KR102330586B1 - Apparatus for sensing touch/fingerprint - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 구동 집적 회로로 터치 센싱과 지문 센싱을 수행하고 지문 센싱 시간을 저감할 수 있는 터치/지문 센싱 장치를 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 터치/지문 센싱 장치는 복수의 터치 센서를 갖는 터치 스크린; 및 상기 복수의 터치 센서를 복수의 센싱 그룹으로 그룹화하고, 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 집적 회로를 포함하며, 상기 구동 집적 회로는 터치 센싱 모드시 로우 방향의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서에 터치 구동 신호를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 공급하고, 상기 각 센싱 그룹에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 센싱하고, 지문 센싱 모드시 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서에 터치 구동 신호를 동시에 공급하고, 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 동시에 센싱할 수 있다.The present invention provides a touch/fingerprint sensing device capable of performing touch sensing and fingerprint sensing with one driving integrated circuit and reducing fingerprint sensing time, wherein the touch/fingerprint sensing device according to the present invention includes a plurality of touch sensors having a touch screen; and a driving integrated circuit for grouping the plurality of touch sensors into a plurality of sensing groups and sensing a change in capacitance of the touch sensors, wherein the driving integrated circuit is included in each of the sensing groups in the row direction in the touch sensing mode A touch driving signal is sequentially supplied to a touch sensor in units of sensing groups in the row direction, and a change in capacitance of a touch sensor included in each sensing group is sequentially sensed in units of sensing groups in the row direction, and fingerprint sensing mode A touch driving signal may be simultaneously supplied to the touch sensors included in each of the plurality of sensing groups, and a change in capacitance of the touch sensors included in each of the plurality of sensing groups may be simultaneously sensed.
Description
본 발명은 터치/지문 센싱 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하나의 구동 집적 회로로 터치 센싱과 지문 센싱을 수행하고 지문 센싱 시간을 저감할 수 있는 터치/지문 센싱 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a touch/fingerprint sensing device, and more particularly, to a touch/fingerprint sensing device capable of performing touch sensing and fingerprint sensing with a single driving integrated circuit and reducing a fingerprint sensing time.
터치 센싱 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 sensing 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, so that a user can use a finger or a pen while viewing the display device. It is a type of input device that directly touches the screen to input information.
최근, 터치 센싱 장치는 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 휴대용 정보 기기, 노트북 컴퓨터, 모니터, 및 텔레비전 등과 같은 각종 전자 기기의 입력 장치로 상용화되고 있다.Recently, a touch sensing device has been commercialized as an input device for various electronic devices such as portable information devices such as smart phones and tablet PCs, notebook computers, monitors, and televisions.
터치 센싱 장치는 터치 센싱 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방지 등으로 구분될 수 있는데, 최근에는 제조 방식의 편이성 및 센싱 감도 등에서 장점을 갖는 정전 용량 방식이 주목받고 있다.A touch sensing device may be divided into a resistive type, a capacitive type, and infrared sensing prevention according to a touch sensing method.
정전 용량 방식의 터치 패널은 자기 정전 용량(self capacitance)방식과 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 구분된다. 상호 정전 용량 방식의 터치 패널은 자기 정전 용량 방식에 비하여 멀티-터치 입력을 구현이 가능하다는 장점이 있다.The capacitive touch panel is divided into a self capacitance type and a mutual capacitance type. The mutual capacitance type touch panel has the advantage of being able to implement multi-touch input compared to the self capacitance type touch panel.
터치 센싱 장치는 각종 전자 기기에 대한 보안 기능을 구현하기 위해서도 적용되고 있는데, 최근에는 사용자 지문을 센싱할 수 있도록 구현되고 있다. 특히, 미국 등록특허 제8,564,314호(이하, "특허문헌"이라 함)에는 터치 센싱과 지문 센싱이 가능한 정전 용량 터치 센서가 개시되어 있다.The touch sensing device is also applied to implement a security function for various electronic devices, but recently has been implemented to sense a user's fingerprint. In particular, US Patent No. 8,564,314 (hereinafter referred to as "patent document") discloses a capacitive touch sensor capable of touch sensing and fingerprint sensing.
특허 문헌에 개시된 정전 용량 터치 센서는 터치 센싱 영역을 갖는 터치 위치 센서와 지문 센싱 영역을 갖는 지문 센서를 포함하고, 터치 위치 센서를 통해 터치 위치를 센싱하고, 지문 센서를 통해 지문을 센싱하게 된다.The capacitive touch sensor disclosed in the patent document includes a touch position sensor having a touch sensing region and a fingerprint sensor having a fingerprint sensing region, sensing the touch position through the touch position sensor, and sensing the fingerprint through the fingerprint sensor.
그러나, 특허 문헌은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the patent literature has the following problems.
첫째, 터치 인식 영역과 지문 인식 영역이 전기적으로 분리되어 있기 때문에 동일한 전극으로 터치 위치와 지문이 불가능하다.First, since the touch recognition area and the fingerprint recognition area are electrically separated, it is impossible to perform a touch position and a fingerprint with the same electrode.
둘째, 정해진 지문 센싱 영역 아닌 터치 센싱 영역에서는 지문이 불가능하다.Second, it is impossible to perform a fingerprint in a touch sensing area other than a predetermined fingerprint sensing area.
셋째, 터치 센싱을 위한 터치 센싱용 구동 집적 회로와 지문 센싱용 구동 집적 회로가 필요하다.Third, a driving integrated circuit for touch sensing and a driving integrated circuit for fingerprint sensing are required for touch sensing.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 하나의 구동 집적 회로로 터치 센싱과 지문 센싱을 수행하고 지문 센싱 시간을 저감할 수 있는 터치/지문 센싱 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is a technical task to provide a touch/fingerprint sensing device capable of performing touch sensing and fingerprint sensing with a single driving integrated circuit and reducing a fingerprint sensing time.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치/지문 센싱 장치는 복수의 터치 센서를 갖는 터치 스크린; 및 상기 복수의 터치 센서를 복수의 센싱 그룹으로 그룹화하고, 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 집적 회로를 포함하며, 상기 구동 집적 회로는 터치 센싱 모드시 로우 방향의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서에 터치 구동 신호를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 공급하고, 상기 각 센싱 그룹에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 센싱하고, 지문 센싱 모드시 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서에 터치 구동 신호를 동시에 공급하고, 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 동시에 센싱할 수 있다.A touch/fingerprint sensing device according to the present invention for achieving the above technical problem is a touch screen having a plurality of touch sensors; and a driving integrated circuit for grouping the plurality of touch sensors into a plurality of sensing groups and sensing a change in capacitance of the touch sensors, wherein the driving integrated circuit is included in each of the sensing groups in the row direction in the touch sensing mode A touch driving signal is sequentially supplied to a touch sensor in units of sensing groups in the row direction, and a change in capacitance of a touch sensor included in each sensing group is sequentially sensed in units of sensing groups in the row direction, and fingerprint sensing mode A touch driving signal may be simultaneously supplied to the touch sensors included in each of the plurality of sensing groups, and a change in capacitance of the touch sensors included in each of the plurality of sensing groups may be simultaneously sensed.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.According to the means for solving the above problems, the present invention has the following effects.
첫째, 하나의 구동 집적 회로를 이용하여 복수의 센싱 그룹에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화에 따라 터치 센싱과 지문 센싱을 수행할 수 있다.First, touch sensing and fingerprint sensing may be performed according to a change in capacitance of a touch sensor included in a plurality of sensing groups using a single driving integrated circuit.
둘째, 터치 센싱 시간과 지문 센싱 시간을 저감할 수 있으며, 특히 지문의 크기에 대응되도록 정의된 복수의 센싱 그룹 각각을 통해 지문을 센싱하기 때문에 터치 스크린의 특정 영역이 아닌 전영역에서 지문을 센싱할 수 있다.Second, it is possible to reduce the touch sensing time and the fingerprint sensing time. In particular, since the fingerprint is sensed through each of a plurality of sensing groups defined to correspond to the size of the fingerprint, it is possible to sense the fingerprint in the entire area rather than a specific area of the touch screen. can
셋째, 박막 트랜지스터를 이용해 센서 전극을 터치 센싱 라인에 연결함으로써 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린과 동일한 라우팅 배선을 가지면서도 자기 정전 용량 방식으로 터치 및 지문을 센싱하므로 터치 및 지문의 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.Third, by connecting the sensor electrode to the touch sensing line using a thin film transistor, the sensing sensitivity of touch and fingerprint can be improved because it senses touch and fingerprint in a self-capacitance method while having the same routing wiring as a mutual capacitance touch screen. have.
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 description and description.
도 1은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 인식 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린에 형성되는 터치 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제 1 스위칭부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 터치 센싱 모드시 제 1 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 4b는 지문 센싱 모드시 제 1 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 제 2 스위칭부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 터치 센싱 모드시 제 2 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 6b는 지문 센싱 모드시 제 2 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 인식 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 하나의 센싱 그룹을 확대하여 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9에 도시된 터치 스크린에 형성되는 터치 센서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 도 9에 도시된 센싱 구동부의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a touch/fingerprint recognition apparatus according to a first example of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a touch sensor formed on the touch screen shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a view for explaining the first switching unit shown in FIG. 1 .
4A is a diagram illustrating an operation of a first switching unit in a touch sensing mode.
4B is a diagram illustrating an operation of the first switching unit in a fingerprint sensing mode.
FIG. 5 is a view for explaining the second switching unit shown in FIG. 1 .
6A is a diagram illustrating an operation of a second switching unit in a touch sensing mode.
6B is a diagram illustrating an operation of a second switching unit in a fingerprint sensing mode.
7 is a view for explaining a touch sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention.
8 is a view for explaining a fingerprint sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention.
9 is a view for explaining a touch/fingerprint recognition apparatus according to a second example of the present invention.
FIG. 10 is an enlarged view of one sensing group shown in FIG. 9 .
11 is a cross-sectional view for explaining a touch sensor formed on the touch screen shown in FIG.
12 is a block diagram for explaining the configuration of the sensing driver shown in FIG. 9 .
13 is a view for explaining a touch sensing method of a touch/fingerprint sensing device according to a second example of the present invention.
14 is a diagram for explaining a fingerprint sensing method of a touch/fingerprint sensing device according to a second example of the present invention.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다. The meaning of the terms described herein 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.The singular expression is to be understood as including the plural expression unless the context clearly defines otherwise, and the terms "first", "second", etc. are used to distinguish one element from another, The scope of rights should not be limited by these terms. It should be understood that terms such as “comprise” or “have” do not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first, second, and third items" means 2 of the first, second, and third items as well as each of the first, second, or third items. It means a combination of all items that can be presented from more than one. The term “on” is meant to include not only cases in which a certain component is formed directly on top of another component, but also a case in which a third component is interposed between these components.
이하에서는 본 발명에 따른 터치/지문 센싱 장치의 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, a preferred example of a touch/fingerprint sensing device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, the same components may have the same reference numerals as much as possible even though they are indicated in different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description may be omitted.
