KR20170081017A - Finger sensor integrated type touch screen panel and driving method of the same - Google Patents

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KR20170081017A KR1020150191654A KR20150191654A KR20170081017A KR 20170081017 A KR20170081017 A KR 20170081017A KR 1020150191654 A KR1020150191654 A KR 1020150191654A KR 20150191654 A KR20150191654 A KR 20150191654A KR 20170081017 A KR20170081017 A KR 20170081017A
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Abstract

본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다. 지문센싱이 가능하도록 미세한 패턴으로 나열된 라인전극들을 이용하여 터치 센싱과 지문 센싱을 하나의 터치 스크린에서 가능하도록 한다. 터치 센싱은 자기 정전용량 구동방식으로, 지문 센싱은 상호 정전용량 구동방식으로 수행한다. 이는 미세 전극 패턴으로 인해 상호 정전용량이 증가하여 발생하는 터치 성능의 저하를 방지하기 위함이다. 지문 센싱을 터치 패널에서 가능하게 함으로써 다양한 디자인과 UI/UX를 제공할 수 있다.The present invention relates to a fingerprint sensor integrated touch screen apparatus and a driving method thereof. Touch sensing and fingerprint sensing can be performed in one touch screen by using line electrodes arranged in a fine pattern so that fingerprint sensing can be performed. The touch sensing is performed by the self-capacitance driving method, and the fingerprint sensing is performed by the mutual capacitance driving method. This is to prevent deterioration of the touch performance caused by an increase in mutual capacitance due to the fine electrode pattern. By enabling fingerprint sensing on the touch panel, various designs and UI / UX can be provided.

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 지문인식 기능을 갖는 터치 스크린 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] 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 해야 하기 때문에 크기를 줄이는 데에 한계가 있고 광원 자체가 고가이기 때문에 제조비용이 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. The optical fingerprint sensor has a limitation in reducing the size because it is required to scan using the LED, and the 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 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. The capacitance type fingerprint sensor disclosed in the above-mentioned US Patent Publication is configured in the form of an assembly combined with a specific push button, and a circuit for measuring the capacitance between the capacitive plate and the user's fingerprint (ridge and valley) A silicon wafer is printed.

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 IC를 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 복잡해질 뿐만이 아니라 비표시 영역(베젤영역)이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 푸시버튼(예를 들면, 스마트폰의 홈키)과 지문센서가 중첩되게 형성되므로, 그 두께가 증가할 뿐만이 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) . Further, since the push button (for example, a home key of a smart phone) and the fingerprint sensor are formed to overlap with each other, not only the thickness increases but also the fingerprint sensing area depends 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. 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. 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. 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).

이러한, 지문식별용 용량성 터치센서에서는 터치 센싱을 위한 터치 전극 영역과 지문 센싱을 위한 지문 전극 영역이 전기적으로 분리되어 있어 동일 전극으로 터치 센싱과 지문 센싱을 구현할 수는 없다. 이 기술은 터치 센서(3)와 지문 센서(5)를 별도로 형성해야 하기 때문에, 터치 센서(3)에 연결되는 신호배선 및 구동 IC와, 지문 센서(5)에 연결되는 신호배선 및 구동 IC가 각각 별도로 마련되어야 한다. 이 기술에서는 전체 영역이 아닌 일부 정해진 영역에서만 지문 인식이 가능하므로 사용상 다소 불편함이 있다. 이 기술에서 지문 센서(5)는 터치 센서(3)와 같이 화상 표시 영역에 형성될 수는 없고 화상 표시 영역 바깥에 형성되어야 한다. 지문 센서(5)가 화상 표시 영역 내에 존재하게 되면 지문 센서(5)와 터치 센서(3) 간의 전극 패턴 차이(지문 센서(5)는 터치 센서(3)에 비해 해상도가 높음)로 인해 시인성에 차이가 난다. In the capacitive touch sensor for fingerprint identification, the touch electrode region for touch sensing and the fingerprint electrode region for fingerprint sensing are electrically separated, so that the touch sensing and the fingerprint sensing can not be realized with the same electrode. This technique requires the signal wiring and the driving IC connected to the touch sensor 3, the signal wiring connected to the fingerprint sensor 5, and the driving IC to be connected to the fingerprint sensor 5 because the touch sensor 3 and the fingerprint sensor 5 must be formed separately Respectively. This technology is somewhat inconvenient to use because it is possible to recognize fingerprint only in a predetermined area rather than the whole area. In this technique, the fingerprint sensor 5, like the touch sensor 3, can not be formed in the image display area but must be formed outside the image display area. When the fingerprint sensor 5 is present in the image display area, the difference in the electrode pattern between the fingerprint sensor 5 and the touch sensor 3 (the fingerprint sensor 5 has a higher resolution than the touch sensor 3) There is a difference.

본 발명의 목적은 전극 패턴을 지문인식이 가능할 만큼 촘촘하게 배치하여 지문 인식 기능을 터치 스크린 영역에서 구현하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 미세 전극 패턴으로 인해 터치 전극 간에 상호 정전용량(mutual capacitance)이 높아지게 되는데, 높아진 상호 정전용량(mutual capacitance) 에도 불구하고 터치 성능이 저하되지 않는 구동방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fingerprint sensor integrated touch screen device in which a fingerprint recognition function is implemented in a touch screen area by disposing electrode patterns closely enough to enable fingerprint recognition. It is another object of the present invention to provide a driving method in which the mutual capacitance between the touch electrodes is increased due to the microelectrode pattern, and the touch performance is not degraded despite the mutual capacitance which is increased.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 터치 영역의 터치 전극을 지문 식별에 쓰일 수 있을 정도로 촘촘하게 배열하여 원하는 영역을 지문인식에 이용하고 그 외의 영역은 터치 센싱에 이용한다.In order to achieve the above object, a fingerprint sensor integrated touchscreen device according to the present invention arranges touch electrodes of a touch area so as to be used for fingerprint identification, so that a desired area is used for fingerprint recognition and other areas are used for touch sensing .

