KR102504529B1 - Touch Screen Device and Method for Driving The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되는 것을 방지하기 위해, 복수회의 서브 센싱 기간 및 복수회의 서브 리셋 기간이 교번하여 구성된 단위 터치 센싱 기간 동안, 터치 전압 센싱부가 서브 센싱 기간 마다 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하고, 서브 리셋 기간 마다 상기 출력전압을 리셋시키고, 아날로그 디지털 변환부가 서브 센싱 기간 별로 산출된 상기 터치 전압 센싱부의 출력전압을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터로 변환하며, 디지털 적분기가 단위 터치 센싱 기간 동안 산출된 서브 터치 로우 데이터들을 누적하여 단위 터치 센싱 기간의 터치 로우 데이터를 산출하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, in order to prevent the output voltage of the touch voltage sensing unit from being saturated, during a unit touch sensing period in which a plurality of sub-sensing periods and a plurality of sub-reset periods are alternately configured, the touch voltage sensing unit detects blackout of the touch electrode for each sub-sensing period. The output voltage is calculated by sensing the voltage charged in the capacitance and the parasitic capacitance, the output voltage is reset in each sub-reset period, and the analog-to-digital conversion unit converts the output voltage of the touch voltage sensing unit calculated in each sub-sensing period into digital data. touch row data, and a digital integrator calculates touch row data of a unit touch sensing period by accumulating sub-touch row data calculated during a unit touch sensing period.

Description

터치 스크린 장치 및 그 구동 방법{Touch Screen Device and Method for Driving The Same}Touch screen device and method for driving the same {Touch Screen Device and Method for Driving The Same}

본 발명은 터치 스크린 장치 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a touch screen device and a method for driving the same.

사용자와 각종 전가기기 사이의 인터페이스를 구성하기 위해 키보드, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 디지타이저(Digitizer) 등과 같은 다양한 입력장치(Input Device)들이 사용되고 있다. 따라서, 편리하면서도 간단하고 오작동을 감소시킬 수 있는 입력장치에 대한 요구가 날로 증가되고 있다.Various input devices such as a keyboard, a mouse, a track ball, a joystick, a digitizer, and the like are used to configure an interface between a user and various electronic devices. Accordingly, demand for an input device that is convenient, simple, and capable of reducing malfunctions is increasing day by day.

이와 같은 요구에 따라 사용자가 손이나 펜 등으로 화면과 직접 접촉하여 정보를 입력하는 터치 스크린 장치(Touch Screen Device)가 제안되었다. 터치 스크린 장치는 표시부에 표시되어 있는 버튼을 손가락으로 접촉하는 것만으로 정보 입력이 가능하므로 남녀노소 누구나 쉽게 사용할 수 있어, 스마트폰, 태블릿, PMP 등과 같은 휴대용 표시장치에도 적용되고 있다.In response to such a demand, a touch screen device in which a user inputs information by directly contacting a screen with a hand or a pen has been proposed. A touch screen device can input information simply by touching a button displayed on a display unit with a finger, so that anyone of any age or gender can easily use the touch screen device.

터치 스크린 장치는 터치 전극들, 터치 전극들에 터치 구동전압들을 공급하여 터치 전극들의 정전용량들을 충전한 후 터치 전극들의 정전용량들에 충전된 전압을 센싱하고, 센싱된 전압을 터치 로우 데이터로 출력하는 터치 구동부, 및 터치 로우 데이터를 분석하여 터치 좌표들을 산출하는 터치 좌표 산출부를 포함한다.The touch screen device charges the capacitances of the touch electrodes by supplying touch driving voltages to the touch electrodes, senses the voltage charged in the capacitances of the touch electrodes, and outputs the sensed voltage as touch raw data. and a touch driver that calculates touch coordinates by analyzing touch raw data.

터치 스크린 장치가 화상을 표시하는 표시패널 내에 마련되는 인셀 타입(In-Cell Type)으로 구현되는 경우, 터치 전극들이 표시패널(10)을 구성하는 화소들의 화소 전극들과 화소들에 접속되는 복수의 구동라인들에 인접하게 형성될 수 있다. 터치 전극들과 화소 전극들/구동라인들 사이에 기생용량(Parasitic Capacitance)이 형성되고, 터치 전극들과 사람의 손가락 또는 펜 사이에는 정전용량이 형성된다. 즉, 터치가 발생된 터치 전극에는 기생용량과 정전용량이 형성되나, 터치가 발생되지 않은 터치 전극에는 기생용량만이 형성된다. When the touch screen device is implemented as an in-cell type provided in a display panel for displaying images, the touch electrodes include pixel electrodes of pixels constituting the display panel 10 and a plurality of pixels connected to the pixels. It may be formed adjacent to the driving lines. Parasitic capacitance is formed between the touch electrodes and the pixel electrodes/drive lines, and capacitance is formed between the touch electrodes and a person's finger or pen. That is, parasitic capacitance and capacitance are formed in the touch electrode where the touch occurs, but only parasitic capacitance is formed in the touch electrode where the touch does not occur.

이때, 터치 구동부에 포함된 터치 전압 센싱부는 도 1에 도시된 바와 같이 터치가 발생된 터치 전극의 출력 전압과 터치가 발생되지 않은 터치 전극의 출력 전압간의 차이(Gap)를 이용하여 어느 터치 전극이 터치되었는지를 판단하게 된다.At this time, as shown in FIG. 1 , the touch voltage sensing unit included in the touch driver uses a difference (gap) between the output voltage of the touch electrode where the touch occurs and the output voltage of the touch electrode where the touch does not occur. It determines whether it has been touched.

하지만, 터치 전압 센싱부의 출력전압에 대한 허용 범위는 미리 결정되어 있는데, 터치 전압 센싱부에서 출력 전압 산출 과정에서 정전용량뿐만 아니라 기생용량도 계속하여 누적되어 증가되기 때문에, 터치 전압 센싱부의 출력전압이 정해진 허용 범위를 벗어나 포화(Saturation)될 수 있다.However, the permissible range for the output voltage of the touch voltage sensing unit is predetermined. Since not only capacitance but also parasitic capacitance are continuously accumulated and increased in the process of calculating the output voltage of the touch voltage sensing unit, the output voltage of the touch voltage sensing unit is Saturation may occur outside the defined allowable range.

이와 같이, 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되는 경우, SNR 특성이 저하됨은 물론 정확한 터치 판정이 이루어질 수 없다는 문제점이 있다.As such, when the output voltage of the touch voltage sensing unit is saturated, there is a problem in that SNR characteristics are deteriorated and accurate touch determination cannot be made.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되는 것을 방지할 수 있는 터치 스크린 장치와 그의 구동방법을 제공한다.The present invention is to solve the above problems, and provides a touch screen device and a driving method capable of preventing the output voltage of a touch voltage sensing unit from being saturated.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치 스크린 장치는, 복수회의 서브 센싱 기간 및 복수회의 서브 리셋 기간이 교번하여 구성된 단위 터치 센싱 기간 동안, 상기 서브 센싱 기간 마다 상기 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하고, 상기 서브 리셋 기간 마다 상기 출력전압을 리셋시키는 터치 전압 센싱부과, 상기 서브 센싱 기간 별로 산출된 상기 터치 전압 센싱부의 출력전압을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환부와, 상기 단위 터치 센싱 기간 동안 산출된 상기 서브 터치 로우 데이터들을 누적하여 상기 단위 터치 센싱 기간의 터치 로우 데이터를 산출하는 디지털 적분기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a touch screen device according to an aspect of the present invention provides a unit touch sensing period in which a plurality of sub-sensing periods and a plurality of sub-reset periods are alternately configured, during each sub-sensing period, blackout of the touch electrode A touch voltage sensing unit that senses the voltage charged in capacitance and parasitic capacitance to calculate an output voltage and resets the output voltage for each sub-reset period, and converts the output voltage of the touch voltage sensing unit calculated for each sub-sensing period into digital data an analog-to-digital conversion unit that converts in sub-touch raw data into sub-touch raw data, and a digital integrator that calculates touch-row data of the unit touch sensing period by accumulating the sub-touch raw data calculated during the unit touch sensing period. do.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 터치 스크린 장치의 구동 방법은 터치 전극의 정전용량과 기생용량을 터치 구동전압으로 충전하는 단계와, 복수회의 서브 센싱 기간 및 복수회의 서브 리셋 기간이 교번하여 구성된 단위 터치 센싱 기간 동안, 각 서브 센싱 기간 마다 상기 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하는 단계와, 각 서브 리셋 기간 마다 상기 출력전압을 리셋시키는 단계와, 상기 각 서브 센싱 기간 별로 산출된 상기 출력전압을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터로 변환하는 단계와, 상기 단위 터치 센싱 기간 동안 생성된 서브 터치 로우 데이터들을 누적하여 상기 단위 터치 센싱 기간의 터치 로우 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.To achieve the above object, a method of driving a touch screen device according to another aspect of the present invention includes charging capacitance and parasitic capacitance of touch electrodes with a touch driving voltage, a plurality of sub-sensing periods and a plurality of sub-reset periods. During the alternately configured unit touch sensing period, calculating an output voltage by sensing the voltage charged in the capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode in each sub-sensing period, and resetting the output voltage in each sub-reset period converting the output voltage calculated for each sub-sensing period into sub-touch raw data that is digital data; and accumulating sub-touch raw data generated during the unit touch sensing period to obtain a It is characterized in that it includes the step of calculating raw data.

