KR102269955B1 - 터치 스크린 장치와 그의 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예는 터치 전극의 기생용량의 영향을 최소화하여 터치 전극의 정전용량에 충전된 전압을 센싱할 수 있는 터치 스크린 장치와 그의 구동방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 제q(q는 양의 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q 터치 전극, 제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q+r 터치 전극, 제1 스위치를 통해 상기 제q 터치 구동라인에 접속되며 제1 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q 터치 구동전압 출력부, 제2 스위치를 통해 상기 제q+r 터치 구동라인에 접속되며 제2 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q+r 터치 구동전압 출력부, 및 상기 q 터치 구동라인과 상기 q+r 터치 구동라인의 접속을 제어하는 제3 스위치를 구비한다.

Description

터치 스크린 장치와 그의 구동방법{TOUCH SCREEN DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명의 실시예는 터치 스크린 장치와 그의 구동방법에 관한 것이다.

최근 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용자와 가전기기 또는 각종 정보통신기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 사용되고 있다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다. 이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 장치(touch screen device)가 제안되었다. 터치 스크린 장치는 표시부에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 대화적, 직감적으로 조작함으로써 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있는 입력장치이기 때문에, 현재 스마트폰, 태블릿, PMP 등와 같은 휴대용 표시장치 등 많은 장치에 적용되고 있다.

터치 스크린 장치는 터치 전극들, 터치 전극들에 터치 구동전압들을 공급하여 터치 전극들의 정전용량들을 충전한 후 터치 전극들의 정전용량들에 충전된 전압을 센싱하고, 센싱된 전압을 터치 로우 데이터로 출력하는 터치 구동부, 및 터치 로우 데이터를 분석하여 터치 좌표들을 산출하는 터치 좌표 산출부를 포함한다.

터치 스크린 장치가 터치 전극들이 화상을 표시하는 표시패널 내에 마련되는 인셀 타입(in-cell type)으로 구현되는 경우, 터치 전극들이 표시패널(10)의 화소들의 화소 전극들과 화소들에 접속되는 복수의 구동라인들에 인접하게 형성될 수 있다. 터치 전극들과 화소 전극들 및 구동라인들 사이에 기생용량(parasitic capacitance)이 형성되고, 터치 전극들과 사람의 손가락 또는 펜 사이에는 정전용량이 형성된다. 즉, 터치가 발생된 터치 전극에는 기생용량과 정전용량이 형성되나, 터치가 발생되지 않은 터치 전극에는 기생용량만이 형성된다. 터치가 발생된 터치 전극의 기생용량과 정전용량의 차지 전하량과 터치가 발생되지 않은 터치 전극의 기생용량의 차지 전하량 간에는 차이가 있으며, 터치 스크린 장치는 상기 차이에 따라 어느 터치 전극이 터치되었는지를 판단할 수 있다.

하지만, 기생용량의 크기는 터치 전극과 정전용량의 크기보다 매우 크다. 이로 인해, 터치가 발생된 터치 전극의 기생용량과 정전용량의 차지 전하량과 터치가 발생되지 않은 터치 전극의 기생용량의 차지 전하량 간의 차이는 매우 작다. 즉, 터치가 발생된 터치 전극으로부터 센싱된 전압과 터치가 발생되지 않은 터치 전극으로부터 센싱된 전압 간의 차이가 작다. 결국, 터치 전극의 정전용량의 유무에 따른 센싱된 전압의 차이가 매우 작으므로, 터치 센싱의 정확도가 낮아지는 문제가 있을 수 있다.

본 발명의 실시예는 터치 전극의 기생용량의 영향을 최소화하여 터치 전극의 정전용량에 충전된 전압을 센싱할 수 있는 터치 스크린 장치와 그의 구동방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 제q(q는 양의 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q 터치 전극, 제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q+r 터치 전극, 제1 스위치를 통해 상기 제q 터치 구동라인에 접속되며 제1 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q 터치 구동전압 출력부, 제2 스위치를 통해 상기 제q+r 터치 구동라인에 접속되며 제2 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q+r 터치 구동전압 출력부, 및 상기 q 터치 구동라인과 상기 q+r 터치 구동라인의 접속을 제어하는 제3 스위치를 구비한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 구동방법은 제q(q는 양의 정수) 터치 전극의 정전용량과 기생용량을 제1 극성의 터치 구동전압으로 충전하고, 제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 전극의 기생용량을 제2 극성의 터치 구동전압으로 충전하는 단계, 및 상기 제q 및 제q+r 터치 전극들을 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예는 터치가 발생한 제q 터치 전극의 기생용량과 정전용량에 제1 극성의 터치 구동전압을 충전하고, 터치가 발생하지 않은 제q+1 터치 전극의 기생용량에 제2 극성의 구동전압을 충전한다. 그리고 나서, 본 발명의 실시예는 제q 및 제q+1 터치 전극들을 전기적으로 연결시킴으로써, 제q 터치 전압 센싱부의 출력전압에서 제q 터치 전극의 기생용량을 수학식 7과 같이 삭제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제q 터치 전극의 기생용량의 영향을 최소화하여 제q 터치 전극의 정전용량에 충전된 전압을 센싱할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 터치 전극의 정전용량의 유무에 따른 출력전압의 변화가 커지므로, 터치 센싱의 정확도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 상세히 보여주는 블록도.
도 2는 도 1의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 일 예시도면.
도 3은 도 2의 화소를 상세히 보여주는 일 예시도면.
도 4는 1 프레임 기간 동안 터치 구동라인들에 공급되는 신호들을 보여주는 파형도.
도 5는 제q 및 제q+1 터치 구동라인에 접속된 터치 구동전압 출력부들, 터치 전압 센싱부들, 및 아날로그 디지털 변환부들을 보여주는 회로도.
도 6은 제1 내지 제4 기간들 동안 제1 내지 제7 스위치신호들을 보여주는 파형도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부의 터치 센싱방법을 보여주는 흐름도.
도 8a 내지 도 8d는 제1 내지 제4 기간들 동안 도 5의 제q 및 제q+1 터치 구동라인에 접속된 터치 구동전압 출력부들, 터치 전압 센싱부들, 및 아날로그 디지털 변환부들을 보여주는 회로도들.

