KR102374750B1 - 지문센서 일체형 터치 스크린 장치와 그 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 터치 스크린과, 터치 스크린 구동회로를 포함한다. 터치 스크린은 Tx 전극라인들, 상기 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 상기 Tx 전극라인들과 상기 Rx 전극라인들의 교차부에 마련된 터치&지문 센서들을 포함하고, 상기 터치&지문 센서들이 존재하는 센싱 대상 영역이 2 이상의 블록들로 분할된다. 터치 스크린 구동회로는 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하고, 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하기 위해 Tx 구동회로와 Rx 구동회로를 포함한다.

Description

지문센서 일체형 터치 스크린 장치와 그 구동방법{FINGER SENSOR INTEGRATED TYPE TOUCH SCREEN PANEL AND DRIVING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지문인식 기능을 갖는 터치 스크린 장치에 관한 것이다.

컴퓨터 기술의 발달에 따라 노트북 컴퓨터, 태블릿 피시(tablet PC), 스마트폰(smart phone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine), 검색 안내 시스템 등과 같은 다양한 용도의 컴퓨터 기반 시스템(computer based system)이 개발되어 왔다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있기 때문에, 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.

이를 위해 종래부터 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있는 지문센서가 알려져 있다.

지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서이다. 지문센서는 광학식 지문센서(optical fingerprint sensor)와 정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)로 크게 나누어진다.

광학식 지문센서(optical fingerprint sensor)는 내부에서 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원을 조사하고 지문의 융선(ridge)에 의해 반사된 빛을 CMOS 이미지 센서를 통해 감지하는 원리를 이용한 것이다. 광학식 지문센서는 LED를 이용해서 스캔을 해야 하기 때문에 크기를 줄이는 데에 한계가 있고 광원 자체가 고가이기 때문에 제조비용이 증가한다는 문제점이 있다.

정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)는 지문센서와 접촉되는 융선(ridge)과 골(valley) 사이에 대전되는 전기량의 차를 이용한 것이다.

종래의 정전용량식 지문센서로는 "정전용량식 센서 패키징(capacitive sensor packaging)"이란 명칭으로, 2013년 11월 21일 공개된 미국 공개특허 제 US2013/0307818호가 알려져 있다. 상기 미국 공개특허 공보에 기재된 정전용량식 지문센서는 정전용량식 지문센서는 특정 푸시버튼(push button)과 결합한 어셈블리 형태로 구성되어 있으며, 용량성 플레이트와 사용자의 지문(융선과 골) 사이의 정전용량을 측정하기 위한 회로가 인쇄된 실리콘 웨이퍼를 포함한다.

일반적으로 인간 지문의 융선(ridge)과 골(valley)은 대략 300㎛~500㎛의 크기로 매우 미세하기 때문에, 상기 미국 공보의 정전용량식 지문센서는 고해상도 센서 어레이와 지문인식 처리를 위한 IC(Integrated Chip) 제작이 필요하고, 이를 위해 센서 어레이와 IC을 일체로 형성할 수 있는 실리콘 웨이퍼를 이용하고 있다. 그러나, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 고해상도의 센서 어레이와 IC를 함께 형성할 경우, 푸시버튼과 함께 지문센서를 결합하기 위한 어셈블리 구조가 필요하게 되므로 구성이 복잡해 질뿐 아니라 비표시 영역(베젤영역)이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 푸시버튼(예를 들면, 스마트폰의 홈키)과 지문센서가 중첩되게 형성되므로, 그 두께가 증가할 뿐 아니라 지문센싱 영역이 푸시버튼의 크기에 좌우되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 터치센서 스크린의 영역을 지문식별 영역으로 이용하는 기술 등이 개발되어 왔다. 이러한 기술로서는 "지문식별용 용량성 터치센서(capacitive touch sensor for identifying a fingerprint)"란 명칭으로 2013년 10월 22일 등록된 미국 등록특허 제 US8,564,314호와, "지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린"이란 명칭으로 2014년 8월 18일 등록된 대한민국 등록특허 제10-1432988호가 알려져 있다.

도 1은 상기 미국 등록특허에 도시된 도 5를 도시한 도면으로, 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 1을 참조하면, 지문식별용 용량성 터치센서는 터치 구동전극(1(x))과 터치 센싱전극(1(y))을 포함하는 터치센서(3)와, 지문 구동전극(5(x))과 지문 센싱전극(5(y))을 포함하는 지문센서(5)를 포함한다.