본 발명에 따르면, 터치 센싱 기간 동안 하나의 터치 전극에 대한 센싱 데이터를 복수회 구분하여 적분함으로써 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되는 것을 방지할 수 있어 SNR의 감소를 방지하고 터치 센싱의 정확도를 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, by dividing and integrating the sensing data for one touch electrode multiple times during the touch sensing period, saturation of the output voltage of the touch voltage sensing unit can be prevented, thereby preventing a decrease in SNR and improving the accuracy of touch sensing. There is an effect that can be done.

도 1은 일반적인 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 상세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 예시도면이다.
도 4는 도 3의 화소를 상세히 보여주는 예시도면이다.
도 5는 1 프레임 기간 동안 터치 구동라인들에 공급되는 신호들을 보여주는 파형도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 7은 도 6에 도시된 터치 전압 센싱부의 구성을 보여주는 회로도이다.
도 8은 도 7에 도시된 터치 전압 센싱부의 동작 타이밍도를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 터치 로우 데이터와 종래기술에 따른 터치 로우 데이터를 비교하여 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.
1 is a diagram showing that the output voltage of a general touch voltage sensing unit is saturated.
2 is a block diagram showing in detail a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating pixels, touch electrodes, touch driving lines, and a touch driver of the display panel of FIG. 2 .
FIG. 4 is an exemplary diagram showing the pixels of FIG. 3 in detail.
5 is a waveform diagram showing signals supplied to touch driving lines during one frame period.
6 is a block diagram showing the configuration of a touch driver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the touch voltage sensing unit shown in FIG. 6 .
FIG. 8 is a diagram showing an operation timing diagram of the touch voltage sensing unit shown in FIG. 7 .
9 is a diagram showing a comparison between touch raw data according to the present invention and touch raw data according to the prior art.
10 is a flowchart showing a method of driving a touch screen device according to an embodiment of the present invention.

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

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly defines otherwise, and terms such as “first” and “second” are used to distinguish one component from another, The scope of rights should not be limited by these terms.

"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.It should be understood that terms such as "comprise" or "having" do not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.The term “at least one” should be understood to include all possible combinations from one or more related items. For example, "at least one of the first item, the second item, and the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, the second item, and the third item. It means a combination of all items that can be presented from one or more.

이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치를 보여주는 블록도이다. 도 3은 도 2의 표시패널의 화소들, 터치 전극들, 터치 구동라인들, 및 터치 구동부를 보여주는 예시도면이다. 도 4은 도 3의 화소를 상세히 보여주는 예시도면이다. 이하에서는 도 2 내지 도 4을 결부하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치에 대하여 개략적으로 설명한다.2 is a block diagram showing a touch screen device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating pixels, touch electrodes, touch driving lines, and a touch driver of the display panel of FIG. 2 . FIG. 4 is an exemplary view showing the pixels of FIG. 3 in detail. Hereinafter, a touch screen device according to an embodiment of the present invention will be schematically described in conjunction with FIGS. 2 to 4 .

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 자기 정전용량(셀프 커패시턴스, Self Capacitance) 방식으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 상호 용량(Mutual Capacitance) 방식 등의 다른 정전용량 방식으로도 구현 가능하다.The touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described mainly as being implemented in a self capacitance (self capacitance) method, but is not limited thereto. That is, the touch screen device according to an embodiment of the present invention can be implemented with other capacitance methods such as a mutual capacitance method.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)에 포함된 인셀 타입(In-Cell Type)으로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 전극들이 표시패널(10)상에 마련되는 온셀 타입(On-cell Type)으로 구현될 수 있다.In addition, the touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described mainly in that the touch electrodes are implemented as an in-cell type included in the display panel 10, but it should be noted that the present invention is not limited thereto. . That is, the touch screen device according to an embodiment of the present invention may be implemented as an on-cell type in which touch electrodes are provided on the display panel 10 .

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display Device)로 구현될 수 있다.Furthermore, the touch screen device according to an embodiment of the present invention has been described mainly as a liquid crystal display (LCD), but it should be noted that it is not limited thereto. That is, the touch screen device according to an embodiment of the present invention may be implemented as an organic light emitting display (OLED), a plasma display device, or an electrophoresis display device.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치는 도 2와 같이 표시패널(10), 게이트 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 제어부(40), 터치 구동부(50), 터치 좌표 산출부(60), 및 메인 프로세서(70)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the touch screen device according to an embodiment of the present invention includes a display panel 10, a gate driver 20, a data driver 30, a timing controller 40, a touch driver 50, and a touch coordinate calculator. (60), and a main processor (70).

표시패널(10)은 하부기판, 상부기판, 및 하부기판과 상부기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시패널(10)의 하부기판에는 데이터라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 양의 정수), 게이트라인들(G1~Gn, n은 2 이상의 양의 정수), 및 터치 구동라인들(C1~Cp, p는 2 이상의 양의 정수)이 형성된다. 데이터라인들(D1~Dm)과 터치 구동라인들(C1~Cp)은 게이트라인들(G1~Gn)과 교차될 수 있다.The display panel 10 includes a lower substrate, an upper substrate, and a liquid crystal layer interposed between the lower and upper substrates. On the lower substrate of the display panel 10, data lines (D1 to Dm, where m is a positive integer greater than or equal to 2), gate lines (G1 to Gn, where n is a positive integer greater than or equal to 2), and touch driving lines C1 ~ Cp, p is a positive integer of 2 or more) is formed. The data lines D1 to Dm and the touch driving lines C1 to Cp may cross the gate lines G1 to Gn.

데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에는 도 2와 같이 화소(P)들이 형성될 수 있다. 화소(P)들 각각은 데이터라인과 게이트라인에 접속될 수 있다. 화소(P)들 각각은 도 4와 같이 트랜지스터(T), 화소전극(11), 액정셀(13), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(T)는 제k(k는 1≤k≤n을 만족하는 양의 정수) 게이트라인(Gk)의 게이트신호에 의해 턴-온되어 제j(j는 1≤j≤m을 만족하는 양의 정수) 데이터라인(Dj)의 데이터전압을 화소전극(11)에 공급한다. 터치 전극(12)은 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나(Cq)로부터 공통전압을 공급받는다. 터치 전극(12)에 공통전압이 공급되는 경우, 터치 전극(12)은 공통전극으로서 역할을 한다. 이로 인해, 화소(P)들 각각은 화소전극(11)에 공급된 데이터전압과 터치 전극(12)에 공급된 공통전압의 전위차에 의해 발생되는 전계에 의해 액정셀(13)의 액정을 구동하여 백라이트 유닛으로부터 입사되는 빛의 투과량을 조정할 수 있다. 그 결과, 화소(P)들은 화상을 표시할 수 있다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)는 화소전극(11)과 터치 전극(12) 사이에 마련되어 화소전극(11)과 터치 전극(12) 간의 전압차를 일정하게 유지한다.Pixels P may be formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, as shown in FIG. 2 . Each of the pixels P may be connected to a data line and a gate line. Each of the pixels P may include a transistor T, a pixel electrode 11, a liquid crystal cell 13, and a storage capacitor Cst, as shown in FIG. 4 . The transistor T is turned on by the gate signal of the kth gate line Gk (k is a positive integer satisfying 1≤k≤n), and the jth (j is a positive integer satisfying 1≤j≤m). An integer of) The data voltage of the data line Dj is supplied to the pixel electrode 11 . The touch electrode 12 receives a common voltage from one of the touch driving lines C1 to Cp (Cq). When a common voltage is supplied to the touch electrode 12, the touch electrode 12 serves as a common electrode. Due to this, each of the pixels P drives the liquid crystal of the liquid crystal cell 13 by an electric field generated by a potential difference between the data voltage supplied to the pixel electrode 11 and the common voltage supplied to the touch electrode 12. A transmission amount of light incident from the backlight unit may be adjusted. As a result, the pixels P can display images. In addition, the storage capacitor Cst is provided between the pixel electrode 11 and the touch electrode 12 to maintain a constant voltage difference between the pixel electrode 11 and the touch electrode 12 .

표시패널(10)에는 도 3과 같이 복수의 터치 전극(12)들이 형성된다. 터치 전극(12)들 각각은 s(s는 2 이상의 양의 정수) 개의 화소들과 중첩되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 전극(12)의 크기는 손가락의 접촉 면적, 펜의 접촉 면적 등을 고려하여 설정될 수 있다.A plurality of touch electrodes 12 are formed on the display panel 10 as shown in FIG. 3 . Each of the touch electrodes 12 may be formed to overlap with s (s is a positive integer greater than or equal to 2) number of pixels. For example, the size of the touch electrode 12 may be set in consideration of a contact area of a finger and a contact area of a pen.