터치 센싱모드에서는 미세 전극 패턴으로 인해 높아진 상호 정전용량에 의해 받는 영향을 줄일 수 있도록 셀프 정전용량방식 터치구동(self-capacitive type touch driving)을 하고, 지문 모드에서는 상호 정전용량방식 터치구동(mutual-capacitive type touch driving) 을 한다.In the touch sensing mode, a self-capacitive type touch driving is performed to reduce the influence due to the increased mutual capacitance due to the fine electrode pattern. In the fingerprint mode, mutual- capacitive type touch driving.

터치 센싱모드에서는 미세 패턴의 전극을 묶어 블록 단위로 터치를 센싱할 수 있도록 하고, 지문 센싱모드에서는 지문 인식영역(400)에 있는 전극들을 전극 단위로 구동하여 지문을 센싱할 수 있도록 한다. In the touch sensing mode, electrodes of a fine pattern are grouped to enable touch sensing on a block-by-block basis. In the fingerprint sensing mode, electrodes in the fingerprint recognition area 400 are driven in units of electrodes to sense fingerprints.

지문 인식영역(400)을 제외한 터치 영역의 터치/지문 전극은 터치 센서 패널의 외곽부에서 블록 단위로 전기적으로 연결되어 터치/지문 구동회로 와 연결된다. 지문 인식영역(400)을 지나는 터치/지문 전극 블록은 터치 센서 패널의 외곽부에서 먹스 회로와 연결된다. 위와 같이 터치/지문 전극들을 블록 단위로 터치/지문 구동회로 와 연결함으로써 터치 센서 패널과 터치/지문 구동회로 사이의 채널 수를 감소 시킬 수 있다. The touch / fingerprint electrodes of the touch area except for the fingerprint recognition area 400 are electrically connected to the touch / fingerprint driver circuit in block units at the outer edge of the touch sensor panel. The touch / fingerprint electrode block passing through the fingerprint recognition area 400 is connected to the mux circuit at the outer edge of the touch sensor panel. As described above, the number of channels between the touch sensor panel and the touch / fingerprint driver circuit can be reduced by connecting the touch / fingerprint electrodes to the touch / fingerprint driver circuit block by block.

지문 식별영역에서는 터치 모드와 지문 모드에 따라 구동방법을 달리할 수 있도록 터치 센서 패널과 터치/지문 구동회로 사이에 회로를 부가한다.In the fingerprint identification area, a circuit is added between the touch sensor panel and the touch / fingerprint driver circuit so that the driving method may be different depending on the touch mode and the fingerprint mode.

본 발명은 터치 스크린 외부에 별도의 지문 센싱 영역 없이, 터치 스크린 영역 내에서 지문 센싱을 가능하게 하는 지문 센서 일체형 터치 스크린 장치와 구동방법을 제공하여, 다양한 디자인을 가능하게 하고 지문센싱 기능을 적용한 제품을 늘릴 수 있다. 가령 스마트폰에서 푸쉬버튼을 없애 디자인의 다양성을 향상시키며 공간이 극히 제약된 스마트 시계에서도 지문 센싱 기능을 제공할 수 있다. The present invention provides a fingerprint sensor integrated touchscreen device and a driving method that enable fingerprint sensing in a touch screen area without a separate fingerprint sensing area on the outside of the touch screen to enable various designs and apply a fingerprint sensing function . For example, smart phones can eliminate push-buttons to improve design diversity and provide fingerprint sensing in smart clocks with limited space.

터치 센싱시에는 자기 정전용량 구동방식을 이용하고 지문 센싱시에는 상호 정전용량 구동방식을 이용하여, 블록 구동시에 증가한 상호정전용량으로 인해 저하될 수 있는 터치 센싱성능을 자기 정전용량 구동방식을 이용함으로써 해결하여 터치 성능의 저하 없이 지문 센서 일체형 스크린 장치를 가능하게 한다.The self-capacitance driving method is used for the touch sensing, and the mutual capacitance driving method is used for the fingerprint sensing. By using the self-capacitance driving method, the touch sensing performance which can be degraded due to the mutual capacitance increased during the block driving Thereby enabling a fingerprint sensor integrated type screen device without deteriorating the touch performance.

직관적인 UI/UX를 제공하여 사용자 편의성을 향상시킨다. 터치 영역과 지문 영역이 같은 곳에 있는 것이 직관적이며, 디스플레이 영역과 지문 영역이 같은 곳에 위치하여 더욱 직관적인 UI/UX를 제공할 수 있다.Provides intuitive UI / UX to enhance user convenience. It is intuitive that the touch area and the fingerprint area are at the same place, and the display area and the fingerprint area are located at the same place, which can provide a more intuitive UI / UX.

또한 터치 기능과 지문 센싱 기능을 터치 스크린에서 구현함으로써 두 기능을 연동시키는 것도 가능하게 될 것이다. In addition, touch function and fingerprint sensing function can be implemented on the touch screen.

마지막으로 지문 식별영역이 터치 스크린 영역 내부로 들어옴으로써 생길 수 있는 터치 성능 저하의 문제를 해결하여 터치 영역과 지문 식별영역이 따로 있던 종래의 기술과 터치 성능에 있어 차이가 없는 터치 기능 및 지문 식별기능을 제공한다.Finally, the problem of the deterioration of the touch performance, which may be caused by the fingerprint identification area entering into the touch screen area, is resolved, and the touch function and the fingerprint identification function .

도 1은 종래의 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도.
도 3은 도 2에서 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 보여 주는 도면.
도 4a는 터치 모드에서 제1 터치/지문 라인전극들에 공급되는 터치 구동신호를 보여주는 파형도.
도 4b는 지문 모드에서 제1 터치/지문 라인전극들에 공급되는 지문 구동신호를 보여주는 파형도.
도 5는 터치/지문 구동회로 와 터치 스크린 사이에 삽입되는 회로를 나타낸 도면.
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 showing a display device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a view showing a fingerprint sensor integrated touch screen device in FIG. 2; FIG.
4A is a waveform diagram showing a touch driving signal supplied to the first touch / fingerprint line electrodes in the touch mode.
FIG. 4B is a waveform diagram showing a fingerprint driving signal supplied to the first touch / fingerprint line electrodes in the fingerprint mode. FIG.
5 shows a circuit inserted between a touch / fingerprint driver circuit and a touch screen.

