KR102192520B1 - Touch screen device and method for driving thereof - Google Patents

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    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Abstract

본 발명은 펜 터치의 선형 특성이 개선된 터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치 및 그 구동 방법은 터치 입력 펜의 터치 센싱시, 복수의 라인에 제 1 터치 구동 펄스를 개별적으로 공급하고, 인접한 2개의 라인에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 더 공급하며, 터치 구동 펄스에 따라 터치 입력 펜으로부터 안테나 루프로 유도되는 신호를 수신하여 터치 입력 펜의 터치를 센싱할 수 있다.The present invention provides a touch screen device with improved linear characteristics of a pen touch and a driving method thereof. The touch screen device and a driving method thereof according to the present invention include a first touch on a plurality of lines when sensing a touch of a touch input pen. A driving pulse is supplied individually, a second touch driving pulse is further supplied to two adjacent lines at the same time, and the touch of the touch input pen is sensed by receiving a signal induced from the touch input pen to the antenna loop according to the touch driving pulse. I can.

Description

터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법{TOUCH SCREEN DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}A touch screen device and its driving method TECHNICAL FIELD [TOUCH SCREEN DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THEREOF}

본 발명은 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 손가락 터치와 펜 터치를 센싱할 수 있는 터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen device, and more specifically, to a touch screen device capable of sensing a finger touch and a pen touch, and a driving method thereof.

터치 스크린 장치는 액정 표시 장치, 전계 방출 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 및 유기 발광 표시 장치 등의 영상 표시 장치에 설치되어 사용자가 표시 장치를 보면서 손가락이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 입력 장치의 한 종류이다.The touch screen device is installed in an image display device such as a liquid crystal display device, a field emission display device, a plasma display device, an electroluminescent display device, an electrophoretic display device, and an organic light emitting display device. It is a type of input device that directly contacts the screen and inputs information.

최근, 터치 패널은 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 및 와치 폰(watch phone) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라 텔레비전, 노트북, 및 모니터 등과 같은 각종 전자 기기의 입력 장치에 채용되고 있다. 특히, 펜을 이용한 터치 입력 방식은 손가락에 의한 입력에 비해 더 세밀한 입력이 가능하므로 필기, 스케치, 및 세밀한 그림 그리기 등의 그래픽 작업을 수행하는데 적합하다.Recently, touch panels include mobile communication terminals, electronic notebooks, e-books, portable multimedia players (PMPs), navigation, ultra mobile PCs (UMPCs), mobile phones, smart phones, personal computers (tablets), and watch phones. ), as well as input devices for various electronic devices such as televisions, notebook computers, and monitors. In particular, since the touch input method using a pen enables more detailed input than input by a finger, it is suitable for performing graphic tasks such as handwriting, sketching, and drawing a detailed picture.

터치 패널은 터치 센싱 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 및 전자기 방식 등으로 구분될 수 있다. 저항 방식은 직류 전압을 인가한 상태에서 압력에 의해 눌려진 위치를 전류량의 변화에 의해 감지한다. 정전용량 방식은 교류 전압을 인가한 상태에서 커패시턴스 커플링(Capacitance Coupling)을 이용하여 감지한다. 전자기 방식은 액티브 펜(또는 터치 입력 펜)에 구비된 공진 회로의 구동에 따라 발생되는 전자기 신호를 터치 패널에 형성된 안테나 루프에 유도하고, 안테나 루프에 유도된 전자기 신호를 이용해 액티브 펜의 터치 좌표를 검출한다.The touch panel may be classified into a resistive type, a capacitive type, and an electromagnetic type according to a touch sensing method. The resistance method detects a position pressed by pressure while applying a DC voltage by a change in the amount of current. Capacitance method detects using capacitance coupling while AC voltage is applied. In the electromagnetic method, an electromagnetic signal generated by driving a resonance circuit provided in the active pen (or touch input pen) is guided to an antenna loop formed on the touch panel, and the touch coordinates of the active pen are determined using the electromagnetic signal induced by the antenna loop. To detect.

최근에는, 터치 스크린 장치의 가장자리 부분에 안테나 루프를 마련하고, 손가락 터치와 액티브 펜 터치를 센싱할 수 있는 터치 스크린 장치가 제안되었다.Recently, a touch screen device capable of sensing a finger touch and an active pen touch by providing an antenna loop at the edge of the touch screen device has been proposed.

손가락 터치의 센싱은 상호 정전 용량 방식의 터치 센싱을 이용하는 것으로, 서로 교차하는 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 교차부에 형성되는 상호 정전 용량을 센싱하여 손가락 터치의 유무를 판단한다.The sensing of the finger touch is performed using mutual capacitive touch sensing, and the presence or absence of a finger touch is determined by sensing mutual capacitance formed at the intersection of the touch driving electrode and the touch sensing electrode that cross each other.

액티브 펜 터치의 센싱은 자기 용량 방식의 터치 센싱을 이용하는 것으로, 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극 모두를 터치 구동 전극을 사용하고, 터치 구동 전극에 인가되는 터치 구동 펄스에 따라 액티브 펜에 마련된 공진 회로의 공진 주파수에 의해 발생되어 안테나 루프에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 터치의 유무를 판단한다.Sensing of the active pen touch uses self-capacitive touch sensing, which uses a touch driving electrode for both the touch driving electrode and the touch sensing electrode, and the resonance circuit provided in the active pen according to the touch driving pulse applied to the touch driving electrode. The presence or absence of a pen touch is determined by receiving an electromagnetic signal generated by the resonance frequency and induced to the antenna loop.

손가락 터치의 센싱과 액티브 펜 터치의 센싱은 전극의 피치(pitch)에 따라 영향을 받는다. 액티브 펜 터치의 센싱은 자기 용량 방식으로 전극의 피치가 최소화될 수록 최적의 센싱 성능을 갖는다. 반면에, 손가락 터치의 센싱은 상호 정전 용량 방식으로 상호 정전 용량이 형성될 수 있는 최소한의 피치를 가져야만 한다. 따라서, 손가락 터치와 액티브 펜 터치의 성능을 동시에 만족시킬 수는 없기 때문에 터치의 피치는 손가락 터치 센싱에 최적화되도록 설정되고 있다.The sensing of the finger touch and the sensing of the active pen touch are affected by the pitch of the electrode. Sensing of an active pen touch is a self-capacitive method, and as the pitch of the electrode is minimized, the optimum sensing performance is obtained. On the other hand, sensing of a finger touch must have a minimum pitch at which mutual capacitance can be formed in a mutual capacitance method. Therefore, since the performance of the finger touch and the active pen touch cannot be simultaneously satisfied, the pitch of the touch is set to be optimized for finger touch sensing.

도 1은 종래의 터치 스크린 장치에 있어서, 액티브 펜 터치의 터치 센싱을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing touch sensing of an active pen touch in a conventional touch screen device.

도 1을 참조하면, 종래의 터치 스크린 장치는 일정 피치로 이격된 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C) 각각에 터치 구동 펄스(TDP)를 공급하면서 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C)에 인가되는 터치 구동 펄스에 따라 액티브 펜(1)에 마련된 공진 회로의 공진 주파수에 의해 발생되어 안테나 루프에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 터치의 유무를 판단한다. 이때, 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C)에 형성되는 자기 정정 용량은 액티브 펜(1)이 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C) 각각에 위치할 때 가장 큰 값을 갖게 된다.Referring to FIG. 1, a conventional touch screen device supplies a touch driving pulse TDP to each of the first to third electrodes A, B, and C spaced apart at a predetermined pitch, while supplying the first to third electrodes A and The presence or absence of a pen touch is determined by receiving an electromagnetic signal generated by the resonant frequency of the resonant circuit provided in the active pen 1 according to the touch driving pulses applied to B and C) and induced to the antenna loop. At this time, the self-correcting capacitance formed on the first to third electrodes A, B, C is the largest when the active pen 1 is positioned at each of the first to third electrodes A, B, and C. Will have.

그러나, 액티브 펜(1)이 제 1 전극(A)에서 제 3 전극(C) 쪽으로 이동할 경우, 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C) 사이사이에 형성되는 자기 정전 용량이 비정상적으로 작아지고, 이로 인하여 제 1 내지 제 3 전극(A, B, C) 사이사이에서 펜 터치 센싱의 선형 특성이 저하되게 된다.However, when the active pen 1 moves from the first electrode A to the third electrode C, the self-capacitance formed between the first to third electrodes A, B, C is abnormally small. In this way, the linear characteristics of pen touch sensing between the first to third electrodes A, B, and C are deteriorated.

도 2는 종래의 터치 스크린 장치에 있어서, 인접한 제 1 내지 제 5 전극에 대한 펜 센싱 원시 데이터(pen sensing raw data)를 나타내는 꺽은선 그래프이다.FIG. 2 is a line graph showing pen sensing raw data for adjacent first to fifth electrodes in a conventional touch screen device.

도 2에서 채널 1 내지 5는 제 1 내지 제 5 전극에 터치 구동 펄스가 공급될 때마다 생성되는 펜 센싱 원시 데이터의 수신 채널을 의미한다.In FIG. 2, channels 1 to 5 refer to receiving channels of pen sensing raw data generated whenever a touch driving pulse is supplied to the first to fifth electrodes.

도 2에서 알 수 있듯이, 종래의 터치 스크린 장치는, 제 1 내지 제 5 전극 각각에 터치 구동 펄스가 공급될 때마다 펜 터치를 센싱하여 센싱 원시 데이터를 생성하기 때문에 제 1 내지 제 5 전극 사이사이에서 펜 터치 센싱의 선형 특성이 저하되는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 2, since a conventional touch screen device senses a pen touch every time a touch driving pulse is supplied to each of the first to fifth electrodes to generate sensing raw data, between the first to fifth electrodes It can be seen that the linear characteristics of pen touch sensing are deteriorated.

이상 설명한 배경기술의 내용은 본 출원의 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.The contents of the background technology described above are technical information that the inventor of the present application possessed for derivation of the present invention or acquired during the derivation process of the present invention, and must be referred to as known technology disclosed to the general public prior to filing the present invention. I can't.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 펜 터치의 선형 특성이 개선된 터치 스크린 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been conceived to solve the above-described problem, and it is an object of the present invention to provide a touch screen device with improved linear characteristics of a pen touch and a driving method thereof.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 스크린 장치 및 그 구동 방법은 터치 입력 펜의 터치 센싱시, 복수의 라인에 제 1 터치 구동 펄스를 개별적으로 공급하고, 인접한 2개의 라인에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 더 공급하며, 터치 구동 펄스에 따라 터치 입력 펜으로부터 안테나 루프로 유도되는 신호를 수신하여 터치 입력 펜의 터치를 센싱할 수 있다.In order to achieve the above-described technical problem, a touch screen device and a driving method thereof according to the present invention include individually supplying a first touch driving pulse to a plurality of lines when sensing a touch of a touch input pen, and providing a second touch drive pulse to two adjacent lines. The touch driving pulse is further supplied at the same time, and the touch of the touch input pen may be sensed by receiving a signal induced from the touch input pen to the antenna loop according to the touch driving pulse.

상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 인접한 2개의 전극을 오버랩 구동하여 인접한 2개의 전극 사이에 가상 전극을 형성하여 펜 터치를 센싱함으로써 종래 대비 가상 전극 개수만큼 펜 터치 센싱의 해상도가 대략 2배 정도로 증가되는 효과를 볼 수 있으며, 펜 터치의 선형 특성을 개선할 수 있다.According to the solution to the above problem, the present invention generates a virtual electrode between two adjacent electrodes by overlapping two adjacent electrodes to sense the pen touch, so that the resolution of pen touch sensing is approximately twice as much as the number of virtual electrodes compared to the prior art. The effect of increasing the degree can be seen, and the linear characteristics of the pen touch can be improved.