터치 전극(12)들 각각은 도 3과 같이 터치 구동라인들(C1~Cp) 중 어느 하나에 접속될 수 있다. 터치 구동라인들(C1~Cp) 각각은 터치 전극(12)들 각각과 터치 구동부(50)를 연결한다. 도 5와 같이 터치 전극(12)들은 터치 구동라인들(C1~Cp)을 통해 터치 구동부(50)로부터 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 공급받고, 터치 센싱기간(TP) 동안 터치 구동전압들(VD1~VDp)을 공급받을 수 있다. 터치 전극(12)들에 공통전압(Vcom)이 공급되는 경우 터치 전극(12)들은 공통전극으로서 역할을 한다. 터치 구동라인들(C1~Cp)은 도 3과 같이 서로 인접한 두 개의 화소들 사이에 배치될 수 있다.Each of the touch electrodes 12 may be connected to one of the touch driving lines C1 to Cp as shown in FIG. 3 . Each of the touch driving lines C1 to Cp connects each of the touch electrodes 12 and the touch driver 50 . As shown in FIG. 5 , the touch electrodes 12 receive the common voltage Vcom from the touch driver 50 during the display driving period DP through the touch driving lines C1 to Cp, and during the touch sensing period TP. Touch driving voltages VD1 to VDp may be supplied. When the common voltage Vcom is supplied to the touch electrodes 12, the touch electrodes 12 serve as a common electrode. The touch driving lines C1 to Cp may be disposed between two adjacent pixels as shown in FIG. 3 .

표시패널(10)의 상부기판에는 블랙매트릭스(Black Matrix)와 컬러필터(Color Filter) 등이 형성될 수 있다. 다만, 표시패널(10)이 COT(Color Filter On TFT) 구조로 형성되는 경우, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(10)의 하부기판에 형성될 수 있다.A black matrix and a color filter may be formed on the upper substrate of the display panel 10 . However, when the display panel 10 is formed of a color filter on TFT (COT) structure, the black matrix and color filters may be formed on a lower substrate of the display panel 10 .

표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정의 프리틸트각(Pre-Tilt Angle)을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(10)의 상부기판과 하부기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell Gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.A polarizer is attached to each of the upper and lower substrates of the display panel 10, and an alignment layer for setting a pre-tilt angle of liquid crystal is formed. A column spacer is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel 10 to maintain a cell gap of the liquid crystal cell.

표시패널(10)의 하부기판의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(Edge Type) 또는 직하형(Direct Type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(10)에 빛을 조사한다.A backlight unit may be disposed under the rear surface of the lower substrate of the display panel 10 . The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit and irradiates light to the display panel 10 .

게이트 구동부(20)는 타이밍 제어부(40)로부터 입력되는 게이트 제어신호(GCS)에 따라 게이트 신호들을 생성한다. 게이트 구동부(20)는 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트 신호들을 미리 정해진 순서대로 게이트라인들(G1~Gn)에 공급한다. 미리 정해진 순서는 순차적인 순서일 수 있다.The gate driver 20 generates gate signals according to the gate control signal GCS input from the timing controller 40 . The gate driver 20 supplies gate signals to the gate lines G1 to Gn in a predetermined order during the display driving period DP. The predetermined order may be a sequential order.

게이트 구동부(20)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 게이트 신호들을 게이트 라인들(G1~Gn)에 공급하지 않는다. 다른 실시예에 있어서 게이트 구동부(20)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극에 인가되는 터치 구동 전압(VD1~VDp)으로 인한 영향을 제거하기 위해 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 전압(VD1~VDp)과 동일한 주파수 및 동일한 스윙폭을 갖는 게이트 신호들을 각 게이트 라인(G1~Gn)에 공급할 수도 있다.The gate driver 20 does not supply gate signals to the gate lines G1 to Gn during the touch sensing period TP. In another embodiment, the gate driver 20 may use the touch driving voltage VD1 during the touch sensing period TP to remove an effect of the touch driving voltages VD1 to VDp applied to the touch electrodes during the touch sensing period TP. ~ VDp) and gate signals having the same frequency and the same swing width may be supplied to each of the gate lines G1 to Gn.

데이터 구동부(30)는 타이밍 제어부(40)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DCS)를 입력 받는다. 데이터 구동부(30)는 데이터 제어신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환한다. 데이터 구동부(30)는 디스플레이 구동기간(DP) 동안 데이터 전압들을 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급한다.The data driver 30 receives digital video data DATA and a data control signal DCS from the timing controller 40 . The data driver 30 converts the digital video data DATA into analog data voltages according to the data control signal DCS. The data driver 30 supplies data voltages to the data lines D1 to Dm during the display driving period DP.

데이터 구동부(30)는 터치 센싱기간(TP) 동안 데이터전압들을 데이터라인들(D1~Dm)에 공급하지 않는다. 다른 실시예에 있어서 데이터 구동부(30)는 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 전극에 인가되는 터치 구동 전압(VD1~VDp)으로 인한 영향을 제거하기 위해 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 구동 전압(VD1~VDp)과 동일한 주파수 및 동일한 스윙폭을 갖는 데이터 제어 신호들을 각 데이터 라인(D1~Dm)에 공급할 수도 있다.The data driver 30 does not supply data voltages to the data lines D1 to Dm during the touch sensing period TP. In another exemplary embodiment, the data driver 30 may use the touch driving voltage VD1 during the touch sensing period TP to remove an effect of the touch driving voltages VD1 to VDp applied to the touch electrodes during the touch sensing period TP. ~ VDp) and data control signals having the same frequency and the same swing width may be supplied to each of the data lines D1 to Dm.

타이밍 제어부(40)는 메인 프로세서(70)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 입력 받는다. 타이밍 신호들(TS)은 수직동기신호(Vertical Synchronization Signal), 수평동기신호(Horizontal Synchronization Signal), 데이터 인에이블 신호(Data Enable Signal), 도트 클럭(Dot Clock) 등을 포함할 수 있다. 수직동기신호는 1 프레임 기간을 정의하는 신호이다. 수평동기신호는 표시패널(10)의 1 수평라인의 화소들에 데이터 전압들을 공급하는 1 수평기간을 정의하는 신호이다. 1 수평라인의 화소들은 동일한 게이트라인에 접속될 수 있다. 데이터 인에이블 신호는 유효한 디지털 비디오 데이터가 공급되는 기간을 정의하는 신호이다. 도트 클럭은 미리 정해진 주기로 짧게 반복되는 신호이다.The timing controller 40 receives digital video data DATA and timing signals TS from the main processor 70 . The timing signals TS may include a vertical synchronization signal, a horizontal synchronization signal, a data enable signal, a dot clock, and the like. The vertical synchronization signal is a signal defining one frame period. The horizontal synchronization signal is a signal defining one horizontal period for supplying data voltages to pixels of one horizontal line of the display panel 10 . Pixels of one horizontal line can be connected to the same gate line. The data enable signal is a signal defining a period during which valid digital video data is supplied. The dot clock is a signal that is briefly repeated at a predetermined cycle.

타이밍 제어부(40)는 도 5와 같이 1 프레임 기간(Frame Period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)으로 분할하고, 디스플레이 구동기간(DP) 동안 게이트 구동부(20)가 게이트 라인들(G1~Gn)에 게이트 신호들을 공급하고, 데이터 구동부(30)가 데이터 라인들(D1~Dm)에 데이터 전압들을 공급하도록 제어한다. 도 5에서는 1 프레임 기간(Frame Period)이 하나의 디스플레이 구동기간(DP)과 하나의 터치 센싱 기간(TP)을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 1 프레임 기간(Frame Period)은 복수의 디스플레이 구동기간(DP)과 복수의 터치 센싱기간(TP)을 포함할 수 있다.The timing controller 40 divides one frame period into a display driving period (DP) and a touch sensing period (TP) as shown in FIG. Gate signals are supplied to the G1 to Gn, and the data driver 30 controls the data voltages to be supplied to the data lines D1 to Dm. 5 illustrates that one frame period includes one display driving period DP and one touch sensing period TP, but is not limited thereto. That is, one frame period may include a plurality of display driving periods DP and a plurality of touch sensing periods TP.

타이밍 제어부(40)는 타이밍 신호들에 기초하여 게이트 구동부(20)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호(GCS)와 데이터 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 제어신호(DCS)를 생성한다. 타이밍 제어부(40)는 게이트 구동부(20)에 게이트 제어신호(GCS)를 출력하고, 데이터 구동부(30)에 디지털 비디오 데이터(DATA)와 데이터 제어신호(DCS)를 출력한다.The timing controller 40 generates a gate control signal GCS for controlling the operation timing of the gate driver 20 and a data control signal DCS for controlling the operation timing of the data driver 30 based on the timing signals. generate The timing controller 40 outputs the gate control signal GCS to the gate driver 20 and outputs the digital video data DATA and the data control signal DCS to the data driver 30 .

타이밍 제어부(40)는 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)을 구분하기 위해 모드신호(MODE)를 생성할 수 있다. 타이밍 제어부(40)는 모드신호(MODE)를 터치 구동부(50)로 출력할 수 있다.The timing controller 40 may generate a mode signal MODE to distinguish between the display driving period DP and the touch sensing period TP. The timing controller 40 may output the mode signal MODE to the touch driver 50 .