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 보여준다. 그리고, 도 3은 도 2에 포함된 지문센서 일체형 터치 스크린 장치를 자세히 보여 준다.FIG. 2 shows a display device to which a fingerprint sensor integrated touch screen device according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 3 shows the fingerprint sensor integrated touch screen device included in FIG. 2 in detail.

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

본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치는 정전용량 구동방식을 통해 터치 입력을 감지하는 터치 센서 패널(TSP)로 구현될 수 있다. The fingerprint sensor integrated touch screen device of the present invention can be implemented as a touch sensor panel (TSP) that senses a touch input through an electrostatic capacity driving method.

정전 용량 방식의 터치 센서 패널은 정전 용량(capacitance)을 갖는 다수의 전극들을 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 전극을 따라 형성될 수 있고, 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 전극들 사이에 형성될 수 있다.The capacitive touch sensor panel includes a plurality of electrodes having a capacitance. Capacitance can be divided into Self Capacitance and Mutual Capacitance. The self-capacitance can be formed along a single-layer conductor electrode formed in one direction, and the mutual capacitance can be formed between two orthogonal conductor electrodes.

자기 용량 전극들로 구현되는 터치 센서 패널(TSP)은, 제1 방향을 따라 서로 나란하게 배열되는 제1 터치/지문 라인전극들(100), 제2 방향을 따라 나란히 배열되어 제1 터치/지문 라인전극들과 교차하는 제2 터치/지문 라인전극들(200)과, 제1 터치/지문 라인전극들과 제2 터치/지문 라인전극 사이에 위치하는 절연층을 포함한다. 제 1 터치/지문 라인전극들(100) 간의 간격과 제 2 터치/지문 라인전극들 간의 간격은 50 마이크로 미터 이하로 두어 지문 인식이 가능하도록 한다. 지문의 융선과 골은 300~500 마이크로 미터이므로 50 마이크로 미터 이하의 미세 전극패턴으로 전극들을 배치하여야 지문을 인식할 수 있다. The touch sensor panel TSP including the capacitive electrodes includes first touch / fingerprint line electrodes 100 arranged side by side along a first direction, first touch / fingerprint line electrodes 100 arranged side by side along a second direction, Second finger / fingerprint line electrodes 200 crossing the line electrodes, and an insulating layer positioned between the first touch / fingerprint line electrodes and the second touch / fingerprint line electrode. The interval between the first touch / fingerprint line electrodes 100 and the interval between the second touch / fingerprint line electrodes is set to 50 micrometers or less to enable fingerprint recognition. Since the ridges and valleys of the fingerprints are 300 to 500 micrometers, the fingerprint can be recognized by arranging the electrodes with a fine electrode pattern of 50 micrometers or less.

터치/지문 구동회로는 제1 및 제2 터치/지문 라인전극들에 터치 구동신호(300)를 공급하고 제1 및 제2 터치/지문 라인전극들의 자기 정전용량을 감지한다. 자기 정전용량의 값이 터치 입력의 유무에 따라 달라지기 때문에 자기 정전용량 값에 따라 터치 입력의 유무를 판별할 수 있다. 이와 같이, 동일한 전극의 정전용량이 다른 것을 감지하여 터치 유무를 판단하는 방식을 자기 정전용량 구동방식(self-capacitive type driving) 이라고 하며, 본 발명에서 터치 센서는 자기 정전용량 구동방식에 의해 구동된다.The touch / fingerprint driver circuit supplies the touch driving signal 300 to the first and second touch / fingerprint line electrodes and senses the self capacitance of the first and second touch / fingerprint line electrodes. Since the value of the self capacitance is changed depending on the presence or absence of the touch input, the presence or absence of the touch input can be determined according to the self capacitance value. In this way, a method of detecting the presence or absence of a touch by detecting a different capacitance of the same electrode is called self-capacitive type driving, and in the present invention, the touch sensor is driven by a self-capacitance driving method .

본 발명에서 지문 센서는 터치 센서의 전극 패턴 전체 또는 일부분을 이용하며 이를 본 발명에서는 지문 인식영역(400)이라고 한다. 다만, 자기 정전용량 값을 감지하여 터치를 인식하던 터치 센싱 모드와는 다르게, 지문 센싱 모드는 제1 터치/지문 라인전극(100)과 제2 터치/지문 라인전극(200) 사이에서 발생하는 상호 정전용량 값을 통해 지문을 식별한다. 지문 인식영역(400)의 터치/지문 전극들(101, 202)은 터치 센싱 모드에서 터치 센서 역할을 하고, 지문 센싱 모드에서 지문 센서 역할을 한다. 터치 센서와 지문 센서는 동일한 전극패턴을 하고 있으므로 종래 기술과 같이 지문 센서와 터치 센서 간의 전극 패턴 차이로 인한 시인성 문제는 발생하지 않는다.In the present invention, the fingerprint sensor uses all or a part of the electrode pattern of the touch sensor, which is referred to as a fingerprint recognition area 400 in the present invention. Unlike the touch sensing mode in which the touch sensing mode is sensed by sensing the self capacitance value, the fingerprint sensing mode is a mode in which the mutual interactions between the first touch / fingerprint line electrode 100 and the second touch / fingerprint line electrode 200 The fingerprint is identified through the capacitance value. The touch / fingerprint electrodes 101 and 202 of the fingerprint recognition area 400 serve as touch sensors in the touch sensing mode and fingerprint sensors in the fingerprint sensing mode. Since the touch sensor and the fingerprint sensor have the same electrode pattern, the visibility problem due to the difference in the electrode pattern between the fingerprint sensor and the touch sensor does not occur as in the prior art.

터치 스크린(TSP)은 표시패널의 상부 편광판 상에 접합(add-on type)되거나, 표시패널의 상부 편광판과 상부 기판 사이에 형성(on-cell type)될 수 있다. 터치 센서와 지문 센서들은 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이에 내장(in-cell type)될 수 있다. The touch screen TSP may be add-on type on the upper polarizer plate of the display panel or may be on-cell type between the upper polarizer plate and the upper substrate of the display panel. The touch sensor and the fingerprint sensors may be in-cell type in a pixel array of a display panel (DIS).

