(10)의 하부 기판 가장자리에 형성된다. 시프트 레지스터(30)는 종속적으로 접속된 다수의 스테이지들을 포함한다. 시프트 레지스터(30)는 레벨 시프터(26)로부터 입력되는 스타트펄스(VST)에 응답하여 동작하기 시작하고 클럭신호들(CLK)에 응답하여 출력을 시프트하여 표시패널(10)의 게이트라인들에 게이트펄스를 순차적으로 공급한다.The shift register 30 is formed at the edge of the lower substrate of the display panel 10 in which the pixel array is formed to be connected to the gate lines 12 of the pixel array. Shift register 30 includes a plurality of stages that are cascaded. The shift register 30 starts to operate in response to the start pulse VST input from the level shifter 26 and shifts the output in response to the clock signals CLK to gate the gate lines of the display panel 10. The pulses are supplied sequentially.

타이밍 콘트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터를 데이터 구동회로(24)의 IC(Integrated Circuit)들에 공급한다. 타이밍 콘트롤러(22)는 외부의 호스트 시스템으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 클럭 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(24)와 게이트 구동회로(26, 30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 타이밍 제어신호들을 발생한다. 타이밍 콘트롤러(22) 또는 호스트 시스템은 표시패널 구동회로와 터치 센싱회로(100)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 동기신호(SYNC)를 발생한다.The timing controller 22 supplies digital video data input from an external host system to integrated circuits (ICs) of the data driving circuit 24. The timing controller 22 receives timing signals such as a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal Data Enable, and a clock input from an external host system, and receives a data driving circuit ( 24 and timing control signals for controlling the operation timing of the gate driving circuits 26 and 30 are generated. The timing controller 22 or the host system generates a synchronization signal SYNC for controlling the operation timing of the display panel driving circuit and the touch sensing circuit 100.

터치 센싱회로(100)는 터치 스크린의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 구동 신호를 인가하여 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 센싱한다. 터치 센싱회로(100)는 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 디지털 데이터로 변환하여 터치 원시 데이터(Touch raw data)를 발생한다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 미리 설정된 터치 인식 알고리즘을 실행하여 정전 용량 센서들의 전압이나 용량값 변화를 분석하여 터치(또는 근접) 입력 여부와 그 위치를 검출한다. 터치 센싱회로(100)는 터치(또는 근접) 입력 위치의 좌표를 포함한 터치 레포트(Touch report) 데이터를 호스트 시스템으로 전송한다. The touch sensing circuit 100 senses a voltage or capacitance value change of the capacitive sensors by applying a driving signal to the wires connected to the capacitive sensors of the touch screen. The touch sensing circuit 100 generates touch raw data by converting voltage or capacitance change of the capacitive sensors into digital data. The touch sensing circuit 100 analyzes a voltage or capacitance value change of the capacitive sensors by executing a preset touch recognition algorithm and detects whether a touch (or proximity) is input and its position. The touch sensing circuit 100 transmits touch report data including coordinates of a touch (or proximity) input position to the host system.

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 이용하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터를 표시패널(10)의 해상도에 맞는 포맷으로 변환하고 그 데이터와 함께 타이밍 신호를 타이밍 콘트롤러(22)에 전송한다. 또한, 호스트 시스템은 터치 센싱 회로(100)로부터 입력되는 터치 레포트 데이터 에 응답하여 터치(또는 근접) 입력과 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The host system may be implemented as 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 converts the digital video data of the input image into a format suitable for the resolution of the display panel 10 using a scaler, and transmits a timing signal to the timing controller 22 together with the data. In addition, the host system executes an application program associated with a touch (or proximity) input in response to the touch report data input from the touch sensing circuit 100.

표시패널(10)과 터치 스크린(TSP)은 도 6과 같은 방법으로 시분할 구동될 수 있다. 1 프레임 기간은 도 6과 같이, 표시패널 구동기간(T1)과, 터치 스크린 구동기간(T2)으로 시분할될 수 있다. 도 6에서 "Vsync"는 타이밍 콘트롤러(22)에 입력되는 제1 수직 동기신호이고, "SYNC"는 터치 센싱회로(100)에 입력되는 제2 수직 동기신호이다. 타이밍 콘트롤러(22)는 1 프레임 기간에서 표시패널 구동기간(T1)과 터치 스크린 구동기간(T2)을 정의하기 위하여, 호스트 시스템으로부터 입력되는 제1 수직 동기신호(Vsync)를 변조하여 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생할 수 있다. 다른 실시예로서, 호스트 시스템은 도 6과 같은 제2 수직 동기신호(SYNC)를 발생하고, 타이밍 콘트롤러(22)는 호스트 시스템으로부터 입력되는 제2 수직 동기신호(SYNC)에 응답하여 표시패널 구동기간(T1)과 터치 스크린 구동기간(T2)을 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에서, 1 프레임 기간을 표시패널 구동기간(T1)과 터치 스크린 구동기간(T2)으로 시분할하여 표시패널 구동회로와 터치 센싱회로(100)의 동작 타이밍을 제어하는 콘트롤러는 타이밍 콘트롤러와 호스트 시스템 중 어느 하나일 수 있다. The display panel 10 and the touch screen TSP may be time-division driven in the same manner as in FIG. 6. As shown in FIG. 6, one frame period may be time-divided into a display panel driving period T1 and a touch screen driving period T2. In FIG. 6, "Vsync" is a first vertical synchronization signal input to the timing controller 22, and "SYNC" is a second vertical synchronization signal input to the touch sensing circuit 100. In order to define the display panel driving period T1 and the touch screen driving period T2 in one frame period, the timing controller 22 modulates the first vertical synchronization signal Vsync input from the host system to generate the second vertical synchronization. Signal SYNC may be generated. In another embodiment, the host system generates the second vertical synchronization signal SYNC as shown in FIG. 6, and the timing controller 22 responds to the display panel driving period in response to the second vertical synchronization signal SYNC input from the host system. T1 and the touch screen driving period T2 can be controlled. Accordingly, in the present invention, the controller for time-dividing one frame period into the display panel driving period T1 and the touch screen driving period T2 to control the operation timing of the display panel driving circuit and the touch sensing circuit 100 may include a timing controller. It can be any one of the host systems.

제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨(low logic level) 구간은 표시패널 구동기간(T1)으로 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨(high logic level) 구간은 터치 스크린 구동기간(T2)으로 정의될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 하이 로직 레벨 구간이 표시패널 구동기간(T1)으로 정의되고, 제2 수직 동기신호(SYNC)의 로우 로직 레벨 구간이 터치 스크린 구동기간(T2)으로 정의될 수도 있다. The low logic level section of the second vertical sync signal SYNC is defined as the display panel driving period T1, and the high logic level section of the second vertical sync signal SYNC is touched. The screen driving period T2 may be defined, but is not limited thereto. For example, the high logic level section of the second vertical sync signal SYNC is defined as the display panel driving period T1, and the low logic level section of the second vertical sync signal SYNC is defined as the touch screen driving period T2. May be

표시패널 구동기간(T1) 동안, 표시패널 구동회로는 구동되고 터치 센싱회로(100)는 구동되지 않는다. 표시패널 구동기간(T1) 동안, 데이터 구동회로(24)는 타이밍 콘트롤러(22)의 제어 하에 데이터전압을 데이터라인들(11)에 공급하고, 게이트 구동회로(26, 30)는 데이터 전압에 동기되는 게이트 펄스를 게이트라인들(12)에 순차적으로 공급한다. 터치 센싱회로(100)는 표시패널 구동기간(T1) 동안, 터치 스크린의 배선들에 구동신호를 공급하지 않는다.During the display panel driving period T1, the display panel driving circuit is driven and the touch sensing circuit 100 is not driven. During the display panel driving period T1, the data driving circuit 24 supplies the data voltage to the data lines 11 under the control of the timing controller 22, and the gate driving circuits 26 and 30 are synchronized with the data voltage. The gate pulses are sequentially supplied to the gate lines 12. The touch sensing circuit 100 does not supply a driving signal to the wires of the touch screen during the display panel driving period T1.

터치 스크린 구동기간(T2) 동안, 표시패널 구동회로는 구동되지 않고 터치 센싱회로(100)가 구동된다. 터치 센싱회로(100)는 터치 스크린 구동기간(T2) 동안 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 구동신호를 인가하여 정전 용량 센서들의 전압 변화나 용량 변화(RC 지연)를 센싱한다. 터치 스크린(TSP)의 배선들은 도 1 내지 도 3과 같은 상호 정전 용량 센서들에 연결된 Tx 라인들(도 7) 또는, 자기 정전 용량 센서들에 연결된 센싱 라인들(도 9의 S1~Sn)일 수 있다.During the touch screen driving period T2, the display panel driving circuit is not driven but the touch sensing circuit 100 is driven. The touch sensing circuit 100 senses a voltage change or a capacitance change (RC delay) of the capacitive sensors by applying a driving signal to the wires connected to the capacitive sensors of the touch screen TSP during the touch screen driving period T2. do. The wires of the touch screen TSP may be Tx lines (FIG. 7) connected to mutual capacitive sensors as illustrated in FIGS. 1 to 3, or sensing lines (S1 to Sn in FIG. 9) connected to magnetic capacitive sensors. Can be.