터치 구동부(50)는 타이밍 제어부(40)로부터 모드신호(MODE)를 입력 받고, 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 제어 신호(TCS)를 입력 받고, 전원 공급원(미도시)으로부터 공통전압(Vcom)을 입력받는다.The touch driver 50 receives the mode signal MODE from the timing controller 40, receives the touch control signal TCS from the touch coordinate calculation unit 60, and receives the common voltage Vcom from a power supply source (not shown). ) is entered.

터치 구동부(50)는 모드신호(MODE)에 따라 도 5와 같이 1 프레임 기간(Frame Period)을 디스플레이 구동기간(DP)과 터치 센싱기간(TP)으로 분할하여 동작한다. 터치 구동부(50)는 제1 로직 레벨 전압의 모드신호(MODE)가 입력되면 도 5와 같이 디스플레이 구동기간(DP) 동안 공통전압(Vcom)을 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급한다. 터치 구동부(50)는 제2 로직 레벨 전압의 모드신호(MODE)가 입력되는 경우 터치 센싱 기간(TP) 동안 터치 제어신호(TCS)에 따라 터치 구동전압들(VD1~VDp)을 생성한다. 터치 구동부(50)는 도 5와 같이 터치 센싱기간(TP) 동안 터치 구동전압들(VD1~VDp)을 미리 정해진 순서대로 터치 구동라인들(C1~Cp)에 공급할 수 있다. 미리 정해진 순서는 도 5와 같이 순차적인 순서일 수 있다. 도 5에서는 터치 구동전압들(VD1~VDp)이 공통전압(Vcom)보다 높은 레벨의 전압을 갖는 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 터치 구동전압들(VD1~VDp) 각각은 도 5와 같이 복수 개의 펄스들을 포함할 수 있다. 터치 구동부(50)는 터치 전극(12)들로부터의 센싱 신호들을 터치 로우 데이터(TRD)로 변환하여 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다.The touch driver 50 operates by dividing one frame period into a display driving period DP and a touch sensing period TP according to the mode signal MODE as shown in FIG. 5 . When the mode signal MODE of the first logic level voltage is input, the touch driver 50 supplies the common voltage Vcom to the touch driving lines C1 to Cp during the display driving period DP as shown in FIG. 5 . The touch driver 50 generates touch driving voltages VD1 to VDp according to the touch control signal TCS during the touch sensing period TP when the mode signal MODE of the second logic level voltage is input. As shown in FIG. 5 , the touch driving voltages VD1 to VDp may be supplied to the touch driving lines C1 to Cp in a predetermined order during the touch sensing period TP. The predetermined order may be a sequential order as shown in FIG. 5 . In FIG. 5 , it has been mainly described that the touch driving voltages VD1 to VDp have higher level voltages than the common voltage Vcom, but it is not limited thereto. Each of the touch driving voltages VD1 to VDp may include a plurality of pulses as shown in FIG. 5 . The touch driver 50 converts the sensing signals from the touch electrodes 12 into touch raw data TRD and outputs the converted touch coordinate calculator 60 .

터치 센싱기간(TP) 동안 터치 구동부(50)의 동작에 대한 자세한 설명은 도 6 내지 도 8을 결부하여 후술한다.A detailed description of the operation of the touch driver 50 during the touch sensing period TP will be described later with reference to FIGS. 6 to 8 .

터치 좌표 산출부(60)는 터치 구동부(50)로부터 터치 로우 데이터(TRD)를 입력받는다. 터치 좌표 산출부(60)는 제1 기준값 이상인 터치 로우 데이터(TRD)가 입력되는 경우 사용자의 터치가 발생했다고 판단하고, 제1 기준값 이상의 터치 로우 데이터(TRD)의 터치 전극(12)의 좌표를 터치 좌표로 산출한다. 터치 좌표 산출부(60)는 터치 좌표 정보를 포함하는 터치 좌표 데이터(CD)를 메인 프로세서(70)로 출력한다.The touch coordinate calculator 60 receives touch row data TRD from the touch driver 50 . The touch coordinate calculation unit 60 determines that a user's touch has occurred when the touch raw data TRD equal to or greater than the first reference value is input, and calculates the coordinates of the touch electrodes 12 of the touch raw data TRD equal to or greater than the first reference value. It is calculated by touch coordinates. The touch coordinate calculator 60 outputs touch coordinate data CD including touch coordinate information to the main processor 70 .

메인 프로세서(70)는 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 노트북, 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 스마트폰, 태블릿, 이동 단말기 중 어느 하나의 중앙처리장치(CPU), 호스트 프로세서(Host Processor), 어플리케이션 프로세서(Application Processor), 또는 그래픽 처리장치(GPU)로 구현될 수 있다.The main processor 70 is a central processing unit (CPU) of any one of a navigation system, a set-top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a laptop computer, a home theater system, a broadcasting receiver, a smartphone, a tablet, and a mobile terminal. ), a host processor, an application processor, or a graphic processing unit (GPU).

메인 프로세서(70)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 표시패널(10)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환하여 타이밍 제어부(40)에 전송한다. 메인 프로세서(70)은 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 좌표 데이터(CD)를 입력받을 수 있다. 메인 프로세서(70)는 터치 좌표 데이터(CD)에 따라 터치 좌표에 존재하는 아이콘의 응용 프로그램 또는 어플리케이션 프로그램을 실행하고, 실행 프로그램에 따른 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들(TS)을 타이밍 제어부(40)로 전송한다.The main processor 70 converts the digital video data DATA into a format suitable for display on the display panel 10 and transmits it to the timing controller 40 . The main processor 70 may receive touch coordinate data CD from the touch coordinate calculator 60 . The main processor 70 executes an application program or an application program of an icon existing at the touch coordinates according to the touch coordinate data CD, and transmits digital video data DATA and timing signals TS according to the execution program to the timing control unit. Send to (40).

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부에 대해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a touch driver according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 8 .

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부의 구성을 보다 구체적으로 보여주는 블록도이고, 도 7은 터치전극들 중 제q 터치 전극과 연결되는 제q 터치 구동 라인에 접속된 터치 전압 센싱부의 구성을 보여주는 블록도이며, 도 8은 도 7에 도시된 터치 전압 센싱부의 동작 타이밍도를 보여주는 도면이다.6 is a block diagram showing the configuration of a touch driver according to an embodiment in more detail, and FIG. 7 is a touch voltage sensing unit connected to a qth touch driving line connected to a qth touch electrode among touch electrodes. It is a block diagram showing the configuration, and FIG. 8 is a diagram showing an operation timing diagram of the touch voltage sensing unit shown in FIG. 7 .

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 구동부(50)는 제어신호 생성부(80), 센싱 회로부(90), 멀티플렉서(100), 아날로그 디지털 변환부(110), 디지털 적분기(120), 및 인터페이스부(130)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the touch driver 50 according to an embodiment of the present invention includes a control signal generator 80, a sensing circuit 90, a multiplexer 100, an analog-to-digital converter 110, a digital An integrator 120 and an interface unit 130 are included.

제어 신호 생성부(80)는 인터페이스부(130)를 통해 터치 좌표 산출부(60)로부터 전달되는 터치 제어 신호(TSS)에 따라 터치 구동부(50)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 보다 구체적으로, 제어 신호 생성부(80)는 도 8에 도시된 바와 같이, 각 터치 전극(12) 별로 터치를 센싱하기 위해 할당된 단위 터치 센싱 기간(TSP) 마다 리셋 신호(RCS)를 생성하여 센싱 회로부(90)로 제공한다. 일 실시예에 있어서, 단위 터치 센싱 기간(TSP)는 터치 센싱 기간(TP)와 동일한 시간으로 설정될 수 있다.The control signal generation unit 80 generates a control signal for controlling the touch driver 50 according to the touch control signal TSS transmitted from the touch coordinate calculator 60 through the interface unit 130 . More specifically, as shown in FIG. 8 , the control signal generator 80 generates a reset signal RCS for each unit touch sensing period TSP allocated to sense a touch for each touch electrode 12, It is provided to the sensing circuit unit 90. In one embodiment, the unit touch sensing period (TSP) may be set to the same time as the touch sensing period (TP).

특히, 본 발명에 따른 제어 신호 생성부(80)는 각 터치 전극(12) 별로 할당된 단위 터치 센싱 기간(TSP)을 복수회의 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 및 복수회의 서브 리셋 기간(SRP1~SRPn)으로 교번하여 구동시키기 위한 서브 리셋 신호(SRCS)를 생성하여 센싱 회로부(90)로 제공한다.In particular, the control signal generator 80 according to the present invention uses the unit touch sensing period TSP allocated for each touch electrode 12 as a plurality of sub-sensing periods SSP1 to SSPn and a plurality of sub-reset periods SRP1 to SSPn. A sub-reset signal (SRCS) for alternately driving with SRPn is generated and provided to the sensing circuit unit 90.