도 1은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 인식 장치를 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린에 형성되는 터치 센서를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 1 is a view for explaining a touch/fingerprint recognition apparatus according to a first example of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a touch sensor formed on the touch screen shown in FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 인식 장치(100)는 터치 스크린(110), 및 하나의 구동 집적 회로(120)를 포함한다.1 and 2 , the touch/
상기 터치 스크린(110)은 기판(101)의 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 기판(101) 상에 배치된 복수의 터치 센서(TS)를 포함한다. 구체적으로, 상기 터치 스크린(110)은 기판(101), m개의 로우 라인(row line)(RL), 유전체층(103), n개의 컬럼 라인(column line)(CL), 커버 기판(105), 및 복수의 터치 센서(TS)를 포함한다.The
상기 기판(101)은 투명한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 m개의 로우 라인(RL) 각각은 기판(101)의 로우 방향(X)으로 길게 연장되면서 기판(101)의 컬럼 방향(Y)을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성된다. 상기 m개의 로우 라인(RL) 각각은 투명 전도성 재질로 이루어지며, 사용자의 손가락(10) 지문의 융선, 즉 지문의 산부(12)와 산부(12) 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 미세 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 m개의 로우 라인(RL)은 인접한 h개(단, h는 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 x(단, x는 m/h) 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)(또는 로우 방향의 센싱 그룹)으로 그룹화되고,Each of the m row lines RL is formed in parallel with a predetermined interval along the column direction Y of the
상기 유전체층(103)은 m개의 로우 라인(RL)을 덮도록 기판(101) 상에 형성된다. 이러한 유전체층(103)은 정전 용량으로 이루어지는 터치 센서(TS)를 형성하기 위한 소정의 유전율을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유전체층(103)은 고분자 물질 또는 유리 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 기판(101)의 컬럼 방향(Y)으로 길게 연장되면서 기판(101)의 로우 방향(X)을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성된다. 즉, n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 m개의 로우 라인(RL) 각각과 교차하도록 유전체층(103) 상에 위치하게 된다. 상기 n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 투명 전도성 재질로 이루어지며, 사용자의 손가락(10) 지문의 융선, 즉 지문의 산부(12)와 산부(12) 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 미세 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 n개의 컬럼 라인(CL)은 인접한 i개(단, i는 h와 같거나 다른 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 y(단, y는 n/i) 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)(또는 컬러 방향의 센싱 그룹)으로 그룹화된다.Each of the n column lines CL extends in the column direction Y of the
상기 커버 기판(105)은 투명한 플라스틱 재질로 이루어져 n개의 컬럼 라인(CL)을 덮음으로써 n개의 컬럼 라인(CL)이 외부로 노출되는 것을 방지한다. 여기서, 상기 n개의 컬럼 라인(CL1 내지 CL3)은 상기 유전체층(103)과 마주하는 커버 기판(105)의 하면에 형성되어 유전체층(103) 상에 위치할 수 있다. 부가적으로, 상기 유전체층(103)이 유리 재질로 이루어지는 경우, 상기 커버 기판(105)은 생략될 수 있다.The
상기 복수의 터치 센서(TS) 각각은 유전체층(103)을 사이에 두고 서로 교차하는 로우 라인(RL)과 컬럼 라인(CL)의 교차부에 형성되는 상호 정전 용량(mutual capacitance)으로 이루어질 수 있다. 상기 상호 정전 용량은 로우 라인(RL)에 공급된 터치 구동 신호에 의해 전하를 축적하고, 사용자 터치에 따라 축적된 전하량(또는 정전 용량)이 변화됨으로써 터치 센서(TS)의 역할을 하게 된다. 특히, 상기 각 터치 센서(TS)는 사용자 지문의 산부와 골부 각각의 접촉에 따라 축적된 전하량이 변화됨으로써 구동 집적 회로(120)에서 지문의 산부와 골부를 센싱할 수 있도록 한다.Each of the plurality of touch sensors TS may have a mutual capacitance formed at an intersection of a row line RL and a column line CL crossing each other with the
상기 복수의 터치 센서(TS)는 기판(101) 상에 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 센싱 그룹(112)으로 그룹화된다. 이에 따라, 복수의 센싱 그룹(112)은 기판(101)의 로우 방향(X)을 따라 배치된 로우 방향(X)의 센싱 그룹과 기판(101)의 컬럼 방향(Y)을 따라 배치된 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹으로 구분될 수 있다.The plurality of touch sensors TS are grouped into a plurality of
상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각은 지문의 크기에 대응되는 크기를 갖는 것으로, 예를 들어, 10~40mm 범위를 갖는 로우 방향(X)의 길이와 컬럼 방향(Y)의 길이를 가지는 사각 형태로 정의될 수 있다. 이 경우, m개의 로우 라인(RL)은 50~100㎛ 범위의 피치로 형성될 수 있으며, n개의 컬럼 라인(CL) 역시 50~100㎛ 범위의 피치로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각에는 적어도 2개의 로우 라인(RL)과 적어도 2개의 컬럼 라인(CL)이 서로 교차하도록 형성되게 된다.Each of the plurality of
터치 스크린(110)의 터치 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인(RL)은 각 센싱 그룹(112) 내에서 전기적으로 서로 연결됨으로써 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112)마다 하나의 터치 구동 전극을 형성한다. 반면에, 터치 스크린(110)의 지문 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인(RL) 각각은 각 센싱 그룹(112) 내에서 전기적으로 서로 분리되면서 각 센싱 그룹(112)에서 동일한 위치의 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결됨으로써 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112)마다 복수의 터치 구동 라인을 형성한다.In the touch sensing mode of the
이와 마찬가지로, 터치 스크린(110)의 터치 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 적어도 2개의 컬럼 라인(CL)은 각 센싱 그룹(112) 내에서 전기적으로 서로 연결됨으로써 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹(112)마다 하나의 터치 센싱 전극을 형성한다. 반면에, 터치 스크린(110)의 지문 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 적어도 2개의 컬럼 라인(CL) 각각은 각 센싱 그룹(112) 내에서 전기적으로 서로 분리되면서 각 센싱 그룹(112)에서 동일한 위치의 컬럼 라인끼리 전기적으로 서로 연결됨으로써 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹(112)마다 복수의 터치 센싱 전극을 형성한다.Likewise, in the touch sensing mode of the
상기 구동 집적 회로(120)는 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 복수의 터치 센서(TS)를 복수의 센싱 그룹(112)으로 그룹화하고, 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화에 따라 터치 또는 지문을 센싱하여 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 외부의 호스트 제어부(미도시)에 제공한다. 즉, 구동 집적 회로(120)는, 터치 센싱 모드시, 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 터치 센서(TS)에 터치 구동 신호를 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 순차적으로 공급하고, 각 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 순차적으로 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다. 그리고, 구동 집적 회로(120)는, 지문 센싱 모드시, 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 터치 센서(TS)에 터치 구동 신호를 동시에 공급하고, 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다.The driving
구체적으로, 상기 구동 집적 회로(120)는, 터치 센싱 모드시, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 순차적으로 공급하면서 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 센싱하여 동시에 각 센싱 그룹(112)에 대한 터치 센싱 데이터를 생성한다. 즉, 터치 센싱 모드에 있어서, 상기 구동 집적 회로(120)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인을 형성함과 동시에, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 형성한다. 그런 다음, 상기 구동 집적 회로(120)는 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인에 터치 구동 신호를 순차적으로 공급하면서 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 통해 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 터치 센싱 데이터를 생성한다.Specifically, in the touch sensing mode, the driving
상기 구동 집적 회로(120)는, 지문 센싱 모드시, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 로우 라인(RL) 단위로 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 터치 구동 신호를 동시에 공급하면서 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 데이터를 생성한다. 즉, 지문 센싱 모드에 있어서, 상기 구동 집적 회로(120)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 j(단, j는 1 ~ h인 자연수)번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인을 형성함과 동시에, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 k(단, k는 1 ~ i인 자연수)번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 형성한다. 그런 다음, 상기 구동 집적 회로(120)는 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인에 터치 구동 신호를 순차적으로 공급하면서 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각을 통해 각 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 데이터를 생성한다.In the fingerprint sensing mode, the driving
이와 같은, 상기 구동 집적 회로(120)는 타이밍 발생부(121), 터치 구동 신호 공급부(123), 제 1 스위칭부(125), 제 2 스위칭부(127), 및 센싱부(129)를 포함하여 구성될 수 있다.As such, the driving
상기 타이밍 발생부(121)는 호스트 제어부로부터 공급되는 제어 신호에 응답하여 터치 구동 신호 공급부(123), 제 1 스위칭부(125), 제 2 스위칭부(127), 및 센싱부(129) 각각을 제어한다. 특히, 상기 타이밍 발생부(121)는 호스트 제어부로부터 공급되는 모드 제어 신호에 응답하여 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호를 생성해 제 1 및 제 2 스위칭부(125, 127) 각각의 스위칭을 제어한다.The
상기 터치 구동 신호 공급부(123)는 타이밍 발생부(121)로부터 공급되는 센싱 시작 신호에 기초하여 터치 구동 신호를 생성하고, 출력 채널을 통해 터치 구동 신호를 제 1 스위칭부(125)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 터치 구동 신호는 펄스 폭 변조에 따른 듀티 온 구간을 갖는 복수의 펄스로 이루어질 수 있으며, 이는 터치 구동 라인에 공급되는 터치 구동 신호에 의해 터치 센서(TS)의 충전양을 많게 하여 센싱 감도를 높이기 위함이다.The touch driving
상기 제 1 스위칭부(125)는 m개의 로우 라우팅 배선(RRL1 ~ RRLm)을 통해 터치 스크린(110)에 형성된 m개의 로우 라인(RL) 각각에 전기적으로 연결되고, x개의 구동 신호 공급 라인을 통해 터치 구동 신호 공급부(123)의 출력 채널에 전기적으로 연결된다. 상기 제 1 스위칭부(125)는 터치 센싱 모드시, 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인을 형성하고, 터치 구동 신호 공급부(123)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인에 순차적으로 공급한다. 그리고, 제 1 스위칭부(125)는 지문 센싱 모드시, 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인을 형성하고, 터치 구동 신호 공급부(123)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인에 순차적으로 공급한다.The
상기 제 2 스위칭부(127)는 n개의 컬럼 라우팅 배선(CRL1 ~ CRLn)을 통해 터치 스크린(110)에 형성된 m개의 컬럼 라인(CL) 각각에 전기적으로 연결되고, y개의 센싱 신호 전송 라인을 통해 센싱부(129)의 수신 채널에 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 스위칭부(127)는 터치 센싱 모드시, 상기 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각을 센싱부(129)에 연결한다. 그리고, 제 2 스위칭부(127)는 지문 센싱 모드시, 상기 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각을 센싱부(129)에 연결한다.The
상기 센싱부(129)는 터치 센싱 모드시, 상기 제 2 스위칭부(127)를 통해 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각에 연결되고, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각을 통해 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 터치 센싱 데이터를 생성한다. 그리고, 상기 센싱부(129)는 지문 센싱 모드시, 상기 제 2 스위칭부(127)를 통해 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각에 연결되고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각을 통해 각 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 데이터를 생성한다. 이를 위해, 상기 센싱부(129)는, 도시하지 않은, 제 1 내지 제 y 센싱 유닛과 제 1 내지 제 y 아날로그-디지털 변환 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 제 1 내지 제 y 센싱 유닛은 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인에 일대일로 연결되며, 해당하는 터치 센싱 라인을 통해 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 센싱하여 센싱 신호를 생성한다. 이때, 터치 센싱 모드시, 상기 제 1 내지 제 y 센싱 유닛은 해당 터치 센싱 라인을 통해 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 센싱하여 센싱 신호를 생성한다. 반면에, 지문 센싱 모드시, 상기 제 1 내지 제 y 센싱 유닛 중 제 1 내지 제 i 센싱 유닛을 제외한 나머지 센싱 유닛은 센싱 동작을 수행하지 않을 수 있다.The first to y-th sensing units are connected one-to-one to the first to y-th touch sensing lines, and sense a change in capacitance of the touch sensor TS through the corresponding touch sensing line to generate a sensing signal. In this case, in the touch sensing mode, the first to y-th sensing units sense a change in capacitance of the touch sensor TS through a corresponding touch sensing line to generate a sensing signal. On the other hand, in the fingerprint sensing mode, among the first to y-th sensing units, other sensing units excluding the first to i-th sensing units may not perform a sensing operation.
상기 제 1 내지 제 y 아날로그-디지털 변환 유닛 각각은 상기 제 1 내지 제 y 센싱 유닛과 일대일로 연결되며, 해당하는 센싱 유닛으로부터 출력되는 센싱 신호를 아날로그-디지털 변환하여 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 생성해 호스트 제어부에 제공한다.Each of the first to y-th analog-to-digital conversion units is connected one-to-one with the first to y-th sensing units, and analog-digitally converts the sensing signal output from the corresponding sensing unit to convert touch sensing data or fingerprint sensing data. generated and provided to the host control unit.
