KR20160141259A - Finger sensor integrated type touch screen panel and driving method of the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a touch screen having at least one finger&touch area and multiple touch areas in a display area. More specifically, the present invention relates to a finger sensor integrated touch screen apparatus which simplifies a circuit composition of a touch interated circuit (IC), and reduces the size of the touch IC and power consumption. The finger sensor integrated touch screen apparatus includes: a touch screen having at least one finger&touch area and multiple touch areas; finger&touch sensors; a sensing unit for common use; an analogue integration & amplifier; and an analogue-digital converter.

Description

지문센서 일체형 터치 스크린 장치와 그 구동방법{FINGER SENSOR INTEGRATED TYPE TOUCH SCREEN PANEL AND DRIVING METHOD OF THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a fingerprint sensor integrated touch screen device and a driving method thereof,

본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지문인식 기능을 갖는 터치 스크린 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fingerprint sensor integrated touch screen device, and more particularly, to a touch screen device having a fingerprint recognition function.

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. With the development of computer technology, various applications such as a notebook computer, a tablet PC, a smart phone, a personal digital assistant, an automated teller machine, a search guide system, Computer based systems have been developed. Because these systems typically store a large amount of confidential data such as business information or business secrets, as well as personal information related to personal privacy, there is a need to enhance security to protect these data.

이를 위해 종래부터 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있는 지문센서가 알려져 있다. For this purpose, there has been known a fingerprint sensor capable of enhancing security by registering or authenticating a system using a fingerprint of a finger.

지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서이다. 지문센서는 광학식 지문센서(optical fingerprint sensor)와 정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)로 크게 나누어진다. The fingerprint sensor is a sensor that detects a human fingerprint. The fingerprint sensor is roughly divided into an optical fingerprint sensor and a capacitive fingerprint sensor.

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 해 야하기 때문에 크기를 줄이는 데에 한계가 있고 광원 자체가 고가이기 때문에 제조비가 증가한다는 문제점이 있다. An optical fingerprint sensor uses a principle of irradiating a light source such as an LED (Light Emitting Diode) or the like and detecting light reflected by a ridge of a fingerprint through a CMOS image sensor. Since the optical fingerprint sensor needs to scan using LED, there is a limitation in reducing the size and a manufacturing cost is increased because the light source itself is expensive.

정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)는 지문센서와 접촉되는 융선(ridge)과 골(valley) 사이에 대전되는 전기량의 차를 이용한 것이다.A capacitive fingerprint sensor utilizes a difference in the quantity of electricity charged between a ridge and a valley in contact with the fingerprint sensor.

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. A conventional capacitive fingerprint sensor is known as "capacitive sensor packaging ", US Patent Publication No. US2013 / 0307818 published on November 21, 2013. In the capacitive fingerprint sensor described in the above-mentioned U.S. Patent Application Publication, the capacitive fingerprint sensor is configured in the form of an assembly combined with a specific push button, and the electrostatic capacitance between the capacitive plate and the fingerprint (ridge and valley) A circuit for measuring capacitance includes a silicon wafer printed thereon.

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. Generally, ridges and valleys of human fingerprints are very small in size from about 300 μm to 500 μm. Therefore, the capacitive fingerprint sensor of the above-mentioned United States publication uses a high-resolution sensor array and an IC Integrated Chip) is required, and a silicon wafer that can form an integrated sensor array and IC is used. However, when a high-resolution sensor array and an IC are formed together using a silicon wafer, an assembly structure for combining a fingerprint sensor with a push button is required, which not only complicates the configuration but also increases the non-display area (bezel area) There was a problem. Further, since the push button (for example, the home key of the smart phone) and the fingerprint sensor are formed to overlap with each other, the thickness of the push button is increased, and the fingerprint sensing area is dependent on the size of the push button.

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. In order to solve such a problem, a technique of using the area of the touch sensor screen as a fingerprint identification area has been developed. US Patent No. 8,564, 314 entitled " Capacitive Touch Sensor for Identifying a Fingerprint ", entitled " Fingerprint Identification Integrated Capacitive Touch Screen Korean Patent No. 10-1432988, which was registered on Aug. 18, 2014, is known.

도 1은 상기 미국 등록특허에 도시된 도 5를 도시한 도면으로, 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도이다. FIG. 1 is a plan view schematically showing an arrangement of a driving electrode and a sensing electrode of a capacitive sensing panel, which is shown in FIG.

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 터치센서는 화면 영역에 부분적으로 별도의 지문센서(5)가 배치되어 있기 때문에, 지문센서(5) 영역이 터치가 안 되거나 그 주변 영역의 터치 성능이 저하되는 문제점이 있었다. 1, the capacitive touch sensor for fingerprint identification includes a touch sensor 3 including a touch driving electrode 1 (x) and a touch sensing electrode 1 (y), a fingerprint driving electrode 5 (x ) And a fingerprint sensing electrode 5 (y). In this capacitive touch sensor for fingerprint identification, since a separate fingerprint sensor 5 is partially disposed in the screen area, there is a problem that the fingerprint sensor 5 area is not touched or the touch performance of the peripheral area is deteriorated there was.

한편, 대한민국 등록특허 제10-1432988호에는 지문 센싱 모드에서는 복수의 미세 채널들 각각을 이용하여 지문을 인식하고, 터치 센싱 모드에서는 복수의 미세 채널들을 묶어 터치 신호의 감지를 위한 터치 그룹 채널로 터치 신호를 센싱하는 기술이 개시되어 있다. Korean Patent Registration No. 10-1432988 discloses a fingerprint sensing mode in which a fingerprint is recognized using each of a plurality of microchannels and a plurality of microchannels are grouped in a touch sensing mode to touch a touch group channel for sensing a touch signal Discloses a technique for sensing a signal.

터치 IC 내부에 형성된 센싱 유닛은 통상 오피 앰프와 센싱 커패시터를 이용하여 입력 신호를 센싱하며, 이때 센싱 커패시터의 용량은 센싱 유닛이 연결된 미세 채널들의 상호 용량에 따라 결정된다. 하나의 센싱 유닛에 연결되는 미세 채널의 개수는 지문 센싱시에 비해 터치 센싱시에 훨씬 많으므로, 센싱 커패시터의 용량도 지문 센싱시에 비해 터치 센싱시에 훨씬 크다. 실제로 터치 센싱에 요구되는 센싱 커패시터의 용량은 지문 센싱에 요구되는 센싱 커패시터의 용량에 비해 수천배 이상 크다. 이러한 이유로 상기 대한민국 등록특허는 지문 감지용 센싱 유닛과 터치 감지용 센싱 유닛을 터치 IC 내에 별도로 구비해야 한다. 또한, 터치 센싱값은 지문 센싱값에 비해 훨씬 크기 때문에, 상기 대한민국 등록특허는 터치 센싱 데이터를 디지털 처리하기 위한 아날로그-디지털 변환기와 지문 센싱 데이터를 디지털 처리하기 위한 아날로그-디지털 변환기를 터치 IC 내에 별도로 구비해야 한다. 아날로그-디지털 변환기는 소정 범위의 센싱 레인지(sensing range)를 가지는데, 터치 센싱값과 지문 센싱값의 차이가 너무 크므로, 동일한 아날로그-디지털 변환기로 터치 센싱값과 지문 센싱값을 모두 디지털 처리할 수는 없다. 종래 기술에서는 제1 센싱 레인지를 갖는 제1 아날로그-디지털 변환기로 터치 센싱값을 디지털 처리하고, 제1 센싱 레인지보다 작은 제2 센싱 레인지를 갖는 제2 아날로그-디지털 변환기로 지문 센싱값을 디지털 처리할 수 밖에 없다. 센싱 유닛과 디지털-아날로그 변환기는 회로 사이즈가 크다.A sensing unit formed inside a touch IC typically senses an input signal using an operational amplifier and a sensing capacitor, and the sensing capacitor is determined according to the mutual capacitance of the sensing channels. Since the number of microchannels connected to one sensing unit is much larger at the time of touch sensing than at the time of fingerprint sensing, the capacitance of the sensing capacitor is much larger at the time of touch sensing than at the time of fingerprint sensing. In fact, the capacitance of the sensing capacitor required for touch sensing is several thousand times larger than the capacitance of the sensing capacitor required for fingerprint sensing. For this reason, the Korean registered patent should have a fingerprint sensing unit and a touch sensing sensing unit separately in the touch IC. In addition, since the touch sensing value is much larger than the fingerprint sensing value, the Korean registered patent discloses an analog-to-digital converter for digitally processing touch sensing data and an analog-to-digital converter for digitally processing fingerprint sensing data, Should be provided. Since the difference between the touch sensing value and the fingerprint sensing value is too large, the analog-to-digital converter digitally processes both the touch sensing value and the fingerprint sensing value with the same analog-to-digital converter There is no number. In the conventional technique, the touch sensing value is digitally processed by a first analog-to-digital converter having a first sensing range, and the fingerprint sensing value is digitally processed by a second analog-to-digital converter having a second sensing range smaller than the first sensing range I can not help it. The sensing unit and the digital-to-analog converter have a large circuit size.