지문센서 일체형 터치 스크린 구현을 위해, 터치 스크린(TSP)에는 제1 터치/지문 라인전극들(100)과 제2 터치/지문 라인전극들(200)이 미세 패턴, 즉 고밀도 전극 패턴으로 형성된다. 따라서, 터치 스크린(TSP)의 전체 영역에 대해 지문 인식이 가능해지는 장점이 있다. 터치 스크린(TSP)의 일부 영역만을 지문 인식에 이용하고자 하는 경우에는 일부만을 이용하는 것도 가능하다. The first touch / fingerprint line electrodes 100 and the second touch / fingerprint line electrodes 200 are formed in a fine pattern, that is, a high density electrode pattern, on the touch screen TSP for the fingerprint sensor integrated touch screen implementation. Therefore, there is an advantage that fingerprint recognition can be performed for the entire area of the touch screen TSP. When only a partial area of the touch screen TSP is used for fingerprint recognition, only a part of the area can be used.

제1 및 제2 터치/지문 라인전극(100, 200)들은 지문의 융선과 골 사이에 여러 개의 라인들이 위치할 수 있도록 미세하게 구현된 고밀도 전극 패턴으로 형성되기 때문에, 정확한 지문 센싱이 가능해진다. Since the first and second touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 are formed in a high-density electrode pattern finely implemented so that a plurality of lines can be positioned between the ridges and the valleys of the fingerprint, accurate fingerprint sensing becomes possible.

본 발명의 실시예 1, 2, 3 의 장치구성을 설명한다. 도3 은 터치 스크린의 일부분이 지문 센서로 쓰이는 제1 실시예를 나타낸다. 지문 인식영역(400)으로 표기되어 있는 부분이 지문 센싱을 하는 영역이며, 그 외의 영역은 터치 인식영역이다. 지문 인식영역(400)을 지나는 제1 및 제2 터치/지문 라인전극(101, 201)은 터치 패널 외부에서 MUX로 묶여 터치/지문 구동회로(500)와 연결되고, 터치 인식영역만을 지나는 제1 및 제2 터치/지문 라인전극(102, 202)은 터치스크린 외부에서 MUX없이 하나의 전극 또는 배선으로 연결되어 터치/지문 구동회로(500)와 연결된다. 제1 실시예에서는 지문 인식영역(400)이 터치 패널의 중앙에 위치하고 있으나 지문 인식영역(400)은 터치 패널의 어디에나 위치할 수 있으며, 지문 인식영역(400)을 지나는 제1 및 제2 터치/지문 전극 라인(101, 201)은 터치/지문 구동회로(500) 와 제1 및 제2 터치/지문 라인전극들(101, 201) 사이에 MUX를 두어 라인전극마다 다른 타이밍에 지문 구동신호를 줄 수 있도록 한다. The configuration of the apparatuses according to Embodiments 1, 2, and 3 of the present invention will be described. 3 shows a first embodiment in which a part of the touch screen is used as a fingerprint sensor. A portion indicated by the fingerprint recognition area 400 is a fingerprint sensing area, and the other area is a touch recognition area. The first and second touch / fingerprint line electrodes 101 and 201 passing through the fingerprint recognition area 400 are connected to the touch / fingerprint driver circuit 500 by being muxed from the outside of the touch panel, And the second touch / fingerprint line electrodes 102 and 202 are connected to the touch / fingerprint driver circuit 500 by one electrode or wiring without MUX outside the touch screen. In the first embodiment, the fingerprint recognition area 400 is located at the center of the touch panel. However, the fingerprint recognition area 400 can be located anywhere on the touch panel, and the first and second touch / The fingerprint electrode lines 101 and 201 are provided with MUXs between the touch / fingerprint driver circuit 500 and the first and second touch / fingerprint line electrodes 101 and 201 to generate fingerprint driving signals at different timings .

제1 실시예에서는 지문 인식영역(400)이 터치 패널의 일부이지만, 제 2 실시예와 같이 지문 인식영역(400)이 터치 패널 전체가 될 수도 있다. 이 경우에는 모든 제1 및 제2 터치/지문 라인전극(100, 200)이 블록별로 MUX를 통해서 터치/지문 구동회로(500) 와 연결된다. In the first embodiment, the fingerprint recognition area 400 is a part of the touch panel, but the fingerprint recognition area 400 may be the entire touch panel as in the second embodiment. In this case, all the first and second touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 are connected to the touch / fingerprint driver circuit 500 through the MUX on a block-by-block basis.

제 2 실시예와 같이 장치적인 면에서는 터치 패널 전체가 지문 인식영역(400)이 되도록 하고, 터치/지문 구동회로(500) 를 통해 터치 패널의 일부 영역을 지문 인식에 이용하는 방식도 가능하다. 이를 제 3 실시예로 한다. As in the second embodiment, the entire touch panel may be the fingerprint recognition area 400 in terms of devices, and a part of the touch panel may be used for fingerprint recognition through the touch / fingerprint driver circuit 500. This is the third embodiment.

상기 제1, 2, 3 실시예의 구동방법을 설명한다. 각 실시예의 터치 센싱모드와 지문 센싱모드를 실시예별로 설명하며, 각 실시예에서 중복되는 내용은 생략한다.The driving method of the first, second, and third embodiments will be described. The touch sensing mode and the fingerprint sensing mode of each embodiment will be described for each of the embodiments, and redundant descriptions will be omitted in each embodiment.

제 1 실시예 중 하나인 도3의 터치 모드에서는 터치/지문 구동회로의 포트1-6 (P1~P6) 를 통해 터치/지문 구동회로(500)가 제1 및 제2 터치/지문 라인전극(100, 200)들에 터치 구동신호(300)를 공급되고, 터치/지문 구동회로(500)가 제1 및 제2 터치/지문 라인전극들(100, 200)의 자기 정전용량을 감지한다. 여기서 포트의 개수는 터치 스크린을 어떻게 분할하느냐에 따라 달라지는 것이며 6개에 한정되지 않는다. 3, which is one of the first embodiment, the touch / fingerprint driver circuit 500 is connected to the first and second touch / fingerprint line electrodes (P1 to P6) through the ports 1-6 (P1 to P6) The touch / fingerprint driver circuit 500 senses the self-capacitance of the first and second touch / fingerprint line electrodes 100 and 200. The number of ports here depends on how the touch screen is divided and is not limited to six.