한편, 구동 집적 회로(120)는 센싱 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 센싱 데이터 처리부는 상기 센싱부(129)로부터 출력되는 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 수신하여 메모리에 차례대로 저장하고, 터치 레포트 동기 신호에 응답하여 메모리에 저장된 센싱 데이터를 설정된 인터페이스 방식에 따라 호스트 제어부에 전송한다. 이에 따라, 호스트 제어부는, 터치 센싱 모드시, 상기 센싱부(129) 또는 센싱 데이터 처리부로부터 전송되는 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터와 설정된 센싱 문턱값과 비교하여 센싱 문턱값보다 큰 센싱 데이터를 이용하여 터치 유무 및 터치 위치 좌표를 산출한다. 그리고, 호스트 제어부는, 지문 센싱 모드시, 상기 센싱부(129) 또는 센싱 데이터 처리부로부터 전송되는 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터와 설정된 센싱 문턱값과 비교하여 센싱 문턱값보다 큰 센싱 데이터를 기반으로 지문 이미지를 생성한다.Meanwhile, the driving
부가적으로, 상기 구동 집적 회로(120)는 센싱 데이터를 이용하여 터치 위치 또는 지문 이미지를 산출해 호스트 시스템에 전송하는 터치용 제어부를 포함하여 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 호스트 제어부는 터치용 제어부로부터 제공되는 터치 위치에 연계되는 응용 프로그램을 실행하는 역할만을 수행하거나, 지문 이미지와 연계되는 보안 프로그램을 실행한다.Additionally, the driving
도 3은 도 1에 도시된 제 1 스위칭부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4a는 터치 센싱 모드시 제 1 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이며, 도 4b는 지문 센싱 모드시 제 1 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram for explaining the first switching unit shown in FIG. 1 , FIG. 4A is a diagram illustrating an operation of the first switching unit in a touch sensing mode, and FIG. 4B is a diagram illustrating an operation of the first switching unit in a fingerprint sensing mode am.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 제 1 스위칭부(125)는 x개의 제 1 로우 스위칭 유닛(125a1 ~ 125ax) 및 x-1개의 제 2 로우 스위칭 유닛(125b1, 125b2, 125b3,~)을 포함할 수 있다.3, 4A and 4B, the
상기 x개의 제 1 로우 스위칭 유닛(125a1 ~ 125ax) 각각은 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 각각에 형성되며, 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인(Tx1 ~ Txx)을 형성한다. 일 예 따른 x개의 제 1 로우 스위칭 유닛(125a1 ~ 125ax) 각각은 제 1 내지 제 h-1 로우 스위칭 소자(RQ1, RQ2,~)를 포함하여 구성된다.Each of the x first row switching units 125a1 to 125ax is formed in each of the first to xth row line groups RLG1 to RLGx, and each row line group RLG1 to RLGx according to the touch sensing mode signal TMS. ) to electrically connect the first to h-th row lines included in the row line group RLG1 to RLGx with each other to form the first to x-th touch driving lines Tx1 to Txx. Each of the x first row switching units 125a1 to 125ax according to an example includes the first to h-1th row switching elements RQ1, RQ2, and ˜.
상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위칭 소자(RQ1, RQ2,~)는 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)마다 제 1 내지 제 h 로우 라인 사이사이에 형성되며, 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 인접한 로우 라인을 전기적으로 서로 연결하거나 전기적으로 분리한다. 예를 들어, 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)이 제 1 내지 제 3 로우 라인(RL1, RL2, RL3)으로 이루어진 경우, 상기 x개의 제 1 로우 스위칭 유닛(125a1 ~ 125ax) 각각은 제 1 및 제 2 로우 스위칭 소자(RQ1, RQ2)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제 1 로우 스위칭 소자(RQ1)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 및 제 2 로우 라인(RL1, RL2) 사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 제 1 및 제 2 로우 라인(RL1, RL2)을 전기적으로 서로 연결해 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 터치 구동 라인(Tx)을 형성하고, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 제 1 및 제 2 로우 라인(RL1, RL2)을 전기적으로 분리한다. 제 2 로우 스위칭 소자(RQ2)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 2 및 제 3 로우 라인(RL2, RL3) 사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 제 2 및 제 3 로우 라인(RL2, RL3)을 전기적으로 서로 연결하고, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 제 2 및 제 3 로우 라인(RL2, RL3)을 전기적으로 분리한다.The first to h-1th row switching elements RQ1, RQ2, to are formed between the first to hth row lines for each row line group RLG1 to RLGx, and according to the touch sensing mode signal TMS The adjacent row lines are electrically connected to each other or electrically isolated. For example, when each of the row line groups RLG1 to RLGx consists of the first to third row lines RL1, RL2, and RL3, each of the x first row switching units 125a1 to 125ax is a first and a third row line. The second row switching elements RQ1 and RQ2 may be formed. In this case, the first row switching element RQ1 is connected between the first and second row lines RL1 and RL2 included in each row line group RLG1 to RLGx, and is a touch sensing mode signal in a first logic state. Turned on according to TMS to electrically connect the first and second row lines RL1 and RL2 to each other to form the touch driving line Tx of the corresponding row line group RLG1 to RLGx, and a second logic state is turned off according to the touch sensing mode signal TMS to electrically separate the first and second row lines RL1 and RL2. The second row switching element RQ2 is connected between the second and third row lines RL2 and RL3 included in each row line group RLG1 to RLGx, and the touch sensing mode signal TMS in the first logic state. is turned on in response to the second and third row lines RL2 and RL3 and electrically connects the second and third row lines RL2 and RL3 to each other, and is turned off according to the touch sensing mode signal TMS of the second logic state to electrically connect the second and third row lines (RL2, RL3) is electrically separated.
상기 x-1개의 제 2 로우 스위칭 유닛(125b1, 125b2, 125b3,~) 각각은 제 1 내지 제 x-1 로우 라인 그룹(RLG1, RLG2, RLG3,~) 각각에 형성되며, 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따라 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인(Tx1, Tx2, Tx3,~)을 형성한다. 일 예 따른 x-1개의 제 2 로우 스위칭 유닛(125b1, 125b2, 125b3,~) 각각은 제 1 내지 제 h-1 로우 스위치(RS1, RS2, RS3,~)를 포함하여 구성된다.Each of the x-1 second row switching units 125b1, 125b2, 125b3, to is formed in each of the first to x-1th row line groups RLG1, RLG2, RLG3, to, and a fingerprint sensing mode signal ( FMS), the j-th row lines RLj included in each row line group RLG1 to RLGx are electrically connected to each other to form first to h-th touch driving lines Tx1, Tx2, Tx3, and . . Each of the x-1 second row switching units 125b1, 125b2, 125b3, ˜) according to an example is configured to include the first to h-1 th row switches RS1, RS2, RS3, ˜).
상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위치(RS1, RS2, RS3,~)는 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)마다 제 1 내지 제 h 로우 라인 사이사이에 형성되며, 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따라 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하거나 전기적으로 분리한다. 예를 들어, 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)이 제 1 내지 제 3 로우 라인(RL1, RL2, RL3)으로 이루어진 경우, 상기 x-1개의 제 2 로우 스위칭 유닛(125b1, 125b2, 125b3,~) 각각은 제 1 내지 제 3 로우 스위치(RS1, RS2, RS3)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제 1 로우 스위치(RS1)는 인접한 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 1 로우 라인(RL1) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 1 로우 라인(RL1)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 1 로우 라인(RL1)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다. 제 2 로우 스위치(RS2)는 인접한 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 2 로우 라인(RL2) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 2 로우 라인(RL2)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 2 로우 라인(RL2)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다. 제 3 로우 스위치(RS3)는 인접한 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 3 로우 라인(RL3) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 3 로우 라인(RL3)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 제 3 로우 라인(RL3)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다.The first to h-1th row switches RS1, RS2, RS3, ˜) are formed between the first to h th row lines for each row line group RLG1 ˜ RLGx, and are connected to the fingerprint sensing mode signal FMS. Accordingly, the j-th row lines RLj included in each row line group RLG1 to RLGx are electrically connected to each other or electrically separated from each other. For example, when each of the row line groups RLG1 to RLGx includes the first to third row lines RL1, RL2, and RL3, the x-1 second row switching units 125b1, 125b2, 125b3, and ), each of the first to third low switches RS1 , RS2 , RS3 may be configured. In this case, the first row switch RS1 is connected between the first row lines RL1 of the adjacent row line groups RLG1 to RLGx, and is turned according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the first logic state. When turned on, the first row lines RL1 of each row line group RLG1 to RLGx are electrically connected to each other, and they are turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the second logic state to electrically connect each row line group RLG1 to each row line group RLG1. to RLGx) electrically disconnects the first row lines RL1 from each other. The second row switch RS2 is connected between the second row lines RL2 of the adjacent row line groups RLG1 to RLGx, and is turned on according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the first logic state to each The second row lines RL2 of the row line groups RLG1 to RLGx are electrically connected to each other, and are turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the second logic state to each row line group RLG1 to RLGx. electrically disconnects the second row lines RL2 from each other. The third row switch RS3 is connected between the third row lines RL3 of the adjacent row line groups RLG1 to RLGx, and is turned on according to the fingerprint sensing mode signal TMS of the first logic state to each The third row lines RL3 of the row line groups RLG1 to RLGx are electrically connected to each other, and are turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS of the second logic state to each row line group RLG1 to RLGx. electrically disconnects the third row lines RL3 from each other.
이와 같은, 상기 제 1 스위칭부(125)는 터치 센싱 모드시 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위칭 소자(RQ1, RQ2,~) 각각의 턴-온과 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위치(RS1, RS2, RS3,~) 각각의 턴-오프에 따라 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)마다 로우 라인들을 하나의 터치 구동 라인으로 그룹화하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인(Tx1 ~ Txx)을 형성하고, 터치 구동 신호 공급부(123)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인(Tx1 ~ Txx)에 순차적으로 공급한다.As shown in FIG. 4A in the touch sensing mode, the
그리고, 상기 제 1 스위칭부(125)는 지문 센싱 모드시 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위치(RS1, RS2, RS3,~) 각각의 턴-온과 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 h-1 로우 스위칭 소자(RQ1, RQ2,~) 각각의 턴-오프에 따라 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 동일한 로우 라인끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인(Tx1, Tx2, Tx3,~)을 형성하고, 터치 구동 신호 공급부(123)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인(Tx1, Tx2, Tx3,~)에 순차적으로 공급한다.In addition, in the fingerprint sensing mode, as shown in FIG. 4B , the
도 5는 도 1에 도시된 제 2 스위칭부를 설명하기 위한 도면이고, 도 6a는 터치 센싱 모드시 제 2 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이며, 도 6b는 지문 센싱 모드시 제 2 스위칭부의 동작을 나타내는 도면이다.FIG. 5 is a diagram for explaining the second switching unit shown in FIG. 1 , FIG. 6A is a diagram illustrating an operation of the second switching unit in a touch sensing mode, and FIG. 6B is a diagram illustrating an operation of the second switching unit in a fingerprint sensing mode am.
도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 제 2 스위칭부(127)는 y개의 제 1 컬럼 스위칭 유닛(127a1 ~ 127ay) 및 y-1개의 제 2 컬럼 스위칭 유닛(127b1, 127b2, 127b3,~)을 포함할 수 있다.5, 6A and 6B, the
상기 y개의 제 1 컬럼 스위칭 유닛(127a1 ~ 127ay) 각각은 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각에 형성되며, 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)을 형성한다. 일 예 따른 y개의 제 1 컬럼 스위칭 유닛(127a1 ~ 127ay) 각각은 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위칭 소자(CQ1, CQ2,~)를 포함하여 구성된다.Each of the y first column switching units 127a1 to 127ay is formed in each of the first to yth column line groups CLG1 to CLGy, and according to the touch sensing mode signal TMS, each column line group CLG1 to CLGy ) to electrically connect the first to i-th column lines included in the corresponding column line groups CLG1 to CLGy to each other to form the first to y-th touch sensing lines Rx1 to Rxy. Each of the y first column switching units 127a1 to 127ay according to an example includes the first to i-1th column switching elements CQ1, CQ2, and ˜.