본 발명에서 각 터치 전극(12) 별로 할당된 단위 터치 센싱 기간(TSP)을 복수회의 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 및 복수회의 서브 리셋 기간(SRP1~SRPn)으로 교번하여 구동하는 것은, 단위 터치 센싱 기간(TSP) 전체에 걸쳐 터치 전극(12)의 터치 전압을 센싱하게 되면 센싱 회로부(90)에 포함된 각 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압(Vout) 산출시 정전용량뿐만 아니라 기생용량도 계속하여 누적되어 증가되기 때문에 각 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압(Vout)이 터치 전압 센싱부(62)의 정해진 허용 범위를 벗어나 포화(Saturation)될 수 있기 때문이다.In the present invention, driving the unit touch sensing period (TSP) allocated to each touch electrode 12 alternately with a plurality of sub-sensing periods (SSP1 to SSPn) and a plurality of sub-reset periods (SRP1 to SRPn) is a unit touch When the touch voltage of the touch electrode 12 is sensed over the entire sensing period TSP, not only the capacitance but also the parasitic capacitance when calculating the output voltage Vout of each touch voltage sensing unit 62 included in the sensing circuit unit 90 This is because the output voltage Vout of each touch voltage sensing unit 62 may deviate from a predetermined allowable range of the touch voltage sensing unit 62 and become saturated because the voltage is continuously accumulated and increased.

즉, 본 발명은, 센싱 회로부(90)에 포함된 각 터치 전압 센싱부(62)가 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 동안 터치 전극(12)의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 분할하여 센싱하고, 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn)이 종료될 때마다 서브 리셋 기간(SRP1~SRPn)을 통해 터치 전압 센싱부(62)를 리셋시킨다. 이를 통해, 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압(Vout)이 터치 전압 센싱부(62)의 정해진 허용 범위를 벗어나 포화되는 것을 방지할 수 있게 된다.That is, in the present invention, each touch voltage sensing unit 62 included in the sensing circuit unit 90 divides the voltage charged in the capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode 12 during the sub-sensing period SSP1 to SSPn, and resets the touch voltage sensing unit 62 through the sub-reset period SRP1 to SRPn whenever the sub-sensing period SSP1 to SSPn ends. Through this, it is possible to prevent the output voltage Vout of the touch voltage sensing unit 62 from being saturated beyond a predetermined allowable range of the touch voltage sensing unit 62 .

일 실시예에 있어서 제어 신호 생성부(80)는, 제1 로직 레벨로 유지되는 시간 동안 터치 전압 센싱부(62)가 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn)으로 구동되고, 제2 로직 레벨로 유지되는 시간 동안 터치 전압 센싱부(62)가 서브 리셋 기간(SRP1~SRPn)으로 구동되도록 서브 리셋 신호(SRSP)를 생성할 수 있다.In an exemplary embodiment, the control signal generator 80 operates the touch voltage sensing unit 62 during the sub-sensing period SSP1 to SSPn while the first logic level is maintained, and is maintained at the second logic level. The sub reset signal SRSP may be generated so that the touch voltage sensing unit 62 is driven during the sub reset period SRP1 to SRPn for a period of time.

센싱 회로부(90)는 각 터치 전극(12)의 터치를 센싱하기 위한 것으로서, 각 터치 전극(12)의 터치를 센싱하기 위한 복수개의 터치 전압 센싱부(62)를 포함한다. 터치 전압 센싱부(62)는 각 터치 전극(12)에 연결된 터치 구동라인 별로 접속되어 각 터치 전극(12)의 터치를 센싱한다. 각 터치 전압 센싱부(62)는 터치 전극(12)의 터치를 센싱하여 산출되는 출력전압(Vout)을 멀티플렉서(100)를 통해 아날로그 디지털 변환부(110)로 제공한다.The sensing circuit unit 90 is for sensing the touch of each touch electrode 12 and includes a plurality of touch voltage sensing units 62 for sensing the touch of each touch electrode 12 . The touch voltage sensing unit 62 is connected to each touch driving line connected to each touch electrode 12 and senses a touch of each touch electrode 12 . Each touch voltage sensing unit 62 senses the touch of the touch electrode 12 and provides the output voltage Vout calculated by sensing the touch to the analog-to-digital converter 110 through the multiplexer 100 .

이하, 도 7을 참조하여 터치 전압 센싱부(62)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the touch voltage sensing unit 62 will be described in more detail with reference to FIG. 7 .

도 7은 복수개의 터치 전극들 중 제q q(q는 1≤q≤p를 만족하는 양의 정수) 터치 전극에 연결된 제q 터치 구동 라인(Cq)에 접속되는 터치 전압 센싱부(62)의 구성을 도시한 것이다.7 is a configuration of the touch voltage sensing unit 62 connected to the qth touch driving line Cq connected to the qth touch electrode (where q is a positive integer satisfying 1≤q≤p) among a plurality of touch electrodes. is shown

터치 전압 센싱부(62)는 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 접속하여 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)에 충전된 전압(Va)을 센싱한다. 이를 위해, 도 7에 도시된 바와 같이, 터치 전압 센싱부(62)는 터치 구동전압 출력부(140), 연산 증폭기(150), 피드백 커패시터(160), 및 리셋 스위치(170)를 포함한다.The touch voltage sensing unit 62 is connected to the touch electrode TEq through the qth touch driving line Cq and generates a voltage Va charged in the parasitic capacitance Cp and capacitance Cs of the touch electrode TEq. senses To this end, as shown in FIG. 7 , the touch voltage sensing unit 62 includes a touch driving voltage output unit 140 , an operational amplifier 150 , a feedback capacitor 160 , and a reset switch 170 .

터치 구동전압 출력부(140)는 터치 구동라인(Cq)에 접속되어 터치 구동전압(VDq)을 터치 전극(TEq)에 출력한다. 구체적으로, 터치 구동전압 출력부(140)는 터치 제어 신호(TSS)에 따라 단위 터치 센싱 기간(TSP)동안 제q 터치 구동라인(Cq)을 통해 터치 전극(TEq)에 터치 구동전압(VDq)를 공급한다.The touch driving voltage output unit 140 is connected to the touch driving line Cq and outputs the touch driving voltage VDq to the touch electrode TEq. Specifically, the touch driving voltage output unit 140 outputs the touch driving voltage VDq to the touch electrode TEq through the qth touch driving line Cq during the unit touch sensing period TSP according to the touch control signal TSS. supply

터치 전극(TEq)은 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속된다. 도 7에서 도면 부호 "Rq"는 제q 터치 구동라인(Cq)의 저항을 의미한다. 터치 전극(TEq)은 도 3과 같이 화소(P)들뿐만 아니라 게이트 라인들, 데이터라 인들 또는 다른 터치 구동라인들과 중첩될 수 있으며, 이로 인해 터치 전극(TEq)과 화소(P)들의 화소 전극들과 게이트 라인들, 데이터 라인들 또는 다른 터치 구동라인들 사이에 도 7과 같이 기생용량(Parasitic Capacitance, Cp)이 형성될 수 있다. 또한, 터치 전극(TEq)과 사람의 손가락 또는 펜 사이에는 도 7과 같이 정전용량(Cs)이 형성될 수 있다. 터치가 발생된 터치 전극(TEq)에는 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)이 형성되나, 터치가 발생되지 않은 터치 전극에는 기생용량(Cp)만이 형성된다. 도 7에서는 설명의 편의를 위해 터치가 발생된 터치 전극(TEq)만을 예시하였다.The touch electrode TEq is connected to the qth touch driving line Cq. In FIG. 7 , reference numeral “Rq” denotes resistance of the qth touch driving line Cq. As shown in FIG. 3 , the touch electrode TEq may overlap not only the pixels P, but also gate lines, data lines, or other touch driving lines. Parasitic capacitance (Cp) may be formed between the pixel electrodes and gate lines, data lines, or other touch driving lines as shown in FIG. 7 . In addition, capacitance Cs may be formed between the touch electrode TEq and a person's finger or pen, as shown in FIG. 7 . Parasitic capacitance Cp and capacitance Cs are formed in the touched touch electrode TEq, but only parasitic capacitance Cp is formed in the non-touched touch electrode. In FIG. 7 , only the touch electrode TEq where a touch is generated is illustrated for convenience of description.

연산 증폭기(150)는 제1 입력단자(IN1), 제2 입력단자(IN2), 및 출력 단자(o)를 포함한다. 연산 증폭기(150)의 제1 입력단자(IN1)는 제q 터치 구동라인(Cq)에 접속되고, 제2 입력단자(IN2)는 초기화 전압이 공급되는 초기화 전압라인(VREFL)에 접속되며, 출력 단자(o)는 아날로그 디지털 변환부(110)에 접속된다.The operational amplifier 150 includes a first input terminal IN1, a second input terminal IN2, and an output terminal o. The first input terminal IN1 of the operational amplifier 150 is connected to the qth touch driving line Cq, the second input terminal IN2 is connected to the initialization voltage line VREFL to which an initialization voltage is supplied, and outputs Terminal (o) is connected to the analog-to-digital converter 110.