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 보여주는 블록도이다. 도 2는 도 1의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 일 예시도면이다. 도 3은 도 2의 화소를 상세히 보여주는 일 예시도면이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치에 대하여 개략적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 자기 정전용량(셀프 커패시턴스(self capacitance) 방식으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 상호 용량(mutual capacitance) 방식 등의 다른 정전용량 방식으로도 구현 가능하다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)에 포함된 인셀 타입(in-cell type)으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)상에 마련되는 온셀 타입(on-cell type)으로 구현될 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 액정표시장치(liquid crystal display)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 유기발광표시장치(organic light emitting display), 플라즈마 표시장치(plasma display device), 전기영동 표시장치(electrophoresis display device)로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 도 1과 같이 표시패널(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 터치 구동부(50), 터치 좌표 산출부(60), 및 메인 프로세서(70)를 포함한다.

표시패널(10)은 하부기판, 상부기판, 및 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시패널(10)의 하부기판에는 데이터라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 양의 정수), 게이트라인들(G1~Gn, n은 2 이상의 양의 정수), 및 터치 구동라인들(C1~Cp, p는 2 이상의 양의 정수)이 형성된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 터치 구동라인들(C1~Cp)은 게이트라인들(G1~Gn)과 교차될 수 있다.

데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에는 도 1과 같이 화소(P)들이 형성될 수 있다. 화소(P)들 각각은 데이터라인과 게이트라인에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 도 3과 같이 트랜지스터(T), 화소전극(11), 액정셀(13), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(T)는 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 양의 정수) 게이트라인(Gk)의 게이트신호에 의해 턴-온되어 제j(j는 1≤j≤m을 만족하는 양의 정수) 데이터라인(Dj)의 데이터전압을 화소전극(11)에 공급한다. 터치 전극(12)은 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나(Cq)로부터 공통전압을 공급받는다. 터치 전극(12)에 공통전압이 공급되는 경우, 터치 전극(12)은 공통전극으로서 역할을 한다. 이로 인해, 화소(P)들 각각은 화소전극(11)에 공급된 데이터전압과 터치 전극(12)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정셀(13)의 액정을 구동하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 투과량을 조정할 수 있다. 그 결과, 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(11)과 터치 전극(12) 사이에 마련되어 화소전극(11)과 터치 전극(12) 간의 전압차를 일정하게 유지한다.

표시패널(10)에는 도 2와 같이 복수의 터치 전극(12)들이 형성된다. 터치 전극(12)들 각각은 s(s는 2 이상의 양의 정수) 개의 화소들과 중첩되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 전극(12)의 크기는 손가락의 접촉 면적, 펜의 접촉 면적 등을 고려하여 설정될 수 있다.

터치 전극(12)들 각각은 도 2와 같이 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 터치 구동라인들(C1~Cp) 각각은 터치 전극(12)들 각각과 터치 구동부(50)를 연결한다. 터치 전극(12)들은 터치 구동라인들(C1~Cp)을 통해 터치 구동부(50)로부터 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 공급받고, 터치 센싱기간(TEq) 동안 터치 구동전압들을 공급받을 수 있다. 터치 전극(12)들에 공통전압(Vcom)이 공급되는 경우 터치 전극(12)들은 공통전극으로서 역할을 한다. 터치 구동라인들(C1~Cp)은 도 2와 같이 서로 인접한 두 개의 화소들 사이에 배치될 수 있다.

표시패널(10)의 상부기판에는 블랙매트릭스(black matrix)와 컬러필터(color filter) 등이 형성될 수 있다. 다만, 표시패널(10)이 COT(Color filter On TFT) 구조로 형성되는 경우, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(10)의 하부기판에 형성될 수 있다.

표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(pre-tilt angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정셀의 셀갭(cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.

표시패널(10)의 하부기판의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.

게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(40)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트신호들을 생성한다. 게이트 구동부(20)는 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트신호들을 미리 정해진 순서대로 게이트라인들(G1~Gn)에 공급한다. 미리 정해진 순서는 순차적인 순서일 수 있다. 게이트 구동부(20)는 터치 센싱기간(TEq) 동안 게이트 신호들을 게이트라인들(G1~Gn)에 공급하지 않는다.