이러한, 지문식별용 용량성 터치센서에서는 터치 센싱을 위한 터치 전극 영역과 지문 세싱을 위한 지문 전극 영역이 전기적으로 분리되어 있어 동일 전극으로 터치 센싱과 지문 센싱을 구현할 수는 없다. 이 기술은 터치 센서(3)와 지문 센서(5)를 별도로 형성해야 하기 때문에, 터치 센서(3)에 연결되는 신호배선 및 구동 IC와, 지문 센서(5)에 연결되는 신호배선 및 구동 IC가 각각 별도로 마련되어야 한다. 이 기술에서는 전체 영역이 아닌 일부 정해진 영역에서만 지문 인식이 가능하므로 사용상 다소 불편함이 있다. 이 기술에서 지문 센서(5)는 터치 센서(3)와 같이 화상 표시 영역에 형성될 수는 없고 화상 표시 영역 바깥에 형성되어야 한다. 지문 센서(5)가 화상 표시 영역 내에 존재하게 되면 지문 센서(5)와 터치 센서(3) 간의 전극 패턴 차이(지문 센서(5)는 터치 센서(3)에 비해 해상도가 높음)로 인해 시인성에 차이가 난다.

따라서, 본 발명의 목적은 미세 전극 패턴으로 터치&지문 센서를 터치 스크린의 전 영역에 구현하되, 터치 스크린의 총 센싱 시간을 줄이고 표시패널로부터의 노이즈 영향을 줄일 수 있도록 한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치와 그 구동방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 터치 스크린과, 터치 스크린 구동회로를 포함한다. 터치 스크린은 Tx 전극라인들, 상기 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 상기 Tx 전극라인들과 상기 Rx 전극라인들의 교차부에 마련된 터치&지문 센서들을 포함하고, 상기 터치&지문 센서들이 존재하는 센싱 대상 영역이 2 이상의 블록들로 분할된다. 터치 스크린 구동회로는 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하고, 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하기 위해 Tx 구동회로와 Rx 구동회로를 포함한다. 이때 상기 블록들 각각은, 동일한 디먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Tx 전극라인들을 포함함과 아울러, 동일한 먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Rx 전극라인들을 포함한다.

상기 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해, 상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고, 상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링한다.

상기 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해, 상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중 일부에만 상기 센서 구동신호를 공급하고, 상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중에서 상기 센서 구동신호가 공급된 터치&지문 센서의 전압만을 샘플링한다.

상기 지문 센싱 모드에서의 상기 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출하기 위해, 상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고, 상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링한다.

상기 지문 센싱 모드에서의 상기 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출하기 위해, 상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중 일부에만 상기 센서 구동신호를 공급하고, 상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중에서 상기 센서 구동신호가 공급된 터치&지문 센서의 전압만을 샘플링한다.

상기 터치 스크린은 제1 축을 따라 제1 및 제2 Tx 블록들로 가상 분할되고, 상기 제1 축과 교차되는 제2 축을 따라 제1 및 제2 Rx 블록들로 가상 분할되며, 상기 Tx 구동회로는, 상기 블록 센싱 기간 동안 상기 제1 Tx 블록 내에 존재하는 Tx 전극 라인들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급한 후에 상기 제2 Tx 블록 내에 존재하는 Tx 전극라인들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고, 상기 Rx 구동회로는, 상기 블록 센싱 기간 동안 상기 제1 Rx 블록 내의 Rx 전극 라인들을 통해 입력되는 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링한 후에 상기 제2 Rx 블록 내의 Rx 전극 라인들을 통해 입력되는 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링한다.

상기 지문 센싱 모드에서의 상기 파셜 센싱 기간 동안 상기 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하기 위해, 상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 상기 지문 입력이 발생된 블록 내의 터치&지문 센서들에만 상기 센서 구동신호를 순차적으로 공급하고, 상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 상기 지문 입력이 발생된 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 순차적으로 샘플링한다.

본 발명에 따라 Tx 전극라인들, 상기 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 상기 Tx 전극라인들과 상기 Rx 전극라인들의 교차부에 마련된 터치&지문 센서들을 포함하고, 상기 터치&지문 센서들이 존재하는 센싱 대상 영역이 2 이상의 블록들로 분할된 터치 스크린을 갖는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법에 있어서, 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하는 단계와, 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하는 단계를 포함한다. 이때 상기 블록들 각각은, 동일한 디먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Tx 전극라인들을 포함함과 아울러, 동일한 먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Rx 전극라인들을 포함한다.