이때, 도 7에 도시하지는 않았지만 출력단자(o)와 아날로그 디지털 변환부(110) 사이에 저장 커패시터(Cs)가 더 포함될 수도 있다. 저장 커패시터(Cs)는 출력 단자(o)와 그라운드 전압원 사이에 접속되어 출력 단자(o)의 출력 전압(Vout)을 충전하는 역할을 수행한다.At this time, although not shown in FIG. 7 , a storage capacitor Cs may be further included between the output terminal o and the analog-to-digital converter 110 . The storage capacitor Cs is connected between the output terminal o and the ground voltage source to charge the output voltage Vout of the output terminal o.

피드백 커패시터(Cfb, 160)는 연산 증폭기(150)의 제1 입력단자(IN1)와 출력 단자(o) 사이에 접속된다.The feedback capacitor (Cfb, 160) is connected between the first input terminal (IN1) and the output terminal (o) of the operational amplifier (150).

리셋 스위치(170)는 단위 터치 센싱 기간(TSP)마다 제어신호 생성부(80)로부터 수신되는 리셋신호(RCS)에 따라 피드백 커패시터(160)를 리셋시킨다. 특히, 본 발명에 따른 리셋 스위치(170)는 단위 터치 센싱 기간(TSP) 동안 제어 신호 생성부(80)로부터 수신되는 서브 리셋 신호(SRCS)에 따라 피드백 커패시터(170)를 추가로 리셋시킨다.The reset switch 170 resets the feedback capacitor 160 according to the reset signal RCS received from the control signal generator 80 for each unit touch sensing period TSP. In particular, the reset switch 170 according to the present invention additionally resets the feedback capacitor 170 according to the sub reset signal SRCS received from the control signal generator 80 during the unit touch sensing period TSP.

즉, 리셋 스위치(170)는 서브 리셋 신호(SRCS)가 제1 로직 레벨로 유지되는 시간 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 동안 오프되어 터치 전압 센싱부(62)가 터치 전극(TEq)의 전압을 센싱하여 출력전압(Vout)를 출력하게 한다. 또한, 리셋 스위치(170)는 서브 리셋 신호(SRCS)가 제2 로직 레벨로 유지되는 서브 리셋 기간(SRP1~SRPn) 동안 온되어 피드백 커패시터(76)를 리셋 시킴으로써 터치 전압 센싱부(53)의 출력전압(Vout)이 리셋되도록 한다.That is, the reset switch 170 is turned off during the time sub-sensing period SSP1 to SSPn during which the sub-reset signal SRCS is maintained at the first logic level, so that the touch voltage sensing unit 62 detects the voltage of the touch electrode TEq. It senses and outputs the output voltage (Vout). In addition, the reset switch 170 is turned on during the sub-reset period SRP1 to SRPn in which the sub-reset signal SRCS is maintained at the second logic level to reset the feedback capacitor 76, thereby resetting the output of the touch voltage sensing unit 53. This causes the voltage (Vout) to be reset.

이러한 리셋 스위치(170)의 동작에 따라 각 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 동안 연산 증폭기(150)에서 출력되는 출력전압(Vout)은 아래의 수학식 1과 같다.According to the operation of the reset switch 170, the output voltage Vout output from the operational amplifier 150 during each sub-sensing period SSP1 to SSPn is as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Voutn=((Cs+Cp)/Cfb)*VtVoutn=((Cs+Cp)/Cfb)*Vt

수학식 1에서, "Voutn"은 n번째 서브 센싱 기간(SSPn) 동안 연산 증폭기(150)의 출력 전압을 나타내고, "Cs"는 터치 전극(TEq)의 정전용량을 나타내며, "Cp"는 터치 전극(TEq)의 기생용량을 나타내고, "Cfb"는 피드백 커패시터(160)의 용량을 나타내며, "Vt"는 터치 전극(TEq)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)에 충전된 전압을 나타낸다.In Equation 1, "Voutn" represents the output voltage of the operational amplifier 150 during the nth sub-sensing period SSPn, "Cs" represents the capacitance of the touch electrode TEq, and "Cp" represents the touch electrode (TEq) represents the parasitic capacitance, “Cfb” represents the capacitance of the feedback capacitor 160, and “Vt” represents the voltage charged in the parasitic capacitance (Cp) and capacitance (Cs) of the touch electrode (TEq). .

이와 같이, 본 발명은 리셋 스위치(170)가 단위 터치 센싱 기간(TSP) 동안 제어신호 생성부(80)로부터 수신되는 서브 리셋 신호(SRCS)에 따라 피드백 커패시터(160)를 리셋 시키기 때문에, 터치 전극(12)에 충전된 전압을 복수회의 서브 센싱 기간(SSP1~SSPn) 동안 분할하여 센싱할 수 있어, 터치 전압 센싱부(62) 출력전압이 포화되는 것을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, since the reset switch 170 resets the feedback capacitor 160 according to the sub-reset signal SRCS received from the control signal generator 80 during the unit touch sensing period TSP, the touch electrode The voltage charged in (12) can be divided and sensed during a plurality of sub-sensing periods SSP1 to SSPn, thereby preventing the output voltage of the touch voltage sensing unit 62 from being saturated.

멀티플렉서(100, Multiplex: MUX)는 인터페이스부(130)를 통해 터치 좌표 산출부(60)로부터 전달되는 터치 제어 신호(TCS)에 응답하여 복수개의 터치 전압 센싱부(62)들 중 어느 하나로부터 출력되는 출력전압(Vout)을 아날로그 디지털 변환부(110)로 출력한다.The multiplexer 100 (Multiplex: MUX) outputs an output from any one of a plurality of touch voltage sensing units 62 in response to a touch control signal TCS transmitted from the touch coordinate calculator 60 through the interface unit 130. The output voltage Vout is output to the analog-to-digital conversion unit 110.

특히, 본 발명에 따른 멀티플렉서(100)는 각 터치 전극(12)별로 할당된 단위 터치 센셍 기간(TSP) 내에서 터치 전압 센싱부(62) 별로 서브 센싱 기간 동안(SSP1~SSPn) 산출된 출력전압(Voutn)들을 아날로그 디지털 변환부(110)로 전달한다. In particular, the multiplexer 100 according to the present invention outputs voltages calculated during sub-sensing periods (SSP1 to SSPn) for each touch voltage sensing unit 62 within a unit touch sensing period (TSP) allocated to each touch electrode 12. (Voutn) is transferred to the analog-to-digital conversion unit 110.

아날로그 디지털 변환부(110, ADC)는 멀티플렉서(100)로부터 출력되는 각 터치 전압 센싱부(62)의 서브 센싱 기간(SSP~SSPn) 별 출력전압(Vout1~Voutn)을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터(STRD1~STRDn)로 변환한다. 즉, 아날로그 디지털 변환부(110)는 제1 서브 센싱 기간(SSP1) 동안 산출된 제1 출력전압(Vout1)을 디지털 데이터인 제1 서브 터치 로우 데이터(STRD1)으로 변환하고, 제n 서브 센싱 기간(SSPn)동안 산출된 제n 출력전압(Voutn)을 제n 서브 터치 로우 데이터(STRDn)로 변환한다.The analog-to-digital conversion unit 110 converts the output voltages Vout1 to Voutn for each sub-sensing period SSP to SSPn of each touch voltage sensing unit 62 output from the multiplexer 100 into sub-touch raw data, which is digital data. Convert to (STRD1 to STRDn). That is, the analog-to-digital conversion unit 110 converts the first output voltage Vout1 calculated during the first sub-sensing period SSP1 into first sub-touch raw data STRD1 that is digital data, and converts the n-th sub-sensing period The nth output voltage Voutn calculated during (SSPn) is converted into nth sub-touch raw data STRDn.

아날로그 디지털 변환부(110)는 단위 터치 센싱 기간(TSP) 동안 각 터치 전극(12)별로 산출된 각 서브 터치 로우 데이터(STRD1~STRDn)를 디지털 적분기(120)로 전달한다.The analog-to-digital converter 110 transmits sub-touch raw data STRD1 to STRDn calculated for each touch electrode 12 to the digital integrator 120 during the unit touch sensing period TSP.

디지털 적분기(120)는 아날로그 디지털 변환부(110)로부터 전달되는 각 터치전극(12)에 대한 서브 터치 로우 데이터(STRD1~STRDn)를 디지털 적분하여 단위 터치 센싱 기간(TSP) 동안 각 터치 전극(12)의 터치 로우 데이터(TRD)를 산출한다. 즉, 디지털 적분기(120)는 제1 서브 센싱 기간(SSP1) 동안 산출된 제1 출력전압(Vout1)에 대한 제1 서브 터치 로우 데이터(STRD1)부터 제n 서브 센싱 기간(SSPn)동안 산출된 제n 출력전압(Voutn)에 대한 제n 서브 터치 로우 데이터(STRDn)를 모두 합산함으로써 단위 터치 센싱 기간(TSP)동안 각 터치 전극(12)의 터치 로우 데이터를 산출한다.The digital integrator 120 digitally integrates the sub-touch raw data (STRD1 to STRDn) for each touch electrode 12 transmitted from the analog-to-digital conversion unit 110 to generate the values of each touch electrode 12 during a unit touch sensing period (TSP). ) of the touch row data TRD is calculated. That is, the digital integrator 120 calculates the first output voltage Vout1 calculated during the first sub-sensing period SSP1 from the first sub-touch raw data STRD1 to the n-th sub-sensing period SSPn. Touch raw data of each touch electrode 12 during the unit touch sensing period TSP is calculated by summing all the n th sub-touch raw data STRDn for the n output voltage Voutn.