데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(40)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DCS)를 입력받는다. 데이터 구동부(30)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터전압들로 변환한다. 데이터 구동부(30)는 디스플레이 구동기간(DP) 동안 데이터전압들을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급한다. 데이터 구동부(30)는 터치 센싱기간(TEq) 동안 데이터전압들을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급하지 않는다.

타이밍 제어부(40)는 메인 프로세서(70)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 입력받는다. 타이밍 신호들(TS)은 수직동기신호(vertical synchronization signal), 수평동기신호(horizontal synchronization signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal), 도트 클럭(dot clock) 등을 포함할 수 있다. 수직동기신호는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 수평동기신호는 표시패널(10)의 1 수평라인의 화소들에 데이터 전압들을 공급하는 1 수평기간을 정의하는 신호이다. 1 수평라인의 화소들은 동일한 게이트라인에 접속될 수 있다. 데이터 인에이블 신호는 유효한 디지털 비디오 데이터가 공급되는 기간을 정의하는 신호이다. 도트 클럭은 미리 정해진 주기로 짧게 반복되는 신호이다.

타이밍 제어부(40)는 도 4와 같이 1 프레임 기간(1 frame period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TEq)으로 분할하고, 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트 구동부(20)가 게이트라인들(G1~Gn)에 게이트신호들을 공급하고, 데이터 구동부(30)가 데이터라인들(D1~Dm)에 데이터전압들을 공급하도록 제어한다. 도 4에서는 1 프레임 기간(1 frame period)이 하나의 디스플레이 구동기간(DP)과 하나의 터치 센싱기간(TEq)을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 1 프레임 기간(1 frame period)은 적어도 하나의 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TEq)을 포함하면 되므로, 복수의 디스플레이 구동기간(DP)들 또는 터치 센싱기간(TEq)들을 포함할 수 있다.

타이밍 제어부(40)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동부(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(40)는 게이트 구동부(20)에 게이트 제어신호(GCS)를 출력하고, 데이터 구동부(30)에 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 타이밍 제어신호(DCS)를 출력한다.

타이밍 제어부(40)는 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TEq)을 구분하기 위해 모드신호(MODE)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(40)는 모드신호(MODE)를 터치 구동부(50)로 출력할 수 있다.

터치 구동부(50)는 타이밍 제어부(40)로부터 모드신호(MODE)를 입력받고, 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 제어신호(TCS)를 입력받고, 전원 공급원으로부터 공통전압(Vcom)을 입력받는다.

터치 구동부(50)는 모드신호(MODE)에 따라 도 4와 같이 1 프레임 기간(1 frame period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TEq)으로 분할하여 동작할 수 있다. 터치 구동부(50)는 제1 로직 레벨 전압의 모드신호(MODE)가 입력되는 경우 도 4와 같이 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급할 수 있다. 터치 구동부(50)는 제2 로직 레벨 전압의 모드신호(MODE)가 입력되는 경우 터치 센싱기간(TEq) 동안 터치 제어신호(TCS)에 따라 터치 구동전압들을 생성한다. 터치 구동부(50)는 터치 센싱기간(TEq) 동안 터치 구동전압들을 미리 정해진 순서대로 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급할 수 있다. 터치 구동전압들 각각은 도 4와 같이 복수 개의 펄스들을 포함할 수 있다. 터치 구동부(50)는 터치 전극(12)들로부터의 센싱 신호들을 터치 로우 데이터(TRD)로 변환하여 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.

도 4에서는 설명의 편의를 위해 제1 및 제2 터치 구동라인들(C1, C2)에 공급되는 제1 및 제2 터치 구동전압들(VD1, VD2)만을 예시하였다. 인접한 터치 구동라인들(C1, C2)에 공급되는 터치 구동전압들(VD1, VD2)은 서로 다른 극성을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4와 같이 제1 터치 구동라인(C1)에 공급되는 제1 터치 구동전압(VD1)이 제1 극성으로 공급되는 경우 제2 터치 구동라인(C2)에 공급되는 제2 터치 구동전압(VD2)은 제2 극성으로 공급될 수 있다. 또는, 제2 터치 구동라인(C2)에 공급되는 제2 터치 구동전압(VD2)이 제1 극성으로 공급되는 경우 제1 터치 구동라인(C1)에 공급되는 제1 터치 구동전압(VD1)은 제1 극성으로 공급될 수 있다. 도 4에서는 제1 극성이 정극성이고, 제2 극성이 부극성인 것을 예시하였다.

터치 센싱기간(TEq) 동안 터치 구동부(50)의 동작에 대한 자세한 설명은 도 5, 도 6, 도 7, 및 도 8a 내지 도 8d를 결부하여 후술한다.

터치 좌표 산출부(60)는 터치 구동부(50)로부터 터치 로우 데이터(TRD)를 입력받는다. 터치 좌표 산출부(60)는 제1 기준값 이상인 터치 로우 데이터(TRD)가 입력되는 경우 사용자의 터치가 발생했다고 판단하고, 제1 기준값 이상의 터치 로우 데이터(TRD)의 터치 전극(12)의 좌표를 터치 좌표로 산출한다. 터치 좌표 산출부(60)는 터치 좌표 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터(CD)를 메인 프로세서(70)로 출력한다.