도 7 및 도 8은 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서 배선 구조와 그 구동 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 7은 인셀 타입으로 표시패널에 내장된 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)과 픽셀 어레이의 일부를 확대하여 터치 스크린(TSP)의 배선 구조를 보여 주는 평면도이다. 도 8은 도 7과 같은 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린이 내장된 표시장치의 동작을 보여 주는 파형도이다. 7 and 8 are diagrams for describing a wiring structure and a driving method thereof in a mutual capacitive touch screen (TSP). FIG. 7 is a plan view illustrating a wiring structure of a touch screen (TSP) by enlarging a part of a pixel array and a mutual capacitive touch screen (TSP) embedded in a display panel in an in-cell type. FIG. 8 is a waveform diagram illustrating an operation of a display device having a mutual capacitive touch screen as shown in FIG. 7.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)은 서로 직교하는 Tx 라인들(Tx1~Tx3) 및 Rx 라인들(Rx1, Rx2)을 포함한다. Tx 라인들(Tx1~Tx3)과 Rx 라인들(Rx1, Rx2)의 교차부 마다 상호 정전 용량이 형성된다. 7 and 8, the mutual capacitive touch screen TSP includes Tx lines Tx1 to Tx3 and Rx lines Rx1 and Rx2 that are orthogonal to each other. Mutual capacitance is formed at each intersection of the Tx lines Tx1 to Tx3 and the Rx lines Rx1 and Rx2.

Tx 라인들(Tx1~Tx3) 각각은 링크 패턴들(L11~L22)을 통해 표시패널(10)의 횡 방향(또는 수평 방향)을 따라 연결된 투명 도전 블록 패턴들을 포함한다. 제1 Tx 라인(Tx1)은 링크 패턴들(L11, L12)을 경유하여 횡 방향을 따라 연결된 투명 도전 블록 패턴(T11~T13)을 포함한다. 제2 Tx 라인(Tx2)은 링크 패턴들(L21, L22)을 경유하여 횡 방향을 따라 연결된 투명 도전 블록 패턴(T21~T23)을 포함한다. 투명 도전 블록 패턴(T11~T23) 각각의 크기는 픽셀들의 크기 보다 크고, 다수의 픽셀들과 중첩된다. 투명 도전 블록 패턴(T11~T23) 각각은 절연층을 사이에 두고 화소전극들(1)과 중첩된다. 투명 도전 블록 패턴(T11~T23) 각각은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 링크 패턴(L11~L22)은 Rx 라인(Rx1, Rx2)을 가로 질러 횡 방향(또는 수평 방향)으로 이웃하는 투명 도전 블록 패턴(T11~T23)을 전기적으로 연결한다. 링크 패턴(L11~L22)은 절연층을 사이에 두고 Rx 라인(Rx1, Rx2)과 중첩될 수 있다. 링크 패턴(L11~L22)은 전기 전도율이 높은 금속 알루미늄(Al), 알루미늄 네오듐(AlNd), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 구리(Cu), 은(Ag) 등의 금속으로 형성되거나, 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. Each of the Tx lines Tx1 to Tx3 includes transparent conductive block patterns connected along the horizontal direction (or horizontal direction) of the display panel 10 through the link patterns L11 to L22. The first Tx line Tx1 includes transparent conductive block patterns T11 to T13 connected along the transverse direction via the link patterns L11 and L12. The second Tx line Tx2 includes transparent conductive block patterns T21 to T23 connected along the transverse direction via the link patterns L21 and L22. The size of each of the transparent conductive block patterns T11 to T23 is larger than the size of the pixels and overlaps the plurality of pixels. Each of the transparent conductive block patterns T11 to T23 overlaps the pixel electrodes 1 with an insulating layer interposed therebetween. Each of the transparent conductive block patterns T11 to T23 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO). The link patterns L11 to L22 electrically connect the neighboring transparent conductive block patterns T11 to T23 across the Rx lines Rx1 and Rx2 in the lateral direction (or the horizontal direction). The link patterns L11 to L22 may overlap the Rx lines Rx1 and Rx2 with an insulating layer interposed therebetween. The link patterns L11 to L22 may be formed of a metal having high electrical conductivity such as metal aluminum (Al), aluminum neodium (AlNd), molybdenum (Mo), chromium (Cr), copper (Cu), silver (Ag), or the like. It may be formed of a transparent conductive material.

Rx 라인들(Rx1, Rx2)은 Tx 라인들(Tx1~Tx3)과 직교되도록 표시패널(10)의 종 방향(또는 수직 방향)을 따라 길게 형성된다. Rx 라인들(Rx1, Rx2)은 ITO와 같은 투명 도전 물질로 형성될 수 있다. Rx 라인들(Rx1, Rx2) 각각은 도시하지 않은 다수의 픽셀들과 중첩될 수 있다. 이러한 Rx 라인들(Rx1, Rx2)은 표시패널(10)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. The Rx lines Rx1 and Rx2 are formed long along the longitudinal direction (or vertical direction) of the display panel 10 to be orthogonal to the Tx lines Tx1 to Tx3. The Rx lines Rx1 and Rx2 may be formed of a transparent conductive material such as ITO. Each of the Rx lines Rx1 and Rx2 may overlap a plurality of pixels not shown. The Rx lines Rx1 and Rx2 may be formed on the upper substrate or the lower substrate of the display panel 10.

인셀 타입으로 픽셀 어레이 내에 내장되는 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린에서, 공통전극(2)으로부터 분할된 투명 도전 블록 패턴들(T11~T23)이 구동 신호가 인가되는 Tx 전극들로 이용될 수 있다. Rx 라인들(Rx1, Rx2)은 표시패널(10)의 상부 기판이나 하부 기판의 전면이나 배면에 형성될 수 있다. 또한, 표시패널(10)의 데이터라인들(11)이 Rx 라인들(Rx1, Rx2)로 이용될 수 있고, 데이터 라인들(11)과 분리된 별도의 배선들로 Rx 라인들(Rx1, Rx2)이 구현될 수 있다. In the mutual capacitive touch screen embedded in the pixel array in an in-cell type, transparent conductive block patterns T11 to T23 divided from the common electrode 2 may be used as Tx electrodes to which a driving signal is applied. The Rx lines Rx1 and Rx2 may be formed on the front surface or the rear surface of the upper substrate or the lower substrate of the display panel 10. In addition, the data lines 11 of the display panel 10 may be used as the Rx lines Rx1 and Rx2, and Rx lines Rx1 and Rx2 may be separate wires separated from the data lines 11. ) May be implemented.

표시패널 구동기간(T1) 동안, Tx 라인들(Tx1~Tx3)에는 공통전압(Vcom)이 공급된다. 따라서, Tx 라인들(Tx1~Tx3)은 표시패널 구동기간(T1) 동안 공통전극으로 동작하고, 터치 스크린 구동기간(T2) 동안 상호 정전 용량 센서들에 구동 신신호를 공급하기 위한 구동 신호 배선들로 이용된다. During the display panel driving period T1, the common voltage Vcom is supplied to the Tx lines Tx1 to Tx3. Accordingly, the Tx lines Tx1 to Tx3 operate as a common electrode during the display panel driving period T1, and are driving signal wires for supplying a driving new signal to mutual capacitance sensors during the touch screen driving period T2. Is used.

터치 센싱회로(100)는 Tx 라인들(Tx1~Tx3)과 Rx 라인들(Rx1, Rx2)에 연결된다. 터치 센싱회로(100)는 표시패널 구동기간(T1) 동안 디스에이블(disable)되고, 터치 스크린 구동기간(T2) 동안 인에이블(enable)되어 터치 스크린 구동기간(T2)에만 Tx 라인들(Tx1~Tx3)에 구동신호를 순차적으로 공급하고, Rx 라인들을 통해 상호 정전 용량들의 전압을 수신한다. 구동 신호는 구동 전압(Vdrv)과 기준전압(Vref) 사이에서 스윙한다. 도 7 및 도 8에서, "D1~D3 ..."는 표시패널(10)의 데이터라인들이고, "G1~G3..."는 표시패널(10)의 게이트라인들을 나타낸다.The touch sensing circuit 100 is connected to the Tx lines Tx1 to Tx3 and the Rx lines Rx1 and Rx2. The touch sensing circuit 100 is disabled during the display panel driving period T1 and is enabled during the touch screen driving period T2, so that the Tx lines Tx1 to Tx1 through the touch screen driving period T2 only. The driving signal is sequentially supplied to Tx3) and the voltages of mutual capacitances are received through the Rx lines. The driving signal swings between the driving voltage Vdrv and the reference voltage Vref. 7 and 8, "D1 to D3 ..." denote data lines of the display panel 10, and "G1 to G3 ..." denote gate lines of the display panel 10.

터치 센싱회로(100)는 Rx 라인들(Rx1, Rx2)을 통해 수신된 상호 정전 용량의 전압을 샘플링하고, 샘플링한 전압을 적분기의 커패시터에 누적한다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 적분기의 커패시터에 충전된 전압을 디지털 데이터로 변환하고 그 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 문턱값 이상의 데이터를 터치(또는 근접) 입력 위치의 상호 정전 용량 데이터로 판단한다.The touch sensing circuit 100 samples the voltage of the mutual capacitance received through the Rx lines Rx1 and Rx2 and accumulates the sampled voltage in the capacitor of the integrator. The touch sensing circuit 100 converts the voltage charged in the integrator's capacitor into digital data and compares the data with a preset threshold to determine data above the threshold as mutual capacitance data of a touch (or proximity) input position. do.