종래 기술과 같이, 지문 센싱용 센싱 유닛과 터치 센싱용 센싱 유닛이 터치 IC 내에 별도로 구비되고, 더욱이 지문 센싱용 아날로그-디지털 변환기와 터치 센싱용 아날로그-디지털 변환기가 터치 IC 내에 별도로 구비되면, 터치 IC의 회로 구성이 복잡해지고 터치 IC의 사이즈 및 소비전력이 증가하는 문제가 있다.If a fingerprint sensing sensing unit and a touch sensing sensing unit are separately provided in the touch IC as in the prior art and further an analog-to-digital converter for fingerprint sensing and an analog-to-digital converter for touch sensing are separately provided in the touch IC, Circuit structure of the touch IC becomes complicated, and the size and power consumption of the touch IC increase.

따라서, 본 발명의 목적은 적어도 하나 이상의 지문&터치 영역과 다수의 터치 영역들이 표시영역 내에 구비된 터치 스크린에 있어, 터치 IC의 회로 구성을 간소화하고 터치 IC의 사이즈 및 소비전력을 줄일 수 있도록 한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치과 그 구동방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a touch screen in which at least one fingerprint & touch area and a plurality of touch areas are provided in a display area to simplify a circuit configuration of a touch IC, A fingerprint sensor integrated touch screen device and a driving method thereof are provided.

상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 적어도 하나 이상의 지문&터치 영역과 다수의 터치 영역들이 구비된 터치 스크린과, 지문&터치 센서들과, 공용 센싱 유닛과, 아날로그 적분&증폭기와, 아날로그-디지털 변환기를 포함한다. 지문&터치 센서들은 상기 지문&터치 영역에서, 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제1 그룹의 Tx 라인들과 상기 제1 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성된다. 공용 센싱 유닛은 상기 제1 그룹의 Rx 라인들에 개별적으로 연결된 다수의 공용 센싱부들을 구비하여 상기 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱한다. 아날로그 적분&증폭기는 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 적분하고, 지문 입력을 센싱하기 위한 지문 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭한다. 그리고, 아날로그-디지털 변환기는 상기 아날로그 적분&증폭기의 출력단에 접속된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fingerprint sensor integrated touchscreen device including a touch screen having at least one fingerprint & touch area and a plurality of touch areas, fingerprint & touch sensors, An analog integrator & and an analog-to-digital converter. Fingerprint & touch sensors are arranged in a first group of Tx lines arranged in parallel with each other in a first direction and a first group of Tx lines arranged in parallel with each other in a second direction intersecting the first direction in the fingerprint & Rx lines and intersections of the first group of Tx lines and the first group of Rx lines. The common sensing unit includes a plurality of common sensing units individually connected to the first group of Rx lines to sense a capacitance change of the fingerprint & touch sensors. The analog integrating amplifier amplifies the sensed values generated in the common sensing unit in a touch sensing mode for sensing a touch input and sequentially outputs sensed values generated in the common sensing unit in a fingerprint sensing mode for sensing a fingerprint input Amplify. The analog-to-digital converter is connected to the output terminal of the analog integrating &

또한, 본 발명의 실시예에 따라 적어도 하나 이상의 지문&터치 영역과 다수의 터치 영역들이 구비된 터치 스크린을 갖는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법은, 상기 지문&터치 영역에서, 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제1 그룹의 Tx 라인들과 상기 제1 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 지문&터치 센서들을 대상으로 하여, 상기 제1 그룹의 Rx 라인들에 개별적으로 연결된 다수의 공용 센싱부들을 갖는 공용 센싱 유닛을 이용하여 상기 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계와, 아날로그 적분&증폭기를 이용하여, 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 적분하고, 지문 입력을 센싱하기 위한 지문 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭하는 단계와, 상기 아날로그 적분&증폭기의 출력값을 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털값으로 변환하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a fingerprint sensor integrated touch screen device having a touch screen including at least one fingerprint & touch area and a plurality of touch areas, A first group of Tx lines arranged in parallel to each other and a first group of Rx lines arranged in parallel with each other in a second direction intersecting with the first direction, A common sensing unit having a plurality of common sensing units individually connected to the first group of Rx lines for fingerprint & touch sensors formed at intersections of Rx lines of one group, Sensing the change in capacitance of the touch sensing unit in the touch sensing mode for sensing the touch input by using the analog integrating & Amplifying the sensed values generated in the common sensing unit in a fingerprint sensing mode for sensing the fingerprint input, integrating the values and sequentially sensing the output values of the analog integrator and the amplifier using a digital-to-analog converter .

본 발명은 터치 스크린(TSP)의 지문&터치 영역(FTAR)을 대상으로 한 지문 센싱용 센싱 유닛과 터치 센싱용 센싱 유닛을 개별적으로 구비하지 않고, 공용 센싱 유닛(SSU)을 통해 일원화한다. 본 발명은 센싱 모드에 상관없이 지문&터치 영역(FTAR)에 연결된 모든 Rx 라인들(GP1-Rx)을 동일한 공용 센싱 유닛(SSU)을 통해 개별 센싱한 후에 센싱 모드에 따라 센싱값의 처리 수순을 다르게 한다. 본 발명은 터치 센싱 모드에서는 공용 센싱 유닛(SSU)에서 센싱된 값들을 아날로그 적분기아날로그 적분&증폭기(AIG)에 입력하여 실시간 적분한다. 그리고, 본 발명은 지문 센싱 모드에서는 공용 센싱 유닛(SSU)에서 센싱된 값들을 아날로그 적분&증폭기(AIG)에 순차적으로 입력하여 증폭한다.아날로그 디지털 변환기(ADC)에 입력하여 개별적으로 디지털 변환한다.The present invention does not include a sensing unit for fingerprint sensing and a sensing unit for touch sensing, which are targets of a fingerprint & touch area (FTAR) of a touch screen (TSP), but are unified through a common sensing unit (SSU). The present invention is characterized in that all the Rx lines (GP1 to Rx) connected to the fingerprint & touch area (FTAR) are individually sensed through the same common sensing unit (SSU) regardless of the sensing mode, Differently. In the touch sensing mode, the sensed values of the SSU are input to the analog integrator analog integrating & AIG and real-time integrated. According to the present invention, in the fingerprint sensing mode, values sensed in a common sensing unit (SSU) are sequentially input to an analog integrator & AIG and amplified.

본 발명은 터치 센싱값의 크기를 고려하여 지문 센싱값을 미리 정해진 레벨로 증폭함으로써 터치 센싱값과 지문 센싱값이 하나의 아날로그-디지털 변환기를 통해 모두 디지털 처리될 수 있게 한다.The present invention amplifies the fingerprint sensing value to a predetermined level in consideration of the magnitude of the touch sensing value, thereby enabling the touch sensing value and the fingerprint sensing value to be digitally processed through one analog-to-digital converter.

이를 통해 본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 구현함에 있어, 터치 IC(20) 내부의 레이턴시(latency)를 없애고 그 내부 회로 구성을 간소화하여 IC 사이즈 및 소비전력을 줄일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, in realizing the fingerprint sensor integrated touch screen device, the present invention has an advantage that the IC size and power consumption can be reduced by eliminating the latency in the touch IC 20 and simplifying the internal circuit configuration.