상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위칭 소자(CQ1, CQ2,~)는 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)마다 제 1 내지 제 i 컬럼 라인 사이사이에 형성되며, 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 인접한 컬럼 라인을 전기적으로 서로 연결하거나 전기적으로 분리한다. 예를 들어, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)이 제 1 내지 제 3 컬럼 라인(CL1, CL2, CL3)으로 이루어진 경우, 상기 y개의 제 1 컬럼 스위칭 유닛(127a1 ~ 127ay) 각각은 제 1 및 제 2 컬럼 스위칭 소자(CQ1, CQ2)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제 1 컬럼 스위칭 소자(CQ1)는 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 및 제 2 컬럼 라인(CL1, CL2) 사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 제 1 및 제 2 컬럼 라인(CL1, CL2)을 전기적으로 서로 연결해 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 터치 센싱 라인(Rx)을 형성하고, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 제 1 및 제 2 컬럼 라인(CL1, CL2)을 전기적으로 분리한다. 제 2 컬럼 스위칭 소자(CQ2)는 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 2 및 제 3 컬럼 라인(CL2, CL3) 사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 제 2 및 제 3 컬럼 라인(CL2, CL3)을 전기적으로 서로 연결하고, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 제 2 및 제 3 컬럼 라인(CL2, CL3)을 전기적으로 분리한다.The first to i-1th column switching elements CQ1, CQ2, to are formed between the first to i-th column lines for each column line group CLG1 to CLGy, and according to the touch sensing mode signal TMS Electrically interconnect or electrically isolate adjacent column lines. For example, when each column line group CLG1 to CLGy consists of first to third column lines CL1, CL2, and CL3, each of the y first column switching units 127a1 to 127ay is a first and a third column line. The second column switching elements CQ1 and CQ2 may be formed. In this case, the first column switching element CQ1 is connected between the first and second column lines CL1 and CL2 included in each column line group CLG1 to CLGy, and is a touch sensing mode signal in a first logic state. Turned on according to TMS to electrically connect the first and second column lines CL1 and CL2 to each other to form the touch sensing line Rx of the corresponding column line group CLG1 to CLGy, and a second logic state is turned off according to the touch sensing mode signal TMS to electrically separate the first and second column lines CL1 and CL2. The second column switching element CQ2 is connected between the second and third column lines CL2 and CL3 included in each column line group CLG1 to CLGy, and the touch sensing mode signal TMS in the first logic state. The second and third column lines CL2 and CL3 are electrically connected to each other by being turned on according to (CL2, CL3) is electrically separated.
상기 y-1개의 제 2 컬럼 스위칭 유닛(127b1, 127b2, 127b3,~) 각각은 제 1 내지 제 y-1 컬럼 라인 그룹(CLG1, CLG2, CLG3,~) 각각에 형성되며, 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따라 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)을 형성한다. 일 예 따른 y-1개의 제 2 컬럼 스위칭 유닛(127b1, 127b2, 127b3,~) 각각은 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위치(CS1, CS2, CS3,~)를 포함하여 구성된다.Each of the y-1 second column switching units 127b1, 127b2, 127b3, and FMS), the k-th column lines CLk included in each column line group CLG1 to CLGy are electrically connected to each other to form first to i-th touch sensing lines Rx1, Rx2, Rx3, and . Each of the y-1 second column switching units 127b1, 127b2, 127b3, ˜) according to an example is configured to include the first to i-1 th column switches CS1, CS2, CS3, ˜).
상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위치(CS1, CS2, CS3,~)는 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)마다 제 1 내지 제 i 컬럼 라인 사이사이에 형성되며, 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따라 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하거나 전기적으로 분리한다. 예를 들어, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)이 제 1 내지 제 3 컬럼 라인(CL1, CL2, CL3)으로 이루어진 경우, 상기 y-1개의 제 2 컬럼 스위칭 유닛(127b1, 127b2, 127b3,~) 각각은 제 1 내지 제 3 컬럼 스위치(CS1, CS2, CS3)로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제 1 컬럼 스위치(CS1)는 인접한 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 1 컬럼 라인(CL1) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 1 컬럼 라인(CL1)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 1 컬럼 라인(CL1)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다. 제 2 컬럼 스위치(CS2)는 인접한 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 2 컬럼 라인(CL2) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 2 컬럼 라인(CL2)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 2 컬럼 라인(CL2)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다. 제 3 컬럼 스위치(CS3)는 인접한 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 3 컬럼 라인(CL3) 사이사이에 연결되며, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-온되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 3 컬럼 라인(CL3)끼리 전기적으로 서로 연결시키며, 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(TMS)에 따라 턴-오프되어 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 제 3 컬럼 라인(CL3)끼리의 연결을 전기적으로 분리시킨다.The first to i-1th column switches CS1, CS2, CS3, and . are formed between the first to i-th column lines for each column line group CLG1 to CLGy, and correspond to the fingerprint sensing mode signal FMS. Accordingly, the k-th column lines CLk included in each column line group CLG1 to CLGy are electrically connected to or electrically separated from each other. For example, when each column line group CLG1 to CLGy consists of the first to third column lines CL1, CL2, and CL3, the y-1 second column switching units 127b1, 127b2, 127b3, and ), each of the first to third column switches CS1 , CS2 , and CS3 may be configured. In this case, the first column switch CS1 is connected between the first column lines CL1 of the adjacent column line groups CLG1 to CLGy, and is turned according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the first logic state. It is turned on to electrically connect the first column lines CL1 of each column line group CLG1 to CLGy to each other, and is turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the second logic state to be turned off for each column line group CLG1 to CLGy) electrically separate the first column lines CL1 from each other. The second column switch CS2 is connected between the second column lines CL2 of the adjacent column line groups CLG1 to CLGy, and is turned on according to the fingerprint sensing mode signal TMS of the first logic state to each The second column lines CL2 of the column line groups CLG1 to CLGy are electrically connected to each other, and are turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the second logic state to each column line group CLG1 to CLGy. to electrically separate the second column lines CL2 from each other. The third column switch CS3 is connected between the third column lines CL3 of the adjacent column line groups CLG1 to CLGy, and is turned on according to the fingerprint sensing mode signal TMS of the first logic state to each The third column lines CL3 of the column line groups CLG1 to CLGy are electrically connected to each other, and are turned off according to the fingerprint sensing mode signal TMS in the second logic state to each column line group CLG1 to CLGy. of the third column lines CL3 are electrically separated from each other.
이와 같은, 상기 제 2 스위칭부(127)는 터치 센싱 모드시 도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위칭 소자(CQ1, CQ2,~) 각각의 턴-온과 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위치(CS1, CS2, CS3,~) 각각의 턴-오프에 따라 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)마다 컬럼 라인들을 하나의 터치 센싱 라인으로 그룹화하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)을 형성하고, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy) 각각을 상기 센싱부(129)의 해당하는 센싱 유닛에 연결한다.As shown in FIG. 6A in the touch sensing mode, the
그리고, 상기 제 2 스위칭부(127)는 지문 센싱 모드시 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위치(CS1, CS2, CS3,~) 각각의 턴-온과 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)에 따른 상기 제 1 내지 제 i-1 컬럼 스위칭 소자(CQ1, CQ2,~) 각각의 턴-오프에 따라 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 동일한 컬럼 라인끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)을 형성하고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~) 각각을 상기 센싱부(129)의 해당하는 센싱 유닛에 연결한다.In addition, in the fingerprint sensing mode, as shown in FIG. 4B , the
도 7은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a touch sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention.
도 7을 도 1 및 도 6a와 결부하여 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.The touch sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention will be described in connection with FIG. 7 and FIGS. 1 and 6A .
먼저, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 1 스위칭부(125)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 각각에 포함된 로우 라인들(RL1, RL2, RL3)을 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 하나의 터치 구동 라인(Tx)으로 그룹화하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인(Tx1 ~ Txx)을 형성한다. 또한, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 2 스위칭부(127)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각에 포함된 컬럼 라인들(CL1, CL2, CL3)을 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 단위로 하나의 터치 센싱 라인(Rx)으로 그룹화하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)을 형성한다.First, according to the switching of the
그런 다음, 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인(Tx1 ~ Txx)에 터치 구동 신호(TDS)를 순차적으로 공급하면서, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy) 각각을 통해 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112) 단위로 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 터치 센싱 데이터를 생성한다.Then, while sequentially supplying the touch driving signal TDS to the first to x-th touch driving lines Tx1 to Txx, the first to y-th touch sensing lines Rx1 to Rxy are used in the row direction (X) respectively. A change in capacitance of the touch sensors TS included in each of the column line groups CLG1 to CLGy is simultaneously sensed in units of the
이와 같은, 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 지문을 센싱할 수 있도록 로우 라인(RL)과 컬럼 라인(CL) 각각의 크기와 피치를 미세 패턴으로 형성하고, 터치 센싱 모드시에는 수개 내지 수십개의 로우 라인(RL)을 하나의 터치 구동 라인으로 그룹화하고, 수개 내지 수십개의 컬럼 라인(CL)을 하나의 터치 센싱 라인으로 그룹화함으로써 보다 빠른 속도로 사용자의 손가락 터치를 센싱할 수 있으며, 사용자의 터치를 센싱하는데 소모되는 소비전력을 저감할 수 있다.As described above, the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention forms the size and pitch of each of the row line RL and the column line CL in a fine pattern so as to sense a fingerprint, and in the touch sensing mode By grouping several to tens of row lines (RL) into one touch driving line, and grouping several to tens of column lines (CL) into one touch sensing line, the user's finger touch can be sensed at a faster speed. In addition, power consumption for sensing a user's touch can be reduced.
도 8은 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a fingerprint sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention.
도 8을 도 1 및 도 6b와 결부하여 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.The fingerprint sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention will be described in connection with FIG. 8 and FIGS. 1 and 6B .