이러한 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 도 14와 같이 그룹 센싱(group sensing)과 파인 센싱(fine sensing)을 제어하기 위하여, 터치 센싱회로(100)는 도 22에 도시된 센싱 스위칭부(110)를 제어하여 그룹 센싱 과정에서 Tx 라인들과 Rx 라인들을 그룹화하여 그룹 단위로 Tx 라인들에 동시에 구동 신호를 공급하고 Rx 라인들을 통해 다수의 상호 정전 용량 센서들을 센싱할 있다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 그룹 센싱 결과 터치(또는 근접) 입력이 검출되면 파인 센싱 과정에서 센싱 스위칭부(110)를 제어하여 Tx 라인들에 순차적으로 구동 신호를 공급학호 Rx 라인들을 통해 상호 정전 용량 센서들을 순차적으로 세싱할 수 있다. 이러한 제어 방법은 본원 출원인에 의해 기출원된 대한민국 특허 출원 10-2011-0085790(2011. 08. 26), 10-2011-0117130(2011. 11. 10), 10-2011-0128197(2011. 12. 02), 10-2011-0129559(2011. 12. 06) 등에서 제안된 바 있다. In the mutual capacitive touch screen, in order to control group sensing and fine sensing as illustrated in FIG. 14, the touch sensing circuit 100 controls the sensing switching unit 110 illustrated in FIG. 22. By controlling the group sensing process, the Tx lines and the Rx lines are grouped to simultaneously supply driving signals to the Tx lines in group units and sense a plurality of mutual capacitive sensors through the Rx lines. When the touch sensing circuit 100 detects a touch (or proximity) input as a result of group sensing, the touch sensing circuit 100 controls the sensing switching unit 110 in the fine sensing process to sequentially supply a driving signal to the Tx lines through the supply Rx lines. Capacitive sensors can be sequentially processed. Such a control method is disclosed in Korean Patent Application No. 10-2011-0085790 (August 26, 2011), 10-2011-0117130 (Nov. 10, 2011), 10-2011-0128197 (Dec. 2011), filed by the present applicant. 02), 10-2011-0129559 (Dec. 6, 2011) and the like.

도 9는 인셀 타입으로 표시패널(10)에 내장된 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서 배선 구조를 보여 주는 평면도이다. 도 10은 도 9와 같은 터치 스크린(TSP)을 센싱하기 위한 구동 신호를 보여 주는 파형도이다.FIG. 9 is a plan view illustrating a wiring structure of a self-capacitance touch screen TSP embedded in the display panel 10 in an in-cell type. FIG. 10 is a waveform diagram illustrating a driving signal for sensing a touch screen TSP as shown in FIG. 9.

도 9 및 도 10을 참조하면, 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)은 투명 도전 블록 패턴들(COM1~COMn)을 포함한다. 투명 도전 블록 패턴(COM1~COMn) 각각은 픽셀들 보다 크고, 다수의 픽셀들과 중첩되는 투명 전극 패턴들로 픽셀 어레이 내에 형성된다. 투명 도전 블록 패턴들(COM1~COMn) 각각은 자기 정전 용량 센서에 연결된다. 투명 도전 블록 패턴들(COM1~COMn) 각각은 공통전극(2)과 자기 용량 센서의 전극 역할을 겸한다.9 and 10, the self-capacitive touch screen TSP includes transparent conductive block patterns COM1 to COMn. Each of the transparent conductive block patterns COM1 to COMn is larger than the pixels and is formed in the pixel array with transparent electrode patterns overlapping the plurality of pixels. Each of the transparent conductive block patterns COM1 to COMn is connected to a magnetic capacitance sensor. Each of the transparent conductive block patterns COM1 to COMn serves as an electrode of the common electrode 2 and the magnetic capacitance sensor.

터치 센싱회로(100)는 센싱 라인들(S1~Sn)을 통해 투명 도전 블록 패턴들(COM1~COMn)에 1:1로 연결될 수 있다. 투명 도전 블록 패턴(COM1~COMn)에는 표시패널 구동기간(T1) 동안 센싱 라인들(S1~Sn)을 공통전압(Vcom)이 공급되고, 터치 스크린 구동기간(T2) 동안, 도 10과 같은 구동 신호가 공급된다. 따라서, 투명 도전 블록 패턴(COM1~COMn)은 표시패널 구동기간(T1) 동안 공통전극(2)으로 동작하고, 터치 스크린 구동기간(T2) 동안 자기 정전 용량 센서들을 센싱하기 위한 전극들로 이용된다.The touch sensing circuit 100 may be connected 1: 1 to the transparent conductive block patterns COM1 to COMn through the sensing lines S1 to Sn. The common voltage Vcom is supplied to the sensing lines S1 to Sn during the display panel driving period T1 to the transparent conductive block patterns COM1 to COMn, and is driven as shown in FIG. 10 during the touch screen driving period T2. The signal is supplied. Accordingly, the transparent conductive block patterns COM1 to COMn operate as the common electrode 2 during the display panel driving period T1 and are used as electrodes for sensing the self capacitance sensors during the touch screen driving period T2. .

터치 센싱회로(100)는 표시패널 구동기간(T1) 동안 디스에이블(disable)되고, 터치 스크린 구동기간(T2) 동안 인에이블되어 터치 스크린 구동기간(T2)에만 도 10과 같은 구동신호를 센싱 라인들(S1~Sn)에 동시에 공급한다. 도 10에서 표시패널 구동기간(T1)은 생략되었지만, 그 표시패널 구동기간(T1)의 동작은 도 8과 실질적으로 동일하다. The touch sensing circuit 100 is disabled during the display panel driving period T1 and enabled during the touch screen driving period T2 to sense the driving signal as shown in FIG. 10 only in the touch screen driving period T2. To S1 to Sn at the same time. Although the display panel driving period T1 is omitted in FIG. 10, the operation of the display panel driving period T1 is substantially the same as in FIG. 8.

자기 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서, 터치 센싱회로(100)의 입/출력 채널 핀(pin) 수를 줄이기 위하여 터치 센싱회로(100)와 센싱 라인들(S1~Sn) 사이에는 도 11과 같은 멀티플렉서(multiplexer, 102)가 설치될 수 있다. 멀티플렉서(102)가 1:N(N은 2 이상 n 보다 작은 양의 정수) 멀티플렉서인 경우에, 터치 센싱회로(100)에서 구동신호가 출력되는 n/N 개의 입/출력 핀들이 멀티플렉서(102)의 입력 단자들에 연결된다. 멀티플렉서(102)에서 n 개의 출력 단자들은 센싱 라인들(S1~Sn)에 1:1로 연결된다. 따라서, 본 발명은 멀티플렉서(102)를 이용하여 터치 센싱회로(100)의 핀 수를 1/N 만큼 줄일 수 있다.In the self-capacitance touch screen TSP, in order to reduce the number of input / output channel pins of the touch sensing circuit 100, the touch sensing circuit 100 and the sensing lines S1 to Sn are illustrated in FIG. 11. A multiplexer 102 such as may be installed. When the multiplexer 102 is a 1: N multiplexer where N is a positive integer smaller than 2 or more, n / N input / output pins to which a driving signal is output from the touch sensing circuit 100 are multiplexer 102. Is connected to the input terminals. The n output terminals in the multiplexer 102 are connected 1: 1 to the sensing lines S1 to Sn. Therefore, the present invention can reduce the number of pins of the touch sensing circuit 100 by 1 / N using the multiplexer 102.

센싱 라인들(S1~Sn)이 3 개의 그룹들로 나뉜다면, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제1 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제1 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 이어서, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제2 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제2 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 이어서, 멀티플렉서(102)는 n/3 개의 입/출력 핀들(P1~Pn/3)을 제3 그룹의 센싱 라인들에 연결하여 제3 그룹의 센싱 라인들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 공급한다. 따라서, 터치 센싱회로(100)는 멀티플렉서(102)를 이용하여 n/3 개의 핀들을 통해 n 개의 투명 도전 블록 패턴(COM1~COMn)에 구동신호를 공급할 수 있다. When the sensing lines S1 to Sn are divided into three groups, the multiplexer 102 connects n / 3 input / output pins P1 to Pn / 3 to the sensing lines of the first group to form a first group. The driving signal is simultaneously supplied to the capacitive sensors connected to the sensing lines of the group. Subsequently, the multiplexer 102 connects n / 3 input / output pins P1 to Pn / 3 to sensing lines of the second group to provide driving signals to the capacitive sensors connected to the sensing lines of the second group. Supply at the same time. Subsequently, the multiplexer 102 connects n / 3 input / output pins P1 to Pn / 3 to the third group of sensing lines to provide a driving signal to the capacitive sensors connected to the third group of sensing lines. Supply at the same time. Accordingly, the touch sensing circuit 100 may supply a driving signal to the n transparent conductive block patterns COM1 to COMn through the n / 3 pins using the multiplexer 102.

도 12는 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)을 보여 주는 등가 회로도이다. 도 13은 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)에서 터치 입력의 센싱 원리를 보여 주는 파형도이다. 12 is an equivalent circuit diagram illustrating a self capacitive touch screen (TSP). FIG. 13 is a waveform diagram illustrating a sensing principle of a touch input in a self-capacitive touch screen (TSP).

도 12 및 도 13을 참조하면, 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린은 저항(R)과 커패시터(Cg, Cd, Co)를 포함한다. 저항(R)은 터치 스크린(TSP)과 표시패널(10)의 배선 저항 및 기생 저항을 포함한다. Cg는 터치 스크린(TSP)의 배선과 게이트라인(12) 사이의 커패시터이고, Cd는 터치 스크린(TSP)의 배선과 데이터라인(11) 사이의 커패시터이다. Co는 표시패널(10)에서 데이터라인(11)과 게이트라인(12) 이외의 다른 구성요소들과, 터치 스크린(TSP)의 배선 사이에 형성된 커패시터이다.12 and 13, the self-capacitive touch screen includes a resistor R and capacitors Cg, Cd, and Co. The resistor R includes a wiring resistance and a parasitic resistance of the touch screen TSP and the display panel 10. Cg is a capacitor between the wiring of the touch screen TSP and the gate line 12, and Cd is a capacitor between the wiring of the touch screen TSP and the data line 11. Co is a capacitor formed in the display panel 10 between components other than the data line 11 and the gate line 12 and the wiring of the touch screen TSP.