도 1은 종래의 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치를 보여주는 블록도.
도 3은 상호 용량 센서로 구현되는 터치 스크린의 일 예를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린의 일 예를 보여주는 도면.
도 5는 터치 센싱 모드에서 지문센서 일체형 터치 스크린에 인가되는 센서 구동신호의 파형도.
도 6은 지문 센싱 모드에서 지문센서 일체형 터치 스크린에 인가되는 센서 구동신호의 파형도.
도 7은 공용 센싱 유닛과 터치 센싱 유닛을 포함한 터치 IC의 내부 구성을 보여주는 블록도.
도 8은 터치 IC의 내부 구성을 보다 구체적으로 보여주는 회로도.
1 is a plan view schematically showing an arrangement of a driving electrode and a sensing electrode of a conventional capacitive sensing panel.
2 is a block diagram illustrating a display device to which a fingerprint sensor integrated touch screen device according to an embodiment of the present invention is applied.
3 is a view showing an example of a touch screen implemented by a mutual capacitance sensor.
4 is a view illustrating an example of a fingerprint sensor integrated touch screen according to an embodiment of the present invention.
5 is a waveform diagram of a sensor driving signal applied to a fingerprint sensor integrated touch screen in a touch sensing mode;
6 is a waveform diagram of a sensor driving signal applied to a fingerprint sensor integrated touch screen in a fingerprint sensing mode.
7 is a block diagram showing an internal configuration of a touch IC including a common sensing unit and a touch sensing unit.
8 is a circuit diagram showing an internal configuration of the touch IC in more detail.

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. The display device to which the fingerprint sensor integrated touch screen device of the present invention is applied includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP) A light emitting diode display device (OLED), and an electrophoresis display device (EPD). In the following embodiments, a display device is described as a liquid crystal display device as an example of a flat panel display device, but the display device of the present invention is not limited to a liquid crystal display device.

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. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. In the following description, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치를 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 3은 상호 용량 센서로 구현되는 터치 스크린의 일 예를 보여준다.2 is a block diagram illustrating a display device to which a fingerprint sensor integrated touch screen device according to an embodiment of the present invention is applied. 3 shows an example of a touch screen implemented by a mutual capacitance sensor.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 터치 스크린(TSP)과, 터치 IC(20)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3, the fingerprint sensor integrated touch screen device of the present invention includes a touch screen (TSP) and a touch IC 20.

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. The fingerprint sensor integrated touch screen device of the present invention can be implemented as a capacitive touch screen (TSP) that senses a touch input through a plurality of capacitive sensors.

정전 용량 방식의 터치 스크린은 다수의 센서들을 포함한다. 센서들 각각은 정전 용량(capacitance)을 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.The capacitive touch screen includes a plurality of sensors. Each of the sensors includes a capacitance. Capacitance can be divided into Self Capacitance and Mutual Capacitance. The electrostatic capacitance can be formed along a single-layer conductor wiring formed in one direction, and mutual capacitance can be formed between two orthogonal conductor wiring.

상호 용량 센서(CM)로 구현되는 터치 스크린(TSP)은, 도 3과 같이 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열되는 Tx 라인들(또는 Tx 채널들), 제2 방향(y)을 따라 나란히 배열되어 Tx 라인들과 교차하는 Rx 라인들(또는 Rx 채널들), 및 Tx 라인들과 Rx 라인들의 교차점들 마다 형성된 센서들(CM)을 포함할 수 있다. 각 상호 용량 센서(CM)는 Tx 라인에 접속된 Tx 전극과 Rx 라인에 접속된 Rx 전극과 그들 사이에 개재된 절연층을 포함한다. Tx 라인들은 센서들(CM) 각각에 센서 구동용 펄스 신호(이하, 센서 구동 신호,VM)를 인가하여 센서들에 전하를 공급하는 구동 신호 배선들이다. Rx 라인들은 센서들(CM)에 연결되어 센서들의 전하를 터치 IC(20)로 공급하는 센서 배선들이다. 상호 용량 센싱 방법은 Tx 라인을 통해 상호 용량 센서(CM)의 Tx 전극에 센서 구동 신호(VM)를 인가하여 상호 용량 센서(CM)에 전하를 공급하고, 센서 구동 신호(VM)와 동기하여 상호 용량 센서(CM)의 Rx 전극과 Rx 라인을 통해 용량 변화를 센싱하면 터치 입력을 센싱할 수 있다.The touch screen TSP implemented as the mutual capacitance sensor CM includes Tx lines (or Tx channels) arranged in parallel with each other in the first direction x, as shown in Fig. 3, along the second direction y Rx lines (or Rx channels) arranged side by side and intersecting Tx lines, and sensors CM formed at each intersection of Tx lines and Rx lines. Each mutual capacitance sensor CM includes a Tx electrode connected to the Tx line, an Rx electrode connected to the Rx line, and an insulating layer interposed therebetween. The Tx lines are driving signal wirings for applying a sensor driving pulse signal (hereinafter, sensor driving signal, VM) to each of the sensors CM to supply electric charges to the sensors. The Rx lines are sensor wirings connected to the sensors CM to supply the charge of the sensors to the touch IC 20. [ In the mutual capacitance sensing method, the sensor driving signal VM is applied to the Tx electrode of the mutual capacitance sensor CM through the Tx line to supply electric charge to the mutual capacitance sensor CM, Sensing the capacitance change through the Rx electrode and the Rx line of the capacitance sensor CM allows the touch input to be sensed.

터치 스크린(TSP)은 표시패널의 상부 편광판 상에 접합되거나, 표시패널의 상부 편광판과 상부 기판 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 센서들(CM)은 표시패널의 픽셀 어레이에 내장될 수 있다. The touch screen TSP may be bonded onto the upper polarizer plate of the display panel, or may be formed between the upper polarizer plate and the upper substrate of the display panel. In addition, the sensors CM of the touch screen TSP can be embedded in the pixel array of the display panel.

이러한 터치 스크린(TSP)에는 적어도 하나 이상의 지문&터치 영역(FTAR)과 다수의 터치 영역들(TAR)이 구비된다. 이하의 실시예에서 지문&터치 영역(FTAR)은 하나인 것으로 설명되지만, 이는 단순히 예시적인 것에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 물론 아니다. 또한, 이하의 실시예에서 지문&터치 영역(FTAR)이 복수의 터치 영역들(TAR)의 중앙에 위치되는 것으로 설명되지만, 그 위치가 특정되는 것은 아니며 터치 영역들(TAR) 중의 어느 한 위치에 배치될 수도 있다. The touch screen TSP includes at least one fingerprint & touch area FTAR and a plurality of touch areas TAR. In the following embodiments, the fingerprint & touch area (FTAR) is described as one, but this is merely an example, and the present invention is not limited thereto. In the following embodiments, the fingerprint & touch area FTAR is described as being located at the center of the plurality of touch areas TAR. However, the position is not specified and any one of the touch areas TAR .

터치 스크린(TSP)의 지문&터치 영역(FTAR)에는 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제1 방향(x)과 교차하는 제2 방향(y)으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들과, 제1 그룹의 Tx 라인들과 제1 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 지문&터치 센서들이 구비된다. 지문&터치 센서들은 지문의 융선과 골 사이에 여러 개가 위치할 수 있도록 미세하게 구현됨이 바람직하다.The fingerprint and touch area FTAR of the touch screen TSP includes a first group of Tx lines arranged in parallel with each other in a first direction x and a second group of Tx lines arranged in a second direction y Fingerprint & touch sensors are formed at the intersections of the first group of Rx lines and the first group of Tx lines and the first group of Rx lines. It is preferable that the fingerprint & touch sensor is finely implemented so that a plurality of fingerprint & touch sensors can be positioned between the ridge and the valley of the fingerprint.