위에서 언급된 본 발명의 효과 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the effects of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention will be described below or will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from such technology and description.

도 1은 종래의 터치 스크린 장치에 있어서, 액티브 펜 터치의 터치 센싱을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 터치 스크린 장치에 있어서, 인접한 제 1 내지 제 5 전극에 대한 펜 센싱 원시 데이터(pen sensing raw data)를 나타내는 꺽은선 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 터치 스크린에 있어서, 각 라인에 공급되는 터치 구동 펄스의 일 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 5는 도 3에 도시된 터치 구동 집적 회로의 구성과 펜 터치의 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 터치 스크린에 있어서, 각 라인에 공급되는 터치 구동 펄스의 변형 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 본 발명의 터치 스크린에 있어서, 각 라인에 공급되는 터치 구동 펄스의 다른 변형 예를 설명하기 위한 파형도이다.
도 9a는 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치에 있어서, 제 1 내지 제 3 전극 각각에 형성되는 자기 정전 용량을 나타내는 그래프이다.
도 9b는 제 1 내지 제 3 전극 사이사이에 형성된 가상 전극을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치 및 펜 터치의 센싱 방법에 있어서, 인접한 제 1 내지 제 5 전극에 대한 펜 센싱 원시 데이터(pen sensing raw data)를 나타내는 꺽은선 그래프이다.
1 is a diagram for describing touch sensing of an active pen touch in a conventional touch screen device.
2 is a line graph showing pen sensing raw data for adjacent first to fifth electrodes in a conventional touch screen device.
3 is a schematic diagram of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
4 is a waveform diagram illustrating an example of a touch driving pulse supplied to each line in the touch screen of the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of the touch driving integrated circuit shown in FIG. 3 and a method of sensing a pen touch.
FIG. 6 is a block diagram illustrating the touch driver illustrated in FIG. 5.
7 is a waveform diagram illustrating a modified example of a touch driving pulse supplied to each line in the touch screen of the present invention.
8 is a waveform diagram for explaining another modified example of a touch driving pulse supplied to each line in the touch screen of the present invention.
9A is a graph showing self capacitance formed on each of first to third electrodes in a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.
9B is a diagram illustrating a virtual electrode formed between first to third electrodes.
FIG. 10 is a line graph showing pen sensing raw data for adjacent first to fifth electrodes in a touch screen device and a pen touch sensing method according to an exemplary embodiment of the present invention.

본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. The meaning of the terms described in this specification should be understood as follows.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.Singular expressions should be understood as including plural expressions unless clearly defined differently in context, and terms such as "first" and "second" are used to distinguish one element from other elements, The scope of rights should not be limited by these terms. It is to be understood that terms such as "comprise" or "have" do not preclude the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof. The term “at least one” is to be understood as including all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of “at least one of the first item, the second item, and the third item” means 2 among the first item, the second item, and the third item as well as each It means a combination of all items that can be presented from more than one. The term "on" is meant to include not only a case where a certain structure is formed directly on the upper surface of another structure, but also a case where a third structure is interposed between these elements.

이하에서는 본 발명에 따른 터치 스크린 장치 및 펜 터치의 센싱 방법의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, preferred examples of a touch screen device and a method for sensing a pen touch according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, the same elements may have the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof may be omitted.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a schematic diagram of a touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치는 터치 스크린(110), 안테나 루프(120), 및 터치 구동 집적 회로(130)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the touch screen device according to the present invention includes a touch screen 110, an antenna loop 120, and a touch driving integrated circuit 130.

상기 터치 스크린(110)은 액티브 영역(AA)과 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 주변 영역을 포함한다.The touch screen 110 includes an active area AA and a peripheral area surrounding the active area AA.

상기 액티브 영역(AA)은 제 1 내지 제 m(단, m은 자연수) 라인(L1 ~ Lm)을 포함한다. 상기 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 주변 영역의 일측부에는 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm) 각각과 일대일로 연결되는 패드를 갖는 패드부(PP)가 마련되어 있다. 이러한 패드부(PP)는 터치 구동 집적 회로(130)와 연결된다.The active area AA includes first to mth (wherein m is a natural number) lines L1 to Lm. A pad portion PP having a pad connected to each of the first to m-th lines L1 to Lm in a one-to-one manner is provided at one side of the peripheral area surrounding the active area AA. The pad part PP is connected to the touch driving integrated circuit 130.

상기 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm)은 터치 구동 전극 그룹(Tx)과 터치 센싱 전극 그룹(Rx)으로 구분될 수 있다.The first to m-th lines L1 to Lm may be divided into a touch driving electrode group Tx and a touch sensing electrode group Rx.

상기 터치 구동 전극 그룹(Tx)은 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm) 중 제 1 내지 제 i(단, i는 m/2보다 작은 자연수) 라인(L1 ~ Li)으로 이루어지고, 이러한 터치 구동 전극 그룹(Tx)의 라인들(L1 ~ Li)은 터치 스크린(110)의 제 1 방향(Y)을 따라 액티브 영역(AA) 상에 일정 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 제 1 내지 제 i 라인(L1 ~ Li) 각각은 액티브 영역(AA)의 제 2 방향(X)과 나란한 길이를 가지도록 액티브 영역(AA)의 제 1 방향(Y)을 따라 일정 간격으로 배치된다. 이하의 설명에서, 제 1 내지 제 i 라인(L1 ~ Li)은 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)이라 정의하기로 한다.The touch driving electrode group Tx is composed of first to i-th (where i is a natural number less than m/2) lines L1 to Li of the first to m-th lines L1 to Lm, and such touch The lines L1 to Li of the driving electrode group Tx may be provided on the active area AA along the first direction Y of the touch screen 110 at predetermined intervals. That is, each of the first to i-th lines L1 to Li is at a predetermined interval along the first direction Y of the active area AA so as to have a length parallel to the second direction X of the active area AA. Is placed. In the following description, the first to i-th lines L1 to Li will be defined as a plurality of touch driving electrodes L1 to Li.

상기 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)은 투명 도전성 금속 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide) 재질로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각은 주변 영역에 형성된 복수의 제 1 라우팅 라인(미도시)을 통해 패드부(PP)에 마련된 해당 패드에 일대일로 연결된다.The plurality of touch driving electrodes L1 to Li may be formed of a transparent conductive metal material, for example, an indium tin oxide (ITO) material. Each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li is connected one-to-one to the corresponding pad provided in the pad unit PP through a plurality of first routing lines (not shown) formed in the peripheral area.

상기 터치 센싱 전극 그룹(Rx)은 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm) 중 제 i+1 내지 제 m 라인(Li+1 ~ Lm)으로 이루어지고, 이러한 터치 센싱 전극 그룹(Rx)의 라인들(Li+1 ~ Lm)은 터치 스크린(110)의 제 2 방향(X)을 따라 액티브 영역(AA) 상에 일정 간격으로 마련될 수 있다. 즉, 제 i+1 내지 제 m 라인(Li+1 ~ Lm) 각각은 액티브 영역(AA)의 제 1 방향(Y)과 나란한 길이를 가지도록 액티브 영역(AA)의 제 2 방향(X)을 따라 일정 간격으로 배치된다. 이하의 설명에서, 제 i+1 내지 제 m 라인(Li+1 ~ Lm)은 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각과 교차하는 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)이라 정의하기로 한다.The touch sensing electrode group Rx is composed of i+1 to m-th lines (Li+1 to Lm) among the first to m-th lines L1 to Lm, and the line of the touch sensing electrode group Rx The fields Li+1 to Lm may be provided on the active area AA along the second direction X of the touch screen 110 at predetermined intervals. That is, each of the i+1 to m-th lines Li+1 to Lm extends the second direction X of the active area AA to have a length parallel to the first direction Y of the active area AA. They are arranged at regular intervals along the way. In the following description, the i+1 to m-th lines Li+1 to Lm are defined as a plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm crossing each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li. To

상기 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)은 투명 도전성 금속 물질, 예를 들어, ITO 재질로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각은 주변 영역에 형성된 복수의 제 2 라우팅 라인(미도시)을 통해 패드부(PP)에 마련된 해당 패드에 일대일로 연결된다.The plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm may be formed of a transparent conductive metal material, for example, an ITO material. Each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm is connected one-to-one to the corresponding pad provided on the pad unit PP through a plurality of second routing lines (not shown) formed in the peripheral area.

일 예에 있어서, 상기 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)은 제 1 기판에 형성되고, 상기 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)은 제 2 기판에 형성될 수 있으며, 이 경우, 제 1 및 제 2 기판은 투명 접착층에 의해 대향 합착될 수 있다. 그리고, 대향 합착된 제 1 및 제 2 기판은 투명 접착층에 의해 투명 커버, 투명 플레이트, 또는 투명 유리의 하면에 부착될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 기판은 PET(polyethyleneterephthalate) 필름으로서 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 교차부에 상호 정전 용량(mutual capacitance)을 형성하기 위한 절연체 역할을 한다.In one example, the plurality of touch driving electrodes L1 to Li may be formed on a first substrate, and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm may be formed on a second substrate. In this case, The first and second substrates may be bonded to each other by a transparent adhesive layer. In addition, the first and second substrates which are bonded to each other may be attached to a transparent cover, a transparent plate, or a lower surface of the transparent glass by a transparent adhesive layer. Here, the first and second substrates are PET (polyethyleneterephthalate) films and serve as insulators for forming mutual capacitance at an intersection between the touch driving electrode and the touch sensing electrode.

다른 예에 있어서, 상기 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 상기 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)은 절연층을 사이에 두고 교차하도록 마련됨으로써 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 교차부에는 절연층에 의해 상호 정전 용량(mutual capacitance)이 형성된다. 상기 상호 정전 용량은 손가락 터치를 검출하기 위한 터치 센서의 역할을 한다. 이러한 상기 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 상기 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각은 바(bar) 형태 또는 마름모 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 안고, 정전 용량을 형성할 수 있는 다른 형태로 변경될 수도 있다.In another example, the plurality of touch driving electrodes L1 to Li and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm are provided to cross each other with an insulating layer therebetween, so that the touch driving electrode and the touch sensing electrode are crossed. In the part, mutual capacitance is formed by the insulating layer. The mutual capacitance serves as a touch sensor for detecting a finger touch. Each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm may be formed in a bar shape or a rhombus shape, but is not limited thereto. It can also be changed into other forms that can be formed.

상기 안테나 루프(120)는 인덕턴스 유도가 가능한 일종의 코일으로서, 터치 입력 펜에 구비된 공진 회로의 공진 주파수에 의해 발생되어 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 터치를 센싱하기 위한 것이다. 여기서, 안테나 루프(120)는 터치 입력 펜 간의 에어 코어(air core)를 매개로 하여 동작하는 코일일 수 있다. 이러한 안테나 루프(120)는 터치 스크린(110)의 외곽부를 따라 주변 영역 상에 마련되되, 일단과 타단이 일정한 거리로 이격되어 패드부(PP)에 연결된다. 즉, 상기 안테나 루프(120)는 패드부(PP)에 인접한 액티브 영역(AA)의 일측 영역 일부를 제외한 나머지 액티브 영역(AA)을 둘러싸도록 주변 영역 상에 마련될 수 있다.The antenna loop 120 is a type of coil capable of inducing inductance, and is for sensing a pen touch by receiving an electromagnetic signal generated and induced by a resonance frequency of a resonance circuit provided in a touch input pen. Here, the antenna loop 120 may be a coil operating through an air core between the touch input pens. The antenna loop 120 is provided on a peripheral area along the outer portion of the touch screen 110, and one end and the other end are spaced apart from each other by a predetermined distance to be connected to the pad portion PP. That is, the antenna loop 120 may be provided on the peripheral area to surround the remaining active area AA except for a portion of the active area AA adjacent to the pad part PP.