먼저, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 1 스위칭부(125)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 각각에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인(Tx1, Tx2, Tx3,~)을 형성한다. 또한, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 2 스위칭부(127)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)을 형성한다.First, according to the switching of the
그런 다음, 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인(Tx1, Tx2, Tx3,~)에 터치 구동 신호(TDS)를 순차적으로 공급하면서, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~) 각각을 통해 각 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 각 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 데이터를 생성한다.Then, while sequentially supplying the touch driving signal TDS to the first to h-th touch driving lines Tx1, Tx2, Tx3, to, the first to i-th touch sensing lines Rx1, Rx2, Rx3, to A change in capacitance of the touch sensors TS included in each
이와 같은, 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 지문 센싱 모드시, 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 동일한 로우 라인끼리 그룹화함과 동시에 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 동일한 컬럼 라인끼리 그룹화하여 복수의 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱을 동시에 수행함으로써 하나의 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 시간으로 모든 센싱 그룹(112)에 대해 지문 센싱을 수행할 수 있어 지문 센싱 시간을 줄일 수 있으며, 지문 센싱 데이터의 양이 감소됨에 따라 메모리의 크기를 줄일 수 있다.As described above, in the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention, in the fingerprint sensing mode, the same row lines of each row line group RLG1 to RLGx are grouped together, and at the same time, each column line group CLG1 to CLGy is By grouping the same column lines and simultaneously performing fingerprint sensing for a plurality of
결과적으로, 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 복수의 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화에 따라 터치 센싱과 지문 센싱을 수행할 수 있으며, 하나의 구동 집적 회로(120)를 이용하여 터치 센싱과 지문 센싱을 수행할 수 있으며, 터치 센싱 모드와 지문 센싱 모드에 따라 복수의 로우 라인과 복수의 컬럼 라인 각각을 선택적으로 그룹화하여 터치 센싱 시간과 지문 센싱 시간을 저감할 수 있으며, 특히 지문의 크기에 대응되도록 정의된 복수의 센싱 그룹(112) 각각을 통해 지문을 센싱하기 때문에 터치 스크린(110)의 특정 영역이 아닌 전영역에서 지문을 센싱할 수 있다.As a result, the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention can perform touch sensing and fingerprint sensing according to a change in capacitance of the touch sensors included in the plurality of
도 9는 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 인식 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 하나의 센싱 그룹을 확대하여 나타내는 도면이며, 도 11은 도 9에 도시된 터치 스크린에 형성되는 터치 센서를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 9 is a view for explaining a touch/fingerprint recognition apparatus according to a second example of the present invention, FIG. 10 is an enlarged view showing one sensing group shown in FIG. 9, and FIG. 11 is shown in FIG. It is a cross-sectional view for explaining a touch sensor formed on a touch screen.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 인식 장치(200)는 터치 스크린(210), 및 하나의 구동 집적 회로(220)를 포함한다.9 to 11 , the touch/
상기 터치 스크린(210)은 기판(201)의 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 기판(201) 상에 배치된 복수의 터치 센서(TS)를 포함한다. 구체적으로, 상기 터치 스크린(210)은 기판(201), m개의 로우 라인(RL), n개의 컬럼 라인(CL), 복수의 센싱 전극(SE), 복수의 박막 트랜지스터(TFT), 유전체층(203), 커버 기판(205), 및 복수의 터치 센서(TS)를 포함한다.The
상기 기판(201)은 투명한 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 m개의 로우 라인(RL) 각각은 기판(201)의 로우 방향(X)으로 길게 연장되면서 기판(201)의 컬럼 방향(Y)을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성된다. 상기 m개의 로우 라인(RL) 각각은 투명 전도성 재질로 이루어지며, 사용자의 손가락(10) 지문의 융선, 즉 지문의 산부(12)와 산부(12) 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 미세 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 m개의 로우 라인(RL)은 인접한 h개(단, h는 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 x(단, x는 m/h) 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)(또는 로우 방향의 센싱 그룹)으로 그룹화된다.Each of the m row lines RL is formed in parallel with a predetermined interval along the column direction Y of the
상기 m개의 로우 라인(RL) 각각은 m개의 로우 라우팅 배선(RRL1 ~ RRLm)을 통해 구동 집적 회로(220)에 연결되며, 기판(201) 상에 형성되는 절연막(미도시)에 의해 덮인다.Each of the m row lines RL is connected to the driving
상기 n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 기판(101)의 컬럼 방향(Y)으로 길게 연장되면서 기판(101)의 로우 방향(X)을 따라 일정한 간격을 가지도록 나란하게 형성된다. 즉, n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 m개의 로우 라인(RL) 각각과 교차하도록 절연막 상에 형성되고, n개의 컬럼 라우팅 배선(CRL1 ~ CRLn)을 통해 구동 집적 회로(220)에 연결된다. 상기 n개의 컬럼 라인(CL) 각각은 투명 전도성 재질로 이루어지며, 사용자의 손가락(10) 지문의 융선, 즉 지문의 산부(12)와 산부(12) 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 미세 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 n개의 컬럼 라인(CL)은 인접한 i개(단, i는 h와 같거나 다른 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 y(단, y는 n/i) 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)(또는 컬럼 방향의 센싱 그룹)으로 그룹화된다.Each of the n column lines CL extends in the column direction Y of the
상기 복수의 센싱 전극(SE) 각각은 m개의 로우 라인(RL)과 n개의 컬럼 라인(CL)의 교차에 의해 정의되는 센서 영역에 일정한 크기를 갖도록 섬 형태로 형성된다. 복수의 센싱 전극(SE) 각각은 투명 전도성 재질로 이루어지며, 사용자의 손가락(10) 지문의 융선, 즉 지문의 산부(12)와 산부(12) 사이의 간격보다 작은 폭을 갖는 미세 패턴으로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 센싱 전극(SE) 각각은 터치 스크린(210) 상에 매트릭스 형태로 형성된다.Each of the plurality of sensing electrodes SE is formed in an island shape to have a constant size in a sensor area defined by intersections of m row lines RL and n column lines CL. Each of the plurality of sensing electrodes SE is made of a transparent conductive material, and is formed in a fine pattern having a width smaller than the ridge of the user's
상기 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각은 상기 센서 영역마다 형성되어 로우 라인(RL)에 공급되는 게이트 온 전압의 스캔 신호에 따라 턴-온되어 센서 전극(SE)을 컬럼 라인(CL)에 전기적으로 연결한다. 일 예에 따른 상기 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각은 로우 라인(RL)으로부터 돌출된 게이트 전극, 절연막을 사이에 두고 게이트 전극과 중첩되는 반도체층, 반도층의 일측에 연결되면서 센서 전극(SE)에 연결된 제 1 전극, 및 반도체층 상에서 제 1 전극과 이격되도록 반도층의 타측에 연결되면서 컬럼 라인(CL)에 연결된 제 2 전극으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 게이트 전극은 로우 라인(RL)과 동일층에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 전극은 컬럼 라인(CL)/센서 전극(SE)과 동일층에 형성되며, 전류의 방향에 따라 소스 전극 또는 드레인 전극이 될 수 있다.Each of the plurality of thin film transistors TFT is formed for each sensor region and is turned on according to a scan signal of a gate-on voltage supplied to the row line RL to electrically connect the sensor electrode SE to the column line CL. Connect. Each of the plurality of thin film transistors (TFT) according to an example includes a gate electrode protruding from the row line RL, a semiconductor layer overlapping the gate electrode with an insulating layer interposed therebetween, and a sensor electrode SE while connected to one side of the semiconductor layer. and a second electrode connected to the column line CL while being connected to the other side of the semiconductor layer so as to be spaced apart from the first electrode on the semiconductor layer. Here, the gate electrode is formed on the same layer as the row line RL, and the first and second electrodes are formed on the same layer as the column line CL/sensor electrode SE. It can be an electrode or a drain electrode.
상기 유전체층(203)은 상기 n개의 컬럼 라인(CL)과 복수의 센싱 전극(SE) 및 복수의 박막 트랜지스터(TFT)를 덮도록 기판(201) 상에 형성된다. 이러한 유전체층(203)은 자기 정전 용량으로 이루어지는 터치 센서(TS)를 형성하기 위한 소정의 유전율을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 유전체층(203)은 고분자 물질 또는 유리 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 커버 기판(205)은 투명한 플라스틱 재질로 이루어져 유전체층(203)을 덮음으로써 유전체층(203)이 외부로 노출되는 것을 방지한다. 부가적으로, 상기 유전체층(203)이 유리 재질로 이루어지는 경우, 상기 커버 기판(205)은 생략될 수 있다.The
상기 복수의 터치 센서(TS) 각각은 센서 전극(SE)과 유전체층(203)에 의해 형성되는 자기 정전 용량(self capacitance)으로 이루어질 수 있다. 상기 자기 정전 용량은 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 컬럼 라인(CL)으로부터 공급되는 터치 구동 신호에 의해 전하를 축적하고, 사용자 터치에 따라 축적된 전하량(또는 정전 용량)이 변화됨으로써 터치 센서(TS)의 역할을 하게 된다. 특히, 상기 각 터치 센서(TS)는 사용자 지문의 산부와 골부 각각과 센서 전극(SE) 간의 거리에 따라 축적된 전하량이 변화됨으로써 구동 집적 회로(220)에서 지문의 산부와 골부를 센싱할 수 있도록 한다.Each of the plurality of touch sensors TS may have a self capacitance formed by the sensor electrode SE and the
상기 복수의 터치 센서(TS)는 기판(101) 상에 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 센싱 그룹(212)으로 그룹화된다. 이에 따라, 복수의 센싱 그룹(212)은 기판(201)의 로우 방향(X)을 따라 배치된 로우 방향(X)의 센싱 그룹과 기판(201)의 컬럼 방향(Y)을 따라 배치된 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹으로 구분될 수 있다. 이러한 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각은 지문의 크기에 대응되는 크기를 갖는 것으로, 예를 들어, 10~40mm 범위를 갖는 로우 방향(X)의 길이와 컬럼 방향(Y)의 길이를 가지는 사각 형태로 정의될 수 있다. 이 경우, m개의 로우 라인(RL)은 50~100㎛ 범위의 피치로 형성될 수 있으며, n개의 컬럼 라인(CL) 역시 50~100㎛ 범위의 피치로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각에는 적어도 2개의 로우 라인(RL)과 적어도 2개의 컬럼 라인(CL)이 서로 교차하도록 형성되게 된다.The plurality of touch sensors TS are grouped into a plurality of
터치 스크린(210)의 터치 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인(RL)은 각 센싱 그룹(212) 내에서 전기적으로 서로 연결됨으로써 로우 방향(X)의 센싱 그룹(212)마다 하나의 스캔 라인을 형성한다. 반면에, 터치 스크린(210)의 지문 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인(RL) 각각은 각 센싱 그룹(212) 내에서 전기적으로 서로 분리되면서 각 센싱 그룹(212)에서 동일한 위치의 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결됨으로써 로우 방향(X)의 센싱 그룹(112)마다 복수의 스캔 라인을 형성한다.In the touch sensing mode of the
이와 마찬가지로, 터치 스크린(210)의 터치 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 적어도 2개의 컬럼 라인(CL)은 각 센싱 그룹(212) 내에서 전기적으로 서로 연결됨으로써 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹(212)마다 하나의 터치 센싱 라인을 형성한다. 반면에, 터치 스크린(210)의 지문 센싱 모드시, 상기 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 적어도 2개의 컬럼 라인(CL) 각각은 각 센싱 그룹(212) 내에서 전기적으로 서로 분리되면서 각 센싱 그룹(212)에서 동일한 위치의 컬럼 라인끼리 전기적으로 서로 연결됨으로써 컬럼 방향(Y)의 센싱 그룹(212)마다 복수의 터치 센싱 라인을 형성한다.Likewise, in the touch sensing mode of the
이와 같은, 터치 스크린(210)은 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 센서 전극(SE)이 컬럼 라인(CL)에 연결됨에 따라 형성되는 자기 정전 용량 방식의 터치 센서(TS)를 포함함으로써 종래의 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린 대비 라우팅 배선의 줄일 수 있다. 예를 들어, 종래의 자기 정전 용량 방식의 터치 스크린은 m×n개의 라우팅 배선을 가지는 반면에, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치 스크린은 m+n개의 라우팅 배선을 가지게 된다. 따라서, 본 발명의 제 2 예는 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린과 동일한 라우팅 배선을 가지면서도 자기 정전 용량 방식으로 터치 및 지문을 센싱할 수 있기 때문에 터치 및 지문의 센싱 감도를 향상시킬 수 있다.As described above, the