본 발명은 미세 전극 패턴으로 터치&지문 센서를 터치 스크린의 전 영역에 구현하되, 터치 스크린을 2 개 이상의 블록들로 가상 분할하고, 터치 센싱 모드에서는 블록들 단위로 터치(또는 근접) 입력을 빠르게 센싱한다. 그리고, 지문 센싱 모드에서는 블록들 단위로 지문 입력 유무를 빠르게 판단한 후에, 지문 입력이 있는 블록에 한하여 지문 입력 위치를 정밀하게 센싱한다. 그 결과, 본 발명은 터치 스크린의 총 센싱 시간을 최소화할 수 있다. 나아가, 본 발명은 터치 스크린의 총 센싱 시간을 줄임으로써 터치 스크린에 영향을 줄 수 있는 노이즈 유입 시간을 줄이고 블록 센싱에서 지문 입력으로 오인식된 오터치를 파셜 센싱을 통해 검증하여 노이즈 영향을 최소화할 수 있고 지문 인식의 정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 종래의 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도.
도 3은 도 2에서 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 보여 주는 도면.
도 4a 및 도 4b는 터치 센싱 모드에서 Tx 전극라인들에 공급되는 센서 구동신호를 보여주는 파형도들.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법을 보여주는 흐름도.
도 6은 블록 센싱 기간과 파셜 센싱 기간을 보여주는 도면.
도 7 및 도 8b는 터치 스크린이 2 개 이상의 Tx 그룹들로 분할 구동되는 경우에 블록 센싱 방법과 파셜 센싱 방법에 대한 일 예를 보여 주는 도면들.

본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치는 액정표시소자(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시소자(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시소자 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시소자의 일 예로서 표시장치를 액정표시소자 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시소자에 한정되지 않는다.

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 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치를 보여준다. 그리고, 도 3은 도 2에 포함된 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 자세히 보여 준다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 터치 스크린(TSP)과, 터치 IC(20)를 포함한다.

본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 다수의 정전 용량 센서들을 통해 터치 입력을 감지하는 정전 용량 방식의 터치 스크린(TSP)으로 구현될 수 있다.

정전 용량 방식의 터치 스크린은 정전 용량(capacitance)을 갖는 다수의 센서들을 포함한다. 정전 용량은 자기 정전 용량(Self Capacitance)과 상호 정전 용량(Mutual Capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성될 수 있다.

상호 용량 센서로 구현되는 터치 스크린(TSP)은, 제1 방향을 따라 서로 나란하게 배열되는 Tx 전극라인들(또는 Tx 채널들), 제2 방향을 따라 나란히 배열되어 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들(또는 Rx 채널들), 및 Tx 전극라인들과 Rx 전극라인들의 교차점들 마다 형성된 상호 용량 센서들을 포함할 수 있다. 각 상호 용량 센서는 Tx 전극라인에 접속된 Tx 전극, Rx 전극라인에 접속된 Rx 전극, 및 Tx 전극과 Rx 전극 사이에 위치하는 절연층을 포함한다. Tx 전극라인들은 센서들 각각에 센서 구동신호를 인가하여 센서들에 전하를 공급하는 구동 신호 배선들이다. Rx 전극라인들은 센서들에 연결되어 센서들의 전하를 터치 IC(20)로 공급하는 센서 배선들이다. 상호 용량 센싱 방법은 Tx 전극라인을 통해 상호 용량 센서의 Tx 전극에 센서 구동신호를 인가하여 상호 용량 센서에 전하를 공급하고, 센서 구동 신호와 동기하여 상호 용량 센서의 용량 변화를 Rx 전극과 Rx 전극라인을 통해 센싱하면 터치 입력을 센싱할 수 있다.

본 발명에서 터치 센서와 지문 센서는 동일한 전극 패턴으로 구현된다. 따라서, 상기 상호 용량 센서는, 터치 센싱 모드에서 터치 센서 역할을 하고, 지문 센싱 모드에서 지문 센서 역할을 하는 터치&지문 센서(TS)가 된다. 터치&지문 센서(TS)는 한 종류의 전극 패턴으로 형성되므로, 종래와 같이 지문 센서와 터치 센서 간의 전극 패턴 차이로 인한 시인성 문제는 미연에 방지된다.

터치 스크린(TSP)은 표시패널의 상부 편광판 상에 접합되거나, 표시패널의 상부 편광판과 상부 기판 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 터치&지문 센서들(TS) 은 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다.

지문센서 일체형 터치 스크린 구현을 위해, 터치 스크린(TSP)에는 Tx 전극라인들과 Rx 전극라인들이 미세 패턴, 즉 고밀도 전극 패턴으로 형성된다. 따라서, 터치 스크린(TSP)의 전체 영역에 대해 지문 인식이 가능해지는 잇점이 있다.

Tx 전극라인들과 Rx 전극라인들이 고밀도 전극 패턴으로 형성되기 때문에, 지문&터치 센서들(TS)은 지문의 융선과 골 사이에 여러 개가 위치할 수 있도록 미세하게 구현됨으로써 정확한 지문 센싱이 가능해진다.

터치 센싱 모드에서는 센서 구동신호가 디먹스 회로(DEMUX1~4)를 통해 터치&지문 센서들(TS)에 인가되고, 터치&지문 센서들(TS)의 전압이 먹스 회로(MUX1~4)를 통해 센싱된다. 터치 센싱시에는 지문 센싱시에 비해 높은 해상력이 필요 없으므로, 터치 센싱 모드에서 지문&터치 센서들(TS)은 블록 단위로 동시에 구동 및 센싱되거나 또는, 블록 단위로 하나씩만 구동 및 센싱될 수 있다. 이를 통해 본 발명은 센싱 시간, 소비전력 및 터치 리포트 레이트를 줄일 수 있다.