상기 안테나 루프(120)는 액티브 영역(AA)을 둘러싸면서 일정한 간격을 갖도록 터치 스크린(110)의 주변 영역에 마련되는 적어도 2개 이상의 루프 라인으로 이루질 수 있다.The antenna loop 120 may be formed of at least two or more loop lines provided in a peripheral area of the touch screen 110 so as to have a predetermined interval while surrounding the active area AA.

상기 터치 구동 집적 회로(130)는 연성 회로 필름(140)에 실장되어 터치 스크린(110)에 마련된 패드부(PP)에 연결됨으로써 패드부(PP)를 통해 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)과 안테나 루프(120)의 일단 및 타단 각각에 연결된다. 여기서, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 인쇄 회로 기판(미도시)에 실장될 수도 있으며, 이 경우, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 터치 스크린(110)의 패드부(PP)와 인쇄 회로 기판 간에 연결되는 신호 전달 필름(미도시)을 통해 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)과 안테나 루프(120)의 일단 및 타단 각각에 연결될 수 있다.The touch driving integrated circuit 130 is mounted on the flexible circuit film 140 and connected to the pad unit PP provided on the touch screen 110, and thus a plurality of touch driving electrodes L1 to Li through the pad unit PP. And a plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm and connected to one end and the other end of the antenna loop 120, respectively. Here, the touch driving integrated circuit 130 may be mounted on a printed circuit board (not shown). In this case, the touch driving integrated circuit 130 includes a pad portion PP of the touch screen 110 and a printed circuit. A plurality of touch driving electrodes L1 to Li, a plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm, and one end and the other end of the antenna loop 120 may be connected through a signal transmission film (not shown) connected between the substrates. have.

상기 터치 구동 집적 회로(130)는 호스트 시스템의 메인 제어부로부터 공급되는 터치 센싱 모드 신호에 응답하여 터치 스크린(110)을 손가락 터치 센싱 모드 또는 펜 터치 센싱 모드로 동작시킨다. 예를 들어, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 터치 스크린(110)을 1 프레임 단위로 펜 터치 센싱 모드와 손가락 터치 센싱 모드로 구동하거나, 하나의 프레임 내에서 펜 터치 센싱 모드와 손가락 터치 센싱 모드를 시분할 구동할 수 있다.The touch driving integrated circuit 130 operates the touch screen 110 in a finger touch sensing mode or a pen touch sensing mode in response to a touch sensing mode signal supplied from the main controller of the host system. For example, the touch driving integrated circuit 130 drives the touch screen 110 in a pen touch sensing mode and a finger touch sensing mode in units of one frame, or a pen touch sensing mode and a finger touch sensing mode within one frame. Can be time-division driven.

상기 손가락 터치 센싱 모드에서, 터치 구동 집적 회로(130)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 순차적으로 터치 구동 펄스를 인가하고, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 정전 용량 변화를 센싱하여 손가락 센싱 원시 데이터를 생성해 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다.In the finger touch sensing mode, the touch driving integrated circuit 130 sequentially applies a touch driving pulse to a plurality of touch driving electrodes L1 to Li, and a power failure of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm By sensing the change in capacity, raw data for finger sensing is generated and provided to the main control unit of the host system.

상기 펜 터치 센싱 모드에서, 터치 구동 집적 회로(130)는 고유 공진 주파수를 기반으로 터치 구동 펄스를 생성하여 사전에 설정된 순서에 따라 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 순차적으로 인가하면서 터치 구동 펄스를 인가할 때마다 터치 구동 펄스에 따라 터치 입력 펜의 공진 회로에서 발생되는 전자기 신호에 의해 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신한다. 그리고, 터치 구동 집적 회로(130)는 안테나 루프(120)로부터 수신된 전자기 신호를 기반으로 각 전극(L1 ~ Lm)에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성하여 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다.In the pen touch sensing mode, the touch driving integrated circuit 130 generates a touch driving pulse based on an intrinsic resonance frequency, and according to a preset order, a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes ( Li+1 ~ Lm) sequentially and each time a touch driving pulse is applied, an electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 is received by an electromagnetic signal generated from the resonance circuit of the touch input pen according to the touch driving pulse. . In addition, the touch driving integrated circuit 130 generates pen sensing raw data corresponding to each of the electrodes L1 to Lm based on the electromagnetic signal received from the antenna loop 120 and provides it to the main controller of the host system.

특히, 상기 펜 터치 센싱 모드에서, 터치 구동 집적 회로(130)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 전극 구동 구간(EDP)을 개별 구동 구간(T1)과 오버랩 구동 구간(T2)으로 나누어 구동함으로써 터치 입력 펜 센싱의 선형 특성과 터치 해상도를 증가시킨다. 여기서, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 오버랩 구동 구간(T2)은 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동 구간(T1) 사이사이로 설정될 수 있다.In particular, in the pen touch sensing mode, the touch driving integrated circuit 130, as shown in FIG. 4, includes a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm, respectively. The electrode driving period EDP of is divided into an individual driving period T1 and an overlap driving period T2, thereby increasing the linear characteristics and touch resolution of the touch input pen sensing. Here, the overlap driving section T2 of each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm is a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes (Li+1 ~ Lm) It can be set between each individual driving section (T1).

상기 개별 구동 구간(T1)은 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 개별적으로 공급하는 구간으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 개별 구동 구간(T1)에서, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 순차적으로 공급하고, 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 공급될때 마다 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 의해 터치 입력 펜으로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하고, 수신된 전자기 신호를 기반으로 해당 전극에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성할 수 있다.The individual driving period T1 is defined as a period in which a first touch driving pulse P1 is individually supplied to each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. I can. For example, in an individual driving period T1, the touch driving integrated circuit 130 drives a first touch to each of a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. The pulses P1 are sequentially supplied, and an electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 from the touch input pen is received by the first touch driving pulse P1 whenever the first touch driving pulse P1 is supplied, Based on the received electromagnetic signal, pen sensing raw data corresponding to the corresponding electrode may be generated.

상기 오버랩 구동 구간(T2)은 인접한 2개의 전극에 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 동시에 공급하는 구간으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 오버랩 구동 구간(T2)에서, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 구동 전극 단위로 쉬프트시키면서 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극에 순차적으로 공급하고, 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 센싱 전극 단위로 쉬프트시키면서 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 순차적으로 공급한다. 그리고, 상기 터치 구동 집적 회로(130)는 상기 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 인가될때 마다 제 2 터치 구동 펄스에 의해 터치 입력 펜으로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하고, 수신된 전자기 신호를 기반으로 2개의 라인 사이의 가상 라인에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성할 수 있다.The overlap driving period T2 may be defined as a period in which the second touch driving pulse P2 is simultaneously supplied to two adjacent electrodes. For example, in the overlap driving period T2, the touch driving integrated circuit 130 drives one touch driving the second touch driving pulse P2 overlapping the two touch driving electrodes L1 to Li adjacent vertically. A second touch driving pulse (P2) overlapping the two touch sensing electrodes (Li+1 to Lm) adjacent to each other is sequentially supplied to the upper and lower touch driving electrodes while shifting by electrode unit, and one touch sensing While shifting by electrode unit, the two touch sensing electrodes are sequentially supplied to the left and right. Further, the touch driving integrated circuit 130 receives and receives an electromagnetic signal induced from the touch input pen to the antenna loop 120 by the second touch driving pulse whenever the second touch driving pulse P2 is applied. Based on the generated electromagnetic signal, pen sensing raw data corresponding to a virtual line between two lines may be generated.

도 5는 도 3에 도시된 터치 구동 집적 회로의 구성과 펜 터치의 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of the touch driving integrated circuit shown in FIG. 3 and a method of sensing a pen touch.

먼저, 터치 입력 펜(10)은 1차 코일(L1) 및 2차 코일(L2), 공진 커패시터(Cre), 스위치(SW), 및 터치 팁(TT)을 포함한다.First, the touch input pen 10 includes a primary coil (L1) and a secondary coil (L2), a resonance capacitor (Cre), a switch (SW), and a touch tip (TT).

상기 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2)은 터치 입력 펜(10)의 길이 방향을 따라 터치 입력 펜(10)의 내부 중심축에 배치된 자기 코어를 감싸도록 권선됨으로써 제 1 상호 인덕턴스(MI1)로 커플링된다.The primary coil L1 and the secondary coil L2 are wound along the length direction of the touch input pen 10 so as to surround a magnetic core disposed on the inner central axis of the touch input pen 10, thereby providing a first mutual inductance. It is coupled to (MI1).

상기 1차 코일(L1)의 일단은 터치 팁(TT)에 전기적으로 연결되고, 상기 1차 코일(L1)의 타단은 접지부(12)에 접지된다. 여기서, 일 예에 따른 접지부(12)는 터치 입력 펜(10)과 접촉하는 사용자일 수 있으며, 이 경우, 터치 입력 펜(10)과 사용자가 서로 접촉하면, 사용자가 유전체 역할을 하게 되어 터치 입력 펜(10)과 접지 단자 사이에 접지용 정전 용량(Cg)이 발생될 수 있다. 다른 예에 따른 접지부(12)는 터치 입력 펜(10)과 터치 스크린(110) 사이에 연결되는 접지 스트랩일 수 있다.One end of the primary coil L1 is electrically connected to the touch tip TT, and the other end of the primary coil L1 is grounded to the ground part 12. Here, the ground part 12 according to an example may be a user who comes into contact with the touch input pen 10. In this case, when the touch input pen 10 and the user contact each other, the user acts as a dielectric material, A grounding capacitance Cg may be generated between the input pen 10 and the ground terminal. The ground part 12 according to another example may be a ground strap connected between the touch input pen 10 and the touch screen 110.

상기 2차 코일(L2)의 일단은 공진 커패시터(Cre)에 연결되고, 상기 2차 코일(L2)의 타단은 스위치(SW)의 일단에 연결된다. 상기 공진 커패시터(Cre)는 2차 코일(L2)의 일단과 스위치(SW2)의 타단 사이에 연결된다. 이러한 상기 2차 코일(L2)의 인덕턴스와 공진 커패시터(Cre)의 커패시턴스는 터치 스크린(110)의 각 라인(L1 ~ Lm)의 교차부에 마련된 정전 용량으로부터 커패시티브 커플링되어 형성된 가상의 센싱 커패시터(Cse)를 통해 입력되는 터치 구동 펄스의 주파수와 전자기 공진이 발생될 수 있는 값으로 설정된다. 여기서, 상기 센싱 커패시터(Cse)는 물리적인 회로 구성을 갖는 수동 소자가 아니라, 터치 입력 펜(10)의 터치 팁(TT)이 터치 스크린(110)에 터치될 때 터치 부위에서 커패시티브 커플링되어 발생되는 가상의 커패시터이다.One end of the secondary coil L2 is connected to the resonance capacitor Cre, and the other end of the secondary coil L2 is connected to one end of the switch SW. The resonance capacitor Cre is connected between one end of the secondary coil L2 and the other end of the switch SW2. The inductance of the secondary coil L2 and the capacitance of the resonance capacitor Cre are virtual sensing formed by capacitive coupling from the capacitance provided at the intersection of each line L1 to Lm of the touch screen 110 The frequency of the touch driving pulse input through the capacitor Cse and the value at which electromagnetic resonance can be generated are set. Here, the sensing capacitor Cse is not a passive element having a physical circuit configuration, but a capacitive coupling at the touch portion when the touch tip TT of the touch input pen 10 touches the touch screen 110 It is a virtual capacitor that is generated as a result.