메인 프로세서(70)는 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 노트북, 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 스마트폰, 태블릿, 이동 단말기 중 어느 하나의 중앙처리장치(CPU), 호스트 프로세서(host processor), 어플리케이션 프로세서(application processor), 또는 그래픽 처리장치(GPU)로 구현될 수 있다.

메인 프로세서(70)은 디지털 비디오 데이터(DATA)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환하여 타이밍 제어부(40)에 전송한다. 메인 프로세서(70)은 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 좌표 데이터(CD)를 입력받을 수 있다. 메인 프로세서(70)는 터치 좌표 데이터(CD)에 따라 터치 좌표에 존재하는 아이콘의 응용 프로그램 또는 어플리케이션 프로그램을 실행하고, 실행 프로그램에 따른 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 타이밍 제어부(40)로 전송한다.

도 5는 제q 및 제q+1 터치 구동라인에 접속된 터치 구동전압 출력부들, 터치 전압 센싱부들, 및 아날로그 디지털 변환부들을 보여주는 회로도이다. 터치 구동부(50)는 터치 구동라인들(C1~Cp)에 일대일로 접속되는 터치 구동전압 출력부들, 터치 구동라인들(C1~Cp)에 일대일로 접속되는 터치 전압 센싱부들, 터치 전압 센싱부들에 일대일로 접속되는 저장 커패시터들, 및 저장 커패시터들에 일대일로 접속되는 아날로그 디지털 데이터 변환부들을 포함할 수 있다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해 제q(q는 1≤q≤p를 만족하는 양의 정수) 및 제q+1 터치 구동라인들(Cq, Cq+1)에 접속된 제q 및 제q+1 터치 구동전압 출력부들(TOq, TOq+1), 제q 및 제q+1 터치 전압 센싱부들(SUq, SUq+1), 제q 및 제q+1 저장 커패시터들(Csq, CSq+1), 및 제q 및 제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq, ADCq+1)만을 예시하였다. 또한, 터치 구동부(50)는 제1 내지 제7 스위치들(SW1~SW7)을 포함한다.

도 5를 참조하면, 제q 터치 전극(TEq)은 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되고, 제q+1 터치 전극(TEq+1)은 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속된다. 도 5에서 도면 부호 "Rq"는 제q 터치 구동라인(Cq)의 저항을 나타내고, "Rq+1"은 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)의 저항을 나타낸다.

제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)은 도 2와 같이 화소(P)들뿐만 아니라 게이트라인들, 데이터라인들 또는 다른 터치 구동라인들과 중첩될 수 있다. 이로 인해, 제q 터치 전극(TEq)과 화소(P)들의 화소 전극들과 게이트라인들, 데이터라인들 또는 다른 터치 구동라인들 사이에 도 5와 같이 제q 기생용량(parasitic capacitance, Cpq)이 형성될 수 있고, 제q+1 터치 전극(TEq+1)과 화소(P)들의 화소 전극들과 게이트라인들, 데이터라인들 또는 다른 터치 구동라인들 사이에 도 5와 같이 제q+1 기생용량(Cp2)이 형성될 수 있다. 또한, 터치 전극(TEq)과 사람의 손가락 또는 펜 사이에는 도 5와 같이 정전용량(Cf)이 형성될 수 있다. 터치가 발생된 제q 터치 전극(TEq)에는 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)이 형성되나, 터치가 발생되지 않은 제q+1 터치 전극(TEq+1)에는 기생용량(Cp2)만이 형성될 수 있다.

제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)의 크기는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량(Cf)의 크기보다 매우 크다. 이로 인해, 터치가 발생된 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)의 차지 전하량과 터치가 발생되지 않은 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)의 차지 전하량 간의 차이는 매우 작다. 이로 인해, 터치가 발생된 제q 터치 전극(TEq)으로부터 센싱된 전압과 터치가 발생되지 않은 제q+1 터치 전극(TEq+1)으로부터 센싱된 전압 간의 차이가 작기 때문에, 터치 센싱의 정확도가 낮아지는 문제가 있을 수 있다.

하지만, 본 발명의 실시예는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 제1 극성의 터치 구동전압을 충전하고, 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)에 제2 극성의 구동전압을 충전한 후에, 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)을 전기적으로 연결시킨다. 이로 인해, 제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 출력전압(Vout1)에서 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)은 수학식 7과 같이 삭제될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)의 영향을 최소화하여 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱의 정확도를 높일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 8a 내지 도 8d를 결부하여 후술한다.

제q 터치 구동전압 출력부(TOq)는 제1 스위치(SW1)를 통해 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 제1 스위치 신호(SCS1)에 의해 스위칭되어 제q 터치 구동전압 출력부(TOq)와 제q 터치 구동라인(Cq) 간의 접속을 제어한다. 제q 터치 구동전압 출력부(TOq)는 제1 스위치(SW1)가 턴-온된 기간 동안 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되므로, 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 제q 터치 전극(TEq)에 제1 극성의 터치 구동전압(+Vd)을 공급한다.