지문 센싱 모드에서는 터치 센싱 모드와 마찬가지로 센서 구동신호가 디먹스 회로(DEMUX1~4)를 통해 터치&지문 센서들(TS)에 인가되고, 터치&지문 센서들(TS)의 전압이 먹스 회로(MUX1~4)를 통해 센싱된다. 다만, 지문 센싱 모드에서는, 센싱 시간, 소비전력 및 터치 리포트 레이트를 줄이기 위해 터치 입력 여부를 간단히 1차 센싱하고, 터치가 인식된 특정 영역에 대해서만 자세하게 2차 센싱하는 특징이 있다. 다시 말해, 지문 센싱 모드에서는 1차 센싱 기간(블록 센싱 기간) 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 2차 센싱 기간(파셜 센싱 기간)으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서(TSP) 단위로 지문 입력을 센싱할 수 있다. 지문 센싱 모드의 1차 센싱 기간에서의 동작은 터치 센싱 모드와 실질적으로 동일하다.

이를 위해, 터치 스크린(TSP)에서 터치&지문 센서들(TS)이 존재하는 센싱 대상 영역은 2 이상의 블록들로 분할될 수 있다. 블록들 각각은, 동일한 디먹스 회로(DEMUX1~4)에 연결된 2개 이상의 Tx 전극라인들을 포함함과 아울러, 동일한 먹스 회로(MUX1~4)에 연결된 2개 이상의 Rx 전극라인들을 포함한다. 제1 디먹스 회로(DEMUX1)에는 제1 그룹 Tx 전극라인들(TB1)이 연결되고, 제2 디먹스 회로(DEMUX2)에는 제2 그룹 Tx 전극라인들(TB2)이 연결되며, 제3 디먹스 회로(DEMUX3)에는 제3 그룹 Tx 전극라인들(TB3)이 연결되고, 제4 디먹스 회로(DEMUX4)에는 제4 그룹 Tx 전극라인들(TB4)이 연결된다. 제1 먹스 회로(MUX1)에는 제1 그룹 Rx 전극라인들(RB1)이 연결되고, 제2 먹스 회로(MUX2)에는 제2 그룹 Rx 전극라인들(RB2)이 연결되며, 제3 먹스 회로(MUX3)에는 제3 그룹 Rx 전극라인들(RB3)이 연결되고, 제4 먹스 회로(MUX4)에는 제4 그룹 Rx 전극라인들(RB4)이 연결된다. 이 경우, 센싱 블록은 제1 내지 제4 그룹 Tx 전극라인들(TB1~TB4)과 제1 내지 제4 그룹 Rx 전극라인들(RB1~RB4)의 교차에 의해 16개로 구현될 수 있다.

한편, 지문&터치 센서들(TS)이 블록 단위로 동시에 구동 및 센싱되는 경우에는 한번에 센싱되는 지문&터치 센서들(TS)의 상호 정전용량이 너무 커지고 그에 따라 센싱 성능이 저하될 수 있다. 이에, 본 발명은 지문&터치 센서들(TS)을 블록 단위로 동시에 구동 및 센싱하는 경우, 각 블록 내에서 일부 Rx 전극라인들만을 선택적으로 센싱하고, 센싱되지 않는 나머지 Rx 전극라인들을 플로팅 또는 그라운드 처리할 수 있다.

터치 IC(20)는 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 공급하는 Tx 구동회로(22A)와, Rx 전극라인들을 센싱하는 Rx 구동회로(22B)와, Tx 구동회로(22A) 및 Rx 구동회로(22B)의 동작을 제어하는 터치 콘트롤러(22C)를 포함한다. Tx 구동회로(22A) 및 Rx 구동회로(22B)는 터치 스크린 구동회로를 구성한다.

터치 스크린 구동회로는 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하고, 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱한다. 본 발명은 터치 스크린(TSP) 내의 모든 지문&터치 센서들(TS)을 센싱하는데 필요한 총 센싱 시간을 줄일 수 있음은 물론 총 센싱 시간을 줄여 표시패널로부터의 노이즈 유입 시간을 줄인다.

Tx 구동회로(22A) 및 Rx 구동회로(22B)는 하나의 ROIC(Read-out IC) 내에 집적될 수 있다.

터치 센싱 모드에서, Tx 구동회로(22A)는 터치 콘트롤러(22C)의 제어 하에 도 4a 및 도 4b와 같이 그룹 단위로 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 인가하고, Rx 구동회로(22B)는 터치 콘트롤러(22C)의 제어 하에 그룹 단위로 Rx 전극라인들을 통해 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 동시에(또는 일부만) 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다.