상기 스위치(SW)는 상기 2차 코일(L2)과 공진 커패시터(Cre) 사이에 연결되고, 터치 팁(TT)과 자기 코어와는 전기적으로 절연된다. 여기서, 스위치(SW)는 스프링 또는 탄성 소재로 이루어질 수 있다. 이러한 스위치(SW)는 터치 팁(TT)이 일정한 압력으로 터치 스크린(110)에 접촉할 경우에 동작(On)하여 상기 2차 코일(L2)과 공진 커패시터(Cre)를 전기적으로 직렬 연결함으로써 터치 입력 펜(10)의 내부에 공진 회로를 형성한다.The switch SW is connected between the secondary coil L2 and the resonance capacitor Cre, and is electrically insulated from the touch tip TT and the magnetic core. Here, the switch SW may be made of a spring or an elastic material. This switch (SW) operates (On) when the touch tip (TT) contacts the touch screen (110) with a constant pressure, and electrically connects the secondary coil (L2) and the resonance capacitor (Cre) in series to A resonance circuit is formed inside the input pen 10.

상기 터치 팁(TT)은 터치 입력 펜(10)의 하면으로부터 일정한 길이로 돌출되고, 터치 입력 펜(10)의 내부에서 연결선을 통해 1차 코일(L1)의 일단에 전기적으로 연결된다. 특히, 터치 팁(TT)은 터치 스크린(110)과의 접촉 압력에 따라 터치 입력 펜(10)의 길이 방향으로 이동 가능하도록 스위치(SW)와 물리적으로 연결된다.The touch tip TT protrudes from the lower surface of the touch input pen 10 to a certain length, and is electrically connected to one end of the primary coil L1 through a connection line inside the touch input pen 10. In particular, the touch tip TT is physically connected to the switch SW so as to be movable in the length direction of the touch input pen 10 according to the contact pressure with the touch screen 110.

이와 같은, 터치 입력 펜(10)의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the touch input pen 10 will be described as follows.

먼저, 터치 입력 펜(10)이 터치 스크린(110)에 접하여 터치 팁(TT)이 상승되어 스위치(SW)가 닫히게 되면, 1차 코일(L1)의 일단이 터치 팁(TT)을 통해 터치 스크린(110)의 라인(Tx, Rx)과 커패시티브 커플링되어 가상의 센싱 커패시터(Cse)가 형성되게 된다. 이에 따라, 터치 스크린(110)의 라인(Tx, Rx)에 인가되는 터치 구동 신호가 가상의 센싱 커패시터(Cse)를 통해 1차 코일(L1)에 인가되고, 1차 코일(L1)에 인가된 신호는 1차 코일(L1)과 2차 코일(L2) 간에 형성되는 제 1 상호 인덕턴스(MI1)에 의해 2차 코일(L2)에 인가되고, 이로 인해 2차 코일(L2)과 공진 커패시터(Cre) 및 스위치(SW)의 폐회로에 의해 공진 회로가 형성되고, 공정 회로의 펜 공진 주파수에 의해 전자기 신호가 발생하게 된다. 이러한 전자기 신호는 2차 코일(L2)(또는 1차 코일(L1))과 안테나 루프(120) 간의 제 2 상호 인덕턴스(MI2)에 의해 안테나 루프(120)로 유도되게 된다. 이때, 안테나 루프(120)는 터치 스크린(110)의 외곽을 둘러싸도록 형성되므로 회로적으로 3차 코일(L3)의 역할을 한다.First, when the touch input pen 10 contacts the touch screen 110 and the touch tip TT is raised and the switch SW is closed, one end of the primary coil L1 is touched through the touch tip TT. A virtual sensing capacitor Cse is formed by capacitive coupling with the lines Tx and Rx of 110. Accordingly, the touch driving signal applied to the lines Tx and Rx of the touch screen 110 is applied to the primary coil L1 through the virtual sensing capacitor Cse, and applied to the primary coil L1. The signal is applied to the secondary coil L2 by a first mutual inductance MI1 formed between the primary coil L1 and the secondary coil L2, and thereby, the secondary coil L2 and the resonance capacitor Cre ) And the closed circuit of the switch SW, a resonance circuit is formed, and an electromagnetic signal is generated by the pen resonance frequency of the process circuit. This electromagnetic signal is induced to the antenna loop 120 by a second mutual inductance MI2 between the secondary coil L2 (or primary coil L1) and the antenna loop 120. At this time, since the antenna loop 120 is formed to surround the outer periphery of the touch screen 110, it serves as a tertiary coil L3 in a circuit.

그리고, 터치 팁(TT)에 가해지는 압력에 의해 자기 코어가 상부 방향으로 밀리게 되면, 2차 코일(L2)의 인덕턴스 값이 변화됨에 따라 공진 회로의 펜 공진 주파수가 증가하거나 감소함으로써 안테나 루프(120)로 유도되는 전자기 신호의 세기가 감소하게 된다.In addition, when the magnetic core is pushed upward by the pressure applied to the touch tip TT, the pen resonance frequency of the resonant circuit increases or decreases as the inductance value of the secondary coil L2 changes. 120) decreases the intensity of the electromagnetic signal induced.

일 예에 따른 터치 구동 집적 회로(130)는 터치 제어부(131), 터치 구동부(133), 및 펜 터치 센싱부(135)를 포함한다.The touch driving integrated circuit 130 according to an example includes a touch control unit 131, a touch driver 133, and a pen touch sensing unit 135.

상기 터치 제어부(131)는 손가락 터치 센싱 모드 또는 펜 터치 센싱 모드에 대응되는 터치 센싱 모드 신호(TMS)를 생성하여 터치 구동부(133)에 제공한다. 또한, 터치 제어부(131)는 상기 터치 입력 펜(10)에 형성되는 공진 회로의 펜 공진 주파수와 동일한 주파수를 갖는 구동 기준 신호(DRS)를 생성하여 터치 구동부(133)에 제공한다.The touch control unit 131 generates a touch sensing mode signal TMS corresponding to a finger touch sensing mode or a pen touch sensing mode and provides it to the touch driver 133. In addition, the touch control unit 131 generates a driving reference signal DRS having the same frequency as the pen resonance frequency of the resonance circuit formed in the touch input pen 10 and provides it to the touch driver 133.

상기 손가락 터치 센싱 모드시, 터치 제어부(131)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 터치 구동 펄스가 순차적으로 공급되도록 터치 구동부(133)를 제어한다. 그리고, 터치 제어부(131)는 손가락 터치 센싱 모드에 따라 터치 구동부(133)로부터 제공되는 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 수신하고, 수신된 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다. 상기 메인 제어부는 터치 제어부(131)로부터 제공되는 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 문턱값보다 큰 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 소정의 알고리즘에 따라 분석하여 손가락 터치 유무와 손가락 터치 좌표를 산출한 다음, 손가락 터치 좌표에 연계되는 응용 응용 프로그램을 실행한다.In the finger touch sensing mode, the touch controller 131 controls the touch driving unit 133 to sequentially supply touch driving pulses to the plurality of touch driving electrodes L1 to Li. In addition, the touch controller 131 receives the finger sensing raw data FSRD provided from the touch driver 133 according to the finger touch sensing mode, and provides the received finger sensing raw data FSRD to the main controller of the host system. do. The main control unit compares the finger sensing raw data FSRD provided from the touch control unit 131 with a preset threshold value, and analyzes the finger sensing raw data FSRD greater than the threshold value according to a predetermined algorithm to determine the presence or absence of a finger touch. After calculating the finger touch coordinates, an application program linked to the finger touch coordinates is executed.

상기 펜 터치 센싱 모드시, 터치 제어부(131)는 도 4에 도시된 바와 같은 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)가 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 순차적으로 공급되도록 터치 구동부(133)를 제어한다. 그리고, 터치 제어부(131)는 펜 터치 센싱 모드에 따라 펜 터치 센싱부(135)로부터 제공되는 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 수신하고, 수신된 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다. 상기 메인 제어부는 터치 제어부(131)로부터 제공되는 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 미리 설정된 문턱값과 비교하여 문턱값보다 큰 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 소정의 알고리즘에 따라 분석하여 펜 터치 유무와 펜 터치 좌표를 산출한 다음, 펜 터치 좌표에 연계되는 응용 응용 프로그램 또는 그래픽 작업을 실행한다. 추가적으로, 상기 메인 제어부는 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 기반으로 펜 공진 주파수를 산출하고, 고유 공진 주파수 대비 산출된 펜 공진 주파수의 변화량을 소정의 알고리즘에 따라 분석하여 펜 압력 데이터를 산출한 다음, 펜 압력 데이터에 연계되는 응용 응용 프로그램 또는 그래픽 작업을 실행한다.In the pen touch sensing mode, the touch control unit 131 receives the first and second touch driving pulses P1 and P2 as shown in FIG. 4 with a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes The touch driver 133 is controlled to be sequentially supplied to (Li+1 to Lm). In addition, the touch control unit 131 receives the pen sensing raw data PSRD provided from the pen touch sensing unit 135 according to the pen touch sensing mode, and transmits the received pen sensing raw data PSRD to the main control unit of the host system. To provide. The main control unit compares the pen sensing raw data PSRD provided from the touch control unit 131 with a preset threshold value, and analyzes the pen sensing raw data PSRD greater than the threshold value according to a predetermined algorithm to determine the presence or absence of a pen touch. After calculating the pen touch coordinates, an application program or graphic task linked to the pen touch coordinates is executed. Additionally, the main control unit calculates the pen resonance frequency based on the original pen sensing data (PSRD), analyzes the amount of change of the calculated pen resonance frequency relative to the natural resonance frequency according to a predetermined algorithm to calculate pen pressure data, Execute an application program or graphic task linked to the pen pressure data.

상기 터치 구동부(133)는 터치 제어부(131)로부터 제공되는 터치 모드 신호(TMS)에 응답하여 터치 스크린(110)을 손가락 터치 센싱 모드 또는 펜 터치 센싱 모드로 구동시킨다.The touch driver 133 drives the touch screen 110 in a finger touch sensing mode or a pen touch sensing mode in response to a touch mode signal TMS provided from the touch controller 131.

상기 손가락 터치 센싱 모드시, 터치 구동부(133)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 터치 구동 펄스를 순차적으로 인가하면서 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 정전 용량 변화를 센싱하여 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 생성해 터치 제어부(131)에 제공한다.In the finger touch sensing mode, the touch driving unit 133 sequentially applies a touch driving pulse to the plurality of touch driving electrodes L1 to Li while changing the capacitance of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. By sensing, raw finger sensing data FSRD is generated and provided to the touch controller 131.

상기 펜 터치 센싱 모드에서, 터치 구동부(133)는 고유 공진 주파수를 기반으로 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스를 생성하고, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)를 공급한다.In the pen touch sensing mode, the touch driver 133 generates first and second touch driving pulses based on a natural resonance frequency, and as shown in FIG. 4, a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of The first and second touch driving pulses P1 and P2 are supplied to the touch sensing electrodes Li+1 to Lm of.