디지털 적분기(120)는 산출된 터치 로우 데이터(TRD)를 인터페이스부(66)를 통해 터치 좌표 산출부(60)로 출력한다. The digital integrator 120 outputs the calculated touch raw data TRD to the touch coordinate calculation unit 60 through the interface unit 66 .

인터페이스부(130)는 터치 좌표 산출부(60)로부터 터치 제어 신호(TSS)를 수신하여 터치 전압 센싱부(62)들로 전달하고, 디지털 적분기(120)로부터 수신되는 각 터치 전극(12)의 터치 로우 데이터(TRD)를 터치 좌표 산출부(60)로 전달한다.The interface unit 130 receives the touch control signal TSS from the touch coordinate calculation unit 60 and transfers it to the touch voltage sensing units 62, and transmits the touch voltage sensing unit 62 to each touch electrode 12 received from the digital integrator 120. The touch row data TRD is transferred to the touch coordinate calculator 60 .

도 9(a)는 본 발명에 따라 단위 터치 센싱 기간 동안 터치 전극의 전압을 n회 분할하여 센싱했을 때 획득된 터치 로우 데이터를 보여주는 도면이고, 도 9(b)는 종래에 따라 단위 터치 센싱 기간 동안 터치 전극의 전압을 분할하지 않고 센싱했을 때 획득된 터치 로우 데이터를 보여주는 도면이다.9(a) is a view showing touch raw data obtained when the voltage of a touch electrode is divided and sensed n times during a unit touch sensing period according to the present invention, and FIG. 9(b) shows a unit touch sensing period according to the prior art This is a diagram showing touch raw data obtained when the voltage of the touch electrode is sensed without being divided during the period.

도 9(b)에서 알 수 있듯이, 단위 터치 센싱 기간 동안 터치 전극의 전압을 분할하지 않고 센싱하는 경우 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되기 때문에 정확한 터치 로우 데이터가 획득되지 않는다는 것을 알 수 있다. 하지만 도 9(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 단위 터치 센싱 기간 동안 터치 전극의 전압을 n회 분할하여 센싱하는 경우 터치 전압 센싱부의 출력전압이 포화되지 않기 때문에 정확한 터치 로우 데이터가 획득된다는 것을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 9( b ), when the voltage of the touch electrode is sensed without being divided during the unit touch sensing period, since the output voltage of the touch voltage sensing unit is saturated, accurate touch raw data cannot be obtained. However, as shown in FIG. 9(a), when the voltage of the touch electrode is sensed by dividing it n times during a unit touch sensing period according to the present invention, accurate touch raw data is obtained because the output voltage of the touch voltage sensing unit is not saturated. it can be seen that

이하, 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 터치 스크린 장치의 구동 방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of driving a touch screen device according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 10 .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 장치의 구동 방법을 보여주는 플로우차트이다.10 is a flowchart showing a method of driving a touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 터치 스크린의 구동 방법은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같은 구성을 갖는 터치 스크린 장치에 적용될 수 있다.The method for driving a touch screen illustrated in FIG. 10 may be applied to a touch screen device having a configuration illustrated in FIGS. 2 to 7 .

도 10에 도시된 바와 같이, 리셋신호(RCS)에 따라 리셋 스위치(170)를 오프 시켜 피드백 커패시터(160)에 충전된 전압을 리셋시킨다(S900).As shown in FIG. 10, the voltage charged in the feedback capacitor 160 is reset by turning off the reset switch 170 according to the reset signal RCS (S900).

이후, 서브 리셋 신호(SRCS)가 제1 로직 레벨로 유지되는 제1 서브 센싱 기간(SSP1) 동안 리셋 스위치(170)를 오프상태로 유지시킴으로써 터치 전극(12)에 충전된 전압을 센싱하여 제1 출력전압(Vout1)을 산출한다(S910). 이때, 제1 출력전압은 터치 전극(12)에 터치 구동 전압(VD)을 인가함에 의해 터치 전극(12)의 기생용량(Cp)과 정전용량(Cs)에 충전된 전압을 센싱함에 의해 산출된다.Thereafter, the voltage charged in the touch electrode 12 is sensed by maintaining the reset switch 170 in an off state during the first sub-sensing period SSP1 in which the sub-reset signal SRCS is maintained at the first logic level, thereby sensing the first sub-sensing period SSP1. The output voltage (Vout1) is calculated (S910). At this time, the first output voltage is calculated by sensing the voltage charged in the parasitic capacitance Cp and capacitance Cs of the touch electrode 12 by applying the touch driving voltage VD to the touch electrode 12. .

이후, 제1 출력전압(Vout1)을 디지털로 변환하여 제1 서브 터치 로우 데이터를 생성한다(S920).Thereafter, first sub-touch raw data is generated by converting the first output voltage Vout1 into digital (S920).

이후, 서브 리셋 신호(SRCS)가 제2 로직 레벨로 유지되는 제1 서브 리셋 기간(SRP1) 동안 리셋 스위치(170)를 온상태로 유지시켜 피드백 커패시터(Cfb)에 충전된 전압을 리셋시켜 제1 출력전압(Vout1)을 리셋시킨다(S930). 이에 따라, 제1 서브 리셋 기간(SRP1) 동안 연산 증폭기(150)의 출력전압(Vout)이 초기화 전압으로 리셋된다.Thereafter, during the first sub-reset period SRP1 in which the sub-reset signal SRCS is maintained at the second logic level, the voltage charged in the feedback capacitor Cfb is reset by maintaining the reset switch 170 in an on state to reset the first sub-reset period SRP1. The output voltage Vout1 is reset (S930). Accordingly, the output voltage Vout of the operational amplifier 150 is reset to the initialization voltage during the first sub-reset period SRP1.

이후, 서브 센싱 기간 및 서브 리셋 기간이 n회 반복되었는지 여부를 판단하고(S940), n회 반복되었다면 제1 서브 센싱 기간(SSP1) 내지 제n 서브 센싱 시간(SSPn) 동안 산출된 제1 서브 터치 로우 데이터(STDR1) 내지 제n 서브 터치 로우 데이터(STDRn)를 디지털 적분하여 터치 로우데이터(TDR)를 산출한다(S950).Thereafter, it is determined whether the sub-sensing period and the sub-reset period have been repeated n times (S940), and if they have been repeated n times, the first sub-touch calculated during the first sub-sensing period SSP1 to the n-th sub-sensing time SSPn is determined (S940). Touch raw data TDR is calculated by digitally integrating raw data STDR1 to n th sub-touch raw data STDRn (S950).

일 실시예에 있어서, 디지털 적분은 제1 서브 터치 로우 데이터(STDR1) 내지 제n 서브 터치 로우 데이터(STDRn)를 합산함으로써 수행될 수 있다.In an embodiment, digital integration may be performed by summing first sub-touch raw data STDR1 to n-th sub-touch raw data STDRn.

이후, S950에서 산출된 터치 로우 데이터를 이용하여 터치 좌표를 획득한다(S960). Then, touch coordinates are obtained using the touch raw data calculated in S950 (S960).

한편, S940에서 서브 센싱 기간 및 서브 리셋 기간이 n회 반복되지 않았다면 S910 내지 S930을 서브 센싱 기간 및 서브 리셋 기간이 n회 될 때까지 반복한다.Meanwhile, if the sub-sensing period and the sub-reset period are not repeated n times in S940, S910 to S930 are repeated until the sub-sensing period and the sub-reset period are n times.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to understand that the above-described present invention may be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features.

예컨대, 상술한 실시예에 있어서는, 터치 전압 센싱부(62)에 포함된 리셋 스위치(170)를 이용하여 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압이 서브 리셋 기간 동안 리셋되는 것으로 설명하였다.For example, in the above-described embodiment, it has been described that the output voltage of the touch voltage sensing unit 62 is reset during the sub-reset period by using the reset switch 170 included in the touch voltage sensing unit 62 .