터치 스크린(TSP)의 배선에 구동 신호(Vo)를 인가하면 그 구동 신호(Vo)의 라이징 에지(rising edge) 및 폴링 에지(falling edge)는 도 12의 저항(R)과 커패시터(Cg, Cd, Co)에 따라 결정되는 RC 지연값 만큼 지연된다. 터치 스크린(TSP)에 도체나 손가락이 접촉하면 도 13에서 Cf 만큼 커패시턴스(Capacitance)가 증가하여 RC 지연이 더 커진다. 일 예로, 도 13에서 실선은 터치 입력이 없을 때 구동 신호의 폴링 에지이고, 점선은 터치 입력이 있을 때 구동 신호의 폴링 에지를 나타낸다. 터치 센싱회로(100)는 구동 신호의 라이징 에지와 폴링 에지 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 기준 전압값(Vx)과 비교한다. 그리고 터치 센싱회로(100)는 구동 신호의 라이징 에지와 폴링 에지 중 적어도 어느 하나에서 자기 용량 센서의 전압이 기준 전압값(Vx)에 도달할 때까지의 지연 시간을 카운트하여 정전 용량 센서의 용량값 변화를 센싱한다. 터치 입력이 없을 때 기준 전압값(Vx)에 도달하는 기준 시간 정보는 터치 센싱회로(100)에 미리 저장되어 있다. 터치 센싱회로(100)는 카운터로 실시간 측정된 구동 신호의 지연 시간과 미리 알고 있는 기준 시간 정보 간의 시간차(Δt)가 미리 설정됨 임계값 이상이면 현재 센싱된 자기 정전 용량을 터치(또는 근접) 입력 위치의 센서로 판단한다.When the driving signal Vo is applied to the wiring of the touch screen TSP, the rising edge and the falling edge of the driving signal Vo are represented by the resistor R and the capacitors Cg and Cd of FIG. 12. , Co) is delayed by the RC delay value determined according to Co). When a conductor or a finger contacts the touch screen TSP, the capacitance is increased by Cf in FIG. 13 to increase the RC delay. For example, in FIG. 13, the solid line indicates the falling edge of the driving signal when there is no touch input, and the dotted line indicates the falling edge of the driving signal when there is a touch input. The touch sensing circuit 100 compares at least one of a rising edge and a falling edge of the driving signal with a preset reference voltage value Vx. The touch sensing circuit 100 counts the delay time until the voltage of the self-capacitance sensor reaches the reference voltage value Vx at at least one of the rising edge and the falling edge of the driving signal, thereby capacitive value of the capacitive sensor. Sense change The reference time information reaching the reference voltage value Vx when there is no touch input is stored in the touch sensing circuit 100 in advance. The touch sensing circuit 100 inputs a touch (or proximity) of the currently sensed magnetic capacitance when a time difference Δt between a delay time of a driving signal measured in real time and a predetermined reference time information is greater than a preset threshold by a counter. Judging by the sensor of the position.

도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 센싱 장치의 구동 방법의 제어 수순을 보여 주는 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating a control procedure of a method of driving a touch sensing device according to a first embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 터치 센싱 장치의 구동 방법은 그룹 센싱 방법으로 터치 스크린(TSP)의 정전 용량들을 센싱하여 터치(또는 근접) 입력 여부를 판단한다.(S1~S3) 그룹 센싱 과정(Group sensing phase)이란 도 23 내지 도 28과 같이 터치 스크린의 정전 용량 센서들을 2 개 이상의 그룹들로 그룹화하여 동일 그룹 내에 속한 정전 용량 센서들에 동시에 구동 신호를 인가하여 그 정전 용량 센서들을 동시에 센싱하는 방법이다. 터치 스크린(TSP)에 포함된 모든 정전 용량 센서들의 개수가 도 9 및 도 15와 같이 n(n은 4 이상의 양의 정수)라 할 때 그룹들 각각은 2 개 이상의 정전 용량 센서들을 포함한다. 그룹 센싱 과정은 동일 그룹에 속한 그룹의 정전 용량 센서들을 동시에 센싱한다. 따라서, 그룹 센싱 과정에서 하나의 그룹이 센싱되는데 필요한 시간은 기존의 정전 용량 방식의 터치 스크린에서 하나의 정전 용량 센서를 센싱하는 시간에 불과하다. Referring to FIG. 14, the method of driving the touch sensing device according to the present invention determines whether a touch (or proximity) input is performed by sensing capacitances of the touch screen TSP using a group sensing method. The group sensing phase refers to capacitive sensors of a touch screen grouped into two or more groups as shown in FIGS. 23 to 28 to simultaneously apply driving signals to capacitive sensors belonging to the same group to sense the capacitive sensors simultaneously. That's how. When the number of all capacitive sensors included in the touch screen TSP is n (n is a positive integer of 4 or more), as shown in FIGS. 9 and 15, each of the groups includes two or more capacitive sensors. The group sensing process simultaneously senses capacitive sensors of a group belonging to the same group. Therefore, the time required for sensing a group in the group sensing process is only a time for sensing one capacitive sensor in a conventional capacitive touch screen.

그룹 센싱을 실시한 결과, 어떠한 그룹들에서도 터치(또는 근접) 입력이 검출되지 않으면, 터치 센싱회로(100)는 소정의 시간 지연(time delay) 후에 다시 그룹 센싱을 반복한다. 터치(또는 근접) 입력이 검출되지 않을 때 반복되는 그룹 센싱 과정들 사이의 시간 지연은 터치 센싱회로(100)의 모든 동작이 일시적으로 정지되므로 소모 전력이 최소화된다. 소정의 시간 지연은 2 프레임 기간 이상 수십 프레임 기간 이하로 설정될 수 있다. 1 프레임 주파수는 NTSC(National Television Standards Committee) 방식에서 60Hz이며, PAL(Phase-Alternating Line) 방식에서 50Hz이다. 따라서, 1 프레임 기간은 NTSC 방식에서 대략 17 msec이고 PAL 방식에서 20msec이다.As a result of performing group sensing, if no touch (or proximity) input is detected in any of the groups, the touch sensing circuit 100 repeats group sensing again after a predetermined time delay. The time delay between repeated group sensing processes when a touch (or proximity) input is not detected is minimized because all operations of the touch sensing circuit 100 are temporarily stopped. The predetermined time delay may be set to two frame periods or more and several tens frame periods or less. One frame frequency is 60 Hz in the NTSC (National Television Standards Committee) scheme and 50 Hz in the phase-alternating line (PAL) scheme. Therefore, one frame period is approximately 17 msec in the NTSC scheme and 20 msec in the PAL scheme.

그룹 센싱 과정은 다수의 정전 용량 센서들을 동시에 센싱하므로 터치(또는 근접) 입력 여부만을 알 수 있고 터치(또는 근접) 입력의 정확한 위치를 인식하기가 어렵다. 따라서, 본 발명의 터치 센싱 장치의 구동 방법은 그룹 센싱 결과 터치(또는 근접) 입력이 검출되면 파인 센싱 과정(fine sensing phase)을 통해 터치(또는 근접) 입력 위치를 세밀하게 센싱한다.(S3~S4)Since the group sensing process senses a plurality of capacitive sensors at the same time, it is possible to know only a touch (or proximity) input and it is difficult to recognize the exact position of the touch (or proximity) input. Therefore, when a touch (or proximity) input is detected as a result of group sensing, the method for driving the touch sensing device according to the present invention senses the touch (or proximity) input position in detail through a fine sensing phase. S4)

파인 센싱 과정은 도 30 내지 도 32의 예와 같이 그룹 센싱 과정에서 터치(또는 근접) 입력이 검출된 그룹에 한하여 그 그룹 내에서 정전 용량 센서들 각각을 독립적으로 센싱한다. 그룹 센싱 결과, 터치(또는 근접) 입력이 검출되지 않은 그룹에 대하여는 파인 센싱 과정이 실시되지 않는다. 따라서, 파인 센싱 과정은 모든 정전 용량 센서들을 독립적으로 센싱하는 기존 기술에 비하여 센싱 감도에서 큰 차이가 없고 센싱할 정전 용량 센서들의 개수를 줄일 수 있으므로 센싱에 필요한 시간과 소모 전력을 줄일 수 있다. The fine sensing process independently senses each of the capacitive sensors in the group only in a group in which a touch (or proximity) input is detected in the group sensing process as in the example of FIGS. 30 to 32. As a result of the group sensing, the fine sensing process is not performed on the group for which the touch (or proximity) input is not detected. Therefore, the fine sensing process has no significant difference in sensing sensitivity and can reduce the number of capacitive sensors to sense compared to the existing technology of sensing all capacitive sensors independently, thereby reducing the time and power required for sensing.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 장치를 보여 주는 회로도이다. 15 is a circuit diagram illustrating a touch sensing device according to an embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 본 발명의 터치 센싱 장치는 n 개의 정전 용량 센서들을 포함한 터치 스크린(TSP), 및 터치 센싱회로(100)를 포함한다. Referring to FIG. 15, the touch sensing device of the present invention includes a touch screen (TSP) including n capacitive sensors, and a touch sensing circuit 100.