지문 센싱 모드에서, Tx 구동회로(22A)는 터치 콘트롤러(22C)의 제어 하에 도 8a 및 도 8b와 같이 블록 센싱(Block sensing) 기간 동안 그룹 단위로 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 인가하고, 파셜 센싱(Partial sensing) 기간 동안 지문 입력이 검출된 블록 내에 존재하는 Tx 전극라인들에만 센서 구동신호를 공급한다. Rx 구동회로(22B)는 터치 콘트롤러(30)의 제어 하에 Rx 전극라인들을 통해 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 센싱하여 디지털 데이터로 변환한다. Rx 구동회로(22B)는 블록 센싱 기간 동안 터치 콘트롤러(30)의 제어 하에 블록 단위로 Rx 전극라인들을 통해 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 동시에(또는 일부만) 센싱하여 디지털 데이터로 변환한 후에, 블록 센싱 결과 지문 입력이 있는 블록에 한하여 그 블록 내의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 순차적으로 샘플링 및 디지털 변환할 수 있다.

Tx 구동회로(22A)는 Tx 전극라인들을 그룹 단위(TB1~TB4)로 구동시키거나 또는 라인 단위로 구동시키기 위해 다수의 디먹스 회로(DEMUX1~4)를 포함한다. Rx 구동회로(22B)는 Rx 전극라인들을 그룹 단위(RB1~RB4)로 구동시키거나 또는 라인 단위로 구동시키기 위해 다수의 먹스 회로(MUX1~4)를 포함한다.

터치 센싱 모드에서 Tx 구동회로(22A)는 터치 콘트롤러(22C)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 센서 구동신호를 출력할 Tx 채널을 블록 단위(또는 라인 단위)로 설정한다. 지문 센싱 모드에서 Tx 구동회로(22A)는 터치 콘트롤러(22C)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 블록 센싱 기간 동안 센서 구동신호를 출력할 Tx 채널을 블록 단위(또는 라인 단위)로 설정하고, 파셜 센싱 기간 동안 센서 구동신호를 출력할 Tx 채널를 라인 단위로 설정한다. 그리고 Tx 구동회로(32)는 셋업신호에 따라 설정된 Tx 채널과 연결된 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 공급한다. 센서 구동신호는 소정 시간 간격으로 연속으로 발생되는 N 개의 센서 구동신호를 포함할 수 있다. 이를 통해 터치&지문 센서(TS)의 전압은 N(N은 2 이상의 자연수)회 반복 누적하여 Rx 구동회로(22B)의 샘플링 커패시터에 충전됨으로써 샘플링 커패시터의 충전량이 높아질 수 있다.

Rx 구동회로(22B)는 터치 콘트롤러(22C)로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 터치&지문 센서(TS)의 전압을 수신할 Rx 채널을 설정한다. Rx 구동회로(22B)는 셋업신호에 따라 설정된 Rx 채널과 연결된 Rx 전극라인을 통해 터치&지문 센서(TS)의 전압을 수신하고, 그 터치&지문 센서(TS)의 전압을 샘플링한다. 본 발명은 셋업신호에 따라 설정된 Rx 채널과 그에 연결된 Rx 전극라인을 통해 터치&지문 센서(TS)의 전압을 수신하고, 그 터치&지문 센서(TS)의 전압을 샘플링한다.

Rx 구동회로(22B)는 터치 센싱 모드에서 터치 콘트롤러(22C)의 제어 하에 블록 단위로 Rx 전극라인들을 통해 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 동시에(또는 일부만) 샘플링한 후에 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환할 수 있다.

Rx 구동회로(22B)는 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 터치 콘트롤러(22C)의 제어 하에 블록 단위로 Rx 전극라인들을 통해 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 동시에(또는 일부만) 샘플링한 후에 샘플링된 전압을 디지털 데이터로 변환한다. Rx 구동회로(22B)는 블록 센싱 결과 지문 입력이 있는 블록에 한하여 그 블록 내의 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 순차적으로 샘플링하고 디지털 데이터로 변환할 수 있다. Rx 구동회로(22B)로부터 출력된 디지털 데이터는 터치 로 데이터(touch raw data)로 서 터치 콘트롤러(22C)로 전송된다.

터치 콘트롤러(22C)는 I2C 버스, SPI(serial peripheral interface), 시스템 버스(System bus) 등의 인터페이스를 통해 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(22B)에 연결된다. 터치 콘트롤러(22C)는 셋업 신호를 Tx 구동회로(32)와 Rx 구동회로(22B)에 공급하여 센서 구동신호가 출력될 Tx 채널을 설정하고 터치&지문 센서(TS)의 전압이 읽혀질 Rx 채널을 선택한다. 터치 콘트롤러(22C)는 Rx 구동회로(22B)에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 타이밍을 제어하기 위한 Rx 샘플링 클럭을 Rx 구동회로(22B)에 공급하여 터치&지문 센서(TS)의 전압의 샘플링 타이밍을 제어한다. 터치 콘트롤러(22C)는 Rx 구동회로(22B)에 내장된 아날로그-디지털 변환기에 ADC 클럭을 공급하여 아날로그-디지털 변환 타이밍을 제어한다.