상기 구동 집적 회로(220)는 로우 방향(X)과 컬럼 방향(Y)을 따라 복수의 터치 센서(TS)를 복수의 센싱 그룹(212)으로 그룹화하고, 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화에 따라 터치 또는 지문을 센싱하여 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 생성하고, 생성된 터치 센싱 데이터 또는 지문 센싱 데이터를 외부의 호스트 제어부(미도시)에 제공한다. 즉, 구동 집적 회로(220)는, 터치 센싱 모드시, 로우 방향(X)의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)에 터치 구동 신호를 로우 방향(X)의 센싱 그룹(212) 단위로 순차적으로 공급하고, 각 센싱 그룹(112)에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 로우 방향(X)의 센싱 그룹(212) 단위로 순차적으로 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다. 그리고, 구동 집적 회로(220)는, 지문 센싱 모드시, 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)에 터치 구동 신호를 동시에 공급하고, 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다.The driving
구체적으로, 상기 구동 집적 회로(220)는, 터치 센싱 모드시, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 스캔 신호를 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 순차적으로 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기되도록 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 터치 구동 신호를 동시에 공급하여 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 센서 전극(SE)에 터치 구동 신호를 공급한 다음, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 스캔 신호를 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 순차적으로 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기하여, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다.Specifically, the driving
즉, 터치 센싱 모드에 있어서, 상기 구동 집적 회로(220)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 스캔 라인을 형성함과 동시에, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy; 도 13 참조)을 형성한다. 그런 다음, 상기 구동 집적 회로(220)는 제 1 내지 제 x 스캔 라인에 스캔 신호를 순차적으로 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기되도록 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인에 터치 구동 신호를 동시에 공급하여 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 센서 전극(SE)에 터치 구동 신호를 공급한 다음, 제 1 내지 제 x 스캔 라인에 스캔 신호를 순차적으로 공급하고, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 상기 스캔 신호에 동기하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다.That is, in the touch sensing mode, the driving
상기 구동 집적 회로(220)는, 지문 센싱 모드시, 스캔 신호를 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 로우 라인(RL) 단위로 순차적으로 공급하되, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 동시에 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기되도록 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 터치 구동 신호를 동시에 공급하여 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 센서 전극(SE)에 터치 구동 신호를 공급한 다음, 스캔 신호를 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 로우 라인(RL) 단위로 순차적으로 공급하되, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 동시에 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기하여 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에서 동시에 센싱하되, 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 로우 라인(RL) 단위로 순차적으로 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다.In the fingerprint sensing mode, the driving
즉, 지문 센싱 모드에 있어서, 상기 구동 집적 회로(220)는 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 j(단, j는 1 ~ h인 자연수)번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 스캔 라인을 형성함과 동시에, 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 k(단, k는 1 ~ i인 자연수)번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~; 도 14 참조)을 형성한다. 그런 다음, 상기 구동 집적 회로(220)는 제 1 내지 제 h 스캔 라인에 스캔 신호를 순차적으로 공급하고, 상기 스캔 신호와 동기되도록 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인에 터치 구동 신호를 동시에 공급하여 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(112) 각각에 포함된 센서 전극(SE)에 터치 구동 신호를 공급한다. 그런 다음, 상기 구동 집적 회로(220)는 제 1 내지 제 h 스캔 라인에 스캔 신호를 순차적으로 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다.That is, in the fingerprint sensing mode, the driving
이와 같은, 상기 구동 집적 회로(220)는 타이밍 발생부(221), 스캔 신호 공급부(223), 제 1 스위칭부(225), 제 2 스위칭부(227), 및 센싱 구동부(229)를 포함하여 구성될 수 있다.As such, the driving
상기 타이밍 발생부(221)는 호스트 제어부로부터 공급되는 제어 신호에 응답하여 스캔 신호 공급부(223), 제 1 스위칭부(225), 제 2 스위칭부(227), 및 센싱 구동부(229) 각각을 제어한다. 특히, 상기 타이밍 발생부(221)는 호스트 제어부로부터 공급되는 모드 제어 신호에 응답하여 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호를 생성해 제 1 및 제 2 스위칭부(225, 227) 각각의 스위칭을 제어한다.The
상기 스캔 신호 공급부(223)는 타이밍 발생부(221)로부터 공급되는 센싱 시작 신호와 적어도 하나의 클럭 신호를 이용하여 스캔 신호를 생성하고, 출력 채널을 통해 스캔 신호를 제 1 스위칭부(225)에 순차적으로 공급한다. 일 예에 따른 스캔 신호 공급부(223)은 센싱 시작 신호와 적어도 하나의 클럭 신호를 이용하여 순차적으로 쉬프트되는 스캔 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터를 포함하여 구성될 수 있다. 다른 예에 따른 스캔 신호 공급부(223)는 센싱 시작 신호와 적어도 하나의 클럭 신호를 이용하여 순차적으로 쉬프트되는 쉬프트 신호를 생성하는 쉬프트 레지스터, 및 쉬프트 신호를 레벨 쉬프팅시켜 게이트 온 전압과 게이트 오프 전압을 갖는 상기 스캔 신호를 생성하는 레벨 쉬프터를 포함하여 구성될 수 있다.The scan
상기 제 1 스위칭부(225)는 m개의 로우 라우팅 배선(RRL1 ~ RRLm)을 통해 터치 스크린(210)에 형성된 m개의 로우 라인(RL) 각각에 전기적으로 연결되고, x개의 스캔 신호 공급 라인을 통해 스캔 신호 공급부(223)의 출력 채널에 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 스위칭부(225)는 터치 센싱 모드시, 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 해당 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 스캔 라인을 형성하고, 스캔 신호 공급부(223)로부터 공급되는 스캔 신호를 제 1 내지 제 x 스캔 라인에 순차적으로 공급한다. 그리고, 제 2 스위칭부(225)는 지문 센싱 모드시, 상기 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 스캔 라인을 형성하고, 스캔 신호 공급부(223)로부터 공급되는 스캔 신호를 제 1 내지 제 h 스캔 라인에 순차적으로 공급한다. 이와 같은, 상기 제 1 스위칭부(225)는 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 제 1 스위칭부(125)와 동일한 구성을 갖는다. 도 3, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 스위칭부(225)는 x개의 제 1 로우 스위칭 유닛(125a1 ~ 125ax) 및 x-1개의 제 2 로우 스위칭 유닛(125b1, 125b2, 125b3,~)의 스위칭에 따라, 터치 센싱 모드시 제 1 내지 제 x 스캔 라인(SL1 ~ SLx; 도 3 및 도 4a 참조)을 형성하고, 지문 센싱 모드시 제 1 내지 제 h 스캔 라인(SL1, SL2, SL3,~; 도 3 및 도 4b 참조)을 형성하는 것을 제외하고는, 상기 제 1 스위칭부(125)와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The
상기 제 2 스위칭부(227)는 n개의 컬럼 라우팅 배선(CRL1 ~ CRLn)을 통해 터치 스크린(210)에 형성된 m개의 컬럼 라인(CL) 각각에 전기적으로 연결되고, y개의 센싱 신호 전송 라인을 통해 센싱 구동부(229)의 수신 채널에 전기적으로 연결된다. 상기 제 2 스위칭부(227)는 터치 센싱 모드시, 상기 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 해당 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각을 센싱 구동부(229)에 연결함과 아울러 상기 스캔 신호에 동기되도록 센싱 구동부(229)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 공급한다. 그리고, 제 2 스위칭부(227)는 지문 센싱 모드시, 상기 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각을 센싱 구동부(229)에 연결함과 아울러 상기 스캔 신호에 동기되도록 센싱 구동부(229)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 공급한다. 이와 같은, 상기 제 2 스위칭부(227)는 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 제 2 스위칭부(127)와 동일한 구성을 구성을 갖는다. 도 5, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제 2 스위칭부(227)는 y개의 제 1 컬럼 스위칭 유닛(127a1 ~ 127ay) 및 y-1개의 제 2 컬럼 스위칭 유닛(127b1, 127b2, 127b3,~)의 스위칭에 따라 각 터치 센싱 라인에 센싱 구동부(229)로부터 공급되는 터치 구동 신호를 공급하고, 각 터치 센싱 라인을 센싱 구동부(229)에 연결하는 것을 제외하고는, 상기 제 2 스위칭부(127)와 동일하므로 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The
상기 센싱 구동부(229)는 터치 센싱 모드시, 상기 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy; 도 13 참조) 각각에 연결되고, 상기 타이밍 발생부(221)의 제어에 따라 상기 스캔 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하여 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인에 동시에 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기하여, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 상기 제 2 스위칭부(227)를 통해 연결된 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다.The
그리고, 상기 센싱부(129)는 지문 센싱 모드시, 상기 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Tx3,~; 도 14 참조) 각각에 연결되고, 상기 타이밍 발생부(221)의 제어에 따라 상기 스캔 신호에 동기되는 터치 구동 신호를 생성하여 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인에 동시에 공급하고, 상기 스캔 신호에 동기하여, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 상기 제 2 스위칭부(227)를 통해 연결된 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다. 이를 위해, 상기 센싱 구동부(229)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 터치 구동 신호 공급부(229a), 절환부(229b), 및 센싱부(229c)를 포함하여 구성될 수 있다.And, the
상기 터치 구동 신호 공급부(229a)는 타이밍 발생부(221)로부터 공급되는 센싱 시작 신호(SSS)에 기초하여 터치 구동 신호(TDS)를 생성하고, 출력 채널을 통해 터치 구동 신호(TDS)를 절환부(229b)에 공급한다. 여기서, 터치 구동 신호는 펄스 폭 변조에 따른 듀티 온 구간을 갖는 복수의 펄스로 이루어질 수 있으며, 이는 터치 구동 라인에 공급되는 터치 구동 신호에 의해 터치 센서(TS)의 충전양을 많게 하여 센싱 감도를 높이기 위함이다.The touch driving
상기 절환부(229b)는 타이밍 발생부(221)로부터 공급되는 절환 제어 신호(CCS)에 응답하여 터치 구동 신호 공급부(229a)로부터 공급되는 터치 구동 신호(TDS)를 제 2 스위칭부(227)에 공급하거나 제 2 스위칭부(227)를 센싱부(229c)에 연결한다. 일 예에 따른 절환부(229b)는 복수의 멀티플렉서를 포함하여 이루어질 수 있다. 복수의 멀티플렉서 각각은 터치 구동 신호(TDS)가 공급되는 제 1 입력 단자, 센싱부(229c)의 수신 채널에 연결된 제 2 입력 단자, 제 2 스위칭부(227)에 연결된 출력 단자, 및 절환 제어 신호(CCS)가 공급되는 제어 단자를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 복수의 멀티플렉서 각각은 제 1 논리 상태의 절환 제어 신호(CCS)에 따라 터치 구동 신호(TDS)를 제 2 스위칭부(227)에 공급하고, 제 2 논리 상태의 절환 제어 신호(CCS)에 따라 제 2 스위칭부(227)를 센싱부(229c)에 연결한다.The
상기 센싱부(229c)는 터치 센싱 모드시, 상기 절환부(229b)와 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각에 연결되고, 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 터치 센싱 데이터(TSdata)를 생성한다. 그리고, 상기 센싱부(229c)는 지문 센싱 모드시, 상기 절환부(229b)와 제 2 스위칭부(227)를 통해 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각에 연결되고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터(FSdata)를 생성한다. 이를 위해, 상기 센싱부(229c)는, 도시하지 않은, 제 1 내지 제 y 센싱 유닛과 제 1 내지 제 y 아날로그-디지털 변환 유닛을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구성을 갖는 센싱부(229c)는 도 1에 도시된 센싱부(129)와 동일하므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.The
한편, 구동 집적 회로(220)는 센싱 데이터 처리부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 센싱 데이터 처리부는 상기 센싱 구동부(229)로부터 출력되는 터치 센싱 데이터(TSdata) 또는 지문 센싱 데이터(FSdata)를 수신하여 메모리에 차례대로 저장하고, 터치 레포트 동기 신호에 응답하여 메모리에 저장된 센싱 데이터를 설정된 인터페이스 방식에 따라 호스트 제어부에 전송한다. 이에 따라, 호스트 제어부는, 터치 센싱 모드시, 상기 센싱 구동부(229) 또는 센싱 데이터 처리부로부터 전송되는 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터와 설정된 센싱 문턱값과 비교하여 센싱 문턱값보다 큰 센싱 데이터를 이용하여 터치 유무 및 터치 위치 좌표를 산출한다. 그리고, 호스트 제어부는, 지문 센싱 모드시, 상기 센싱 구동부(229) 또는 센싱 데이터 처리부로부터 전송되는 센싱 데이터를 수신하고, 수신된 센싱 데이터와 설정된 센싱 문턱값과 비교하여 센싱 문턱값보다 큰 센싱 데이터를 기반으로 지문 이미지를 생성한다.Meanwhile, the driving
부가적으로, 상기 구동 집적 회로(220)는 센싱 데이터를 이용하여 터치 위치 또는 지문 이미지를 산출해 호스트 시스템에 전송하는 터치용 제어부를 포함하여 구성될 수 있으며, 이 경우, 상기 호스트 제어부는 터치용 제어부로부터 제공되는 터치 위치에 연계되는 응용 프로그램을 실행하는 역할만을 수행하거나, 지문 이미지와 연계되는 보안 프로그램을 실행한다.Additionally, the driving
도 13은 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.13 is a view for explaining a touch sensing method of a touch/fingerprint sensing device according to a second example of the present invention.