상기 펜 터치 센싱부(135)는 안테나 루프(120)의 양단에 연결되며, 터치 구동부(133)로부터 각 전극(L1 ~ Lm)에 공급되는 터치 구동 펄스(P1, P2)에 의해 터치 입력 펜(10)의 공진 회로로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다. 즉, 펜 터치 센싱부(135)는 각 전극(L1 ~ Lm)에 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 공급되는 개별 구동 구간마다 해당 전극(L1 ~ Lm)에 인가되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 의해 터치 입력 펜(10)의 공진 회로로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다. 그리고, 펜 터치 센싱부(135)는 인접한 2개의 전극에 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)가 동시에 공급되는 오버랩 구동 구간마다 해당 전극(L1 ~ Lm)에 인가되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 의해 터치 입력 펜(10)의 공진 회로로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다. 이를 위해, 일 예에 따른 펜 터치 센싱부(135)는 연산 증폭부(135a), 아날로그-디지털 변환부(135b), 및 펜 센싱 데이터 처리부(135c)를 포함한다.The pen touch sensing unit 135 is connected to both ends of the antenna loop 120, and a touch input pen (P1, P2) supplied from the touch driver 133 to each of the electrodes L1 to Lm. An electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 is received from the resonance circuit of 10) to generate original pen sensing data. That is, the pen touch sensing unit 135 applies the first touch driving pulse P1 to the corresponding electrodes L1 to Lm for each individual driving period in which the first touch driving pulse P1 is supplied to each of the electrodes L1 to Lm. ) To generate the original pen sensing data by receiving an electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 from the resonance circuit of the touch input pen 10. In addition, the pen touch sensing unit 135 drives the first touch applied to the corresponding electrodes L1 to Lm in each overlap driving period in which the first and second touch driving pulses P1 and P2 are simultaneously supplied to two adjacent electrodes. An electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 from the resonance circuit of the touch input pen 10 is received by the pulse P1 to generate pen sensing raw data. To this end, the pen touch sensing unit 135 according to an example includes an operational amplifier 135a, an analog-to-digital conversion unit 135b, and a pen sensing data processing unit 135c.

상기 연산 증폭기(135a)는 안테나 루프(120)의 일단과 타단에 연결되어 안테나 루프(120)의 일단과 타단에 수신되는 전압 차를 증폭하여 펜 센싱 신호로 출력한다.The operational amplifier 135a is connected to one end and the other end of the antenna loop 120 to amplify a voltage difference received at one end and the other end of the antenna loop 120 and output a pen sensing signal.

상기 아날로그-디지털 변환부(135b)는 연산 증폭기(135a)로부터 공급되는 펜 센싱 신호를 아날로그-디지털 변환하여 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 생성한다.The analog-to-digital converter 135b converts the pen sensing signal supplied from the operational amplifier 135a to analog-digital to generate pen sensing raw data PSRD.

상기 펜 센싱 데이터 처리부(135c)는 상기 아날로그-디지털 변환부(135b)로부터 공급되는 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 수신하여 내부 메모리에 차례대로 저장하고, 내부 메모리에 저장된 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 터치 제어부(135)에 제공한다. 이에 따라, 터치 제어부(131)는 상기 펜 터치 센싱부(135)의 펜 센싱 데이터 처리부(135c)로부터 제공되는 펜 센싱 원시 데이터(PSRD)를 수신하여 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다.The pen sensing data processing unit 135c receives the pen sensing raw data PSRD supplied from the analog-to-digital conversion unit 135b and sequentially stores the pen sensing raw data PSRD stored in the internal memory. Is provided to the touch control unit 135. Accordingly, the touch control unit 131 receives the pen sensing raw data PSRD provided from the pen sensing data processing unit 135c of the pen touch sensing unit 135 and provides it to the main control unit of the host system.

한편, 전술한 본 발명에 따른 터치 구동 집적 회로(130)는 하나의 ROIC(Readout Integrated Circuit) 칩으로 집적화될 수 있다. 선택적으로, 상기 터치 제어부(131)는 ROIC 칩에 집적되지 않고 호스트 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로 구현될 수도 있다.Meanwhile, the touch driving integrated circuit 130 according to the present invention described above may be integrated into a single readout integrated circuit (ROIC) chip. Optionally, the touch control unit 131 may be implemented as a micro controller unit (MCU) of a host system without being integrated into the ROIC chip.

도 6은 도 5에 도시된 터치 구동부를 설명하기 위한 블록도이다.FIG. 6 is a block diagram illustrating the touch driver illustrated in FIG. 5.

도 5 및 도 6을 참조하면, 일 예에 따른 터치 구동부(133)는 타이밍 발생부(210), 구동 펄스 공급부(220), 스위칭부(230), 손가락 터치 센싱부(240), 및 손가락 센싱 데이터 처리부(250)를 포함한다.5 and 6, the touch driver 133 according to an example includes a timing generator 210, a driving pulse supply unit 220, a switching unit 230, a finger touch sensing unit 240, and a finger sensing. It includes a data processing unit 250.

상기 타이밍 발생부(210)는 터치 제어부(131)로부터 공급되는 터치 모드 신호(TMS)에 기초하여 구동 펄스 공급부(220), 스위칭부(230), 손가락 터치 센싱부(240), 및 손가락 데이터 처리부(250) 각각의 동작을 제어하기 위한 내부 제어 신호를 생성한다. 여기서, 내부 제어 신호는 구동 펄스 공급부(220)의 제어를 위한 센싱 시작 신호(SSS)와 채널 셋업 신호(CSS), 스위칭부(230)의 제어를 위한 스위칭 제어 신호(SCS), 손가락 터치 센싱부(240)의 제어를 위한 샘플링 개시 신호 등이 될 수 있다.The timing generator 210 includes a driving pulse supply unit 220, a switching unit 230, a finger touch sensing unit 240, and a finger data processing unit based on a touch mode signal TMS supplied from the touch control unit 131. (250) Generates an internal control signal for controlling each operation. Here, the internal control signal is a sensing start signal (SSS) and a channel setup signal (CSS) for controlling the driving pulse supply unit 220, a switching control signal (SCS) for controlling the switching unit 230, and a finger touch sensing unit. It may be a sampling start signal for the control of 240, and the like.

상기 터치 모드 신호(TMS)가 손가락 센싱 모드 신호일 경우, 타이밍 발생부(210)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 터치 구동 펄스를 순차적으로 인가하기 위한 센싱 시작 신호(SSS)와 채널 셋업 신호(CSS)를 생성하고, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각을 손가락 터치 센싱부(240)에 연결하기 위한 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성한다.When the touch mode signal TMS is a finger sensing mode signal, the timing generator 210 sets up a sensing start signal SSS and a channel for sequentially applying a touch driving pulse to a plurality of touch driving electrodes L1 to Li. A signal CSS is generated, and a switching control signal SCS for connecting each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm to the finger touch sensing unit 240 is generated.

상기 터치 모드 신호(TMS)가 펜 센싱 모드 신호일 경우, 타이밍 발생부(210)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 전극 구동 구간(EDP)을 개별 구동 구간(T1)과 오버랩 구동 구간(T2)으로 분할하고, 각 라인(L1 ~ Lm)의 개별 구동 구간(T1)에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 공급하고 각 라인(L1 ~ Lm)의 오버랩 구동 구간(T2)에 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 공급하기 위한 센싱 시작 신호(SSS)와 채널 셋업 신호(CSS) 및 스위칭 제어 신호(SCS)를 생성한다.When the touch mode signal TMS is a pen sensing mode signal, as shown in FIG. 4, the timing generator 210 includes a plurality of touch driving electrodes L1 to Li and a plurality of touch sensing electrodes Li+1. ~ Lm) Each electrode driving period EDP is divided into an individual driving period T1 and an overlap driving period T2, and a first touch driving pulse (EDP) is divided into an individual driving period T1 of each line L1 to Lm. A sensing start signal (SSS), a channel setup signal (CSS), and a switching control signal (SSS) for supplying P1) and supplying the second touch driving pulse P2 to the overlap driving period T2 of each line (L1 to Lm). SCS).

상기 구동 펄스 공급부(220)는 손가락 센싱 모드에 따라 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 센싱 시작 신호(SSS)에 기초하여 터치 구동 펄스를 생성하고, 생성된 터치 구동 펄스를 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 채널 셋업 신호(CSS)에 따라 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 상기 구동 펄스 구동부(220)는 하나의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 적어도 2개 이상의 터치 구동 펄스를 연속적으로 공급할 수 있으며, 이는 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 공급되는 터치 구동 펄스에 의해 해당 정전 용량의 충전양을 많게 하여 센싱 감도를 높이기 위함이다. 이때, 상기 펄스 구동부(220)는 주파수와 진폭(또는 전압) 및 펄스 수 중 설정된 어느 하나에 따라 터치 구동 펄스를 생성할 수 있다. 여기서, 정전 용량의 충전양은 터치 구동 펄스의 주파수가 낮을수록 많아지고, 터치 구동 펄스의 진폭이 높을수록 많아지며, 터치 구동 펄스의 개수가 많을수록 많아질 수 있다.The driving pulse supply unit 220 generates a touch driving pulse based on the sensing start signal SSS supplied from the timing generator 210 according to the finger sensing mode, and generates the touch driving pulse to the timing generation unit 210 The plurality of touch driving electrodes L1 to Li are sequentially supplied according to the channel setup signal CSS supplied from Here, the driving pulse driver 220 may continuously supply at least two touch driving pulses to one touch driving electrode L1 to Li, which is a touch driving pulse supplied to the touch driving electrodes L1 to Li. This is to increase the sensing sensitivity by increasing the amount of charge of the corresponding capacitance. In this case, the pulse driving unit 220 may generate a touch driving pulse according to one of a frequency, an amplitude (or voltage), and a number of pulses. Here, the amount of charge of the electrostatic capacitance increases as the frequency of the touch driving pulse decreases, increases as the amplitude of the touch driving pulse increases, and may increase as the number of touch driving pulses increases.

그리고, 상기 구동 펄스 공급부(220)는 펜 센싱 모드에 따라 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 센싱 시작 신호(SSS)에 기초하여 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스를 생성하고, 생성된 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스를 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 채널 셋업 신호(CSS)에 따라 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)과 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 공급한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동 펄스 공급부(220)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각의 개별 구동 구간(T1)마다 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 해당 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 개별적으로 공급하고, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동 구간(T1)마다 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 스위칭부(230)에 공급한다. 그리고, 상기 구동 펄스 공급부(220)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각의 개별 구동 구간(T1) 사이사이에 설정된 오버랩 구동 구간(T2)마다 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 구동 전극 단위로 쉬프트시키면서 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극에 순차적으로 공급하고, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동 구간(T1) 사이사이에 설정된 오버랩 구동 구간(T2)마다 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 센싱 전극 단위로 쉬프트시켜 스위칭부(230)에 공급한다.In addition, the driving pulse supply unit 220 generates first and second touch driving pulses based on the sensing start signal SSS supplied from the timing generator 210 according to the pen sensing mode, and generates the first and second touch driving pulses. The second touch driving pulse is supplied to the plurality of touch driving electrodes L1 to Li and the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm according to the channel setup signal CSS supplied from the timing generator 210. For example, as shown in FIG. 4, the driving pulse supply unit 220 touches the first touch driving pulse P1 for each individual driving period T1 of each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li. Individually supplying the driving electrodes L1 to Li, and supplying the first touch driving pulse P1 to the switching unit 230 for each individual driving period T1 of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm do. In addition, the driving pulse supply unit 220 is overlapped with two touch driving electrodes vertically adjacent to each other for each overlap driving period T2 set between the individual driving periods T1 of each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li. The second touch driving pulse P2 is sequentially supplied to two adjacent touch driving electrodes vertically while shifting the second touch driving pulse P2 in units of one touch driving electrode, and individual driving sections of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm ( T1) The second touch driving pulse P2 overlapping with two touch sensing electrodes adjacent to the left and right is shifted in units of one touch sensing electrode and supplied to the switching unit 230 for each overlap driving period T2 set between. .