터치/지문 구동회로(500)는 포트2(P2) 와 포트5(P5) 의 MUX를 통해 포트2, 5와 연결된 터치/지문 라인전극(101, 201)들에 터치 구동신호(300)를 공급하며, MUX는 터치/지문 구동회로(500)로부터 공급받은 터치 구동신호(300)를 연결된 모든 터치/지문 라인전극들(100, 200)에 동시에 공급한다. 다만, 필요에 따라 MUX를 조작하여 하나의 포트에 연결된 라인전극들을 분할하여 그룹화하고 그룹마다 다른 구동타이밍에 터치 구동신호를 보내고 자기 정전용량을 감지할 수 있다. The touch / fingerprint driver circuit 500 supplies the touch driving signal 300 to the touch / fingerprint line electrodes 101 and 201 connected to the ports 2 and 5 through the MUX of the port 2 and the port 5 And the MUX simultaneously supplies the touch driving signal 300 supplied from the touch / fingerprint driving circuit 500 to all the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 connected thereto. However, if necessary, the MUX may be operated to divide and group the line electrodes connected to one port, to transmit a touch driving signal at different driving timing for each group, and to detect the self capacitance.

터치 센싱시에는 지문 센싱시에 비해 높은 해상력이 필요 없으므로, 터치 센싱모드에서는 포트에 연결된 블록 단위로 동시에 구동되는 것이 일반적일 것이며, 이를 통해 구동 시간, 소비전력 및 터치 리포트 레이트를 줄일 수 있다. 터치 모드를 상호 정전용량 구동방식(mutual capacitive-type driving)으로 구동하면서 블록마다 동시에 터치 구동신호를 공급하는 경우 상호 정전용량이 크게 증가하여 터치 성능이 저하될 수 있으나 본 발명은 자기 정전용량 구동방식(self-capacitive type driving)으로 구동하여 터치 성능이 저하되지 않는다. In the touch sensing mode, since the resolution is not required to be higher than that in the fingerprint sensing, it is common that the touch sensing mode is driven at the block unit connected to the port at the same time, thereby reducing the driving time, power consumption and touch report rate. When the touch mode is driven by mutual capacitive-type driving and the touch driving signal is simultaneously supplied to each block, the mutual capacitance is greatly increased and the touch performance may be deteriorated. However, (self-capacitive type driving) so that the touch performance is not deteriorated.

지문 센싱모드에서는 지문 인식영역(400)으로 설정된 부분에 한하여 지문 구동신호(301)를 보낸다. 도3 에서는 터치/지문 구동회로의 포트2(P2)에 연결된 제1 터치/지문 라인전극들(101)에 지문 구동신호(FTx)를 보내고, 터치/지문 구동회로의 포트5(P5)에 연결된 제2 터치/지문 라인전극들(201)로부터 지문 센싱신호(FRx)를 받는다. 터치/지문 구동회로(500)는 지문 센싱신호(FRx)를 이용하여 제1 터치/지문 라인전극과 제2 터치/지문 라인전극 사이에 발생하는 상호 정전용량을 감지할 수 있다. 상호 정전용량 구동방식은 채널의 숫자가 많이 필요하지 않기 때문이며, 앞선 터치 센싱 모드에서는 비록 자기 정전용량 구동방식을 이용한다고 하더라도 블록 단위로 센싱을 하므로 많은 채널을 필요로 하지는 않는다.In the fingerprint sensing mode, a fingerprint drive signal 301 is transmitted only to a portion set in the fingerprint recognition area 400. [ 3, a fingerprint driving signal FTx is sent to the first touch / fingerprint line electrodes 101 connected to the port 2 (P2) of the touch / fingerprint driver circuit, and connected to the port 5 (P5) of the touch / fingerprint driver circuit And receives the fingerprint sensing signal FRx from the second touch / fingerprint line electrodes 201. The touch / fingerprint driver circuit 500 can detect the mutual capacitance generated between the first touch / fingerprint line electrode and the second touch / fingerprint line electrode using the fingerprint sensing signal FRx. The reciprocal capacitance driving method does not require a large number of channels. In the prior touch sensing mode, even if the self capacitance driving method is used, many channels are not required because the sensing is performed block by block.

제 2 실시예의 터치 센싱모드는 제1 실시예의 터치 센싱모드와 다를 것이 없다. 다만, 전체 터치 패널 영역이 지문 인식영역(400)으로 되어 있고, 터치 패널을 지나는 터치/지문 라인전극 전체(100, 200)가 MUX를 통해 터치/지문 구동회로(500) 와 연결된다. 제1 실시예와 마찬가지로, 각 MUX는 터치 구동신호(300)를 연결된 모든 터치/지문 라인전극에 공급한다. 다만, 필요에 따라 MUX를 조작하여 하나의 포트에 연결된 라인전극들을 분할하여 그룹화하고 그룹마다 다른 구동타이밍에 터치 구동신호를 보내고 터치 센싱신호를 받을 수 있다.   The touch sensing mode of the second embodiment is not different from the touch sensing mode of the first embodiment. The entire touch panel area is a fingerprint recognition area 400 and the entire touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 passing through the touch panel are connected to the touch / fingerprint driver circuit 500 through the MUX. Like the first embodiment, each MUX supplies the touch driving signal 300 to all connected touch / fingerprint line electrodes. However, if necessary, the MUX may be operated to divide and group the line electrodes connected to one port, to transmit the touch driving signal at different driving timing for each group, and receive the touch sensing signal.