하지만, 변형된 실시예에 있어서, 본 발명은 터치 전압 센싱부(62)에 포함된 리셋 스위치(170) 외에 별도의 스위치를 추가하여 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압을 서브 리셋 기간 동안 리셋시킬 수도 있을 것이다.However, in a modified embodiment, the present invention resets the output voltage of the touch voltage sensing unit 62 during the sub-reset period by adding a separate switch in addition to the reset switch 170 included in the touch voltage sensing unit 62. you might be able to do it

이를 통해, 기존의 터치 전압 센싱부(62) 내에 포함된 리셋 스위치(170)의 온오프 타이밍을 변화시키지 않고도 터치 전압 센싱부(62)의 출력전압을 리셋시키거나 터치 전극에 충전된 전압을 분할하여 센싱할 수 있게 된다.Through this, the output voltage of the touch voltage sensing unit 62 is reset or the voltage charged in the touch electrode is divided without changing the on/off timing of the reset switch 170 included in the existing touch voltage sensing unit 62. so that it can be sensed.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 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.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

10: 표시 패널 20: 게이트 구동부
30: 데이터 구동부 40: 타이밍 제어부
50: 터치 구동부 60: 터치 좌표 산출부
70: 메인 프로세서 80: 제어 신호 생성부
90: 센싱 회로부 100: 멀티플렉서
110: 아날로그 디지털 변환부 120: 디지털 적분기
130: 인터페이스부
10: display panel 20: gate driver
30: data driver 40: timing controller
50: touch drive unit 60: touch coordinate calculation unit
70: main processor 80: control signal generator
90: sensing circuit unit 100: multiplexer
110: analog to digital conversion unit 120: digital integrator
130: interface unit

Claims (10)

복수의 서브 센싱 기간 및 복수의 서브 리셋 기간이 교번하여 구성된 단위 터치 센싱 기간 동안, 상기 서브 센싱 기간 마다 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하고, 상기 서브 리셋 기간 마다 상기 출력전압을 초기화 전압으로 리셋시키는 터치 전압 센싱부;
상기 서브 센싱 기간 별로 산출된 상기 터치 전압 센싱부의 출력전압을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
상기 단위 터치 센싱 기간 동안 산출된, 상기 터치 전극에 대한 복수의 서브 터치 로우 데이터들을 누적하여 상기 단위 터치 센싱 기간의 터치 로우 데이터를 산출하는 디지털 적분기를 포함하고,
상기 터치 전압 센싱부는
상기 터치 전극의 정전 용량과 기생 용량에 충전된 전압을 상기 복수의 서브 센싱 기간으로 분할 센싱하여, 상기 복수의 서브 센싱 기간 각각에서 상기 초기화 전압으로부터 증가된 상기 출력전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
During a unit touch sensing period configured by alternating a plurality of sub-sensing periods and a plurality of sub-reset periods, the output voltage is calculated by sensing the voltage charged in the capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode for each sub-sensing period, and the sub-reset a touch voltage sensing unit resetting the output voltage to an initialization voltage at each period;
an analog-to-digital conversion unit converting the output voltage of the touch voltage sensing unit calculated for each sub-sensing period into sub-touch raw data, which is digital data; and
a digital integrator calculating touch row data of the unit touch sensing period by accumulating a plurality of sub-touch row data for the touch electrode, which are calculated during the unit touch sensing period;
The touch voltage sensing unit
The touch characterized in that the output voltage increased from the initialization voltage is calculated in each of the plurality of sub sensing periods by dividing and sensing a voltage charged in the capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode in the plurality of sub sensing periods. screen device.
제1항에 있어서,
상기 터치 전압 센싱부는,
상기 터치전극에 연결된 터치 구동 라인이 접속되는 제1 입력단자, 기준 전압이 공급되는 제2 입력단자, 및 출력단자를 포함하는 연산 증폭기;
상기 제1 입력 단자와 상기 출력단자에 접속된 피드백 커패시터; 및
상기 피드백 커패시터를 리셋시키는 리셋 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 1,
The touch voltage sensing unit,
an operational amplifier including a first input terminal to which a touch driving line connected to the touch electrode is connected, a second input terminal to which a reference voltage is supplied, and an output terminal;
a feedback capacitor connected to the first input terminal and the output terminal; and
and a reset switch for resetting the feedback capacitor.
제2항에 있어서,
상기 서브 리셋 기간 동안 상기 리셋 스위치가 온되어 상기 피드백 커패시터에 충전된 전압이 리셋되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 2,
The touch screen device of claim 1 , wherein the reset switch is turned on during the sub-reset period to reset the voltage charged in the feedback capacitor.
제1항에 있어서,
상기 단위 터치 센싱 기간을 상기 복수의 서브 센싱 기간 및 상기 복수의 서브 리셋 기간으로 교번하여 분할하기 위한 서브 리셋 신호를 생성하여 상기 터치 전압 센싱부로 공급하는 제어 신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 1,
and a control signal generator generating a sub-reset signal for alternately dividing the unit touch sensing period into the plurality of sub-sensing periods and the plurality of sub-reset periods and supplying the generated sub-reset signal to the touch voltage sensing unit. screen device.
제4항에 있어서,
상기 서브 센싱 기간은 상기 서브 리셋 신호가 제1 로직 레벨로 유지되는 기간이고, 상기 서브 리셋 기간은 상기 서브 리셋 신호가 제2 로직 레벨로 유지되는 기간인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 4,
The sub-sensing period is a period in which the sub-reset signal is maintained at a first logic level, and the sub-reset period is a period in which the sub-reset signal is maintained at a second logic level.
제5항에 있어서,
상기 서브 리셋 신호가 상기 제1 로직 레벨로 유지되는 시간 동안 오프되어 상기 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압이 센싱되게 하고, 상기 서브 리셋 신호가 상기 제2 로직 레벨로 유지되는 시간 동안 온되어 상기 출력전압을 리셋시키는 리셋 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 5,
The sub-reset signal is turned off while being maintained at the first logic level so that a voltage charged in capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode is sensed, and while the sub-reset signal is maintained at the second logic level. The touch screen device further comprises a reset switch turned on to reset the output voltage.
제1항에 있어서,
상기 터치 전압 센싱부는,
상기 터치 전극의 정전용량과 기생용량을 충전시키기 위해 상기 터치 전극에 터치 구동 전압을 출력하는 터치 구동전압 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치.
According to claim 1,
The touch voltage sensing unit,
The touch screen device further comprises a touch driving voltage output unit outputting a touch driving voltage to the touch electrodes to charge capacitance and parasitic capacitance of the touch electrodes.
터치 전압 센싱부에서, 터치 전극의 정전용량과 기생용량을 터치 구동전압으로 충전하는 단계;
상기 터치 전압 센싱부에서, 복수의 서브 센싱 기간 및 복수의 서브 리셋 기간이 교번하여 구성된 단위 터치 센싱 기간 동안, 각 서브 센싱 기간 마다 상기 터치 전극의 정전 용량과 기생용량에 충전된 전압을 센싱하여 출력전압을 산출하는 단계;
상기 터치 전압 센싱부에서, 각 서브 리셋 기간 마다 상기 출력전압을 초기화 전압으로 리셋시키는 단계;
아날로그 디지털 변환부에서, 상기 각 서브 센싱 기간 별로 산출된 상기 출력전압을 디지털 데이터인 서브 터치 로우 데이터로 변환하는 단계; 및
디지털 적분기에서, 상기 단위 터치 센싱 기간 동안 생성된, 상기 터치 전극에 대한 복수의 서브 터치 로우 데이터들을 누적하여 상기 단위 터치 센싱 기간의 터치 로우 데이터를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 터치 전압 센싱부는
상기 터치 전극의 정전 용량과 기생 용량에 충전된 전압을 상기 복수의 서브 센싱 기간으로 분할 센싱하여, 상기 복수의 서브 센싱 기간 각각에서 상기 초기화 전압으로부터 증가된 상기 출력전압을 산출하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치의 구동 방법.
charging capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode with a touch driving voltage in a touch voltage sensing unit;
The touch voltage sensing unit senses and outputs a voltage charged in capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode for each sub-sensing period during a unit touch sensing period in which a plurality of sub-sensing periods and a plurality of sub-reset periods are alternately configured. calculating the voltage;
resetting, by the touch voltage sensing unit, the output voltage to an initialization voltage for each sub-reset period;
converting, by an analog-to-digital converter, the output voltage calculated for each sub-sensing period into sub-touch raw data that is digital data; and
calculating, in a digital integrator, touch row data of the unit touch sensing period by accumulating a plurality of sub-touch row data for the touch electrode, generated during the unit touch sensing period;
The touch voltage sensing unit
The touch characterized in that the output voltage increased from the initialization voltage is calculated in each of the plurality of sub sensing periods by dividing and sensing a voltage charged in the capacitance and parasitic capacitance of the touch electrode in the plurality of sub sensing periods. How to drive a screen device.
제8항에 있어서,
제어 신호 생성부에서, 상기 단위 터치 센싱 기간을 상기 복수의 서브 센싱 기간 및 상기 복수의 서브 리셋 기간으로 교번하여 분할하기 위한 서브 리셋 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치의 구동 방법.
According to claim 8,
and generating, by a control signal generator, a sub reset signal for alternately dividing the unit touch sensing period into the plurality of sub sensing periods and the plurality of sub reset periods. driving method.
제9항에 있어서,
상기 서브 센싱 기간은 상기 서브 리셋 신호가 제1 로직 레벨로 유지되는 기간이고, 상기 서브 리셋 기간은 상기 서브 리셋 신호가 제2 로직 레벨로 유지되는 기간인 것을 특징으로 하는 터치 스크린 장치의 구동 방법.
According to claim 9,
The sub-sensing period is a period in which the sub-reset signal is maintained at a first logic level, and the sub-reset period is a period in which the sub-reset signal is maintained at a second logic level.
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