터치 콘트롤러(22C)는 터치 센싱 모드에서 터치 로 데이터를 분석하여 터치 정보를 출력한다. 터치 콘트롤러(22C)는 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간에서의 터치 로 데이터를 분석하여 지문 입력 유무를 판단하고, 블록 센싱 결과 지문 입력이 검출되면 Tx 구동회로(22A)와 Rx 구동회로(22B)를 파셜 센싱 구동 방식으로 제어한다. 터치 콘트롤러(22C)는 파셜 센싱 이후에 Rx 구동회로(22B)로부터 입력되는 터치 로 데이터들을 분석하여 지문 정보를 출력한다. 터치 콘트롤러(22C)로부터 출력된 터치 정보와 지문 정보는 호스트 시스템으로 전송된다.

터치 콘트롤러(22C)는 지문 센싱 모드에서, Tx 구동회로(22A)와 Rx 구동회로(22B)를 제어하여 블록 센싱 기간 동안 터치 스크린의 터치&지문 센서들(TS)을 블록 단위로 센싱하고, 블록 센싱에 의해 지문 입력이 확인되면 파셜 센싱을 통해 지문 입력이 있는 블록 내의 터치&지문 센서들(TS)을 정밀하게 센싱하여 정확한 지문 정보를 산출한다. 한편, 터치 콘트롤러(22C)는 Tx 구동회로(22A)와 Rx 구동회로(22B)를 제어하여 블록 센싱 기간 동안 지문 입력이 없는 것으로 확인되면 파셜 센싱을 생략하고 블록 센싱을 반복한다.

한편, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(12,14,16), 호스트 시스템(18)을 포함할 수 있다.

표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이는 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.

표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 공통전압이 공급되는 공통전극은 표시패널(DIS)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.

표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(16)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터를 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀라인을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(18)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.

호스트 시스템(18)은 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 영상 데이터를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템(18)은 스케일러(scaler)를 포함한 SoC(System on chip)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템(18)은 터치 콘트롤러(22C)로부터 입력되는 터치 정보 또는 지문 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

도 4a 및 도 4b는 터치 센싱 모드에서 Tx 전극라인들에 공급되는 센서 구동신호를 보여준다.

터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해, Tx 구동회로(22A)는 디먹스 회로(DEMUX1~DEMUX4)의 동작을 제어하여 도 4a 와 같이 그룹 단위(TB1~TB4)로 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 동시에 인가하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들(TS)에 센서 구동신호를 동시에 공급할 수 있다. 이 경우, Rx 구동회로(22B)는 먹스 회로(MUX1~MUX4)의 동작을 제어하여 Rx 전극라인들을 그룹 단위로 센싱함으로써 동일 블록 내의 터치&지문 센서들(TS)의 전압을 동시에 샘플링 할 수 있다.

터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해, Tx 구동회로(22A)는 디먹스 회로(DEMUX1~DEMUX4)의 동작을 제어하여 도 4b 와 같이 그룹 단위(TB1~TB4)로 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 인가하되, 각 그룹의 일부 Tx 전극라인들에만 센서 구동신호를 인가하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들(TS) 중에서 일부에만 센서 구동신호를 공급할 수 있다. 이 경우, Rx 구동회로(22B)는 먹스 회로(MUX1~MUX4)의 동작을 제어하여 Rx 전극라인들을 그룹 단위로 센싱하되, 각 그룹의 일부 Rx 전극라인들만을 센싱함으로써 동일 블록 내의 터치&지문 센서들(TS) 중에서 센서 구동신호가 공급된 터치&지문 센서(TS)의 전압만을 샘플링 할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법을 보여준다. 그리고, 도 6은 블록 센싱 기간과 파셜 센싱 기간을 보여준다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법은 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치&지문 센서들을 센싱 센싱하여 터치 입력을 검출한다.

본 발명의 구동방법은 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간(TB) 동안 블록 단위로 터치&지문 센서들을 센싱한다(S11). 블록 센싱 기간(TB) 동안, 제N(N은 자연수) 블록 내에 존재하는 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 동시에 공급하여 제N 블록 내에 존재하는 모든 터치&지문 센서들의 전압이 동시에 센싱된 후에, 제N+1 블록 내에 존재하는 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 동시에 인가하여 제N+1 블록 내에 존재하는 모든 터치&지문 센서들의 전압이 동시에 센싱된다. 블록 센싱 기간(TB)은 한 블록 내에 포함된 Tx 전극라인들에 동시에 센서 구동신호가 인가되어 종래 기술의 1 라인 센싱 시간에 불과하다. 여기서, 블록 센싱 기간(TB)은 Tx 블록 센싱 기간과 Rx 블록 센싱 기간을 포함한다.