터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들은 투명 도전 블록 패턴으로 이루어진 전극들(COM1~COMn)과 1:1로 연결된다. 터치 스크린(TSP)의 전극들(COM1~COMn)은 도 7과 같은 상호 정전 용량 센서들에 연결된 Tx 라인의 투명 도전 블록 패턴들로 이거나, 도 9와 같은 자기 정전 용량 센서들에 연결된 투명 도전 블록 패턴들일 수 있다. 따라서, 터치 스크린(TSP)은 도 1 내지 도 3과 같이 다양한 형태로 표시표시표널에 형성될 수 있고, 상호 정전 용량 센서나 자기 용량 센서와 같은 정전 용량 센서들을 이용하여 터치(또는 근접) 입력을 감지(sensing)할 수 있다. The capacitive sensors of the touch screen TSP are connected 1: 1 with the electrodes COM1 to COMn formed of a transparent conductive block pattern. The electrodes COM1 to COMn of the touch screen TSP are transparent conductive block patterns of a Tx line connected to mutual capacitive sensors as shown in FIG. 7, or transparent conductive blocks connected to magnetic capacitive sensors as shown in FIG. 9. May be patterns. Accordingly, the touch screen TSP may be formed on the display panel in various forms as shown in FIGS. 1 to 3, and touch (or proximity) input is performed by using capacitive sensors such as mutual capacitance sensors or self capacitance sensors. Can be sensed.

터치 센싱회로(100)는 센싱 스위칭부(110)와, 로직부(120)를 포함한다. The touch sensing circuit 100 includes a sensing switching unit 110 and a logic unit 120.

센싱 스위칭부(110)는 로직부(120)의 입/출력 채널들과 터치 스크린(TSP)의 배선 사이에 설치된다. 센싱 스위칭부(110)는 로직부(120)와 터치 스크린(TSP) 사이에 설치되어 그들 사이의 구동 신호 전송 경로를 스위칭한다. The sensing switching unit 110 is installed between the input / output channels of the logic unit 120 and the wiring of the touch screen TSP. The sensing switching unit 110 is installed between the logic unit 120 and the touch screen TSP to switch the driving signal transmission path therebetween.

센싱 스위칭부(110)는 그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 별로 정전 용량 센서들을 단락시킨 후에 파인 센싱 과정에서 정전 용량 센서들을 분리시킨다. 이를 상세히 하면, 센싱 스위칭부(110)는 그룹 센싱 과정에서 로직부(120)의 제어 하에 동일 그룹에 속한 전극들 간의 스위치(switch)를 단락(short)시키고 그 단락 상태에서 같은 그룹에 속한 전극들에 로직부(120)로부터의 구동 신호를 동시에 전송한다. 센싱 스위칭부(110)는 파인 센싱 과정에서 로직부(120)의 제어 하에 전극들 간의 스위치를 개방(open)시켜 전극들(COM1~COMn) 각각에 로직부(120)로부터의 구동 신호를 전송한다. The sensing switching unit 110 short-circuites the capacitive sensors for each preset group in the group sensing process, and then separates the capacitive sensors in the fine sensing process. In detail, the sensing switching unit 110 shorts a switch between the electrodes belonging to the same group under the control of the logic unit 120 in the group sensing process, and the electrodes belonging to the same group in the short state. Simultaneously transmits a drive signal from the logic unit 120. The sensing switching unit 110 transmits a driving signal from the logic unit 120 to each of the electrodes COM1 to COMn by opening a switch between the electrodes under the control of the logic unit 120 during the fine sensing process. .

센싱 스위칭부(110)는 로직부(120)의 입/출력 단자들에 연결된 멀티플렉서(114), 멀티플렉서(114)와 터치 스크린(TSP) 사이에 배치된 스위치 어레이(112)를 포함한다. The sensing switching unit 110 includes a multiplexer 114 connected to the input / output terminals of the logic unit 120, and a switch array 112 disposed between the multiplexer 114 and the touch screen TSP.

멀티플렉서(114)의 입력 단자들은 로직부(120)의 입/출력 단자들에 연결되고, 멀티플렉서(114)의 출력 단자들은 터치 스크린(TSP)의 전극들(COM1~COMn)에 연결된다. 멀티플렉서(114)는 로직부(120)로부터 입력되는 제1 스위치 제어신호(MC)에 응답하여 구동 신호 전송 패스를 스위칭한다. 이 멀티플렉서(114)는 도 11에 도시된 멀티플렉서(102)와 실질적으로 동일하다. Input terminals of the multiplexer 114 are connected to input / output terminals of the logic unit 120, and output terminals of the multiplexer 114 are connected to electrodes COM1 to COMn of the touch screen TSP. The multiplexer 114 switches the driving signal transmission path in response to the first switch control signal MC input from the logic unit 120. This multiplexer 114 is substantially the same as the multiplexer 102 shown in FIG.

스위치 어레이(112)는 그룹 센싱 과정에서 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들을 2 이상의 그룹들로 그룹화하기 위하여, 터치 스크린(TSP)의 전극들을 미리 설정된 그룹 단위로 단락한다. 그리고 스위치 어레이(112)는 파인 센싱 과정에서 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들 각각을 개별 센싱하기 위하여, 전극들 간의 단락 상태를 해제하여 전극들을 분리한다. 스위치 어레이(112)는 도 22, 도 23 등과 같이 다수의 스위치들을 포함한다. 스위치 어레이(112)의 스위치들은 로직부(120)로부터 입력되는 제2 스위치 제어신호(GC)에 응답하여 턴-온/오프(turn-on/off)된다.The switch array 112 short-circuits the electrodes of the touch screen TSP in predetermined group units in order to group the capacitive sensors of the touch screen TSP into two or more groups in the group sensing process. The switch array 112 separates the electrodes by releasing a short circuit between the electrodes in order to individually sense each of the capacitive sensors of the touch screen TSP during the fine sensing process. The switch array 112 includes a plurality of switches as shown in FIGS. 22 and 23. The switches of the switch array 112 are turned on / off in response to the second switch control signal GC input from the logic unit 120.

로직부(120)는 터치 스크린의 정전 용량 센서들을 센싱하기 위하여 구동 신호를 발생하여 센싱 스위칭부(110)에 공급한다. 로직부(120)는 센싱 스위칭부(110)를 통해 수신된 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들의 전압 변화나 용량 변화를 분석하여 터치(또는 근접) 입력 여부를 판단한다. 로직부(120)는 파인 센싱 과정에서 얻어진 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 위치를 검출한다. 로직부(120)는 센싱 스위칭부(110)를 그룹 센싱 과정과 파인 센싱 과정으로 제어하며, 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출될 때에만 파인 센싱 과정으로 이행한다. The logic unit 120 generates and supplies a driving signal to the sensing switching unit 110 to sense the capacitive sensors of the touch screen. The logic unit 120 determines whether a touch (or proximity) is input by analyzing a voltage change or a capacitance change of the capacitive sensors of the touch screen TSP received through the sensing switching unit 110. The logic unit 120 detects a touch input position by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained during the fine sensing process. The logic unit 120 controls the sensing switching unit 110 to a group sensing process and a fine sensing process, and shifts to the fine sensing process only when a touch input is detected in the group sensing process.

로직부(120)는 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출되지 않을 때 소정의 시간 지연 동안 모든 센싱 동작을 멈추고 대기 모드로 동작하고 지연 시간이 경과되면 다시 그룹 센싱 과정을 반복한다. 로직부(120)는 내부 카운터를 이용하여 지연 시간을 체크할 수 있다. 이러한 로직부(120)는 스위치 제어신호들(MC, GC)를 발생하여 센싱 스위칭부(110)의 동작을 제어한다. The logic unit 120 stops all sensing operations for a predetermined time delay when the touch input is not detected in the group sensing process, operates in the standby mode, and repeats the group sensing process again when the delay time elapses. The logic unit 120 may check a delay time using an internal counter. The logic unit 120 generates switch control signals MC and GC to control the operation of the sensing switching unit 110.

도 15에서. 터치 스크린(TSP)의 전극들(COM1~COMn) 중 일부와 센싱 스위칭부(110) 사이의 연결 배선이 생략되었으나, 그들 사이의 연결 관계는 도 11과 같다는 것에 주의하여야 한다. 즉, 도 15에 도시된 모든 전극들(COM1~COMn)은 멀티플렉서(114)의 출력 단자들에 연결된다.In FIG. Although connection wires between some of the electrodes COM1 to COMn of the touch screen TSP and the sensing switching unit 110 are omitted, the connection relationship between them is the same as FIG. 11. That is, all of the electrodes COM1 to COMn illustrated in FIG. 15 are connected to output terminals of the multiplexer 114.

그룹 센싱 과정을 가능하게 하기 위하여, 터치 스크린의 정전 용량 센서들을 그룹화하여야 한다. 그룹화 방법은 도 16 내지 도 21과 같이 다양한 방법이 가능하다.In order to enable the group sensing process, the capacitive sensors of the touch screen should be grouped. The grouping method may be various methods as shown in FIGS. 16 to 21.

도 16 및 도 17을 참조하면, 터치 스크린(TSP)에서 수평 방향(또는 라인 방향)을 따라 배치된 정전 용량 센서들이 같은 그룹으로 지정될 수 있다. 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들을 3 개의 그룹들로 분할하는 경우에, 터치 스크린(TSP)의 제1 라인에 배열된 정전 용량 센서들(G1)은 제1 그룹으로 지정될 수 있다. 터치 스크린(TSP)의 제2 라인에 배열된 정전 용량 센서들(G2)은 제2 그룹으로, 터치 스크린(TSP)의 제3 라인에 배열된 정전 용량 센서들(G3)은 제3 그룹으로 각각 지정될 수 있다. 손가락이나 도체가 도 16 및 도 17에 도시된 점선원과 같이 터치 스크린(TSP)에 터치되면, 일반적으로 다수의 정전 용량 센서들이 터치된다. 이러한 터치(또는 근접) 입력은 다수의 정전 용량 센서들의 전압이나 용량 변화를 초래한다. 따라서, 그룹 센싱 과정에서 터치 스크린(TSP) 상에서 터치(또는 근접) 입력이 발생되면 적어도 하나 이상의 그룹에서 터치(또는 근접) 입력 여부가 인식될 수 있다. 16 and 17, the capacitive sensors arranged along the horizontal direction (or line direction) in the touch screen TSP may be designated as the same group. When dividing the capacitive sensors of the touch screen TSP into three groups, the capacitive sensors G1 arranged on the first line of the touch screen TSP may be designated as the first group. The capacitive sensors G2 arranged on the second line of the touch screen TSP are the second group, and the capacitive sensors G3 arranged on the third line of the touch screen TSP are the third group, respectively. Can be specified. When a finger or a conductor touches the touch screen TSP as shown by the dotted circles shown in FIGS. 16 and 17, a plurality of capacitive sensors are generally touched. Such touch (or proximity) inputs result in voltage or capacitance changes of multiple capacitive sensors. Therefore, when a touch (or proximity) input is generated on the touch screen (TSP) during the group sensing process, it may be recognized whether at least one group is touched (or proximity).