제q+1 터치 구동전압 출력부(TOq+1)는 제2 스위치(SW2)를 통해 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제1 스위치 신호(SCS1)에 의해 스위칭되어 제q+1 터치 구동전압 출력부(TOq+1)와 제q+1 터치 구동라인(Cq+1) 간의 접속을 제어한다. 제q+1 터치 구동전압 출력부(TOq+1)는 제2 스위치(SW2)가 턴-온된 기간 동안 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속되므로, 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)을 통해 제q+1 터치 전극(TEq+1)에 제2 극성의 터치 구동전압(-Vd)을 공급한다.

제q 터치 구동라인(Cq)과 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)은 제3 스위치(SW3)를 통해 서로 접속될 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 제2 스위치 신호(SCS2)에 의해 스위칭되어 제q 터치 구동라인(Cq)과 제q+1 터치 구동라인(Cq+1) 간의 접속을 제어한다. 이로 인해, 제q 터치 전극(TEq)은 제3 스위치(SW3)가 턴-온된 기간 동안 제q+1 터치 전극(TEq+1)에 전기적으로 연결될 수 있다.

제q 터치 전압 센싱부(SUq)는 제4 스위치(SW4)를 통해 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속될 수 있다. 제4 스위치(SW4)는 제3 스위치 신호(SCS3)에 의해 스위칭되어 제q 터치 전압 센싱부(SUq)와 제q 터치 구동라인(Cq) 간의 접속을 제어한다. 제q 터치 전압 센싱부(SUq)는 제4 스위치(SW4)가 턴-온된 기간 동안 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되므로, 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 센싱한다.

제q 터치 전압 센싱부(SUq)는 연산 증폭기(OA)와 피드백 커패시터(Cfb)를 포함할 수 있다. 연산 증폭기(OA)는 제1 입력단자(IN1), 제2 입력단자(IN2), 및 출력 단자(o)를 포함한다. 연산 증폭기(OA)의 제1 입력단자(IN1)는 제4 스위치(SW4)를 통해 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되고, 제2 입력단자(IN2)는 초기화 전압이 공급되는 초기화 전압라인(VREFL)에 접속되며, 출력 단자(o)는 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속될 수 있다. 제q 저장 커패시터(Csq)는 출력 단자(o)와 그라운드 전압원 사이에 접속되어 출력 단자(o)의 출력 전압(Vout1)을 저장한다. 피드백 커패시터(Cfb)는 연산 증폭기(OA)의 제1 입력단자(IN1)와 출력 단자(o) 사이에 접속될 수 있다.

이 경우, 연산 증폭기(OA)의 출력 전압(Vout1)은 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

수학식 1에서, "Vout1"은 제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 출력 전압, "Cf"는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량, "Cpq"는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량, "Cfb"는 피드백 커패시터의 용량, "Vt"는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 지시한다.

제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)는 제5 스위치(SW5)를 통해 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속될 수 있다. 제5 스위치(SW5)는 제3 스위치 신호(SCS3)에 의해 스위칭되어 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)와 제q+1 터치 구동라인(Cq+1) 간의 접속을 제어한다. 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)는 제5 스위치(SW5)가 턴-온된 기간 동안 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속되므로, 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)을 통해 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 센싱한다.

제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1) 역시 연산 증폭기(OA)와 피드백 커패시터(Cfb)를 포함하며, 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)의 연산 증폭기(OA)와 피드백 커패시터(Cfb)는 제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 연산 증폭기(OA)와 피드백 커패시터(Cfb)와 실질적으로 동일하다. 제q+1 저장 커패시터(Csq+1)는 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)의 연산 증폭기(OA)의 출력 단자(o)와 그라운드 전압원 사이에 접속되어 출력 단자(o)의 출력 전압(Vout1)을 저장한다.

제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 제6 스위치(SW6)를 통해 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속될 수 있다. 제6 스위치(SW6)는 제4 스위치 신호(SCS4)에 의해 스위칭되어 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)와 제q 저장 커패시터(Csq) 간의 접속을 제어한다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 제4 스위치(SW4)가 턴-온된 기간 동안 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속되므로, 제q 저장 커패시터(Csq)에 저장된 출력 전압(Vout)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환한다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.

제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq+1)는 제6 스위치(SW6)를 통해 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속될 수 있다. 제6 스위치(SW6)는 제4 스위치 신호(SCS4)에 의해 스위칭되어 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)와 제q 저장 커패시터(Csq) 간의 접속을 제어한다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 제4 스위치(SW4)가 턴-온된 기간 동안 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속되므로, 제q 저장 커패시터(Csq)에 저장된 출력 전압(Vout)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환한다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.

도 6은 제1 내지 제4 기간들 동안 제1 내지 제4 스위치신호들을 보여주는 파형도이다. 도 6을 참조하면, 제2 기간(t2)은 제1 기간(t1)에 이어지는 기간이고, 제3 기간(t3)은 제2 기간(t2)에 이어지는 기간이며, 제4 기간(t4)은 제3 기간(t3)에 이어지는 기간이다. 제1 기간(t1)은 터치 구동전압 공급 기간이고, 제2 기간(t2)은 제q 터치 전극(TEq)과 제q+1 터치 전극(TEq+1)을 전기적으로 연결하는 기간이며, 제3 기간(t3)은 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 센싱하는 기간이고, 제4 기간(t4)은 센싱된 전압을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 기간이다. 제1 내지 제4 기간들(t1~t4) 각각의 길이는 사전 실험을 통해 미리 결정될 수 있다.