본 발명의 구동 방법은 블록 센싱을 통해 생성된 터치 로 데이터를 분석하여 터치 전후에 터치&지문 센서 전압의 변화값이 소정의 문턱치 이상으로 큰 데이터를 기초로 지문 입력 유무를 판단할 수 있다. 본 발명의 구동 방법은 블록 센싱을 통해 지문 입력이 검출되면, 파셜 센싱 단계로 이행하여 파셜 센싱 시간(TP) 동안 그 지문 입력이 발생된 블록 내의 Tx 전극라인들에 센서 구동신호를 라인별로 순차적으로 공급하여 그 블록 내에 존재하는 터치&지문 센서들의 전압을 라인별로 순차적으로 센싱함으로써 지문 정보를 정밀하게 검출한다(S12 및 S13). 파셜 센싱 시간(TP)은 Tx 파셜 센싱 시간과 Rx 파셜 센싱 시간을 포함한다. 본 발명의 터치 스크린 구동 방법은 블록 센싱을 통해 지문 입력이 검출되지 않으면, 파셜 센싱 단계로 이행하지 않고 블록 센싱 단계를 반복한다.

도 7 및 도 8b는 터치 스크린이 2 개 이상의 Tx 그룹들로 분할 구동되는 경우에 블록 센싱 방법과 파셜 센싱 방법에 대한 일 예를 보여 주는 도면들.

도 7을 참조하면, 터치 스크린은 2 개 이상의 그룹들 예컨대, 제1 내지 제4 그룹(TB1~TB4)으로 분할될 수 있다.

도 8a와 같이 블록 센싱 기간(TB) 동안 제1 그룹(TB1) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 동시에 공급된 후에, 제2 그룹(TB2) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 동시에 공급되어 블록 단위로 지문 입력 유무가 검출된다. 블록 센싱 기간(TB) 동안 제1 및 제2 그룹 (TB1, TB2)의 터치&지문 센서들이 블록 단위로 센싱된 후에, 제3 그룹(TB3) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 동시에 공급된 다음, 제4 그룹(TB4) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 동시에 공급되어 제3 및 제4 그룹들(TB3, TB4) 내에서 지문 입력이 검출된다. 블록 센싱을 통해 제2 그룹(TB2)에서 지문 입력이 검출되면, 파셜 센싱 단계로 이행하여 도 8a과 같이 제2 그룹(TB2) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 순차적으로 공급되어 제2 그룹(TB2) 내에서 지문 정보가 정밀하게 센싱된다. 따라서, 블록 센싱 결과, 여러 개의 블록들에 지문 입력이 검출되면 그 지문 입력이 발생된 블록들의 개수가 많아질수록 파셜 센싱 시간(TP)이 길어진다. 블록 센싱 결과, 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)에서 지문 입력이 없으면, 파셜 센싱 단계에서 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)의 Tx 라인들에 센서 구동신호가 인가되지 않기 때문에 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)의 터치&지문 센서들은 센싱되지 않는다.

도 8b와 같이 블록 센싱 기간(TB) 동안 제1 그룹(TB1) 내의 Tx 전극라인들 중 어느 하나(또는 일부)에 센서 구동신호가 공급된 후에, 제2 그룹(TB2) 내의 Tx 전극라인들 중 어느 하나(또는 일부)에 센서 구동신호가 공급되어 블록 단위로 지문 입력 유무가 검출된다. 블록 센싱 기간(TB) 동안 제1 및 제2 그룹 (TB1, TB2)의 터치&지문 센서들이 블록 단위로 센싱된 후에, 제3 그룹(TB3) 내의 Tx 전극라인들 중 어느 하나(또는 일부)에 센서 구동신호가 공급된 다음, 제4 그룹(TB4) 내의 Tx 전극라인들 중 어느 하나(또는 일부)에 센서 구동신호가 공급되어 제3 및 제4 그룹들(TB3, TB4) 내에서 지문 입력이 검출된다. 블록 센싱을 통해 제2 그룹(TB2)에서 지문 입력이 검출되면, 파셜 센싱 단계로 이행하여 도 8b과 같이 제2 그룹(TB2) 내의 모든 Tx 전극라인들에 센서 구동신호가 순차적으로 공급되어 제2 그룹(TB2) 내에서 지문 정보가 정밀하게 센싱된다. 따라서, 블록 센싱 결과, 여러 개의 블록들에 지문 입력이 검출되면 그 지문 입력이 발생된 블록들의 개수가 많아질수록 파셜 센싱 시간(TP)이 길어진다. 블록 센싱 결과, 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)에서 지문 입력이 없으면, 파셜 센싱 단계에서 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)의 Tx 라인들에 센서 구동신호가 인가되지 않기 때문에 제1, 제3 및 제4 블록(TB1, TB3, TB4)의 터치&지문 센서들은 센싱되지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 미세 전극 패턴으로 터치&지문 센서를 터치 스크린의 전 영역에 구현하되, 터치 스크린을 2 개 이상의 블록들로 가상 분할하고, 터치 센싱 모드에서는 블록들 단위로 터치(또는 근접) 입력을 빠르게 센싱한다. 그리고, 지문 센싱 모드에서는 블록들 단위로 지문 입력 유무를 빠르게 판단한 후에, 지문 입력이 있는 블록에 한하여 지문 입력 위치를 정밀하게 센싱한다. 그 결과, 본 발명은 터치 스크린의 총 센싱 시간을 최소화할 수 있다. 나아가, 본 발명은 터치 스크린의 총 센싱 시간을 줄임으로써 터치 스크린에 영향을 줄 수 있는 노이즈 유입 시간을 줄이고 블록 센싱에서 지문 입력으로 오인식된 오터치를 파셜 센싱을 통해 검증하여 노이즈 영향을 최소화할 수 있고 지문 인식의 정밀도를 높일 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 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.