이에 따라, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 중 제 1 터치 구동 전극(L1)에는 제 1 터치 구동 펄스(P1)와 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 또한, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 중 제 2 내지 제 i-1 터치 구동 전극(L2 ~ Li-1)에는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 제 1 터치 구동 펄스(P1) 및 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 그리고, 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 중 제 i 터치 구동 전극(Li)에는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 따라서, 제 2 내지 제 i-1 터치 구동 전극(L2 ~ Li-1)에 공급되는 첫번째 제 2 터치 구동 펄스(P2)는 이전 터치 구동 전극(L1 ~ Li-2)에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 오버랩되고, 제 2 내지 제 i-1 터치 구동 전극(L2 ~ Li-1)에 공급되는 두번째 제 2 터치 구동 펄스(P2)는 다음 터치 구동 전극(L3 ~ Li)에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 오버랩된다. 결과적으로, 펜 센싱 모드시, 상기 구동 펄스 공급부(220)는 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)를 이용하여 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각의 개별 구동과 인접한 2개의 터치 구동 전극의 오버랩 구동이 교번적으로 수행되도록 한다.Accordingly, the first touch driving pulse P1 and the second touch driving pulse P2 are continuously supplied to the first touch driving electrode L1 among the plurality of touch driving electrodes L1 to Li at predetermined time intervals. In addition, the second to i-1th touch driving electrodes L2 to Li-1 of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li have a second touch driving pulse P2, a first touch driving pulse P1, and a 2 Touch driving pulses P2 are continuously supplied at regular time intervals. In addition, the second touch driving pulse P2 and the first touch driving pulse P1 are continuously supplied to the i-th touch driving electrode Li among the plurality of touch driving electrodes L1 to Li at predetermined time intervals. Accordingly, the first second touch driving pulse P2 supplied to the second to i-1th touch driving electrodes L2 to Li-1 is driven by the second touch supplied to the previous touch driving electrodes L1 to Li-2. The second second touch driving pulse P2 overlapped with the pulse P2 and supplied to the second to i-1th touch driving electrodes L2 to Li-1 is supplied to the next touch driving electrodes L3 to Li. It overlaps with the second touch driving pulse P2. As a result, in the pen sensing mode, the driving pulse supply unit 220 uses the first and second touch driving pulses P1 and P2 to individually drive and adjacent two touch driving electrodes L1 to Li. Overlap driving of the touch driving electrodes is alternately performed.

상기 스위칭부(230)는 손가락 센싱 모드에 따라 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 스위칭 제어 신호(SCS)에 응답하여 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각을 손가락 터치 센싱부(240)에 연결한다.The switching unit 230 applies a finger touch sensing unit 240 to each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm in response to the switching control signal SCS supplied from the timing generator 210 according to the finger sensing mode. ).

그리고, 상기 스위칭부(230)는 펜 센싱 모드에 따라 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 스위칭 제어 신호(SCS)에 응답하여 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각을 구동 펄스 공급부(220)에 연결함으로써 상기 구동 펄스 공급부(220)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)를 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각에 공급한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 스위칭부(230)는 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동 구간(T1)마다 구동 펄스 공급부(220)로부터 공급되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 해당 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 개별적으로 공급한다. 그리고, 상기 스위칭부(230)는 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동 구간(T1) 사이사이에 설정된 오버랩 구동 구간(T2)마다 구동 펄스 공급부(220)로부터 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 해당하는 2개의 터치 센싱 전극에 동시에 공급한다.In addition, the switching unit 230 supplies each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm in response to the switching control signal SCS supplied from the timing generator 210 according to the pen sensing mode. 220) to supply the first and second touch driving pulses P1 and P2 supplied from the driving pulse supply unit 220 to each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. For example, as shown in FIG. 4, the switching unit 230 is supplied from the driving pulse supply unit 220 for each individual driving period T1 of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. 1 Touch driving pulse P1 is individually supplied to the corresponding sensing electrodes Li+1 to Lm. In addition, the switching unit 230 is supplied from the driving pulse supply unit 220 for each overlap driving period T2 set between the individual driving periods T1 of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm. 2 The touch driving pulse P2 is simultaneously supplied to the corresponding two touch sensing electrodes.

이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 중 제 1 터치 센싱 전극(Li+1)에는 제 1 터치 구동 펄스(P1)와 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 또한, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 중 제 2 내지 제 j-1 터치 구동 전극(Li+2 ~ Lm-1)에는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 제 1 터치 구동 펄스(P1) 및 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 그리고, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 중 제 j 터치 센싱 전극(Lm)에는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 일정 시간 간격으로 연속하여 공급된다. 따라서, 제 2 내지 제 j-1 터치 센싱 전극(Li+2 ~ Lm-1)에 공급되는 첫번째 제 2 터치 구동 펄스(P2)는 이전 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm-2)에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 오버랩되고, 제 2 내지 제 j-1 터치 구동 전극(Li+2 ~ Lm-1)에 공급되는 두번째 제 2 터치 구동 펄스(P2)는 다음 터치 구동 전극(Li+2 ~ Lm)에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)와 오버랩된다. 결과적으로, 펜 센싱 모드시, 상기 구동 펄스 공급부(220)는 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스(P1, P2)를 이용하여 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각의 개별 구동과 인접한 2개의 터치 센싱 전극의 오버랩 구동이 교번적으로 수행되도록 한다.Accordingly, as shown in FIG. 4, among the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm, the first touch sensing electrode Li+1 has a first touch driving pulse P1 and a second touch driving pulse P2) is continuously supplied at regular time intervals. In addition, the second to j-1th touch driving electrodes Li+2 to Lm-1 of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm have a second touch driving pulse P2 and a first touch driving pulse ( P1) and the second touch driving pulse P2 are continuously supplied at predetermined time intervals. In addition, a second touch driving pulse P2 and a first touch driving pulse P1 are continuously supplied to the j-th touch sensing electrode Lm among the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm at predetermined time intervals. . Accordingly, the first second touch driving pulse P2 supplied to the second to j-1th touch sensing electrodes Li+2 to Lm-1 is supplied to the previous touch sensing electrodes Li+1 to Lm-2. The second second touch driving pulse P2 overlapped with the second touch driving pulse P2 and supplied to the second to j-1th touch driving electrodes Li+2 to Lm-1 is the next touch driving electrode Li It overlaps with the second touch driving pulse P2 supplied to +2 to Lm). As a result, in the pen sensing mode, the driving pulse supply unit 220 is adjacent to the individual driving of each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm using the first and second touch driving pulses P1 and P2. Overlap driving of the two touch sensing electrodes is alternately performed.

상기 손가락 센싱부(240)는 손가락 터치 모드에 따른 스위칭부(230)의 스위칭에 의해 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각에 연결되고, 타이밍 발생부(210)로부터 공급되는 샘플링 개시 신호(SS)에 따라 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각으로부터 전류(또는 정정 용량) 변화를 센싱하여 손가락 터치 신호를 생성하고, 생성된 손가락 터치 신호를 아날로그-디지털 변환하여 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 생성해 손가락 센싱 데이터 처리부(250)에 제공한다. 일 예에 따른 손가락 센싱부(240)는 스위칭부(230)를 통해 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 연결되는 제 1 내지 제 j 센싱 유닛(2401 ~ 240j)을 포함한다.The finger sensing unit 240 is connected to each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm by switching of the switching unit 230 according to the finger touch mode, and starts sampling supplied from the timing generator 210 A finger touch signal is generated by sensing the change in current (or correction capacity) from each of the plurality of touch sensing electrodes (Li+1 ~ Lm) according to the signal SS, and the finger touch signal is converted to analog-digital to sense the finger. The raw data FSRD is generated and provided to the finger sensing data processing unit 250. The finger sensing unit 240 according to an example includes first to j-th sensing units 2401 to 240j connected to the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm through the switching unit 230.

상기 제 1 내지 제 j 센싱 유닛(2401 ~ 240j) 각각은 연산 증폭기(미도시) 및 아날로그-디지털 변환기(미도시)를 포함한다.Each of the first to jth sensing units 2401 to 240j includes an operational amplifier (not shown) and an analog-to-digital converter (not shown).

상기 연산 증폭기는 해당 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 연결되어 해당 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)의 전류(또는 정정 용량) 변화를 센싱하여 손가락 터치 신호를 생성한다.The operational amplifier is connected to the corresponding touch sensing electrodes Li+1 to Lm and senses a change in current (or correction capacity) of the corresponding touch sensing electrodes Li+1 to Lm to generate a finger touch signal.

상기 아날로그-디지털 변환부는 해당하는 연산 증폭기로부터 공급되는 손가락 터치 신호를 아날로그-디지털 변환하여 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 생성하고, 생성된 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 손가락 센싱 데이터 처리부(250)에 공급한다.The analog-to-digital conversion unit analog-digital converts a finger touch signal supplied from a corresponding operational amplifier to generate finger sensing raw data FSRD, and converts the generated finger sensing raw data FSRD to a finger sensing data processing unit 250 To supply.

상기 손가락 센싱 데이터 처리부(250)는 상기 손가락 센싱부(240)의 제 1 내지 제 j 센싱 유닛(2401 ~ 240j) 각각으로부터 제공되는 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 수신하여 임시 메모리(260)에 차례대로 저장하고, 임시 메모리(260)에 저장된 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 터치 제어부(131)에 제공한다. 이에 따라, 터치 제어부(131)는 상기 터치 구동부(133)의 손가락 센싱 데이터 처리부(250)로부터 제공되는 손가락 센싱 원시 데이터(FSRD)를 수신하여 호스트 시스템의 메인 제어부에 제공한다.The finger sensing data processing unit 250 receives the finger sensing raw data FSRD provided from each of the first to j-th sensing units 2401 to 240j of the finger sensing unit 240 and sequentially stores the finger sensing data FSRD in the temporary memory 260. It is stored as it is, and provides the finger sensing raw data FSRD stored in the temporary memory 260 to the touch controller 131. Accordingly, the touch control unit 131 receives the finger sensing raw data FSRD provided from the finger sensing data processing unit 250 of the touch driver 133 and provides it to the main control unit of the host system.

도 7은 본 발명의 터치 스크린에 있어서, 각 라인에 공급되는 터치 구동 펄스의 변형 예를 설명하기 위한 파형도이다.7 is a waveform diagram illustrating a modified example of a touch driving pulse supplied to each line in the touch screen of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 펜 터치 센싱 모드시, 본 발명의 다른 예에 따른 터치 구동 집적 회로(130)는 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm) 각각에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 순차적으로 공급하면서, 각 라인(L1 ~ Lm)에 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 공급될 때마다 각 라인(L1 ~ Lm)에 공급되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 따라 터치 입력 펜(10)의 공진 회로에서 발생되는 전자기 신호에 의해 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 각 라인(L1 ~ Lm)에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.5 to 7, in the pen touch sensing mode, the touch driving integrated circuit 130 according to another example of the present invention includes a first touch driving pulse P1 on each of the first to mth lines L1 to Lm. ) Is sequentially supplied, and touch input according to the first touch driving pulse P1 supplied to each line L1 to Lm whenever the first touch driving pulse P1 is supplied to each line L1 to Lm An electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 is received by an electromagnetic signal generated from the resonance circuit of the pen 10 to generate pen sensing raw data corresponding to each line L1 to Lm.