터치 스크린(TSP)의 터치 영역들(TAR) 각각에는 상기 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열되며 복수개씩 묶이어 순차 구동되는 제2 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제2 방향(y)으로 서로 나란하게 배열되는 제2 그룹의 Rx 라인들과, 제2 그룹의 Tx 라인들과 제2 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 터치 센서들이 구비된다. 터치 센서들은 지문&터치 센서들과 동일한 크기(또는, 해상도)로 구현될 수도 있고, 지문&터치 센서들보다 큰 크기(또는, 해상도)로 구현될 수도 있다. 이하의 실시예의 설명에서는 터치 센서가 지문&터치 센서와 동일한 크기로 형성되는 것을 보여주지만, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. Each of the touch areas TAR of the touch screen TSP includes a second group of Tx lines arranged in parallel with each other in the first direction x and sequentially driven in a bundle, And touch sensors formed at the intersections of the second group of Tx lines and the second group of Rx lines. The touch sensors may be implemented at the same size (or resolution) as the fingerprint & touch sensors, or at a larger size (or resolution) than the fingerprint & touch sensors. In the following description of the embodiments, it is shown that the touch sensor is formed to have the same size as the fingerprint & touch sensor, but it should be noted that the technical idea of the present invention is not limited thereto.

터치 IC(20)는, 터치 스크린(TSP)의 지문&터치 영역(FTAR)을 대상으로 한 지문 센싱용 센싱 유닛과 터치 센싱용 센싱 유닛을 일원화한다. 더욱이 터치 IC(20)는 터치 센싱값과 지문 센싱값이 동일한 아날로그-디지털 변환기에서 디지털 처리될 수 있도록, 지문 센싱값의 신호 레벨과 터치 센싱값의 신호 레벨을 유사하게 조정한다. 이를 통해, 터치 IC의 회로 구성은 간소화될 수 있고, 터치 IC의 사이즈 및 소비전력이 감소된다. 이에 대해서는 도 7 및 도 8을 통해 자세히 설명한다.The touch IC 20 unifies the sensing unit for the fingerprint sensing and the sensing unit for the touch sensing, which are targets of the fingerprint & touch area FTAR of the touch screen TSP. Further, the touch IC 20 similarly adjusts the signal level of the fingerprint sensing value and that of the touch sensing value so that the touch sensing value and the fingerprint sensing value can be digitally processed in the analog-to-digital converter. Thus, the circuit configuration of the touch IC can be simplified, and the size and power consumption of the touch IC are reduced. This will be described in detail with reference to FIG. 7 and FIG.

터치 IC(20)로부터 출력된 터치 레포트(Touch Report)는 터치 좌표 정보(TDATA)와 지문 감지 정보(FDATA)를 포함하여 호스트 시스템(18)으로 전송될 수 있다.The touch report output from the touch IC 20 may be transmitted to the host system 18 including the touch coordinate information TDATA and the fingerprint detection information FDATA.

한편, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용되는 표시장치는 표시패널(DIS), 디스플레이 구동회로(12,14,16), 호스트 시스템(18)을 포함할 수 있다.The display device to which the fingerprint sensor integrated touch screen device of the present invention is applied may include a display panel (DIS), a display drive circuit (12, 14, 16), and a host system (18).

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.The display panel DIS includes a liquid crystal layer formed between two substrates. The pixel array of the display panel DIS includes pixels formed in the pixel region defined by the data lines (D1 to Dm, m is a positive integer) and the gate lines (G1 to Gn, n is a positive integer) . Each of the pixels is connected to TFTs (Thin Film Transistors) formed at intersections of the data lines D1 to Dm and the gate lines G1 to Gn, a pixel electrode for charging a data voltage, A storage capacitor (Cst) for maintaining a voltage, and the like.

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.A black matrix, a color filter, and the like may be formed on the upper substrate of the display panel DIS. The lower substrate of the display panel DIS may be implemented with a COT (Color Filter On TFT) structure. In this case, the black matrix and the color filter can be formed on the lower substrate of the display panel DIS. The common electrode to which the common voltage is supplied may be formed on the upper substrate or the lower substrate of the display panel DIS. On the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS, a polarizing plate is attached, and an alignment film for forming a pre-tilt angle of the liquid crystal on the inner surface in contact with the liquid crystal is formed. A column spacer for maintaining a cell gap of the liquid crystal cell is formed between the upper substrate and the lower substrate of the display panel DIS.

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. A backlight unit may be disposed below the rear surface of the display panel DIS. The backlight unit is implemented as an edge type or direct type backlight unit, and irradiates the display panel (DIS) with light. The display panel DIS may be implemented in any known liquid crystal mode such as TN (Twisted Nematic) mode, VA (Vertical Alignment) mode, IPS (In Plane Switching) mode and FFS (Fringe Field Switching) mode.

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. The display driving circuit includes a data driving circuit 12, a scan driving circuit 14, and a timing controller 16, and writes video data of the input image to pixels of the display panel DIS. The data driving circuit 12 converts the digital video data RGB input from the timing controller 16 into an analog positive / negative gamma compensation voltage to output a data voltage. The data voltage output from the data driving circuit 12 is supplied to the data lines D1 to Dm. The scan driving circuit 14 sequentially supplies a gate pulse (or a scan pulse) synchronized with the data voltage to the gate lines G1 to Gn to select a pixel line of the display panel DIS to which the data voltage is written.

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.The timing controller 16 inputs timing signals such as a vertical synchronization signal Vsync, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal DE and a main clock MCLK input from the host system 18 And synchronizes the operation timings of the data driving circuit 12 and the scan driving circuit 14 with each other. The scan timing control signal includes a gate start pulse (GSP), a gate shift clock, a gate output enable signal (GOE), and the like. The data timing control signal includes a source sampling clock (SSC), a polarity control signal (Polarity), a source output enable signal (SOE), and the like.

호스트 시스템(18)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(18)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(18)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(18)은 터치 IC(20)로부터 입력되는 터치 레포트와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The host system 18 may be implemented in any one of a television system, a set-top box, a navigation system, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, and a phone system. The host system 18 includes a system on chip (SoC) with a built-in scaler to convert the digital video data RGB of the input image into a format suitable for display on the display panel DIS. The host system 18 transmits timing signals (Vsync, Hsync, DE, MCLK) to the timing controller 16 together with the digital video data. The host system 18 also executes an application program associated with the touch report input from the touch IC 20. [

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린의 일 예를 보여준다. 그리고, 도 5는 터치 센싱 모드에서 지문센서 일체형 터치 스크린에 인가되는 센서 구동신호의 파형도이며, 도 6은 지문 센싱 모드에서 지문센서 일체형 터치 스크린에 인가되는 센서 구동신호의 파형도이다.FIG. 4 illustrates an example of a fingerprint sensor integrated touch screen according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a waveform diagram of a sensor driving signal applied to the fingerprint sensor integrated touch screen in the touch sensing mode, and FIG. 6 is a waveform diagram of a sensor driving signal applied to the fingerprint sensor integrated touch screen in the fingerprint sensing mode.

도 4를 참조하면, 터치 스크린(TSP)의 지문&터치 영역(FTAR)에는 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들(GP1-Tx)과, 제1 방향(x)과 교차되는 제2 방향(y)으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)과, 제1 그룹의 Tx 라인들(GP1-Tx)과 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)의 교차점들에 형성되는 지문&터치 센서들(FTa)이 구비된다. Referring to FIG. 4, a fingerprint & touch area FTAR of a touch screen TSP includes a first group of Tx lines GP1-Tx arranged in parallel with each other in a first direction x, a first group of Rx lines GP1-Rx arranged in parallel with each other in a second direction y intersecting the first group Rx lines x and a first group of Rx lines GP1- Fingerprint and touch sensors FTa formed at the intersections of the plurality of fingerprint sensors GP1-Rx.

터치 스크린(TSP)의 터치 영역들(TAR) 각각에는 제1 방향(x)으로 서로 나란하게 배열되며 복수개씩 묶이어 구동되는 제2 그룹의 Tx 라인들(GP2-Tx)과, 제2 방향(y)으로 서로 나란하게 배열되는 제2 그룹의 Rx 라인들(GP2-Rx)과, 제2 그룹의 Tx 라인들(GP2-Tx)과 제2 그룹의 Rx 라인들(GP2-Rx)의 교차점들에 형성되는 터치 센서들(Ta)이 구비된다.A second group of Tx lines GP2-Tx arranged in parallel in the first direction x and arranged in parallel with each other and driven in tandem in a plurality of touch regions TAR of the touch screen TSP, y and the intersection points of the second group of Rx lines GP2-Rx and the second group of Tx lines GP2-Tx and GP2-Rx, The touch sensors Ta are formed.