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 22C : 터치 콘트롤러
22A : Tx 구동회로 22B : Rx 구동회로

Claims (8)

1. Tx 전극라인들, 상기 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 상기 Tx 전극라인들과 상기 Rx 전극라인들의 교차부의 전 영역에 마련된 터치&지문 센서들을 포함하고, 상기 터치&지문 센서들이 존재하는 센싱 대상 영역이 2 이상의 블록들로 분할된 터치 스크린; 및
   터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하고, 지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하는 터치 스크린 구동회로를 구비하고,
   상기 터치 스크린 구동회로는, 상기 Tx 전극라인들을 통해 상기 터치&지문 센서들에 센서 구동신호를 공급하는 Tx 구동회로와, 상기 Rx 전극라인들을 통해 수신되는 상기 터치&지문 센서들의 전압을 샘플링하는 Rx 구동회로를 포함하고,
   상기 블록들 각각은, 동일한 디먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Tx 전극라인들을 포함함과 아울러, 동일한 먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Rx 전극라인들을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해,
   상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해,
   상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중 일부에만 상기 센서 구동신호를 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중에서 상기 센서 구동신호가 공급된 터치&지문 센서의 전압만을 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 지문 센싱 모드에서의 상기 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출하기 위해,
   상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 지문 센싱 모드에서의 상기 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출하기 위해,
   상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중 일부에만 상기 센서 구동신호를 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 동일 블록 내의 터치&지문 센서들 중에서 상기 센서 구동신호가 공급된 터치&지문 센서의 전압만을 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 터치 스크린은 제1 축을 따라 제1 및 제2 Tx 블록들로 가상 분할되고, 상기 제1 축과 교차되는 제2 축을 따라 제1 및 제2 Rx 블록들로 가상 분할되며,
   상기 Tx 구동회로는, 상기 블록 센싱 기간 동안 상기 제1 Tx 블록 내에 존재하는 Tx 전극 라인들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급한 후에 상기 제2 Tx 블록 내에 존재하는 Tx 전극라인들에 상기 센서 구동신호를 동시에 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는, 상기 블록 센싱 기간 동안 상기 제1 Rx 블록 내의 Rx 전극 라인들을 통해 입력되는 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링한 후에 상기 제2 Rx 블록 내의 Rx 전극 라인들을 통해 입력되는 터치&지문 센서들의 전압을 동시에 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 지문 센싱 모드에서의 상기 파셜 센싱 기간 동안 상기 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하기 위해,
   상기 Tx 구동회로는 상기 디먹스 회로의 동작을 제어하여 상기 지문 입력이 발생된 블록 내의 터치&지문 센서들에만 상기 센서 구동신호를 순차적으로 공급하고,
   상기 Rx 구동회로는 상기 먹스 회로의 동작을 제어하여 상기 지문 입력이 발생된 블록 내의 터치&지문 센서들의 전압을 순차적으로 샘플링하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
8. Tx 전극라인들, 상기 Tx 전극라인들과 교차하는 Rx 전극라인들, 및 상기 Tx 전극라인들과 상기 Rx 전극라인들의 교차부의 전 영역에 마련된 터치&지문 센서들을 포함하고, 상기 터치&지문 센서들이 존재하는 센싱 대상 영역이 2 이상의 블록들로 분할된 터치 스크린을 갖는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법에 있어서,
   터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하는 단계; 및
   지문 센싱 모드에서 블록 센싱 기간 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 파셜 센싱 기간으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치&지문 센서 단위로 지문 입력을 센싱하는 단계를 포함하고,
   상기 블록들 각각은, 동일한 디먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Tx 전극라인들을 포함함과 아울러, 동일한 먹스 회로에 연결된 2개 이상의 Rx 전극라인들을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.

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