제2 실시예의 지문 센싱모드는 터치 패널 전체가 지문 인식영역(400)이므로, 손가락이 위치하는 부분을 빠르게 감지하여 센싱 시간, 소비전력 및 터치 리포트 레이트를 줄이기 위해 터치 입력 여부를 간단히 1차 센싱하고, 터치가 인식된 특정 영역에 대해서만 자세하게 지문 센싱을 행하는 구동방식도 가능하다. 즉, 지문 모드에서는 1차 센싱 기간(블록 센싱 기간) 동안 블록 단위로 지문 입력 유무를 검출한 후 지문 입력이 검출될 때 2차 센싱 기간(라인 센싱 기간)으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 개별 터치/지문 라인전극 단위로 지문 입력을 센싱할 수 있다. 이러한 방법을 이용하면, 터치 패널 전체 영역에 대하여 라인전극 단위로 센싱을 하는 것이 아니라 지문의 위치를 먼저 파악하고 지문이 입력된 부분에 한해서 지문의 형태를 센싱하기 때문에 지문 인식을 위한 시간이 대폭 축소될 수 있다.  In the fingerprint sensing mode of the second embodiment, since the whole touch panel is the fingerprint recognition area 400, it is firstly sensed whether or not the touch input is performed in order to quickly detect a portion where the finger is positioned and reduce the sensing time, power consumption and touch report rate , And a driving method in which fingerprint sensing is performed in detail only for a specific area in which the touch is recognized is also possible. That is, in the fingerprint mode, the presence or absence of the fingerprint input is detected in units of blocks for the first sensing period (block sensing period), and the second sensing period (line sensing period) is detected when the fingerprint input is detected. The fingerprint input can be sensed in units of individual touch / fingerprint line electrodes. Using this method, rather than sensing line-electrode units for the entire area of the touch panel, it is possible to identify the location of the fingerprint first, and to sense the fingerprint form only at the portion where the fingerprint is input, .

여기서 블록의 단위는 MUX 하나에 연결되는 터치/지문 라인전극의 개수가 될 수 있으며 그 외의 단위로도 설정될 수 있다. 지문 센싱 모드의 1차 센싱 기간에서의 동작은 터치 센싱 모드와 실질적으로 동일하다. 2차 센싱 기간에는 터치가 인식된 영역의 제1 터치/지문 라인전극으로 구성된 블록에 지문 구동신호(FTx)를 보내고, 터치가 인식된 영역의 제2 터치/지문 라인전극으로 구성된 블록으로부터 지문 센싱신호(FRx)를 받아 상호 정전용량을 감지한다.Here, the unit of the block may be the number of touch / fingerprint line electrodes connected to one MUX, and may be set in other units. The operation in the primary sensing period of the fingerprint sensing mode is substantially the same as the touch sensing mode. In the second sensing period, a fingerprint driving signal (FTx) is sent to a block composed of the first touch / fingerprint line electrodes in a region where the touch is recognized, and a fingerprint sensing signal Receives the signal (FRx) and senses the mutual capacitance.

제3 실시예의 터치 센싱 모드의 구동방법은 제2 실시예의 터치 센싱 모드와 다르지 않다. 제3 실시예의 지문 센싱 모드의 구동방법은 제1 실시예의 지문 센싱 모드의 구동방법과 같다. 다만, 제3 실시예는 장치적으로는 터치 스크린의 모든 영역에서 지문 인식이 가능하고, 지문 인식에 이용되는 영역이 주어지는 경우이므로 그 부분만을 터치/지문 구동회로(500)와 터치/지문 콘트롤러를 통해 지문 인식영역(400)으로 이용할 수 있고, 지문 인식에 이용되는 영역을 필요에 따라 변경할 수도 있다.The driving method of the touch sensing mode of the third embodiment is not different from the touch sensing mode of the second embodiment. The driving method of the fingerprint sensing mode of the third embodiment is the same as the driving method of the fingerprint sensing mode of the first embodiment. In the third embodiment, since fingerprint recognition is possible in all areas of the touch screen and the area used for fingerprint recognition is given in the third embodiment, only the touch / fingerprint driver circuit 500 and the touch / fingerprint controller And the area used for fingerprint recognition may be changed as needed.

다음은 터치/지문 구동회로의 터치 센싱 모드와 지문 센싱 모드 동작에 대해 설명한다.The following describes the touch sensing mode and the fingerprint sensing mode operation of the touch / fingerprint driver circuit.

터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 라인전극(100, 200)들에 터치/지문 구동신호(300, 301)를 공급하고 지문센싱 신호(302)를 통해 자기 정전용량과 상호 정전용량을 감지한다. 터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 콘트롤러의 제어하에 도4a 와 같이 그룹단위로 터치/지문 라인전극들(100, 200)에 터치 구동신호(300)를 공급하고, 터치/지문 라인전극들(100, 200)로부터 자기 정전용량을 감지하여 이를 디지털 데이터로 변환한다. 터치/지문 구동회로로부터 출력된 디지털 데이터는 터치/지문 콘트롤러로 전송된다.The touch / fingerprint driver circuit 500 supplies the touch / fingerprint driver signals 300 and 301 to the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 and outputs the self capacitance and the mutual capacitance through the fingerprint sensing signal 302 Detection. The touch / fingerprint driver circuit 500 supplies a touch driving signal 300 to the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 in groups as shown in FIG. 4A under the control of the touch / fingerprint controller, (100, 200) and converts it into digital data. Digital data output from the touch / fingerprint driver circuit is transmitted to the touch / fingerprint controller.