터치 IC(20)는 호스트 시스템(18)으로부 입력되는 터치 센싱 인에이블신호(도 8의 TEN)에 따라 터치 센싱 모드를 활성화시키고, 지문 센싱 인에이블신호(도 8의 FEN)에 따라 지문 센싱 모드를 활성화시킨다.The touch IC 20 activates the touch sensing mode in accordance with the touch sensing enable signal (TEN in FIG. 8) input to the host system 18, and according to the fingerprint sensing enable signal (FEN in FIG. 8) Activate the mode.

터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)는 도 5와 같이 제2 그룹의 Tx 라인들(GP2-Tx)을 복수개씩 묶어서 순차 구동시키고, 그에 동기시켜 제2 그룹의 Rx 라인들(GP2-Rx)을 복수개씩 묶어서 센싱한다. 또한, 터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)는 도 5와 같이 제1 그룹의 Tx 라인들(GP1-Tx)을 묶어서 동시에 구동시키고, 그에 동기시켜 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)을 개별 센싱한다. 터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)는 제1 및 제2 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx,GP2-Rx)을 통해 입력되는 센서의 전하 변화량을 센싱하여 손가락과 같은 전도성 물질의 터치 여부와 그 위치를 판단한다.In the touch sensing mode TMODE, the touch IC 20 sequentially drives a plurality of the second group of Tx lines GP2-Tx and sequentially drives the second group of Rx lines GP2 -Rx) are grouped and sensed. In the touch sensing mode TMODE, the touch IC 20 ties and simultaneously drives the first group of Tx lines GP1-Tx as shown in FIG. 5, and synchronously drives the first group of Rx lines GP1 -Rx) are individually sensed. In the touch sensing mode TMODE, the touch IC 20 senses the amount of charge change of the sensor input through the Rx lines GP1-Rx and GP2-Rx of the first and second groups, Judge whether or not to touch and its position.

지문 센싱 모드(FMODE)에서, 터치 IC(20)는 도 6과 같이 제1 그룹의 Tx 라인들(GP1-Tx)을 개별적으로 1라인씩 순차 구동시키고, 그에 동기시켜 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)을 개별 센싱한다. 지문 센싱 모드(FMODE)에서, 터치 IC(20)는 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)을 통해 입력되는 센서의 전하 변화량을 센싱하여 지문 입력을 판단한다.In the fingerprint sensing mode (FMODE), the touch IC 20 successively drives the first group of Tx lines GP1-Tx individually one line at a time, and synchronously drives the first group of Rx lines (GP1-Rx) are individually sensed. In the fingerprint sensing mode (FMODE), the touch IC 20 senses the charge variation of the sensor input through the first group of Rx lines (GP1-Rx) to determine fingerprint input.

도 7은 공용 센싱 유닛과 터치 센싱 유닛을 포함한 터치 IC의 내부 구성을 보여주는 블록도이다. 그리고, 도 8은 도 8은 터치 IC의 내부 구성을 보다 구체적으로 보여주는 회로도이다.7 is a block diagram showing an internal configuration of a touch IC including a common sensing unit and a touch sensing unit. 8 is a circuit diagram showing the internal structure of the touch IC in more detail.

도 7 및 도 8을 참조하면, 터치 IC(20)는 다수의 터치 센싱 유닛들(TSU)과, 공용 센싱 유닛(SSU)과, 스위칭 블록(SB)과, 아날로그 적분기아날로그 적분&증폭기(AIG)와, 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함한다.7 and 8, the touch IC 20 includes a plurality of touch sensing units TSU, a common sensing unit SSU, a switching block SB, an analog integrator analog integrating & And an analog-to-digital converter (ADC).

공용 센싱 유닛(SSU)은 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx)에 개별적으로 연결된 다수의 공용 센싱부들(SSUa)을 구비하여 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱한다. 공용 센싱부들(SSUa) 각각은, 오피 앰프(OP)와 제1 센싱 커패시터(Cfb1)를 포함한다. 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)는 제1 그룹의 Rx 라인들(GP1-Rx) 중 어느 하나에 연결되고, 오피 앰프(OP)의 비반전 입력 단자(+)는 기준전압(Vref) 입력 단자에 연결되며, 오피 앰프(OP)의 출력 단자는 제1 센싱 커패시터(Cfb1)를 경유하여 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)에 연결될 수 있다. 제1 센싱 커패시터(Cfb1)는 반전 입력 단자(-)를 통해 입력되는 지문&터치 센서들의 센싱 신호를 누적한다.The common sensing unit SSU includes a plurality of common sensing units SSUa individually connected to the first group of Rx lines GP1 to Rx to sense the capacitance change of the fingerprint & touch sensors. Each of the common sensing units SSUa includes an operational amplifier OP and a first sensing capacitor Cfb1. The inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP is connected to one of the first group of Rx lines GP1-Rx and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP is connected to the reference voltage Vref And the output terminal of the operational amplifier OP may be connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP via the first sensing capacitor Cfb1. The first sensing capacitor Cfb1 accumulates the sensing signals of the fingerprint & touch sensors input through the inverting input terminal (-).

여기서, 터치 센싱 모드에서 동작하는 공용 센싱 유닛(SSU)의 공용 센싱부들(SSUa)과, 지문 센싱 모드에서 동작하는 공용 센싱 유닛(SSU)의 공용 센싱부들(SSUa)이 서로 동일하다. 즉, 본 발명의 공용 센싱 유닛(SSU)은 터치 센싱 모드와 지문 센싱 모드에 상관없이 동일한 공용 센싱부들(SSUa)을 이용하여 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱한다.Here, the common sensing units SSUa of the common sensing unit SSU operating in the touch sensing mode and the common sensing units SSUa of the common sensing unit SSU operating in the fingerprint sensing mode are the same. That is, the common sensing unit (SSU) of the present invention senses the capacitance change of the fingerprint & touch sensors using the same common sensing units SSUa irrespective of the touch sensing mode and the fingerprint sensing mode.

아날로그 적분기아날로그 적분&증폭기(AIG)는, 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센싱 모드에서 아날로그 적분기로 동작하며, 상기 공용 센싱 유닛(SSU)에서 생성된 센싱값들을 실시간 적분한다. 아날로그 적분&증폭기(AIG)는, 지문 입력을 센싱하기 위한 지문 센싱 모드에서 증폭기로 동작하며, 공용 센싱 유닛(SSU)에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭한다.The analog integrator analog integrator & AIG operates as an analog integrator in a touch sensing mode for sensing the touch input, and integrates the sensed values generated in the common sensing unit (SSU) in real time. The analog integrator & amplifier (AIG) operates as an amplifier in fingerprint sensing mode for sensing fingerprint input and sequentially amplifies sensed values generated in a common sensing unit (SSU).

특히, 공용 센싱부들(SSUa) 로부터 입력되는 센싱값들을 적분한 터치 센싱값과, 공용 센싱부들(SSUa)로부터 입력되는 센싱값들 각각에 대응되는 지문 센싱값이 동일한 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 통해 모두 디지털 처리될 수 있도록, 아날로그 적분&증폭기(AIG)는 지문 센싱값의 신호 레벨과 터치 센싱값의 신호 레벨을 모두 동일한 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 센싱 레인지 범위 내로 조정한다. 이를 위해, 아날로그 적분&증폭기(AIG)는 지문 센싱값을 미리 정해진 레벨로 증폭한다. In particular, an analog-to-digital converter (ADC) having the same fingerprint sensing value corresponding to each of the sensing values input from the common sensing units SSUa and SSUa and the touch sensing value obtained by integrating the sensing values input from the common sensing units SSUa (AIG) adjusts both the signal level of the fingerprint sensing value and the signal level of the touch sensing value to within the sensing range of the same analog-to-digital converter (ADC) so that they can all be digitally processed. To this end, the analog integrator & amp (AIG) amplifies the fingerprint sensing value to a predetermined level.