그런 다음, 터치 구동 집적 회로(130)는 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 구동 전극 단위로 쉬프트시키면서 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 순차적으로 공급하고, 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 센싱 전극 단위로 쉬프트시키면서 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 순차적으로 공급하면서, 인접한 2개의 전극에 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 공급될 때마다 인접한 2개의 전극에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)에 의해 터치 입력 펜(10)으로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 인접한 2개의 라인 사이의 가상 라인에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.Then, the touch driving integrated circuit 130 shifts the second touch driving pulse P2 overlapping the two touch driving electrodes L1 to Li adjacent to each other in a single touch driving electrode unit. While sequentially supplying the touch driving electrodes L1 to Li, and shifting the second touch driving pulse P2 overlapping the two touch sensing electrodes Li+1 to Lm adjacent to the left and right, in units of one touch sensing electrode, Second touch drive supplied to two adjacent electrodes whenever a second touch driving pulse P2 is supplied to two adjacent electrodes while sequentially supplying to two adjacent touch sensing electrodes Li+1 to Lm left and right By receiving the electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 from the touch input pen 10 by the pulse P2, pen sensing raw data corresponding to a virtual line between two adjacent lines is generated.

도 8은 본 발명의 터치 스크린에 있어서, 각 라인에 공급되는 터치 구동 펄스의 다른 변형 예를 설명하기 위한 파형도이다.8 is a waveform diagram for explaining another modified example of a touch driving pulse supplied to each line in the touch screen of the present invention.

도 5, 도 6 및 도 8을 참조하면, 펜 터치 센싱 모드시, 본 발명의 또 다른 예에 따른 터치 구동 집적 회로(130)는 복수의 터치 구동 전극(L1 ~ Li) 각각에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 순차적으로 공급하면서, 각 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 공급될 때마다 각 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 공급되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 따라 터치 입력 펜(10)의 공진 회로에서 발생되는 전자기 신호에 의해 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 각 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.5, 6 and 8, in the pen touch sensing mode, the touch driving integrated circuit 130 according to another example of the present invention drives a first touch to each of the plurality of touch driving electrodes L1 to Li. A first touch driving pulse supplied to each of the touch driving electrodes L1 to Li whenever the first touch driving pulse P1 is supplied to each of the touch driving electrodes L1 to Li while sequentially supplying the pulse P1 Pen sensing raw data corresponding to each touch driving electrode (L1 to Li) by receiving an electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 by an electromagnetic signal generated from the resonance circuit of the touch input pen 10 according to (P1) Create

그런 다음, 터치 구동 집적 회로(130)는 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 구동 전극 단위로 쉬프트시키면서 상하로 인접한 2개의 터치 구동 전극(L1 ~ Li)에 순차적으로 공급하면서, 인접한 2개의 터치 구동 전극에 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 공급될 때마다 인접한 2개의 터치 구동 전극에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)에 의해 터치 입력 펜(10)으로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 인접한 2개의 터치 구동 전극 사이의 가상 전극에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.Then, the touch driving integrated circuit 130 shifts the second touch driving pulse P2 overlapping the two touch driving electrodes L1 to Li adjacent to each other in a single touch driving electrode unit. While sequentially supplying the touch driving electrodes L1 to Li, a second touch driving pulse P2 supplied to two adjacent touch driving electrodes whenever a second touch driving pulse P2 is supplied to two adjacent touch driving electrodes ) To generate the original pen sensing data corresponding to the virtual electrode between the two adjacent touch driving electrodes by receiving an electromagnetic signal induced from the touch input pen 10 to the antenna loop 120.

그런 다음, 복수의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm) 각각에 제 1 터치 구동 펄스(P1)를 순차적으로 공급하면서, 각 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 제 1 터치 구동 펄스(P1)가 공급될 때마다 각 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 공급되는 제 1 터치 구동 펄스(P1)에 따라 터치 입력 펜(10)의 공진 회로에서 발생되는 전자기 신호에 의해 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 각 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.Then, while sequentially supplying the first touch driving pulse P1 to each of the plurality of touch sensing electrodes Li+1 to Lm, the first touch driving pulse P1 to each of the touch sensing electrodes Li+1 to Lm. ) Is supplied to each of the touch sensing electrodes (Li+1 to Lm) according to the first touch driving pulse P1. ), and generates pen sensing raw data corresponding to each touch sensing electrode (Li+1 to Lm).

그런 다음, 터치 구동 집적 회로(130)는 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 오버랩되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 하나의 터치 센싱 전극 단위로 쉬프트시키면서 좌우로 인접한 2개의 터치 센싱 전극(Li+1 ~ Lm)에 순차적으로 공급하면서, 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 제 2 터치 구동 펄스(P2)가 공급될 때마다 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 공급되는 제 2 터치 구동 펄스(P2)에 의해 터치 입력 펜(10)으로부터 안테나 루프(120)에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 인접한 2개의 터치 센싱 전극 사이의 가상 전극에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터를 생성한다.Then, the touch driving integrated circuit 130 shifts the second touch driving pulse P2 overlapping the two touch sensing electrodes Li+1 to Lm adjacent to the left and right by one touch sensing electrode unit, and A second touch supplied to two adjacent touch sensing electrodes whenever a second touch driving pulse P2 is supplied to two adjacent touch sensing electrodes while sequentially supplying two touch sensing electrodes (Li+1 to Lm) By receiving the electromagnetic signal induced to the antenna loop 120 from the touch input pen 10 by the driving pulse P2, pen sensing raw data corresponding to the virtual electrode between two adjacent touch sensing electrodes is generated.

이상과 같은, 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 입력 펜(10)의 터치 센싱시 제 1 내지 제 m 라인(L1 ~ Lm)에 제 1 터치 구동 펄스(P)를 개별적으로 공급하여 각 라인(L1 ~ Lm)에 대한 펜 센싱 원시 데이터를 산출하고, 인접한 2개의 라인에 제 2 터치 구동 펄스(P2)를 동시에 더 공급하여 인접한 2개의 라인 사이의 가상 라인에 대한 펜 센싱 원시 데이터를 산출함으로써 펜 터치의 선형 특성이 개선될 수 있다. 즉, 본 발명은 인접한 2개의 전극을 오버랩 구동하여 인접한 2개의 전극 사이에 가상 전극을 형성하여 펜 터치를 센싱함으로써 종래 대비 가상 전극 개수만큼 펜 터치 센싱의 해상도가 대략 2배 정도로 증가되는 효과를 볼 수 있으며, 펜 터치의 선형 특성을 개선할 수 있다.As described above, the touch screen device according to an embodiment of the present invention individually supplies the first touch driving pulse P to the first to m-th lines L1 to Lm when the touch input pen 10 senses the touch. Pen sensing raw data is calculated for each line (L1 to Lm), and a second touch driving pulse P2 is further supplied to two adjacent lines at the same time to obtain the pen sensing raw data for a virtual line between two adjacent lines. By calculating, the linear characteristics of the pen touch can be improved. That is, in the present invention, a virtual electrode is formed between two adjacent electrodes by overlapping two adjacent electrodes to sense the pen touch, thereby increasing the resolution of pen touch sensing by about twice as much as the number of virtual electrodes compared to the prior art. In addition, the linear characteristics of the pen touch can be improved.

도 9a는 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치에 있어서, 제 1 내지 제 3 전극 각각에 형성되는 자기 정전 용량을 나타내는 그래프이고, 도 9b는 제 1 내지 제 3 전극 사이사이에 형성된 가상 전극을 나타내는 도면이다.9A is a graph showing self capacitance formed on each of the first to third electrodes in the touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a graph showing a virtual electrode formed between the first to third electrodes. It is a drawing showing.

도 9a 및 도 9b에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 터치 스크린 장치 및 펜 터치의 센싱 방법은 인접한 2개의 전극(L1, L2)(L2, L3)에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급됨에 따라 인접한 2개의 전극(L1, L2)(L2, L3) 사이사이에 가상의 자기 정전 용량이 형성되고, 이로 인하여 인접한 2개의 전극(L1, L2)(L2, L3) 사이사이의 자기 정전 용량이 종래(점선) 대비 증가하게 된다. 따라서, 본 발명은 인접한 2개의 전극(L1, L2)(L2, L3)에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하여 인접한 2개의 전극(L1, L2)(L2, L3) 사이사이에 가상 전극을 형성하고, 가상 전극에 인가되는 터치 구동 펄스에 의해 터치 입력 펜으로부터 안테나 루프에 유도되는 전자기 신호를 수신하여 펜 터치를 센싱함으로써 펜 터치 센싱의 해상도가 대략 2배 정도로 증가되는 효과를 볼 수 있으며, 펜 터치의 선형 특성을 개선할 수 있다.As can be seen from FIGS. 9A and 9B, the method of sensing a touch screen device and a pen touch according to the present invention includes a second touch driving pulse being simultaneously supplied to two adjacent electrodes L1 and L2 (L2, L3). A virtual self-capacitance is formed between the two electrodes L1, L2 and L2, L3, and thus, the self-capacitance between the two adjacent electrodes L1 and L2 (L2, L3) is conventional ( It increases compared to the dotted line). Accordingly, the present invention forms a virtual electrode between two adjacent electrodes L1 and L2 (L2, L3) by simultaneously supplying a second touch driving pulse to two adjacent electrodes L1 and L2 (L2, L3). And, by sensing the pen touch by receiving the electromagnetic signal induced to the antenna loop from the touch input pen by the touch driving pulse applied to the virtual electrode, the resolution of the pen touch sensing can be increased by about twice. The linear characteristics of the touch can be improved.

도 10은 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치 및 펜 터치의 센싱 방법에 있어서, 인접한 제 1 내지 제 5 전극에 대한 펜 센싱 원시 데이터(pen sensing raw data)를 나타내는 꺽은선 그래프이다. 도 10에서 채널 1 내지 10는 제 1 내지 제 5 전극에 터치 구동 펄스가 공급될 때마다 생성되는 펜 센싱 원시 데이터의 수신 채널을 의미한다.FIG. 10 is a line graph showing pen sensing raw data for adjacent first to fifth electrodes in a touch screen device and a pen touch sensing method according to an exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 10, channels 1 to 10 refer to receiving channels of pen sensing raw data generated whenever a touch driving pulse is supplied to the first to fifth electrodes.

도 10에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 예에 따른 터치 스크린 장치 및 펜 터치의 센싱 방법은 제 1 내지 제 5 전극 각각에 터치 구동 펄스가 공급될 때마다 펜 터치를 센싱하여 펜 센싱 원시 데이터를 생성하고, 하나의 전극 단위로 쉬프트되면서 인접한 2개의 전극에 동시에 공급되는 터치 구동 펄스가 공급될 때마다 인접한 2개의 전극 사이에 가상 전극을 형성하여 펜 센싱 원시 데이터를 추가로 생성하기 때문에 펜 센싱 원시 데이터의 수신 채널이 전극 개수의 2배로 증가하고, 인접한 2개의 전극 사이에 가상 전극에 대응되는 펜 센싱 원시 데이터로 인하여 펜 터치 센싱의 선형 특성이 개선되는 것을 알 수 있다.As can be seen from FIG. 10, the touch screen device and the pen touch sensing method according to an embodiment of the present invention sense the pen touch whenever a touch driving pulse is supplied to each of the first to fifth electrodes to obtain original pen sensing data. Whenever a touch driving pulse is generated and shifted by one electrode unit and simultaneously supplied to two adjacent electrodes, a virtual electrode is formed between two adjacent electrodes to additionally generate pen sensing raw data. It can be seen that the data reception channel is increased to twice the number of electrodes, and the linear characteristics of pen touch sensing are improved due to the pen sensing raw data corresponding to the virtual electrodes between two adjacent electrodes.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and that various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical matters of the present invention. It will be obvious to those who have the knowledge of. Therefore, the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10: 터치 입력 펜 110: 터치 스크린
120: 안테나 루프 130: 터치 구동 집적 회로
131: 터치 제어부 133: 터치 구동부
135: 펜 터치 센싱부 210: 타이밍 발생부
220: 구동 펄스 공급부 230: 스위칭부
240: 손가락 터치 센싱부 250: 손가락 센싱 데이터 처리부
10: touch input pen 110: touch screen
120: antenna loop 130: touch drive integrated circuit
131: touch controller 133: touch driver
135: pen touch sensing unit 210: timing generating unit
220: driving pulse supply unit 230: switching unit
240: finger touch sensing unit 250: finger sensing data processing unit