제1 스위치 신호(SCS1)는 제1 기간(t1) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)을 가지며, 제2 내지 제4 기간들(t2~t4) 동안 제2 로직 레벨 전압(V2)을 가진다. 제2 스위치 신호(SCS2)는 제2 기간(t2) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)을 가지고, 제1, 제3 및 제4 기간들(t1, t3, t4) 동안 제2 로직 레벨 전압(V2)을 가진다. 제3 스위치 신호(SCS3)는 제3 기간(t3) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)을 가지며, 제1, 제2 및 제4 기간들(t1, t2, t4) 동안 제2 로직 레벨 전압(V2)을 가진다. 제4 스위치 신호(SCS4)는 제4 기간(t4) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)을 가지고, 제1 내지 제3 기간들(t1~t3) 동안 제2 로직 레벨 전압(V2)을 가진다.

제1 내지 제7 스위치들(SW1~SW7) 각각은 제1 로직 레벨 전압(V1)에 의해 턴-온되고, 제2 로직 레벨 전압(V2)에 의해 턴-오프된다. 따라서, 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)은 제1 기간(t1) 동안 턴-온되고, 제3 스위치(SW3)는 제2 기간(t2) 동안 턴-온되며, 제4 및 제5 스위치들(SW4, SW5)은 제3 기간(t3) 동안 턴-온되고, 제6 및 제7 스위치들(SW6, SW7)은 제4 기간(t4) 동안 턴-온된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부의 터치 센싱방법을 보여주는 흐름도이다. 도 8a 내지 도 8d는 제1 내지 제4 기간들 동안 도 5의 제q 및 제q+1 터치 구동라인에 접속된 터치 구동전압 출력부들, 터치 전압 센싱부들, 및 아날로그 디지털 변환부들을 보여주는 회로도들이다. 이하에서는, 도 6, 도 7 및 도 8a 내지 도 8d를 결부하여 본 발명의 실시예에 따른 터치 구동부의 터치 센싱방법을 상세히 설명한다.

첫 번째로, 제1 기간(t1) 동안 제1 극성의 터치 구동전압(+Vd)이 제q 터치 전극(TEq)에 출력되고, 제2 극성의 터치 구동전압(-Vd)이 제q+1 터치 전극(TEq+1)에 출력된다. 제1 기간(t1) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)의 제1 스위치신호(SCS1)에 의해 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2)이 턴-온된다. 제1 기간(t1) 동안 제3 내지 제7 스위치들(SW3~SW7)은 턴-오프된다.

제1 스위치(SW1)의 턴-온으로 인해 제q 터치 구동전압 출력부(TOq)는 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되며, 제1 극성의 터치 구동전압(+Vd)을 제q 터치 구동라인(Cq)에 출력한다. 제1 극성의 터치 구동전압(+Vd)은 도 8a와 같이 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 충전된다. 이 경우, 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)의 차지 전하량(Q1)은 수학식 2와 같이 정의될 수 있다.

수학식 2에서, "Q1"는 제1 기간(t1) 동안 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)의 차지 전하량, "Cf"는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량, "Cp1"는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량, "Vd"는 제1 극성의 터치 구동전압을 지시한다.

제2 스위치(SW2)의 턴-온으로 인해 제q+1 터치 구동전압 출력부(TOq+1)는 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속되며, 제2 극성의 터치 구동전압(-Vd)을 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 출력한다. 제2 극성의 터치 구동전압(-Vd)은 도 8a와 같이 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)을 통해 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)과 정전용량(Cf)에 충전된다. 이 경우, 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)과 정전용량(Cf)의 차지 전하량(Q2)은 수학식 3와 같이 정의될 수 있다.

수학식 3에서, "Q2"는 제1 기간(t1) 동안 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)의 차지 전하량, "Cp2"는 제q+1 터치 전극(TEq)의 기생용량, "-Vd"는 제2 극성의 터치 구동전압을 지시한다. (S101)

두 번째로, 제2 기간(t2) 동안 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)은 전기적으로 연결된다. 제2 기간(t2) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)의 제2 스위치신호(SCS2)에 의해 제3 스위치(SW3)가 턴-온된다. 제2 기간(t2) 동안 제1, 제2, 제4 내지 제7 스위치들(SW1, SW2, SW4, SW5, SW6, SW7)은 턴-오프된다.

제3 스위치(SW3)의 턴-온으로 인해 도 8b와 같이 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)은 전기적으로 연결된다. 이 경우, 제2 기간(t2) 동안 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)의 전압(Va)은 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.

수학식 4에서, "Va"는 제2 기간(t2) 동안 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)의 전압(Va), "CP1"은 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량, "CP2"는 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량, "Cf"는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량, "Vd"는 제1 극성의 터치 구동전압, "-Vd"는 제2 극성의 터치 구동전압을 지시한다.

수학식 4에서 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(CP1)과 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(CP2)이 거의 같다고 가정을 한다면, 수학식 5가 도출될 수 있다.