도 13을 도 9 및 도 6a와 결부하여 본 발명의 제 1 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 터치 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.The touch sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the first example of the present invention will be described in connection with FIG. 13 and FIGS. 9 and 6A .
먼저, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 1 스위칭부(225)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 각각에 포함된 로우 라인들(RL1, RL2, RL3)을 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 하나의 스캔 라인(SL)으로 그룹화하여 제 1 내지 제 x 스캔 라인(SL1 ~ SLx)을 형성한다. 또한, 제 1 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 2 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 2 스위칭부(227)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각에 포함된 컬럼 라인들(CL1, CL2, CL3)을 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 단위로 하나의 터치 센싱 라인(Rx)으로 그룹화하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)을 형성한다.First, according to the switching of the
그런 다음, 제 1 내지 제 x 스캔 라인(SL1 ~ SLx)에 스캔 신호(SS)를 순차적으로 공급하고, 스캔 신호(SS)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)에 동시에 공급한다. 이에 따라, 제 1 내지 제 x 스캔 라인(SL1 ~ SLx) 각각에 연결된 박막 트랜지스터(TFT)가 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 순차적으로 턴-온됨으로써 각 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy)을 통해 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 각 센싱 그룹(112)의 센서 전극(SE)에 공급된다.Then, a scan signal SS is sequentially supplied to the first to x-th scan lines SL1 to SLx, and a touch driving signal TDS synchronized with the scan signal SS is applied to the first to y-th touch sensing lines. (Rx1 ~ Rxy) are supplied at the same time. Accordingly, the thin film transistors TFT connected to each of the first to x-th scan lines SL1 to SLx are sequentially turned on in units of each row line group RLG1 to RLGx, so that each touch sensing line Rx1 to Rxy is turned on. The touch driving signal TDS supplied to each of the column line groups CLG1 to CLGy is supplied to the sensor electrode SE of each
그런 다음, 제 1 내지 제 x 스캔 라인(SL1 ~ SLx)에 스캔 신호(SS)를 순차적으로 공급하고, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 상기 스캔 신호에 동기하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인(Rx1 ~ Rxy) 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성한다.Then, the scan signal SS is sequentially supplied to the first to x-th scan lines SL1 to SLx, and the first to y-th touches are synchronized with the scan signal in units of the row line groups RLG1 to RLGx. A change in capacitance of the touch sensor TS included in each of the plurality of
이와 같은, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 터치 센싱 모드시에는 수개 내지 수십개의 로우 라인(RL)을 하나의 스캔 라인으로 그룹화하고, 수개 내지 수십개의 컬럼 라인(CL)을 하나의 터치 센싱 라인으로 그룹화함으로써 보다 빠른 속도로 사용자의 손가락 터치를 센싱할 수 있으며, 사용자의 터치를 센싱하는데 소모되는 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 센서 전극(SE)이 컬럼 라인(CL)에 연결됨에 따라 형성되는 터치 센서(TS)를 통해 자기 정전 용량 방식으로 터치를 센싱함으로써 터치의 센싱 감도가 향상될 수 있다.As described above, in the touch/fingerprint sensing device according to the second example of the present invention, in the touch sensing mode, several to tens of row lines RL are grouped into one scan line, and several to tens of column lines CL are formed. By grouping into one touch sensing line, a user's finger touch can be sensed at a faster speed, and power consumption for sensing the user's touch can be reduced. In addition, the touch/fingerprint sensing device according to the second example of the present invention has a self-capacitance through the touch sensor TS formed as the sensor electrode SE is connected to the column line CL by a thin film transistor TFT. By sensing the touch in this way, the sensing sensitivity of the touch may be improved.
도 14는 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a diagram for explaining a fingerprint sensing method of a touch/fingerprint sensing device according to a second example of the present invention.
도 14를 도 9 및 도 6b와 결부하여 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치의 지문 센싱 방법을 설명하면 다음과 같다.The fingerprint sensing method of the touch/fingerprint sensing device according to the second example of the present invention will be described in conjunction with FIG. 14 and FIGS. 9 and 6B .
먼저, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 1 스위칭부(225)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 각각에 포함된 상기 j번째 로우 라인(RLj)끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 h 스캔 라인(SL1, SL2, SL3,~)을 형성한다. 또한, 제 2 논리 상태의 터치 센싱 모드 신호(TMS)와 제 1 논리 상태의 지문 센싱 모드 신호(FMS)에 따른 제 2 스위칭부(127)의 스위칭에 따라, 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy) 각각에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인(CLk)끼리 그룹화하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)을 형성한다.First, according to the switching of the
그런 다음, 제 1 내지 제 h 스캔 라인(SL1, SL2, SL3,~)에 스캔 신호(SS)를 순차적으로 공급하고, 스캔 신호(SS)에 동기되는 터치 구동 신호(TDS)를 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)에 동시에 공급한다. 이에 따라, 제 1 내지 제 h 스캔 라인(SL1, SL2, SL3,~) 각각에 연결된 박막 트랜지스터(TFT)가 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 순차적으로 턴-온됨으로써 각 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~)을 통해 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)에 공급되는 터치 구동 신호(TDS)는 턴-온된 박막 트랜지스터(TFT)를 통해 각 센싱 그룹(112)의 센서 전극(SE)에 공급된다.Then, the scan signal SS is sequentially supplied to the first to h-th scan lines SL1 , SL2 , SL3 , and the first to h-th scan lines SL1 , SL2 , SL3 , and the touch driving signal TDS synchronized with the scan signal SS are applied. i It is simultaneously supplied to the touch sensing lines (Rx1, Rx2, Rx3,~). Accordingly, the thin film transistor TFT connected to each of the first to hth scan lines SL1, SL2, SL3, and The touch driving signal TDS supplied to each column line group CLG1 to CLGy through Rx1, Rx2, Rx3, ~) is transmitted to the sensor electrode SE of each
그런 다음, 제 1 내지 제 h 스캔 라인(SL1, SL2, SL3,~)에 스캔 신호(SS)를 순차적으로 공급하고, 상기 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx) 단위로 상기 스캔 신호에 동기하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인(Rx1, Rx2, Rx3,~) 각각과 상기 스캔 신호에 의해 턴-온된 복수의 박막 트랜지스터(TFT) 각각을 통해 복수의 센싱 그룹(212) 각각에 포함된 터치 센서(TS)의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성한다.Then, the scan signal SS is sequentially supplied to the first to h-th scan lines SL1, SL2, SL3, and, in synchronization with the scan signal in units of the row line groups RLG1 to RLGx. A touch sensor (TS) included in each of the plurality of
이와 같은, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 지문 센싱 모드시, 각 로우 라인 그룹(RLG1 ~ RLGx)의 동일한 로우 라인끼리 그룹화함과 동시에 각 컬럼 라인 그룹(CLG1 ~ CLGy)의 동일한 컬럼 라인끼리 그룹화하여 복수의 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱을 동시에 수행함으로써 하나의 센싱 그룹(112)에 대한 지문 센싱 시간으로 모든 센싱 그룹(112)에 대해 지문 센싱을 수행할 수 있어 지문 센싱 시간을 줄일 수 있으며, 지문 센싱 데이터의 양이 감소됨에 따라 메모리의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 센서 전극(SE)이 컬럼 라인(CL)에 연결됨에 따라 형성되는 터치 센서(TS)를 통해 자기 정전 용량 방식으로 지문을 센싱함으로써 지문의 센싱 감도가 향상될 수 있다.As described above, in the touch/fingerprint sensing apparatus according to the second example of the present invention, in the fingerprint sensing mode, the same row lines of each row line group RLG1 to RLGx are grouped together and at the same time, each column line group CLG1 to CLGy is By grouping the same column lines and simultaneously performing fingerprint sensing for a plurality of
결과적으로, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 복수의 센싱 그룹(212)에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화에 따라 터치 센싱과 지문 센싱을 수행할 수 있으며, 하나의 구동 집적 회로(220)를 이용하여 터치 센싱과 지문 센싱을 수행할 수 있으며, 터치 센싱 모드와 지문 센싱 모드에 따라 복수의 로우 라인과 복수의 컬럼 라인 각각을 선택적으로 그룹화하여 터치 센싱 시간과 지문 센싱 시간을 저감할 수 있으며, 특히 지문의 크기에 대응되도록 정의된 복수의 센싱 그룹(212) 각각을 통해 지문을 센싱하기 때문에 터치 스크린(210)의 특정 영역이 아닌 전영역에서 지문을 센싱할 수 있다. 특히, 본 발명의 제 2 예에 따른 터치/지문 센싱 장치는 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 센서 전극(SE)이 컬럼 라인(CL)에 연결됨에 따라 형성되는 터치 센서(TS)를 통해 자기 정전 용량 방식으로 지문을 센싱함으로써 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린과 동일한 라우팅 배선을 가지면서도 자기 정전 용량 방식으로 터치 및 지문을 센싱할 수 있기 때문에 터치 및 지문의 센싱 감도가 향상될 수 있다.As a result, the touch/fingerprint sensing device according to the second example of the present invention can perform touch sensing and fingerprint sensing according to a change in capacitance of the touch sensors included in the plurality of
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 it is common in the technical field to which the present invention pertains that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical matters of the present invention. It will be clear to those who have the knowledge of Therefore, the scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.
100, 200: 터치/지문 인식 장치 110, 210: 터치 스크린
112, 212: 센싱 그룹 120, 220: 구동 집적 회로
121, 221: 타이밍 발생부 123, 229a: 터치 구동 신호 공급부
125, 225: 제 1 스위칭부 127, 227: 제 2 스위칭부
129, 229c: 센싱부 223: 스캔 신호 공급부
229b: 절환부100, 200: touch/
112, 212: sensing
121, 221:
125, 225: first switching
129, 229c: sensing unit 223: scan signal supply unit
229b: switch
Claims (11)
상기 로우 방향과 컬럼 방향을 따라 상기 복수의 터치 센서를 복수의 센싱 그룹으로 그룹화하고, 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 센싱하는 구동 집적 회로를 포함하며,
상기 구동 집적 회로는,
터치 센싱 모드시 상기 로우 방향의 센싱 그룹 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인들을 각 센싱 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하고, 터치 구동 신호를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 공급하고, 상기 각 센싱 그룹에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 순차적으로 센싱하고,
지문 센싱 모드시 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 적어도 2개의 로우 라인들을 각 센싱 그룹 내에서 전기적으로 서로 분리하고, 각 센싱 그룹에서 동일한 위치의 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결하고, 상기 터치 구동 신호를 상기 복수의 센싱 그룹들로 동시에 공급하고, 상기 복수의 센싱 그룹 각각에 포함된 터치 센서의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하는, 터치/지문 인식 장치.a touch screen having a plurality of touch sensors formed between a plurality of row lines and a plurality of column lines disposed to cross each other along a row direction and a column direction of the substrate; and
a driving integrated circuit for grouping the plurality of touch sensors into a plurality of sensing groups along the row direction and the column direction, and sensing a change in capacitance of the touch sensor;
The driving integrated circuit comprises:
In the touch sensing mode, at least two row lines included in each of the sensing groups in the row direction are electrically connected to each other in each sensing group, and a touch driving signal is sequentially supplied in units of the sensing groups in the row direction, and each Sequentially sensing the change in capacitance of the touch sensor included in the sensing group in units of sensing groups in the row direction,
In the fingerprint sensing mode, at least two row lines included in each of the plurality of sensing groups are electrically separated from each other in each sensing group, and row lines located at the same position in each sensing group are electrically connected to each other, and the touch driving signal is supplied to the plurality of sensing groups at the same time, and a change in capacitance of a touch sensor included in each of the plurality of sensing groups is simultaneously sensed, a touch/fingerprint recognition device.