도 18을 참조하면, 터치 스크린(TSP)에서 수직 방향(또는 컬럼 방향)을 따라 배치된 정전 용량 센서들이 같은 그룹으로 지정될 수 있다. 터치 스크린(TSP)의 정전 용량 센서들을 3 개의 그룹들로 분할하는 경우에, 터치 스크린(TSP)의 제1 컬럼에 배열된 정전 용량 센서들(G1)은 제1 그룹으로 지정될 수 있다. 터치 스크린(TSP)의 제2 컬럼에 배열된 정전 용량 센서들(G2)은 제2 그룹으로, 터치 스크린(TSP)의 제3 컬럼에 배열된 정전 용량 센서들(G3)은 제3 그룹으로 각각 지정될 수 있다. 이러한 그룹 배치 방법에서도, 그룹 센싱 과정에서 터치 스크린(TSP) 상에서 터치(또는 근접) 입력이 발생되면 적어도 하나 이상의 그룹에서 터치(또는 근접) 입력 여부가 인식될 수 있다. Referring to FIG. 18, the capacitive sensors disposed along the vertical direction (or column direction) in the touch screen TSP may be designated as the same group. When dividing the capacitive sensors of the touch screen TSP into three groups, the capacitive sensors G1 arranged in the first column of the touch screen TSP may be designated as the first group. The capacitive sensors G2 arranged in the second column of the touch screen TSP are the second group, and the capacitive sensors G3 arranged in the third column of the touch screen TSP are the third group, respectively. Can be specified. Even in such a group arrangement method, if a touch (or proximity) input is generated on the touch screen (TSP) in the group sensing process, it may be recognized whether at least one group is touched (or proximity).

도 19 내지 도 21을 참조하면, 터치 스크린(TSP)에서 대각 방향을 따라 배열된 정전 용량 센서들 또는 지그 재그 형태로 배열된 정전 용량 센서들이 그룹으로 지정될 수 있다. 도 19 내지 도 21에서 "G1"은 대각 방향을 따라 배열된 제1 그룹의 정전 용량 센서들이다. "G2"은 제1 그룹과 이웃하도록 대각 방향을 따라 배열된 제2 그룹의 정전 용량 센서들이고, "G3"은 제1 그룹과 제2 그룹과 이웃하고 그 사이에 배치되도록 대각 방향을 따라 배열된 제2 그룹의 정전 용량 센서들이다. 이러한 그룹 배치 방법은 그룹 센싱 과정에서 터치 스크린(TSP) 상에서 터치(또는 근접) 입력이 발생되면, 대부분의 경우에 모든 그룹들에서 터치(또는 근접) 입력 여부가 인식될 수 있다.19 to 21, capacitive sensors arranged in a diagonal direction in the touch screen TSP or capacitive sensors arranged in a zigzag form may be designated as a group. In FIGS. 19 to 21, "G1" is the first group of capacitive sensors arranged along the diagonal direction. "G2" is a second group of capacitive sensors arranged along the diagonal direction to neighbor the first group, and "G3" is arranged along the diagonal direction to be adjacent to and disposed between the first group and the second group. Capacitive sensors of the second group. In the group arrangement method, when a touch (or proximity) input is generated on a touch screen (TSP) during a group sensing process, in most cases, whether or not a touch (or proximity) input is recognized in all groups.

도 22는 터치 센싱회로(100)의 센싱 스위칭부(110)를 상세히 보여 주는 회로도이다. FIG. 22 is a circuit diagram illustrating in detail the sensing switching unit 110 of the touch sensing circuit 100.

도 22를 참조하면, 스위치 어레이(112)는 다수의 스위치 그룹들을 포함한다. 하나의 스위치 그룹은 로직부(120)의 제어 하에 그룹 센싱 과정에서 같은 그룹에 속한 정전 용량 센서들을 단락(short) 시키는 반면, 파인 센싱 과정에서 그 정전 용량 센서들을 분리한다. 제1 스위치 그룹은 제1 그룹(GR1)에 속한 정전 용량 센서들(G1)을 선택적으로 연결하는 제1 스위치들(S1)을 이용하여 그룹 센싱 과정에서 제1 그룹(GR1)의 정전 용량 센서들(G1)을 연결하는 반면, 파인 센싱 과정에서 그 정전 용량 센서들(G1)을 분리한다. 제2 스위치 그룹은 제2 그룹(GR2)에 속한 정전 용량 센서들(G2)을 선택적으로 연결하는 제2 스위치들(S2)을 이용하여 그룹 센싱 과정에서 제2 그룹(GR2)의 정전 용량 센서들(G2)을 연결하는 반면, 파인 센싱 과정에서 그 정전 용량 센서들(G2)을 분리한다. 제3 스위치 그룹은 제3 그룹(GR3)에 속한 정전 용량 센서들(G3)을 선택적으로 연결하는 제3 스위치들(S3)을 이용하여 그룹 센싱 과정에서 제3 그룹(GR3)의 정전 용량 센서들(G3)을 연결하는 반면, 파인 센싱 과정에서 그 정전 용량 센서들(G3)을 분리한다. Referring to FIG. 22, the switch array 112 includes a plurality of switch groups. One switch group shorts the capacitive sensors belonging to the same group in the group sensing process under the control of the logic unit 120, while separating the capacitive sensors in the fine sensing process. The first switch group uses the first switches S1 to selectively connect the capacitive sensors G1 belonging to the first group GR1, and the capacitive sensors of the first group GR1 in the group sensing process. While the G1 is connected, the capacitive sensors G1 are separated in the fine sensing process. The second switch group uses the second switches S2 to selectively connect the capacitive sensors G2 belonging to the second group GR2, and the capacitive sensors of the second group GR2 in the group sensing process. While the G2 is connected, the capacitive sensors G2 are separated in the fine sensing process. The third switch group uses the third switches S3 to selectively connect the capacitive sensors G3 belonging to the third group GR3, and the capacitive sensors of the third group GR3 in the group sensing process. While the G3 is connected, the capacitive sensors G3 are separated in the fine sensing process.

스위치 어레이(112)의 스위치 배열은 도 22에 한정되는 것이 아니라, 도 16 내지 도 21과 같은 다양한 형태의 그룹 배치 방법에 따라 적절히 조절될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. It should be noted that the switch arrangement of the switch array 112 is not limited to FIG. 22 but may be properly adjusted according to various types of group arrangement methods such as FIGS. 16 to 21.

도 23 내지 도 29는 다양한 그룹 센싱 방법들을 보여 주는 도면들이다. 23 to 29 are diagrams illustrating various group sensing methods.

도 23 및 도 24를 참조하면, 그룹 센싱 과정은 각 그룹 별로 정전 용량 센서들을 단락시키고 구동 신호를 모든 그룹들(GR1~GR3)에 동시에 공급할 수 있다. 이 경우, 정전 용량 센서들은 스위치들(S1~S3)을 통해 그룹별로 나뉘어 단락되어 있다. 따라서, 멀티플렉서(114)는 각 그룹별로 일부 정전 용량 센서들을 로직부(120)에 연결한다. 로직부(120)로부터 출력된 구동 신호는 멀티플렉서(114)를 통해 같은 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 동시에 공급된다. 예를 들어, 로직부(120)의 제1 입/출력 단자를 통해 출력되는 구동신호는 멀티플렉서(114)와 제1 스위치들(S1)을 통해 제1 그룹(GR1)의 정전 용량 센서들(G1)에 동시에 전송된다. 로직부(120)의 제2 입/출력 단자를 통해 출력되는 구동신호는 멀티플렉서(114)와 제2 스위치들(S2)을 통해 제2 그룹(GR2)의 정전 용량 센서들(G2)에 동시에 전송된다. 로직부(120)의 제3 입/출력 단자를 통해 출력되는 구동신호는 멀티플렉서(114)와 제3 스위치들(S3)을 통해 제3 그룹(GR3)의 정전 용량 센서들(G3)에 동시에 전송된다. 23 and 24, the group sensing process may short-circuit the capacitive sensors for each group and simultaneously supply driving signals to all the groups GR1 to GR3. In this case, the capacitive sensors are divided into groups and short-circuited through the switches S1 to S3. Therefore, the multiplexer 114 connects some capacitive sensors to the logic unit 120 for each group. The driving signal output from the logic unit 120 is simultaneously supplied to the capacitive sensors belonging to the same group through the multiplexer 114. For example, the driving signal output through the first input / output terminal of the logic unit 120 may be the capacitive sensors G1 of the first group GR1 through the multiplexer 114 and the first switches S1. Are sent simultaneously). The driving signal output through the second input / output terminal of the logic unit 120 is simultaneously transmitted to the capacitive sensors G2 of the second group GR2 through the multiplexer 114 and the second switches S2. do. The driving signal output through the third input / output terminal of the logic unit 120 is simultaneously transmitted to the capacitive sensors G3 of the third group GR3 through the multiplexer 114 and the third switches S3. do.