아날로그 적분&증폭기(AIG)는 오피 앰프(OP), 제1 및 제2 부궤환 저항(RT,RF), 부궤환 스위치(SWs)를 포함한다. 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)는 서로 병렬 접속된 다수의 제1 저항들(RL)에 공통으로 연결됨과 아울러, 제2 저항(RLF)에도 연결된다. 오피 앰프(OP)의 비반전 입력 단자(+)는 기저 전압원에 연결된다. 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에는 부궤환 스위치(SWs)를 통해 제1 및 제2 부궤환 저항(RT,RF)이 선택적으로 연결된다. The analog integrator & AIG includes an op amp OP, first and second negative feedback resistors RT and RF, and a negative feedback switch SWs. The inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP is commonly connected to a plurality of first resistors RL connected in parallel with each other and also connected to a second resistor RLF. The non-inverting input terminal (+) of the op amp (OP) is connected to the base voltage source. The first and second sub feedback resistors RT and RF are selectively connected between the inverting input terminal (-) and the output terminal of the operational amplifier OP through a negative feedback switch SWs.

부궤환 스위치(SWs)는 터치 센싱 모드에서 터치 센싱 인에이블신호(TEN)에 따라 Tst로 스위칭되어 제1 부궤환 저항(RT)을 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 연결시킨다. 이때, 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)는 공용 센싱 유닛(SSU)에서 생성된 m개의 센싱값들을 m개의 제1 저항들(RL)을 통해 동시에 입력받는다. 이러한 터치 센싱 모드에서 아날로그 적분&증폭기(AIG)의 게인값은 -m*(RT/RL)이 된다.The sub feedback switch SWs is switched to Tst according to the touch sensing enable signal TEN in the touch sensing mode so that the first sub feedback resistor RT is connected between the inverting input terminal (-) of the op- . At this time, the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP simultaneously receives m sensing values generated by the common sensing unit (SSU) through m first resistors RL. In this touch sensing mode, the gain value of the analog integrator & amp (AIG) is -m * (RT / RL).

부궤환 스위치(SWs)는 지문 센싱 모드에서 지문 센싱 인에이블신호(FEN)에 따라 Tsf로 스위칭되어 제2 부궤환 저항(RF)을 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)와 출력 단자 사이에 연결시킨다. 이때, 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)는 공용 센싱 유닛(SSU)에서 생성된 m개의 센싱값들을 1개의 제2 저항(RLF)을 통해 순차적으로 입력받는다. 이러한 지문 센싱 모드에서 아날로그 적분&증폭기(AIG)의 게인값은 -(RF/RLF)이 된다. 원하는 증폭비는 제2 저항(RLF)과 제2 부궤환 저항(RF)의 비율에 따라 결정되므로, 이 저항들(RLF,RF)의 값을 적절히 설계할 필요가 있다.The sub feedback switch SWs is switched to Tsf according to the fingerprint sensing enable signal FEN in the fingerprint sensing mode so that the second sub feedback resistor RF is connected between the inverting input terminal (-) of the op- . At this time, the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP sequentially receives the m sensing values generated by the common sensing unit SSU through one second resistor RLF. In this fingerprint sensing mode, the gain value of the analog integrator & AIG is - (RF / RLF). Since the desired amplification ratio is determined according to the ratio of the second resistor RLF and the second negative feedback resistor RF, it is necessary to appropriately design the values of these resistors RLF and RF.

스위칭 블록(SB)은 공용 센싱 유닛(SSU)과 아날로그 적분&증폭기(AIG) 사이에 접속되며, 공용 센싱 유닛(SSU)에서 생성된 센싱값들을 샘플링 및 홀딩하는 샘플&홀드부(SH)와, 다수의 스위치들(SW)을 포함한다.The switching block SB is connected between the common sensing unit SSU and the analog integrating amplifier AIG and includes a sample and hold unit SH for sampling and holding the sensing values generated in the common sensing unit SSU, And includes a plurality of switches SW.

터치 센싱 모드에서 스위치들(SW)은 터치 센싱 인에이블신호(TEN)에 따라 Tt로 동시 스위칭되어 샘플&홀드부(SH)의 출력단들(To)을 아날로그 적분&증폭기(AIG)의 제1 저항들(RL)에 연결시킨다.In the touch sensing mode, the switches SW are simultaneously switched to Tt according to the touch sensing enable signal TEN so that the output terminals To of the sample and hold section SH are connected to the first resistor < RTI ID = 0.0 >Lt; RTI ID = 0.0 > RL.

지문 센싱 모드에서 스위치들(SW)은 지문 센싱 인에이블신호(FEN)에 따라 Tf1~Tfm으로 순차 스위칭되어 샘플&홀드부(SH)의 출력단들(To)을 아날로그 적분&증폭기(AIG)의 제2 저항 (RLF)에 순차적으로 연결시킨다.In the fingerprint sensing mode, the switches SW are sequentially switched from Tf1 to Tfm according to the fingerprint sensing enable signal FEN to sequentially output the output terminals To of the sample and hold section SH to the analog integrator & 2 resistors (RLF).

한편, 터치 센싱 유닛들(TSU) 각각은, 제2 그룹의 Rx 라인들(GP2-Rx)을 복수개씩 묶어 동시 센싱하는 터치 센싱부를 구비하여 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱한다. 터치 센싱부는 오피 앰프(OP)와 제2 센싱 커패시터(Cfb2)를 포함한다. 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)는 제2 그룹의 Rx 라인들(GP2-Rx)에 공통 연결되고, 오피 앰프(OP)의 비반전 입력 단자(+)는 기준전압(Vref) 입력 단자에 연결되며, 오피 앰프(OP)의 출력 단자는 제2 센싱 커패시터(Cfb2)를 경유하여 오피 앰프(OP)의 반전 입력 단자(-)에 연결될 수 있다. 제2 센싱 커패시터(Cfb2)는 반전 입력 단자(-)를 통해 입력되는 터치 센서들의 센싱 신호를 누적한다. Each of the touch sensing units TSU includes a touch sensing unit for simultaneously sensing a plurality of Rx lines GP2-Rx of the second group and sensing the capacitance change of the touch sensors. The touch sensing unit includes an operational amplifier OP and a second sensing capacitor Cfb2. The inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP is commonly connected to the second group of Rx lines GP2-Rx and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP is connected to the reference voltage Vref input And the output terminal of the operational amplifier OP may be connected to the inverting input terminal (-) of the operational amplifier OP via the second sensing capacitor Cfb2. The second sensing capacitor Cfb2 accumulates the sensing signals of the touch sensors input through the inverting input terminal (-).

여기서, 제2 센싱 커패시터(Cfb2)의 용량은 제1 센싱 커패시터(Cfb1)의 용량보다 크게 설계된다. 센싱 커패시터의 용량은 센싱 유닛이 연결된 Rx 라인들의 개수에 따라 결정되기 때문이다.Here, the capacitance of the second sensing capacitor Cfb2 is designed to be larger than that of the first sensing capacitor Cfb1. The capacity of the sensing capacitor is determined by the number of Rx lines to which the sensing unit is connected.

상술한 바와 같이 본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 구현함에 있어, 터치 IC(20) 내부의 레이턴시(latency)를 없애고 그 내부 회로 구성을 간소화하여 IC 사이즈 및 소비전력을 줄일 수 있는 장점이 있다. As described above, the present invention has an advantage in that the IC size and power consumption can be reduced by eliminating the latency in the touch IC 20 and simplifying the internal circuit structure in implementing the fingerprint sensor integrated touch screen device .