제1, 3 실시예의 지문 센싱 모드에서는 터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 콘트롤러의 제어 하에 도4b 와 같이 라인단위로 지문 인식영역(400)에 대해 제1 터치/지문 라인전극(101)들로 지문 구동신호(FTx)를 공급하고, 제2 터치/지문 라인전극들(201)로부터 지문 센싱신호(FRx)를 공급받아 디지털 데이터로 변환한다. 제2 실시예의 지문 센싱모드에서는 터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 콘트롤러의 제어 하에 1차 센싱 기간(블록 센싱 기간) 동안 블록 단위로 지문(터치) 입력 유무를 검출한 후 지문(터치) 입력이 검출될 때 2차 센싱 기간(라인 센싱 기간)으로 이행하여 상기 지문 입력이 발생된 블록에 한하여 터치/지문 라인전극 단위로 지문 입력을 센싱할 수 있다. 터치/지문 구동회로(500)는 1차 센싱 기간 동안 터치가 있었다고 판별된 영역의 블록과 연결된 제1 터치/지문 라인전극들로 지문 구동신호(FTx)를 공급하고, 1차 센싱기간 동안 터치가 있었다고 판별된 영역의 블록과 연결된 제2 터치/지문 라인전극들로부터 지문 센싱신호(FRx)를 공급받아 디지털 데이터로 변환한다.In the fingerprint sensing mode of the first and third embodiments, the touch / fingerprint driver circuit 500 controls the first touch / fingerprint line electrode 101 (see FIG. 4 And receives the fingerprint sensing signal FRx from the second touch / fingerprint line electrodes 201 to convert the fingerprint sensing signal FRx into digital data. In the fingerprint sensing mode of the second embodiment, the touch / fingerprint driver circuit 500 detects the presence or absence of a fingerprint (touch) input in block units during a primary sensing period (block sensing period) under the control of the touch / fingerprint controller, (Line sensing period) when the input is detected, the fingerprint input can be sensed on a touch / fingerprint line electrode basis only for the block in which the fingerprint input is generated. The touch / fingerprint driver circuit 500 supplies the fingerprint drive signal FTx to the first touch / fingerprint line electrodes connected to the block of the area determined to be touched during the first sensing period, The fingerprint sensing signal FRx is received from the second touch / fingerprint line electrodes connected to the block of the identified region and converted into digital data.

터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 라인전극들(100, 200)을 블록 단위로 구동시키거나 또는 라인 단위로 구동시키기 위해 MUX 회로를 포함한다. 터치 센싱 모드에서 터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 콘트롤러로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 터치 구동신호(300)를 출력할 채널을 블록 단위(또는 라인 단위)로 설정한다. The touch / fingerprint driver circuit 500 includes a MUX circuit for driving the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 on a block-by-block basis or on a line-by-line basis. In the touch sensing mode, the touch / fingerprint driver circuit 500 sets a channel for outputting the touch driving signal 300 in block units (or line units) in response to a setup signal input from the touch / fingerprint controller.

지문 센싱모드에서 터치/지문 구동회로(500)는 터치/지문 콘트롤러로부터 입력된 셋업신호에 응답하여 지문 구동신호(FTx)를 출력할 채널과 지문 센싱신호(FRx)를 수신할 채널을 라인 단위로 설정한다. 제1, 3 실시예에서는 미리 정해진 지문 인식영역(400)에 대해 터치/지문 콘트롤러에서 셋업신호를 보내고, 제2 실시예에서는 터치 모드와 같이 블록단위로 터치를 센싱하고, 터치가 있다고 판별된 영역에 대해서만 터치/지문 콘트롤러가 셋업신호를 터치/지문 구동회로(500)에 보내어 지문 구동신호(FTx)를 출력할 채널과 지문 센싱신호(FRx)를 수신할 채널을 라인 단위로 설정한다. 터치/지문 구동회로(500)는 수신한 지문 센싱신호(FRx)를 디지털 데이터로 변환할 수 있다. 터치/지문 구동회로(500)로부터 출력된 디지털 데이터는 터치/지문 콘트롤러로 전송된다.In the fingerprint sensing mode, the touch / fingerprint driver circuit 500 outputs a channel for outputting the fingerprint drive signal FTx and a channel for receiving the fingerprint sensing signal FRx in units of lines in response to a setup signal input from the touch / fingerprint controller Setting. In the first and third embodiments, a setup signal is sent from the touch / fingerprint controller to the predetermined fingerprint recognition area 400, and in the second embodiment, the touch is sensed in units of blocks as in the touch mode, The touch / fingerprint controller sends a setup signal to the touch / fingerprint driver circuit 500 to set a channel for receiving the fingerprint drive signal FTx and a channel for receiving the fingerprint sensing signal FRx in a line unit. The touch / fingerprint driver circuit 500 can convert the received fingerprint sensing signal FRx into digital data. The digital data output from the touch / fingerprint driver circuit 500 is transmitted to the touch / fingerprint controller.

터치/지문 콘트롤러 셋업 신호를 터치/지문 구동회로(500)에 공급하여 터치 구동신호(300)가 출력되고 자기 정전용량 변화를 감지할 채널을 설정하고, 지문 구동신호(FTx)가 송신될 채널과 지문 센싱신호(FRx)가 수신될 채널을 선택한다. 터치 콘트롤러는 터치/지문 구동회로에 내장된 샘플링 회로의 샘플링 타이밍을 제어하기 위한 샘플링 클럭을 터치/지문 구동회로(500)에 공급하여 자기 정전용량 신호인 터치 센싱신호와 지문 센싱신호(FRx)전압의 샘플링 타이밍을 제어한다. 터치/지문 콘트롤러는 터치/지문 구동회로(500)에 내장된 아날로그-디지털 변환기에 ADC 클럭을 공급하여 아날로그-디지털 변환 타이밍을 제어한다.A touch / fingerprint controller setup signal is supplied to the touch / fingerprint driver circuit 500 to set a channel for sensing a change in self capacitance, a touch drive signal 300 is output, and a channel for transmitting the fingerprint drive signal FTx And selects the channel on which the fingerprint sensing signal FRx is to be received. The touch controller supplies a sampling clock for controlling the sampling timing of the sampling circuit incorporated in the touch / fingerprint driver circuit to the touch / fingerprint driver circuit 500 to generate a touch sensing signal as a self capacitance signal and a fingerprint sensing signal FRx The timing of the sampling operation is controlled. The touch / fingerprint controller supplies the ADC clock to the analog-to-digital converter built in the touch / fingerprint driver circuit 500 to control the analog-to-digital conversion timing.