상기 복수의 로우 라인은 일정한 간격으로 형성된 m개(단, m은 자연수)의 로우 라인을 포함하고,
상기 복수의 컬럼 라인은 유전체층을 사이에 두고 상기 m개의 로우 라인과 교차하도록 일정한 간격으로 형성된 n개(단, n은 자연수)의 컬럼 라인을 포함하고,
상기 터치 센서는 서로 교차하는 상기 로우 라인과 상기 컬럼 라인 사이에 형성되는 정전 용량으로 이루어지며,
상기 m개의 로우 라인은 인접한 h개(단, h은 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 x(단, x는 m/h) 로우 라인 그룹으로 그룹화되고,
상기 n개의 컬럼 라인은 인접한 i개(단, i은 h와 같거나 다른 2 이상의 자연수) 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 y(단, y는 n/i) 컬럼 라인 그룹으로 그룹화되는, 터치/지문 인식 장치.The method of claim 1,
The plurality of row lines includes m (where m is a natural number) row lines formed at regular intervals,
The plurality of column lines includes n (where n is a natural number) column lines formed at regular intervals to intersect the m row lines with a dielectric layer interposed therebetween,
The touch sensor is made of a capacitance formed between the row line and the column line crossing each other,
The m row lines are grouped into first to x-th (where x is m/h) row line groups consisting of h adjacent units (where h is a natural number equal to or greater than 2),
The n column lines are grouped into 1st to yth (where y is n/i) column line group consisting of adjacent i units (where i is a natural number equal to or different from h) recognition device.
상기 구동 집적 회로는,
상기 터치 구동 신호를 생성하여 출력하는 터치 구동 신호 공급부;
터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 터치 구동 신호를 상기 각 로우 라인 그룹에 선택적으로 공급하는 제 1 스위칭부;
상기 터치 센싱 모드시 상기 각 컬럼 라인 그룹을 통해 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 순차적으로 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성하고, 상기 지문 센싱 모드시 상기 각 컬럼 라인 그룹을 통해 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성하는 센싱부; 및
상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹을 선택적으로 상기 센싱부에 연결하는 제 2 스위칭부를 포함하는, 터치/지문 인식 장치.3. The method of claim 2,
The driving integrated circuit comprises:
a touch driving signal supply unit for generating and outputting the touch driving signal;
a first switching unit selectively supplying the touch driving signal to each row line group according to a touch sensing mode signal and a fingerprint sensing mode signal;
In the touch sensing mode, a change in capacitance of the touch sensor is sequentially sensed in units of a sensing group in the row direction through each column line group to generate touch sensing data, and in the fingerprint sensing mode, each column line group a sensing unit that simultaneously senses a change in capacitance of the touch sensor through a sensing unit to generate fingerprint sensing data; and
and a second switching unit selectively connecting each of the column line groups to the sensing unit according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal.
상기 제 1 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인을 형성하고, 상기 터치 구동 신호를 상기 제 1 내지 제 x 터치 구동 라인에 순차적으로 공급하며,
상기 지문 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 j번째(단, j는 1 ~ h인 자연수) 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인을 형성하고, 상기 터치 구동 신호를 상기 제 1 내지 제 h 터치 구동 라인에 순차적으로 공급하는, 터치/지문 인식 장치.4. The method of claim 3,
The first switching unit,
In the touch sensing mode, the first to h-th row lines included in each row line group are electrically connected to each other within the group according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form the first to x-th touch driving lines. and sequentially supplying the touch driving signal to the first to x-th touch driving lines,
In the fingerprint sensing mode, j-th (where j is a natural number from 1 to h) row lines included in each row line group are electrically connected to each other according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to electrically connect the first to second row lines. A touch/fingerprint recognition device that forms an h touch driving line and sequentially supplies the touch driving signal to the first to hth touch driving lines.
상기 제 2 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 형성하고, 상기 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 상기 센싱부에 연결하며,
상기 지문 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 k번째(단, k는 1 ~ i인 자연수) 컬럼 라인끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 상기 센싱부에 연결하는, 터치/지문 인식 장치.4. The method of claim 3,
The second switching unit,
In the touch sensing mode, the first to i-th column lines included in each column line group are electrically connected to each other in the group according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form the first to y-th touch sensing lines. and connecting the first to y-th touch sensing lines to the sensing unit,
In the fingerprint sensing mode, the k-th (where k is a natural number from 1 to i) column lines included in each column line group are electrically connected to each other according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to electrically connect the first to first column lines. A touch/fingerprint recognition device that forms an i touch sensing line and connects the first to i-th touch sensing lines to the sensing unit.
상기 복수의 로우 라인은 일정한 간격으로 형성된 m개의 로우 라인을 포함하고,
상기 복수의 컬럼 라인은 상기 m개의 로우 라인과 교차하도록 일정한 간격으로 형성된 n개의 컬럼 라인을 포함하며,
상기 터치 스크린은,
서로 교차하는 상기 로우 라인과 상기 컬럼 라인에 의해 정의되는 센서 영역마다 형성된 복수의 센서 전극;
상기 센서 영역마다 형성되고, 상기 로우 라인에 공급되는 스캔 신호에 따라 턴-온되어 상기 센서 전극을 상기 컬럼 라인에 전기적으로 연결하는 복수의 박막 트랜지스터; 및
상기 복수의 센서 전극 상에 형성된 유전체층을 포함하며,
상기 터치 센서는 상기 센서 전극 상의 유전체층에 의해 형성되는 정전 용량으로 이루어지며,
상기 m개의 로우 라인은 인접한 h개 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 x 로우 라인 그룹으로 그룹화되고,
상기 n개의 컬럼 라인은 인접한 i개 단위로 이루어지는 제 1 내지 제 y 컬럼 라인 그룹으로 그룹화되는, 터치/지문 인식 장치.The method of claim 1,
The plurality of row lines includes m row lines formed at regular intervals,
The plurality of column lines includes n column lines formed at regular intervals to intersect the m row lines,
The touch screen is
a plurality of sensor electrodes formed for each sensor area defined by the row line and the column line crossing each other;
a plurality of thin film transistors formed in each sensor area and turned on according to a scan signal supplied to the row line to electrically connect the sensor electrode to the column line; and
a dielectric layer formed on the plurality of sensor electrodes;
The touch sensor is made of a capacitance formed by a dielectric layer on the sensor electrode,
The m row lines are grouped into first to x-th row line groups consisting of h adjacent units,
The n column lines are grouped into first to y-th column line groups formed of adjacent i units, the touch/fingerprint recognition device.
상기 구동 집적 회로는,
상기 스캔 신호를 생성하여 출력하는 스캔 신호 공급부;
터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 스캔 신호를 상기 각 로우 라인 그룹에 선택적으로 공급하는 제 1 스위칭부;
상기 터치 센싱 모드시 상기 각 컬럼 라인 그룹에 터치 구동 신호를 공급한 다음 상기 각 컬럼 라인 그룹을 통해 상기 로우 방향의 센싱 그룹 단위로 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 순차적으로 센싱하여 터치 센싱 데이터를 생성하고, 상기 지문 센싱 모드시 상기 각 컬럼 라인 그룹에 터치 구동 신호를 공급한 다음 상기 각 컬럼 라인 그룹을 통해 상기 터치 센서의 정전 용량 변화를 동시에 센싱하여 지문 센싱 데이터를 생성하는 센싱 구동부; 및
상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹을 선택적으로 상기 센싱 구동부에 연결하는 제 2 스위칭부를 포함하는, 터치/지문 인식 장치.7. The method of claim 6,
The driving integrated circuit comprises:
a scan signal supply unit for generating and outputting the scan signal;
a first switching unit selectively supplying the scan signal to each row line group according to a touch sensing mode signal and a fingerprint sensing mode signal;
In the touch sensing mode, a touch driving signal is supplied to each column line group, and then, a change in capacitance of the touch sensor is sequentially sensed in units of the row direction sensing group through each column line group to generate touch sensing data. and a sensing driver for supplying a touch driving signal to each column line group in the fingerprint sensing mode and simultaneously sensing a change in capacitance of the touch sensor through each column line group to generate fingerprint sensing data; and
and a second switching unit selectively connecting each of the column line groups to the sensing driver according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal.
상기 제 1 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 x 스캔 라인을 형성하고, 상기 스캔 신호를 상기 제 1 내지 제 x 스캔 라인에 순차적으로 공급하며,
상기 지문 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 j번째 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 h 스캔 라인을 형성하고, 상기 스캔 신호를 상기 제 1 내지 제 h 스캔 라인에 순차적으로 공급하는, 터치/지문 인식 장치.8. The method of claim 7,
The first switching unit,
In the touch sensing mode, the first to h-th row lines included in each row line group are electrically connected to each other within the group according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form first to x-th scan lines and sequentially supplying the scan signals to the first to x-th scan lines,
In the fingerprint sensing mode, j-th row lines included in each row line group are electrically connected to each other according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form first to h-th scan lines, and the scan signal A touch/fingerprint recognition device that sequentially supplies the first to h-th scan lines.
상기 제 2 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 형성하고, 상기 제 1 내지 제 y 터치 센싱 라인을 상기 센싱 구동부에 연결하며,
상기 지문 센싱 모드시 상기 터치 센싱 모드 신호와 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 k번째 컬럼 라인끼리 전기적으로 서로 연결하여 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 형성하고, 제 1 내지 제 i 터치 센싱 라인을 상기 센싱 구동부에 연결하는, 터치/지문 인식 장치.8. The method of claim 7,
The second switching unit,
In the touch sensing mode, the first to i-th column lines included in each column line group are electrically connected to each other in the group according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form the first to y-th touch sensing lines. and connecting the first to y-th touch sensing lines to the sensing driver,
In the fingerprint sensing mode, k-th column lines included in each column line group are electrically connected to each other according to the touch sensing mode signal and the fingerprint sensing mode signal to form first to i-th touch sensing lines, and first to i-th touch sensing lines are formed. A touch/fingerprint recognition device for connecting the i-th touch sensing line to the sensing driving unit.
상기 제 1 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 h 로우 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하는 복수의 제 1 로우 스위칭 유닛; 및
상기 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 로우 라인 그룹에 포함된 상기 j번째 로우 라인끼리 전기적으로 서로 연결하는 복수의 제 2 로우 스위칭 유닛을 포함하는, 터치/지문 인식 장치.9. The method according to claim 4 or 8,
The first switching unit,
a plurality of first row switching units electrically connecting the first to h-th row lines included in each row line group to each other in the group according to the touch sensing mode signal; and
and a plurality of second row switching units electrically connecting the j-th row lines included in each row line group to each other according to the fingerprint sensing mode signal.
상기 제 2 스위칭부는,
상기 터치 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 제 1 내지 제 i 컬럼 라인을 그룹 내에서 전기적으로 서로 연결하는 복수의 제 1 컬럼 스위칭 유닛; 및
상기 지문 센싱 모드 신호에 따라 상기 각 컬럼 라인 그룹에 포함된 상기 k번째 컬럼 라인끼리 전기적으로 서로 연결하는 복수의 제 2 컬럼 스위칭 유닛을 포함하는, 터치/지문 인식 장치.10. The method according to claim 5 or 9,
The second switching unit,
a plurality of first column switching units electrically connecting the first to i-th column lines included in each column line group to each other in the group according to the touch sensing mode signal; and
and a plurality of second column switching units electrically connecting the k-th column lines included in each column line group to each other according to the fingerprint sensing mode signal.
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