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동 회로 14 : 스캔 구동 회로
16 : 타이밍 콘트롤러 18 : 호스트 시스템
20 : 터치 IC FTAR : 지문&터치 영역
TAR : 터치 영역 FTa : 지문&터치 센서
Ta : 터치 센서 GP1-Tx : 제1 그룹의 Tx 라인들
GP2-Tx : 제2 그룹의 Tx 라인들 GP1-Rx : 제1 그룹의 Rx 라인들
GP2-Rx : 제2 그룹의 Rx 라인들 TSU : 터치 센싱 유닛
SSU: 공용 센싱 유닛 SSUa : 공용 센싱부
SB : 스위칭 블록 SH: 샘플&홀드부
SW: 스위치 RL: 제1 저항
RLF: 제2 저항 AIG : 아날로그 적분&증폭기
OP: 오피 앰프 RT: 제1 부궤환 저항
RF: 제2 부궤환 저항 ADC : 아날로그-디지털 변환기
DIS: Display panel TSP: Touch screen
12: Data driving circuit 14: Scan driving circuit
16: timing controller 18: host system
20: Touch IC FTAR: Fingerprint & touch area
TAR: Touch area FTa: Fingerprint & touch sensor
Ta: touch sensor GP1-Tx: Tx lines of the first group
GP2-Tx: Tx lines of the second group GP1-Rx: Rx lines of the first group
GP2-Rx: Rx lines of the second group TSU: Touch sensing unit
SSU: common sensing unit SSUa: common sensing unit
SB: Switching block SH: Sample & hold part
SW: switch RL: first resistance
RLF: second resistor AIG: analog integrator & amplifier
OP: Op Amp RT: Part 1 Feedback Resistance
RF: Part 2 Feedback Resistor ADC: Analog-to-Digital Converter

Claims (14)

적어도 하나 이상의 지문&터치 영역과 다수의 터치 영역들이 구비된 터치 스크린을 갖는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치에 있어서,
상기 지문&터치 영역에서, 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제1 그룹의 Tx 라인들과 상기 제1 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 지문&터치 센서들;
상기 제1 그룹의 Rx 라인들에 개별적으로 연결된 다수의 공용 센싱부들을 구비하여 상기 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 공용 센싱 유닛;
터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 적분하고, 지문 입력을 센싱하기 위한 지문 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭하는 아날로그 적분&증폭기; 및
상기 아날로그 적분&증폭기의 출력단에 접속된 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
A fingerprint sensor integrated touch screen device having a touch screen including at least one fingerprint & touch area and a plurality of touch areas,
A first group of Tx lines arranged in parallel with each other in a first direction and a first group of Rx lines arranged in parallel with each other in a second direction intersecting the first direction in the fingerprint & Fingerprint & touch sensors formed at intersections of the first group of Tx lines and the first group of Rx lines;
A common sensing unit having a plurality of common sensing units individually connected to the first group of Rx lines to sense a capacitance change of the fingerprint & touch sensors;
An analog integrator for integrating sensed values generated in the common sensing unit in a touch sensing mode for sensing a touch input and sequentially amplifying sensed values generated in the common sensing unit in a fingerprint sensing mode for sensing a fingerprint input, amplifier; And
And an analog-to-digital converter connected to an output terminal of the analog integrating &
제 1 항에 있어서,
상기 터치 센싱 모드에서 동작하는 상기 공용 센싱 유닛의 공용 센싱부들과, 상기 지문 센싱 모드에서 동작하는 상기 공용 센싱 유닛의 공용 센싱부들이 서로 동일한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the common sensing units of the common sensing unit operating in the touch sensing mode and the common sensing units of the common sensing unit operating in the fingerprint sensing mode are the same.
제 2 항에 있어서,
상기 아날로그 적분&증폭기는,
상기 터치 센싱 모드에서 아날로그 적분기로 동작하고, 상기 지문 센싱 모드에서 아날로그 증폭기로 동작하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
3. The method of claim 2,
The analog integrating &
The fingerprint sensor integrated touchscreen device operating as an analog integrator in the touch sensing mode and operating as an analog amplifier in the fingerprint sensing mode.
제 3 항에 있어서,
상기 공용 센싱 유닛으로부터 입력되는 센싱값들을 적분한 터치 센싱값과, 상기 공용 센싱 유닛으로부터 입력되는 센싱값들 각각에 대응되는 지문 센싱값이 하나의 상기 아날로그-디지털 변환기를 통해 모두 디지털 처리될 수 있도록,
상기 아날로그 적분&증폭기는 상기 지문 센싱값을 미리 정해진 레벨로 증폭하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
The method of claim 3,
So that the touch sensing value obtained by integrating the sensing values input from the common sensing unit and the fingerprint sensing value corresponding to each of the sensing values input from the common sensing unit can be digitally processed through one analog- ,
And the analog integrating & amplifier amplifies the fingerprint sensing value to a predetermined level.
제 1 항에 있어서,
상기 공용 센싱 유닛과 상기 아날로그 적분&증폭기 사이에 접속되는 스위칭 블록을 더 포함하고;
상기 스위칭 블록은,
상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 샘플링 및 홀딩하는 샘플&홀드부; 및
상기 터치 센싱 모드에서 상기 샘플&홀드부가 상기 아날로그 적분&증폭기 내에서 서로 병렬 접속된 다수의 제1 저항들에 연결되도록 스위칭되고, 상기 지문 센싱 모드에서 상기 샘플&홀드부가 상기 아날로그 적분&증폭기 내의 제2 저항에 연결하되도록 스위칭되는 다수의 스위치들을 구비한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a switching block connected between the common sensing unit and the analog integrating &
The switching block includes:
A sample and hold unit for sampling and holding the sensing values generated in the common sensing unit; And
Wherein in the touch sensing mode, the sample-and-hold unit is switched to be connected to a plurality of first resistors connected in parallel with each other in the analog integrating & amplifier, and in the fingerprint sensing mode, 2 fingerprint sensor integrated touch screen device having a plurality of switches that are switched to be connected to a resistor.
제 5 항에 있어서,
상기 아날로그 적분&증폭기는,
상기 제1 저항들과 상기 제2 저항에 공통 연결된 반전 입력 단자와, 기저 전압원에 연결된 비 반전 입력 단자와, 상기 아날로그-디지털 변환기에 연결된 출력 단자를 갖는 오피 앰프; 및
상기 터치 센싱 모드에서 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자가 제1 부궤환 저항을 통해 상기 오피 앰프의 출력 단자에 연결되도록 스위칭되고, 상기 지문 센싱 모드에서 상기 오피 앰프의 반전 입력 단자가 제2 부궤환 저항을 통해 상기 오피 앰프의 출력 단자에 연결되도록 스위칭되는 부궤환 스위치를 포함한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
6. The method of claim 5,
The analog integrating &
An op amp having an inverting input terminal commonly connected to the first resistors and the second resistor, a non-inverting input terminal connected to the base voltage source, and an output terminal connected to the analog-to-digital converter; And
In the touch sensing mode, the inverting input terminal of the operational amplifier is switched to be connected to the output terminal of the operational amplifier through the first negative feedback resistor, and the inverting input terminal of the operational amplifier is switched to the second negative feedback resistance And a negative feedback switch which is switched to be connected to the output terminal of the operational amplifier through the auxiliary switch.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 그룹의 Tx 라인들은, 상기 지문 센싱 모드에서 1 라인씩 순차 구동되고, 상기 터치 센싱 모드에서 동시 구동되는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first group of Tx lines are sequentially driven one line at a time in the fingerprint sensing mode and simultaneously driven in the touch sensing mode.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 영역들 각각에서, 상기 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되며 복수개씩 묶이어 순차 구동되는 제2 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제2 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제2 그룹의 Tx 라인들과 상기 제2 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 터치 센서들; 및
상기 제2 그룹의 Rx 라인들을 복수개씩 묶어 동시 센싱하는 터치 센싱부를 구비하여 상기 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 적어도 하나 이상의 터치 센싱 유닛을 더 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치.
The method according to claim 1,
A second group of Tx lines arranged in parallel with each other in the first direction and sequentially driven in a bundled manner and a second group of Rx lines arranged in parallel with each other in the second direction, Touch sensors formed at intersections of the second group of Tx lines and the second group of Rx lines; And
And a touch sensing unit for simultaneously sensing a plurality of Rx lines of the second group and sensing the capacities of the Rx lines of the second group at the same time.
적어도 하나 이상의 지문&터치 영역과 다수의 터치 영역들이 구비된 터치 스크린을 갖는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법에 있어서,
상기 지문&터치 영역에서, 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제1 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제1 그룹의 Tx 라인들과 상기 제1 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 지문&터치 센서들을 대상으로 하여,
상기 제1 그룹의 Rx 라인들에 개별적으로 연결된 다수의 공용 센싱부들을 갖는 공용 센싱 유닛을 이용하여 상기 지문&터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계;
아날로그 적분&증폭기를 이용하여,터치 입력을 센싱하기 위한 터치 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 적분하고, 지문 입력을 센싱하기 위한 지문 센싱 모드에서 상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭하는 단계; 및
상기 아날로그 적분&증폭기의 출력값을 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 디지털값으로 변환하는 단계를 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
A method of driving a fingerprint sensor integrated touch screen device having a touch screen including at least one fingerprint & touch area and a plurality of touch areas,
A first group of Tx lines arranged in parallel with each other in a first direction and a first group of Rx lines arranged in parallel with each other in a second direction intersecting the first direction in the fingerprint & Fingerprint & touch sensors formed at intersections of the first group of Tx lines and the first group of Rx lines,
Sensing a capacitance change of the fingerprint & touch sensors using a common sensing unit having a plurality of common sensing units individually connected to the first group of Rx lines;
The integrated value is calculated by integrating the sensing values generated in the common sensing unit in the touch sensing mode for sensing the touch input by using the analog integrating amplifier and the sensing value generated in the common sensing unit in the fingerprint sensing mode for sensing the fingerprint input, Sequentially amplifying the signals; And
And converting the output value of the analog integrator & amplifier to a digital value using an analog-to-digital converter.
제 9 항에 있어서,
상기 터치 센싱 모드에서 동작하는 상기 공용 센싱 유닛의 공용 센싱부들과, 상기 지문 센싱 모드에서 동작하는 상기 공용 센싱 유닛의 공용 센싱부들이 서로 동일한 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the common sensing units of the common sensing unit operating in the touch sensing mode and the common sensing units of the common sensing unit operating in the fingerprint sensing mode are the same.
제 10 항에 있어서,
상기 터치 센싱 모드에서 상기 아날로그 적분&증폭기를 아날로그 적분기로 동작시키고, 상기 지문 센싱 모드에서 상기 아날로그 적분&증폭기를 아날로그 증폭기로 동작시키는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
11. The method of claim 10,
And operating the analog integrating & operating in the touch sensing mode with an analog integrator, and in the fingerprint sensing mode, operating the analog integrating &
제 11 항에 있어서,
상기 공용 센싱 유닛에서 생성된 센싱값들을 순차적으로 증폭하는 단계는,
상기 공용 센싱 유닛으로부터 입력되는 센싱값들을 적분한 터치 센싱값과, 상기 공용 센싱 유닛으로부터 입력되는 센싱값들 각각에 대응되는 지문 센싱값이 하나의 상기 아날로그-디지털 변환기를 통해 모두 디지털 처리될 수 있도록, 상기 지문 센싱값을 미리 정해진 레벨로 증폭하는 단계를 지시하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
12. The method of claim 11,
The step of sequentially amplifying the sensing values generated in the common sensing unit includes:
So that the touch sensing value obtained by integrating the sensing values input from the common sensing unit and the fingerprint sensing value corresponding to each of the sensing values input from the common sensing unit can be digitally processed through one analog- And a step of amplifying the fingerprint sensing value to a predetermined level.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 그룹의 Tx 라인들은, 상기 지문 센싱 모드에서 1 라인씩 순차 구동되고, 상기 터치 센싱 모드에서 동시 구동되는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
10. The method of claim 9,
Wherein the first group of Tx lines are sequentially driven one line at a time in the fingerprint sensing mode and simultaneously driven in the touch sensing mode.
제 9 항에 있어서,
상기 터치 영역들 각각에서, 상기 제1 방향으로 서로 나란하게 배열되며 복수개씩 묶이어 순차 구동되는 제2 그룹의 Tx 라인들과, 상기 제2 방향으로 서로 나란하게 배열되는 제2 그룹의 Rx 라인들과, 상기 제2 그룹의 Tx 라인들과 상기 제2 그룹의 Rx 라인들의 교차점들에 형성되는 터치 센서들을 대상하여,
상기 제2 그룹의 Rx 라인들을 복수개씩 묶어 동시 센싱하는 터치 센싱부를 갖는 적어도 하나 이상의 터치 센싱 유닛을 이용하여 상기 터치 센서들의 정전 용량 변화를 센싱하는 단계를 더 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법.
10. The method of claim 9,
A second group of Tx lines arranged in parallel with each other in the first direction and sequentially driven in a bundled manner and a second group of Rx lines arranged in parallel with each other in the second direction, And touch sensors formed at intersections of the second group of Tx lines and the second group of Rx lines,
Sensing a capacitance change of the touch sensors using at least one or more touch sensing units having a touch sensing unit for simultaneously sensing a plurality of Rx lines of the second group and sensing the same, Way.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190082933A (en) * 2017-01-18 2019-07-10 엘지전자 주식회사 Electronic device
EP3555810A4 (en) * 2016-12-19 2020-07-29 Fingerprint Cards AB Capacitive fingerprint sensing device comprising display functionality
CN112306287A (en) * 2019-08-01 2021-02-02 联咏科技股份有限公司 Electronic circuit with display driving, touch sensing and fingerprint sensing functions
US11113499B2 (en) 2018-08-21 2021-09-07 Samsung Display Co., Ltd. Fingerprint recognition device and a driving method thereof
US11398107B2 (en) 2020-02-13 2022-07-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint-touch combined sensor and electronic device including the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100052378A (en) * 2008-11-10 2010-05-19 삼성전자주식회사 Motion input device for portable device and operation method using the same
KR20100074218A (en) * 2007-09-24 2010-07-01 애플 인크. Embedded authentication systems in an electronic device
KR20100101963A (en) * 2009-03-10 2010-09-20 엘지전자 주식회사 Mobile terminal and control method thereof
KR20110095565A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 성균관대학교산학협력단 User input device, method for recognizing user finger prints, and method for recognizing user touches using a transparent sensor grid panel which is able to recognize finger prints or mult-touch
KR20140046888A (en) * 2012-10-11 2014-04-21 크루셜텍 (주) User device including fingerprint sensing region in touch screen
KR101432988B1 (en) * 2014-04-02 2014-08-29 (주)이미지스테크놀로지 A capacitive touch screen for integrated of fingerprint recognition