도 25a 내지 도 26을 참조하면, 그룹 센싱 과정은 각 그룹 별로 정전 용량 센서들을 단락시키고 구동 신호를 같은 그룹의 정전 용량 센서들에 동시에 전송하되, 그룹들을 시분할 구동한다. 예를 들어, 그룹 센싱 과정은 제1 및 제2 그룹 센싱 기간(Tg1, Tg2)으로 시분할될 수 있다. 제1 그룹 센싱 기간(Tg1) 동안 도 25a 및 도 26과 같이 일부 그룹들(GR1, GR3)에 속한 정전 용량 센서들(G1, G3)에 구동 신호가 동시에 전송된 후에, 제2 그룹 센싱 기간(Tg2) 동안 도 25b 및 도 26과 같이 나머지 그룹(GR2)의 정전 용량 센서들(G2)에 구동 신호가 동시에 전송된다. 그룹 센싱 기간(Tg1, Tg2) 각각에서 하나 이상의 그룹이 동시에 센싱될 수 있다.25A to 26, a group sensing process short-circuites capacitive sensors for each group and simultaneously transmits a driving signal to capacitive sensors of the same group, and time-division-drives the groups. For example, the group sensing process may be time-divided into first and second group sensing periods Tg1 and Tg2. After the driving signal is simultaneously transmitted to the capacitive sensors G1 and G3 belonging to some groups GR1 and GR3 during the first group sensing period Tg1, the second group sensing period Tg1 may be performed. During the period Tg2, a driving signal is simultaneously transmitted to the capacitive sensors G2 of the remaining group GR2 as shown in FIGS. 25B and 26. One or more groups may be simultaneously sensed in each of the group sensing periods Tg1 and Tg2.

도 27a 내지 도 28을 참조하면, 그룹 센싱 과정은 각 그룹 별로 정전 용량 센서들을 단락시키고 구동 신호를 같은 그룹의 정전 용량 센서들에 동시에 전송하되, 그룹들을 시분할 구동한다. 예를 들어, 그룹 센싱 과정은 제1 내지 제3 그룹 센싱 기간(Tg1~Tg3)으로 시분할될 수 있다. 제1 그룹 센싱 기간(Tg1) 동안 도 27a 및 도 28과 같이 제1 그룹(GR1)의 정전 용량 센서들(G1)에 구동 신호가 동시에 전송된 후에, 제2 그룹 센싱 기간(Tg2) 동안 도 27b 및 도 28과 같이 제2 그룹(GR2)의 정전 용량 센서들(G2)에 구동 신호가 동시에 전송될 수 있다. 이어서, 제3 그룹 센싱 기간(Tg3) 동안 도 27c 및 도 28과 같이 제3 그룹(GR3)의 정전 용량 센서들(G3)에 구동 신호가 동시에 전송될 수 있다. 그룹 센싱 기간(Tg1~Tg3) 각각에서 하나 이상의 그룹이 동시에 센싱될 수 있다.Referring to FIGS. 27A to 28, the group sensing process short-circuits the capacitive sensors for each group and simultaneously transmits a driving signal to the capacitive sensors of the same group, but time-division-drives the groups. For example, the group sensing process may be time-divided into first to third group sensing periods Tg1 to Tg3. After the driving signal is simultaneously transmitted to the capacitive sensors G1 of the first group GR1 as shown in FIGS. 27A and 28 during the first group sensing period Tg1, FIG. 27B during the second group sensing period Tg2. 28, a driving signal may be simultaneously transmitted to the capacitive sensors G2 of the second group GR2. Subsequently, during the third group sensing period Tg3, a driving signal may be simultaneously transmitted to the capacitive sensors G3 of the third group GR3 as shown in FIGS. 27C and 28. One or more groups may be sensed simultaneously in each of the group sensing periods Tg1 to Tg3.

도 24, 도 26 및 도 28과 같은 그룹 센싱 방법들은 터치(또는 근접) 인식 정확도와 소모 전력 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 도 24와 같은 그룹 센싱 방법은 그룹 센싱 과정에서 대부분의 그룹들을 통해 터치 입력 여부가 인식되므로 터치(또는 근접) 입력 여부를 빠르고 정확하게 인식하여 사용자의 터치감을 빠르게 할 수 있다. 이에 비하여, 도 26 및 도 28은 동일한 터치 면적에서 볼 때 도 24와 같은 방법에 비하여 터치(또는 근접) 입력 부분에서 터치(또는 근접) 인식 정확도에서 성능이 다소 떨어질 수 있지만 소모 전력을 더 줄일 수 있다.Group sensing methods such as FIGS. 24, 26 and 28 may be appropriately selected in consideration of touch (or proximity) recognition accuracy and power consumption. In the group sensing method as shown in FIG. 24, whether or not a touch input is recognized through most groups in the group sensing process may quickly and accurately recognize whether a touch (or proximity) input is performed, thereby speeding up the user's touch. In contrast, FIGS. 26 and 28 may reduce performance slightly in touch (or proximity) recognition accuracy at the touch (or proximity) input portion when compared to the method of FIG. 24 when viewed at the same touch area, but may further reduce power consumption. have.

본 발명은 그룹 센싱 과정에서 터치(또는 근접) 입력이 검출되지 않으면 소모 전력을 최소화하기 위하여 소정의 시간 지연 후에 파인 센싱 과정으로 이행하지 않고 그룹 센싱이 반복된다. 소정의 지간 지연은 전술한 바와 같이 2 프레임 기간 이상 수십 프레임 기간 이하로 설정될 수 있다.In the present invention, if a touch (or proximity) input is not detected in the group sensing process, the group sensing is repeated without transitioning to the fine sensing process after a predetermined time delay in order to minimize power consumption. As described above, the predetermined delay may be set to two frame periods or more and several tens frame periods or less.

터치 스크린(TSP)은 위 실시예들에서 편의상 3 개의 그룹들로 나뉘어진 예를 예시하였지만 이에 한정되지 않는다는 것에 주의하여여 한다. 터치 스크린(TSP)은 N(N은 2 이상의 양의 정수) 개의 그룹들로 나뉘어질 수 있다. It should be noted that the touch screen TSP has illustrated an example divided into three groups for convenience in the above embodiments, but is not limited thereto. The touch screen TSP may be divided into N (N is a positive integer of 2 or more) groups.

본 발명은 그룹 센싱 결과, 터치(또는 근접) 입력이 검출되면 파인 센싱 과정으로 이행하여 도 30과 같이 모든 스위치들(S1~S3)을 개방한다. 파인 센싱 과정은 그룹 센싱 결과 터치(또는 근접) 입력이 검출된 그룹만을 대상으로 실시된다. 예를 들어, 그룹 센싱 결과 제1 및 제2 그룹(GR1, GR2)의 정전 용량 센서들에서 터치(또는 근접) 입력이 검출되면, 파인 센싱 과정은 제1 및 제2 그룹(GR1, GR2)의 정전 용량 센서들(G1, G2) 각각에 구동 신호를 공급하여 그 정전 용량 센서들(G1, G2)을 개별 센싱하는 반면, 제3 그룹(GR3)의 정전 용량 센서들(G3)에 구동 신호를 인가하지 않는다. 이 경우, 파인 센싱 과정은 먼저 도 31a 및 도 32와 같이 멀티플렉서(114)를 통해 제1 그룹(GR1)에 속한 정전 용량 센서들(G1)을 로직부(120)의 입/출력 단자들에 개별 연결하여 그 정전 용량 센서들(G1)에 구동 신호를 공급한다. 이어서, 파인 센싱 과정은 도 31b 및 도 32와 같이 멀티플렉서(114)를 통해 제2 그룹(GR2)에 속한 정전 용량 센서들(G2)을 로직부(120)의 입/출력 단자들에 개별 연결하여 그 정전 용량 센서들(G2)에 구동 신호를 공급한다.In the present invention, when a touch (or proximity) input is detected as a result of group sensing, the process proceeds to a fine sensing process and opens all switches S1 to S3 as shown in FIG. 30. The fine sensing process is performed only on the group in which the touch (or proximity) input of the group sensing result is detected. For example, when a touch (or proximity) input is detected by the capacitive sensors of the first and second groups GR1 and GR2 as a result of group sensing, the fine sensing process is performed by the first and second groups GR1 and GR2. The driving signal is supplied to each of the capacitive sensors G1 and G2 to individually sense the capacitive sensors G1 and G2, while the driving signal is supplied to the capacitive sensors G3 of the third group GR3. Not authorized In this case, the fine sensing process first separates the capacitive sensors G1 belonging to the first group GR1 to the input / output terminals of the logic unit 120 through the multiplexer 114 as shown in FIGS. 31A and 32. And a driving signal to the capacitive sensors G1. Subsequently, in the fine sensing process, the capacitive sensors G2 belonging to the second group GR2 are individually connected to the input / output terminals of the logic unit 120 through the multiplexer 114 as shown in FIGS. 31B and 32. The driving signal is supplied to the capacitive sensors G2.

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.
Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present 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.