세 번째로, 제3 기간(t3) 동안 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)의 전압(Va)은 센싱된다. 제3 기간(t3) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)의 제3 스위치신호(SCS3)에 의해 제4 및 제5 스위치들(SW4, SW5)이 턴-온된다. 제3 기간(t3) 동안 제1 내지 제3, 제6 및 및 제7 스위치들(SW1, SW2, SW3, SW6, SW7)은 턴-오프된다.

제4 스위치(SW4)의 턴-온으로 인해 제q 터치 전압 센싱부(SUq)는 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되며, 도 8c와 같이 제q 터치 전극(TEq)의 전압(Va)을 센싱한다. 이 경우, 제3 기간(t3) 동안 제q 터치 전압 센싱부(SUq)가 출력하는 출력전압(Vout1)은 수학식 6과 같이 정의될 수 있다.

수학식 6에서, "Vout1"은 제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 출력전압, "Va"는 제q 터치 전극(TEq)의 전압(Va), "CP1"은 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량, "Cf"는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량, "Vd"는 제1 극성의 터치 구동전압을 지시한다.

수학식 6에서, 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)의 크기는 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량(Cf)의 크기보다 매우 크기 때문에, 수학식 7이 도출될 수 있다.

또한, 제5 스위치(SW5)의 턴-온으로 인해 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)는 제q+1 터치 구동라인(Cq+1)에 접속되며, 도 8c와 같이 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 전압(Va)을 센싱한다. 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 전압(Va)은 제q 터치 전극(TEq)의 전압(Va)과 실질적으로 동일하므로, 제3 기간(t3) 동안 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)가 출력하는 출력전압(Vout2) 역시 수학식 7과 같이 정의될 수 있다.

제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 출력전압(Vout1)은 제q 저장 커패시터(Csq)에 저장된다. 제q+1 터치 전압 센싱부(SUq+1)의 출력전압(Vout2)은 제q+1 저장 커패시터(Csq+1)에 저장된다. (S103)

네 번째로, 제4 기간(t4) 동안 제q 및 제q+1 저장 커패시터들(Csq, Csq+1) 에 저장된 출력전압들(Vout1, Vout2)은 터치 로우 데이터(TRD)로 변환된다. 제4 기간(t4) 동안 제1 로직 레벨 전압(V1)의 제4 스위치신호(SCS4)에 의해 제6 및 제7 스위치들(SW6, SW7)이 턴-온된다. 제4 기간(t4) 동안 제1 내지 제5 스위치들(SW1~SW5)은 턴-오프된다.

제6 스위치(SW6)의 턴-온으로 인해 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 제q 저장 커패시터(Csq)에 접속되므로, 도 8d와 같이 제q 저장 커패시터(Csq)에 저장된 출력전압(Vout1)은 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)에 공급된다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 출력전압(Vout1)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환한다. 제q 아날로그 디지털 변환부(ADCq)는 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.

제7 스위치(SW7)의 턴-온으로 인해 제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq+1)는 제q+1 저장 커패시터(Csq+1)에 접속되므로, 도 8d와 같이 제q+1 저장 커패시터(Csq+1)에 저장된 출력전압(Vout2)은 제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq+1)에 공급된다. 제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq+1)는 출력전압(Vout2)을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터(TRD)로 변환한다. 제q+1 아날로그 디지털 변환부(ADCq+1)는 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다. (S104)

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예는 터치가 발생한 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)과 정전용량(Cf)에 제1 극성의 터치 구동전압을 충전하고, 터치가 발생하지 않은 제q+1 터치 전극(TEq+1)의 기생용량(Cp2)에 제2 극성의 구동전압을 충전한다. 그리고 나서, 본 발명의 실시예는 제q 및 제q+1 터치 전극들(TEq, TEq+1)을 전기적으로 연결시킨다. 이로 인해, 제q 터치 전압 센싱부(SUq)의 출력전압(Vout1)에서 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)은 수학식 7과 같이 삭제될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 제q 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp1)의 영향을 최소화하여 제q 터치 전극(TEq)의 정전용량(Cf)에 충전된 전압을 센싱할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예는 터치 전극(TEq)의 정전용량(Cf)의 유무에 따른 출력전압(Vout1)의 변화가 커지므로, 터치 센싱의 정확도를 높일 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제q 터치 전극(TEq)을 사용자에 의해 터치가 발생된 터치 전극으로 예시하고, 제q+1 터치 전극(TEq+1)을 사용자에 의해 터치가 발생되지 않은 터치 전극으로 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 제q 터치 전극(TEq)이 사용자에 의해 터치가 발생된 터치 전극인 경우, 사용자에 의해 터치가 발생되지 않은 터치 전극은 제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 구동라인(Cq+r)에 접속된 제q+r 터치 전극(TEq+r)일 수 있다.

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.