Claims (14)

액티브 영역에 마련된 복수의 라인과 상기 액티브 영역의 외곽부를 따라 마련된 안테나 루프를 포함하는 터치 스크린; 및
상기 복수의 라인과 상기 안테나 루프에 연결된 터치 구동 집적 회로를 포함하고,
터치 입력 펜의 터치 센싱시, 상기 터치 구동 집적 회로는 개별 구동 구간 동안 상기 복수의 라인에 제 1 터치 구동 펄스를 개별적으로 공급하고, 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 라인에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하며, 상기 제 1 및 제 2 터치 구동 펄스에 따라 상기 터치 입력 펜으로부터 상기 안테나 루프로 유도되는 신호를 수신하여 상기 터치 입력 펜의 터치를 센싱하는, 터치 스크린 장치.
A touch screen including a plurality of lines provided in an active region and an antenna loop provided along an outer portion of the active region; And
A touch driving integrated circuit connected to the plurality of lines and the antenna loop,
When sensing the touch of the touch input pen, the touch driving integrated circuit separately supplies a first touch driving pulse to the plurality of lines during an individual driving period, and simultaneously applies a second touch driving pulse to two adjacent lines during the overlap driving period. And sensing a touch of the touch input pen by receiving a signal induced from the touch input pen to the antenna loop according to the first and second touch driving pulses.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 오버랩 구동 구간은 상기 개별 구동 구간 사이사이인, 터치 스크린 장치.
The method of claim 1,
The overlap driving period is between the individual driving periods, the touch screen device.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 라인 중 일부 라인들은 상기 액티브 영역 상에 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 구동 전극이고, 상기 복수의 라인 중 나머지 라인들은 상기 액티브 영역 상에 상기 복수의 터치 구동 전극과 교차하도록 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 센싱 전극인, 터치 스크린 장치.
The method of claim 1,
Some lines of the plurality of lines are a plurality of touch driving electrodes provided at predetermined intervals on the active region, and the remaining lines of the plurality of lines are provided at predetermined intervals so as to cross the plurality of touch driving electrodes on the active region. A touch screen device that is a plurality of touch sensing electrodes.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 터치 구동 전극 각각은 상기 제 1 터치 구동 펄스가 공급되는 상기개별 구동 구간과 상기 제 2 터치 구동 펄스가 공급되는 상기 오버랩 구동 구간으로 구동되고,
상기 복수의 터치 센싱 전극 각각은 상기 제 1 터치 구동 펄스가 공급되는 상기 개별 구동 구간과 상기 제 2 터치 구동 펄스가 공급되는 상기 오버랩 구동 구간으로 구동되며,
상기 오버랩 구동 구간은 상기 개별 구동 구간 사이사이인, 터치 스크린 장치.
The method of claim 4,
Each of the plurality of touch driving electrodes is driven in the respective driving period in which the first touch driving pulse is supplied and the overlap driving period in which the second touch driving pulse is supplied,
Each of the plurality of touch sensing electrodes is driven in the individual driving period in which the first touch driving pulse is supplied and the overlap driving period in which the second touch driving pulse is supplied,
The overlap driving period is between the individual driving periods, the touch screen device.
제 4 항에 있어서,
상기 터치 구동 집적 회로는,
상기 복수의 터치 구동 전극과 복수의 센싱 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급하고,
상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 구동 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하며,
상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는, 터치 스크린 장치.
The method of claim 4,
The touch driving integrated circuit,
The first touch driving pulses are sequentially individually supplied to the plurality of touch driving electrodes and the plurality of sensing electrodes during the respective driving period,
Simultaneously supplying the second touch driving pulse to two adjacent touch driving electrodes during the overlap driving period,
A touch screen device for simultaneously supplying the second touch driving pulse to two adjacent touch sensing electrodes during the overlap driving period.
제 4 항에 있어서,
상기 터치 구동 집적 회로는,
상기 복수의 터치 구동 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급한 다음 상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 구동 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하고,
상기 복수의 터치 센싱 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급한 다음 상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는, 터치 스크린 장치.
The method of claim 4,
The touch driving integrated circuit,
The first touch driving pulses are sequentially individually supplied to the plurality of touch driving electrodes during the individual driving period, and then the second touch driving pulses are simultaneously supplied to two adjacent touch driving electrodes during the overlap driving period,
A touch screen that sequentially individually supplies the first touch driving pulse to the plurality of touch sensing electrodes during the individual driving period and then simultaneously supplies the second touch driving pulse to two adjacent touch sensing electrodes during the overlap driving period Device.
제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터치 스크린은 상기 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 교차부에 마련된 정전 용량을 더 포함하고,
손가락의 터치 센싱시 상기 터치 구동 집적 회로는 상기 복수의 터치 구동 전극에 터치 구동 펄스를 순차적으로 공급하고, 상기 복수의 터치 센싱 전극 각각을 통해 손가락 터치에 따른 상기 정전 용량의 변화를 센싱하는, 터치 스크린 장치.
The method according to any one of claims 4 to 7,
The touch screen further includes a capacitance provided at an intersection of the touch driving electrode and the touch sensing electrode,
When sensing a touch of a finger, the touch driving integrated circuit sequentially supplies a touch driving pulse to the plurality of touch driving electrodes, and senses a change in the capacitance according to a finger touch through each of the plurality of touch sensing electrodes. Screen device.
액티브 영역에 마련된 복수의 라인과 상기 액티브 영역의 외곽부를 따라 마련된 안테나 루프를 포함하는 터치 스크린을 이용한 터치 입력 펜의 터치 센싱 방법으로서,
상기 복수의 라인에 개별 구동 구간 동안 제 1 터치 구동 펄스를 개별적으로 공급하고, 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 라인에 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는 단계(A); 및
상기 제1 및 제2 터치 구동 펄스에 따라 상기 터치 입력 펜으로부터 상기 안테나 루프에 유도되는 신호를 수신하여 상기 터치 입력 펜의 터치를 센싱하는 단계(B)를 포함하는, 터치 스크린 장치의 구동 방법.
A touch sensing method of a touch input pen using a touch screen including a plurality of lines provided in an active region and an antenna loop provided along an outer portion of the active region,
Individually supplying a first touch driving pulse to the plurality of lines during an individual driving period and simultaneously supplying a second touch driving pulse to two adjacent lines during an overlap driving period (A); And
And (B) sensing a touch of the touch input pen by receiving a signal induced from the touch input pen to the antenna loop according to the first and second touch driving pulses.
삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 복수의 라인 중 일부 라인들은 상기 액티브 영역 상에 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 구동 전극이고, 상기 복수의 라인 중 나머지 라인들은 상기 액티브 영역 상에 상기 복수의 터치 구동 전극과 교차하도록 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 센싱 전극이며,
상기 복수의 터치 구동 전극 각각은 상기 제 1 터치 구동 펄스가 공급되는 상기개별 구동 구간과 상기 제 2 터치 구동 펄스가 공급되는 상기 오버랩 구동 구간으로 구동되고,
상기 복수의 터치 센싱 전극 각각은 상기 제 1 터치 구동 펄스가 공급되는 상기개별 구동 구간과 상기 제 2 터치 구동 펄스가 공급되는 상기 오버랩 구동 구간으로 구동되며,
상기 오버랩 구동 구간은 상기 개별 구동 구간 사이사이인, 터치 스크린 장치의 구동 방법.
The method of claim 9,
Some lines of the plurality of lines are a plurality of touch driving electrodes provided at predetermined intervals on the active region, and the remaining lines of the plurality of lines are provided at predetermined intervals so as to cross the plurality of touch driving electrodes on the active region. It is a plurality of touch sensing electrodes,
Each of the plurality of touch driving electrodes is driven in the respective driving period in which the first touch driving pulse is supplied and the overlap driving period in which the second touch driving pulse is supplied,
Each of the plurality of touch sensing electrodes is driven in the respective driving period in which the first touch driving pulse is supplied and the overlap driving period in which the second touch driving pulse is supplied,
The driving method of the touch screen device, wherein the overlap driving period is between the individual driving periods.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 라인 중 일부 라인들은 상기 액티브 영역 상에 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 구동 전극이고, 상기 복수의 라인 중 나머지 라인들은 상기 액티브 영역 상에 상기 복수의 터치 구동 전극과 교차하도록 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 센싱 전극이며,
상기 단계(A)는,
상기 복수의 터치 구동 전극과 복수의 센싱 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급하는 단계;
상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 구동 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는 단계; 및
상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는 단계를 포함하는, 터치 스크린 장치의 구동 방법.
The method of claim 9,
Some lines of the plurality of lines are a plurality of touch driving electrodes provided at predetermined intervals on the active region, and the remaining lines of the plurality of lines are provided at predetermined intervals so as to cross the plurality of touch driving electrodes on the active region. It is a plurality of touch sensing electrodes,
The step (A),
Sequentially separately supplying the first touch driving pulses to the plurality of touch driving electrodes and the plurality of sensing electrodes during the individual driving periods;
Simultaneously supplying the second touch driving pulse to two adjacent touch driving electrodes during the overlap driving period; And
And simultaneously supplying the second touch driving pulse to two adjacent touch sensing electrodes during the overlap driving period.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 라인 중 일부 라인들은 상기 액티브 영역 상에 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 구동 전극이고, 상기 복수의 라인 중 나머지 라인들은 상기 액티브 영역 상에 상기 복수의 터치 구동 전극과 교차하도록 일정 간격으로 마련된 복수의 터치 센싱 전극이며,
상기 단계(A)는,
상기 복수의 터치 구동 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급한 다음 상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 구동 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는 단계; 및
상기 복수의 터치 센싱 전극에 상기 개별 구동 구간 동안 상기 제 1 터치 구동 펄스를 순차적으로 개별 공급한 다음 상기 오버랩 구동 구간 동안 인접한 2개의 터치 센싱 전극에 상기 제 2 터치 구동 펄스를 동시에 공급하는 단계를 포함하는, 터치 스크린 장치의 구동 방법.
The method of claim 9,
Some lines of the plurality of lines are a plurality of touch driving electrodes provided at predetermined intervals on the active region, and the remaining lines of the plurality of lines are provided at predetermined intervals so as to cross the plurality of touch driving electrodes on the active region. It is a plurality of touch sensing electrodes,
The step (A),
Sequentially separately supplying the first touch driving pulses to the plurality of touch driving electrodes during the individual driving periods and then simultaneously supplying the second touch driving pulses to two adjacent touch driving electrodes during the overlap driving period; And
And sequentially individually supplying the first touch driving pulse to the plurality of touch sensing electrodes during the individual driving period, and then simultaneously supplying the second touch driving pulse to two adjacent touch sensing electrodes during the overlap driving period. That, the driving method of the touch screen device.
제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
손가락의 터치 센싱시 상기 복수의 터치 구동 전극에 터치 구동 펄스를 순차적으로 공급하고, 상기 복수의 터치 센싱 전극 각각을 통해 상기 터치 구동 전극과 터치 센싱 전극의 교차부에 마련된 정전 용량의 변화를 센싱하는 단계를 더 포함하는, 터치 스크린 장치의 구동 방법.
The method according to any one of claims 11 to 13,
When sensing a touch of a finger, a touch driving pulse is sequentially supplied to the plurality of touch driving electrodes, and a change in capacitance provided at an intersection of the touch driving electrode and the touch sensing electrode is sensed through each of the plurality of touch sensing electrodes. The method of driving a touch screen device further comprising the step.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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