10 : 표시패널 TSP : 터치 스크린
100 : 터치 센싱회로 102, 114 : 멀티플렉서
110 : 센싱 스위칭부 112 : 스위치 어레이
120 : 로직부 GR1 : 제1 그룹
G1 : 제1 그룹의 정전 용량 센서들 GR2 : 제2 그룹
G2 : 제2 그룹의 정전 용량 센서들 GR3 : 제3 그룹
G3 : 제1 그룹의 정전 용량 센서들 S1~S3 : 스위치10: display panel TSP: touch screen
100: touch sensing circuit 102, 114: multiplexer
110: sensing switching unit 112: switch array
120: logic unit GR1: first group
G1: capacitive sensors of first group GR2: second group
G2: capacitive sensors of second group GR3: third group
G3: capacitive sensors S1 to S3 of the first group: switch

Claims (8)

다수의 정전 용량 센서들 및 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 포함한 터치 스크린;
그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 단위로 상기 정전 용량이 연결된 배선들을 단락시켜 상기 배선들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 인가하여 그룹 단위로 터치 입력 유무를 검출하고, 파인 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들을 개별적으로 분리하여 상기 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들에 상기 구동 신호를 인가하여 터치 입력 위치를 검출하는 터치 센싱회로를 포함하고,
상기 터치 센싱회로는,
상기 그룹 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 여부를 검출하고, 상기 파인 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 위치를 검출하는 로직부(120); 및
상기 터치 스크린과 상기 로직부 사이에 설치되어 상기 그룹 센싱 과정에서 그룹 단위로 상기 배선들을 상기 로직부에 연결하여 상기 구동 신호를 상기 그룹 단위로 상기 배선들에 동시에 인가하고, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출된 그룹에 한하여 상기 그룹내의 배선들을 분리하는 센싱 스위칭부(110)를 포함하고,
상기 터치 센싱회로는 상기 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출될 때에만 상기 파인 센싱 과정으로 이행하되, 터치 입력이 검출되지 않은 그룹에서 상기 파인 센싱 과정이 실시되지 않고,
상기 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출되지 않으면 2 프레임 기간 이상의 시간으로 설정된 소정의 지연 시간 후에 상기 그룹 센싱 과정을 재개하고,
상기 센싱 스위칭부(110)는,
상기 그룹 센싱 과정에서 제1 그룹(GR1)에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들을 단락시키는 제1 스위치들(S1)을 이용하여 상기 제1 그룹(GR1)에 속한 정전 용량 센서들(G1)을 서로 연결하는 반면, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 제1 그룹(GR1)에 속한 정전 용량 센서들(G1)에 연결된 배선들을 분리하여 상기 제1 그룹(GR1)의 정전 용량 센서들(G1)을 서로 분리하는 제1 스위치 그룹; 및
상기 그룹 센싱 과정에서 제2 그룹(GR2)에 속한 정전 용량 센서들(G2)에 연결된 배선들을 단락시키는 제2 스위치들(S2)을 이용하여 상기 제2 그룹(GR2)에 속한 정전 용량 센서들(G2)을 서로 연결하는 반면, 상기 파인 센싱 과정에서 상기 제2 그룹(GR2)에 속한 정전 용량 센서들(G2)에 연결된 배선들을 분리하여 상기 제2 그룹(GR2)의 정전 용량 센서들(G2)을 서로 분리하는 제2 스위치 그룹을 포함하고,
상기 지연 시간 동안 상기 터치 센싱 회로의 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. A touch screen including a plurality of capacitive sensors and wires connected to the capacitive sensors;
In the group sensing process, short-circuit the capacitively connected wires in a group unit, and simultaneously apply a driving signal to the capacitive sensors connected to the wires to detect the presence or absence of a touch input in a group unit, and in the fine sensing process A touch sensing circuit for separating the detected group of wires individually and applying the driving signal to the wires of the detected group to detect the touch input position;
The touch sensing circuit,
A logic unit 120 detecting a touch input by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the group sensing process, and detecting a touch input position by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the fine sensing process; And
Installed between the touch screen and the logic unit to connect the wires to the logic unit in a group unit during the group sensing process to simultaneously apply the driving signal to the wires in the group unit, and in the fine sensing process Sensing switching unit 110 for separating the wires in the group only in the group where the touch input is detected,
The touch sensing circuit shifts to the fine sensing process only when a touch input is detected in the group sensing process, but the fine sensing process is not performed in the group where the touch input is not detected.
If a touch input is not detected in the group sensing process, the group sensing process is restarted after a predetermined delay time set to a time of two frame periods or more,
The sensing switching unit 110,
In the group sensing process, the capacitive sensors G1 belonging to the first group GR1 are connected to each other by using the first switches S1 for shorting the wires connected to the capacitive sensors belonging to the first group GR1. While connected to each other, the wires connected to the capacitive sensors G1 belonging to the first group GR1 are separated in the fine sensing process to separate the capacitive sensors G1 of the first group GR1 from each other. A first switch group; And
In the group sensing process, the capacitive sensors belonging to the second group GR2 are formed by using the second switches S2 for shorting the wires connected to the capacitive sensors G2 belonging to the second group GR2. While G2) is connected to each other, the wires connected to the capacitive sensors G2 belonging to the second group GR2 are disconnected in the fine sensing process, so that the capacitive sensors G2 of the second group GR2 are separated. A second switch group separating each other;
The touch sensing device, characterized in that the operation of the touch sensing circuit is stopped during the delay time. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 그룹 센싱 과정은 제1 및 제2 그룹 센싱 기간들로 시분할되고,
상기 센싱 스위칭부는,
상기 제1 그룹 센싱 기간 동안 상기 제1 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 동시에 전송한 후,
상기 제2 그룹 센싱 기간 동안 상기 제2 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. The method of claim 1,
The group sensing process is time-divided into first and second group sensing periods,
The sensing switching unit,
And simultaneously transmitting the driving signal to the wires connected to the capacitive sensors belonging to the first group during the first group sensing period,
And transmitting the driving signal simultaneously to the wires connected to the capacitive sensors belonging to the second group during the second group sensing period. 제 1 항에 있어서,
상기 그룹 센싱 과정은 제1 및 제2 그룹 센싱 기간들로 시분할되고,
상기 센싱 스위칭부는,
상기 제1 그룹 센싱 기간 동안 하나 이상의 그룹들에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 동시에 전송한 후,
상기 제2 그룹 센싱 기간 동안 상기 제1 그룹 센싱 기간에서 구동된 그룹 이외의 그룹에 속한 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 동시에 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. The method of claim 1,
The group sensing process is time-divided into first and second group sensing periods,
The sensing switching unit,
While simultaneously transmitting the driving signal to the wires connected to the capacitive sensors belonging to one or more groups during the first group sensing period,
And transmitting the driving signal to the wires connected to the capacitive sensors belonging to a group other than the group driven in the first group sensing period during the second group sensing period. 제 1 항에 있어서,
상기 센싱 스위칭부는,
상기 그룹 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹의 정전 용량 센서들에만 상기 구동 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. The method of claim 1,
The sensing switching unit,
And transmitting the driving signal only to the capacitive sensors of the group in which the touch input is detected in the group sensing process. 제 1 항에 있어서,
상기 그룹 센싱 결과 상기 제1 및 제2 그룹에서 상기 터치 입력이 검출되면,
상기 센싱 스위칭부는,
상기 제1 그룹의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 전송한 후에, 상기 제2 그룹의 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 상기 구동 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치. The method of claim 1,
If the touch input is detected in the first and second groups as a result of the group sensing,
The sensing switching unit,
And transmitting the driving signal to the wires connected to the capacitive sensors of the first group after transmitting the driving signal to the wires connected to the capacitive sensors of the first group. 다수의 정전 용량 센서들 및 상기 정전 용량 센서들에 연결된 배선들에 구동 신호를 공급하여 터치 입력을 검출하는 터치 센싱 장치의 구동 방법에 있어서,
그룹 센싱 과정에서 미리 설정된 그룹 단위로 상기 정전 용량이 연결된 배선들을 단락시켜 상기 배선들에 연결된 정전 용량 센서들에 구동 신호를 동시에 인가하여 상기 그룹 단위로 터치 입력 유무를 검출하는 단계;
파인 센싱 과정에서 터치 입력이 검출된 그룹에 한하여 상기 그룹 내의 배선들을 개별적으로 분리하여 상기 터치 입력이 검출된 그룹의 배선들에 상기 구동 신호를 인가하여 터치 입력 위치를 검출하되, 터치 입력이 검출되지 않은 그룹에서 상기 파인 센싱 과정을 실시하지 않는 단계;
상기 그룹 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 여부를 검출하고, 상기 파인 센싱 과정에서 얻어진 상기 정전 용량 센서들의 전압을 분석하여 터치 입력 위치를 검출하는 단계;
상기 그룹 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출되지 않으면 2 프레임 기간 이상의 시간으로 설정된 소정의 지연 시간 후에 상기 그룹 센싱 과정을 재개하는 단계; 및
상기 그룹 센싱 과정에서 상기 터치 입력이 검출될 때에만 상기 파인 센싱 과정으로 이행하는 단계를 포함하고,
상기 지연 시간 동안 상기 터치 센싱 장치의 동작이 정지되는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 장치의 구동 방법.A driving method of a touch sensing device for detecting a touch input by supplying a driving signal to a plurality of capacitive sensors and wires connected to the capacitive sensors,
Detecting a touch input on a group basis by simultaneously applying a driving signal to the capacitive sensors connected to the wires by shorting the wires connected to the capacitance in a group unit in a group sensing process;
In the fine sensing process, the touch input position is detected by separately separating the wires in the group and applying the driving signal to the wires of the group in which the touch input is detected. Not performing the fine sensing process in an ungrouped group;
Detecting a touch input by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the group sensing process, and detecting a touch input position by analyzing voltages of the capacitive sensors obtained in the fine sensing process;
Resuming the group sensing process after a predetermined delay time set to a time of two frame periods or more if the touch input is not detected in the group sensing process; And
Transitioning to the fine sensing process only when the touch input is detected in the group sensing process;
And the touch sensing device is stopped during the delay time.
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