10: 표시패널 12: 터치 전극
20: 게이트 구동부 30: 데이터 구동부
40: 타이밍 제어부 50: 터치 구동부
60: 터치 좌표 산출부 70: 메인 프로세서
SW1: 제1 스위치 SW2: 제2 스위치
SW3: 제3 스위치 SW4: 제4 스위치
SW5: 제5 스위치 SW6: 제6 스위치
TEq: 제q 터치 전극 TEq+1: 제q+1 터치 전극
Cq: 제q 터치 구동라인 Cq+1: 제q+1 터치 구동라인
TOq: 제q 터치 구동전압 출력부 TOq+1: 제q+1 터치 구동전압 출력부
SUq: 제q 터치 전압 센싱부 SUq+1 제q+1 터치 전압 센싱부
Cf: 정전용량 Cp1: 제q 터치 전극의 기생용량
CP2: 제q+1 터치 전극의 기생용량 ADCq: 제q 아날로그 디지털 변환부
ADCq+1: 제q+1 아날로그 디지털 변환부

Claims (12)

1. 제q(q는 양의 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q 터치 전극;
   제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 구동라인에 접속된 제q+r 터치 전극;
   제1 스위치를 통해 상기 제q 터치 구동라인에 접속되며, 제1 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q 터치 구동전압 출력부;
   제2 스위치를 통해 상기 제q+r 터치 구동라인에 접속되며, 제2 극성의 터치 구동전압을 출력하는 제q+r 터치 구동전압 출력부;
   상기 제q 터치 구동라인과 상기 제q+r 터치 구동라인의 접속을 제어하는 제3 스위치;
   제4 스위치를 통해 상기 제q 터치 구동라인에 접속되며, 상기 제3 스위치가 턴-오프된 상태에서 상기 제q 터치 전극의 전압을 센싱하는 제q 터치 전압 센싱부; 및
   제5 스위치를 통해 상기 제q+r 터치 구동라인에 접속되며, 상기 제3 스위치가 턴-오프된 상태에서 상기 제q+r 터치 전극의 전압을 센싱하는 제q+r 터치 전압 센싱부를 포함하고,
   상기 제1 극성의 터치 구동전압은 정극성의 전압이고, 상기 제2 극성의 터치 구동전압은 상기 정극성의 전압과 크기가 정반대인 부극성의 전압이며,
   상기 제q 터치 전극은 상기 정극성의 터치 구동전압으로 충전되고, 상기 제q+r 터치 전극은 상기 부극성의 터치 구동전압으로 충전되는 터치 스크린 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   제1 기간 동안 상기 제1 및 제2 스위치들을 턴-온시키기 위한 제1 로직 레벨 전압의 제1 스위치 신호를 상기 제1 및 제2 스위치들에 공급하고, 상기 제1 기간에 이어지는 제2 기간 동안 상기 제3 스위치를 턴-온시키기 위한 제1 로직 레벨 전압의 제2 스위치 신호를 상기 제3 스위치에 공급하는 터치 스크린 장치.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2 기간에 이어지는 제3 기간 동안 상기 제4 및 제5 스위치들을 턴-온시키기 위한 제1 로직 레벨 전압의 제3 스위치 신호를 상기 제4 및 제5 스위치들에 공급하는 터치 스크린 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제q 터치 전압 센싱부는,
   상기 제4 스위치를 통해 상기 제q 터치 구동라인에 접속되는 제1 입력단자, 기준전압이 공급되는 제2 입력단자, 및 출력 단자를 포함하는 연산 증폭기; 및
   상기 제1 입력단자와 상기 출력 단자 사이에 접속된 피드백 커패시터를 포함하는 터치 스크린 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제q 터치 전압 센싱부의 출력전압을 저장하는 제q 저장 커패시터; 및
   제6 스위치를 통해 상기 제q 저장 커패시터에 접속되고, 상기 제q 저장 커패시터에 저장된 상기 제q 터치 전압 센싱부의 출력전압을 디지털 데이터인 터치 로우 데이터로 변환하는 제q 아날로그 디지털 변환부를 더 포함하는 터치 스크린 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제3 기간에 이어지는 제4 기간 동안 상기 제6 스위치를 턴-온시키기 위한 제1 로직 레벨 전압의 제4 스위치 신호를 상기 제6 스위치에 공급하는 터치 스크린 장치.
8. 제q(q는 양의 정수) 터치 전극의 정전용량과 기생용량을 제1 극성의 터치 구동전압으로 충전하고, 제q+r(r은 q-r>0을 만족하는 정수) 터치 전극의 기생용량을 제2 극성의 터치 구동전압으로 충전하는 단계;
   상기 제q 및 제q+r 터치 전극들을 전기적으로 연결하는 단계; 및
   상기 제q 및 제q+r 터치 전극들을 전기적으로 분리한 상태에서, 상기 제q 터치 전극의 정전용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 극성의 터치 구동전압은 정극성의 전압이고, 상기 제2 극성의 터치 구동전압은 상기 정극성의 전압과 크기가 정반대인 부극성의 전압이며,
   상기 터치 구동전압으로 충전하는 단계는,
   상기 제q 터치 전극이 상기 정극성의 터치 구동전압으로 충전되고, 상기 제q+r 터치 전극이 상기 부극성의 터치 구동전압으로 충정되는 터치 스크린 장치의 구동방법.
9. 삭제
10. 제 8 항에 있어서,
    센싱된 전압을 터치 로우 데이터로 변환하는 단계를 더 구비하는 터치 스크린 장치의 구동방법.
11. 삭제
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