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100074218A (en) * 2007-09-24 2010-07-01 애플 인크. Embedded authentication systems in an electronic device
KR20100052378A (en) * 2008-11-10 2010-05-19 삼성전자주식회사 Motion input device for portable device and operation method using the same
KR20100101963A (en) * 2009-03-10 2010-09-20 엘지전자 주식회사 Mobile terminal and control method thereof
KR20110095565A (en) * 2010-02-19 2011-08-25 성균관대학교산학협력단 User input device, method for recognizing user finger prints, and method for recognizing user touches using a transparent sensor grid panel which is able to recognize finger prints or mult-touch
KR20140046888A (en) * 2012-10-11 2014-04-21 크루셜텍 (주) User device including fingerprint sensing region in touch screen
KR101432988B1 (en) * 2014-04-02 2014-08-29 (주)이미지스테크놀로지 A capacitive touch screen for integrated of fingerprint recognition

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3555810A4 (en) * 2016-12-19 2020-07-29 Fingerprint Cards AB Capacitive fingerprint sensing device comprising display functionality
KR20190082933A (en) * 2017-01-18 2019-07-10 엘지전자 주식회사 Electronic device
US11113499B2 (en) 2018-08-21 2021-09-07 Samsung Display Co., Ltd. Fingerprint recognition device and a driving method thereof
US11620847B2 (en) 2018-08-21 2023-04-04 Samsung Display Co., Ltd. Fingerprint recognition device and a driving method thereof
CN112306287A (en) * 2019-08-01 2021-02-02 联咏科技股份有限公司 Electronic circuit with display driving, touch sensing and fingerprint sensing functions
US11398107B2 (en) 2020-02-13 2022-07-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Fingerprint-touch combined sensor and electronic device including the same

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