터치/지문 콘트롤러는 터치 모드에서 터치/지문 구동회로(500)로부터 수신된 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 출력한다. 터치/지문 콘트롤러는 제2 실시예의 지문 센싱모드에서 블록 센싱 기간(제1차 센싱 기간)에서의 디지털 데이터를 분석하여 지문 입력 유무를 판단하고, 지문 입력이 검출되면 터치/지문 구동회로(500)에 셋업신호를 보내어 지문 구동신호(FTx)를 송신할 채널과, 지문 센싱신호(FRx)를 수신할 채널을 설정한다. 블록 센싱 기간 동안 지문 입력이 검출되지 않으면 터치/지문 콘트롤러는 지문 인식을 위한 후속과정을 생략할 수 있다. 제1, 3 실시예에서는 지문 인식영역(400)으로 설정된 부분에 대해 채널 설정이 가능하도록 터치/지문 구동회로(500)에 셋업신호를 보낸다. 터치/지문 콘트롤러는 터치/지문 구동회로(500)로부터 입력되는 디지털 데이터들을 분석하여 터치 정보와 지문 정보를 출력한다. 터치 콘트롤러로부터 출력된 터치 정보와 지문 정보는 호스트 시스템으로 전송된다.The touch / fingerprint controller analyzes the digital data received from the touch / fingerprint driver circuit 500 in the touch mode and outputs touch information. The touch / fingerprint controller analyzes the digital data in the block sensing period (first sensing period) in the fingerprint sensing mode of the second embodiment to determine whether a fingerprint is input. When the fingerprint input is detected, the touch / And sets a channel for transmitting the fingerprint drive signal FTx and a channel for receiving the fingerprint sensing signal FRx. If no fingerprint input is detected during the block sensing period, the touch / fingerprint controller may skip the subsequent process for fingerprint recognition. In the first and third embodiments, a setup signal is sent to the touch / fingerprint driver circuit 500 so that a channel can be set for a portion set in the fingerprint recognition area 400. The touch / fingerprint controller analyzes the digital data input from the touch / fingerprint driver circuit 500 and outputs touch information and fingerprint information. Touch information and fingerprint information output from the touch controller are transmitted to the host system.

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 외부 비디오 소스 기기 예를 들면, 네비게이션 시스템, 셋톱박스, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 방송 수신기, 폰 시스템(Phone system) 등에 접속되어 그 외부 비디오 소스 기기로부터 영상 데이터를 입력받을 수 있다. 호스트 시스템(18)은 스케일러(scaler)를 포함한 SoC(System on chip)을 포함하여 외부 비디오 소스 기기로부터의 영상 데이터를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 또한, 호스트 시스템(18)은 터치/지문 콘트롤러로부터 입력되는 터치 정보 또는 지문 정보와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.The host system 18 is connected to an external video source device such as a navigation system, a set top box, a DVD player, a Blu-ray player, a personal computer (PC), a home theater system, a broadcast receiver, Video data can be input from an external video source device. The host system 18 converts image data from an external video source device into a format suitable for display on a display panel (DIS), including a system on chip (SoC) including a scaler. Further, the host system 18 executes an application program associated with touch information or fingerprint information input from the touch / fingerprint controller.

도 4a는 터치 센싱 모드에서 제 1 터치/지문 라인전극들(100)에 공급되는 터치 구동신호(300)를 보여준다. 도 4b는 지문 센싱 모드에서 지문 인식영역(400)에 해당하는 터치/지문 라인전극들(101)에 공급되는 지문 구동신호(FTx)를 보여준다.4A shows the touch driving signal 300 supplied to the first touch / fingerprint line electrodes 100 in the touch sensing mode. 4B shows a fingerprint driving signal FTx supplied to the touch / fingerprint line electrodes 101 corresponding to the fingerprint recognition area 400 in the fingerprint sensing mode.

터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치 입력을 센싱하기 위해, 터치/지문 구동회로(500)는 먹스 회로의 동작을 제어하여 도 4a 와 같이 그룹 단위로 터치/지문 라인전극들(100)에 터치 구동신호를 동시에 인가한다. In order to sense the touch input on a block basis in the touch sensing mode, the touch / fingerprint driver circuit 500 controls the operation of the mux circuit so that the touch / fingerprint line electrodes 100 are connected to the touch / Respectively.

지문 센싱모드에서 라인 단위로 지문 입력을 센싱하기 위해, 터치/지문 구동회로(500)는 먹스 회로의 동작을 제어하여 도4b 와 같이 지문 인식영역(400)에 해당하는 그룹의 제1 터치/지문 라인전극들(101)에 라인전극 개별적으로 지문 구동신호(FTx)를 순차적으로 인가한다. In order to sense the fingerprint input in units of lines in the fingerprint sensing mode, the touch / fingerprint driver circuit 500 controls the operation of the mux circuit so that the first touch / fingerprint of the group corresponding to the fingerprint recognition area 400 And sequentially applies the fingerprint drive signal FTx to the line electrodes 101 individually.

도5 는 본 발명의 터치 스크린과 터치/지문 구동회로 사이에 위치하는 터치 센싱신호 및 지문 센싱신호(FRx)를 증폭하는 적분블록(IB)에 관한 도면이다. 적분블록(IB)은 터치/지문 구동회로(500)에 내장될 수 있다. 적분블록(IB)의 적분기들은 제1 및 제2 터치/지문 라인전극을 통해 들어온 터치 센싱신호 및 지문 센싱신호(FRx)를 적분하고, 적분된 신호들은 터치/지문 구동회로(500)의 MUX회로를 통해 전달되며 터치/지문 구동회로(500)의 ADC에서 디지털 신호로 변환되어 터치/지문 콘트롤러로 공급된다.5 is a diagram of an integration block IB for amplifying a touch sensing signal and a fingerprint sensing signal FRx located between a touch screen and a touch / fingerprint driver circuit of the present invention. The integration block IB may be embedded in the touch / fingerprint driver circuit 500. The integrators of the integration block IB integrate the touch sensing signal and the fingerprint sensing signal FRx input through the first and second touch / fingerprint line electrodes, and the integrated signals are input to the MUX circuit And is converted into a digital signal by the ADC of the touch / fingerprint driver circuit 500 and supplied to the touch / fingerprint controller.

본 발명 지문 센서 일체형 터치 스크린의 구동방법은 다음과 같은 단계로 표현할 수 있다. 제 1, 3 실시예의 구동방법은 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치/지문 라인전극들에 터치 구동신호를 공급하고 구동신호를 공급한 터치/지문 라인전극들로부터 터치 센싱신호를 공급받는 단계(S11). 터치/지문 구동회로(500)가 터치 센싱신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계(S12). 터치/지문 콘트롤러가 상기 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계(S13). 지문 모드에서 지문 인식영역(400)에 해당하는 제1터치/지문 라인전극들에 라인 단위로 지문 구동신호(FTx)를 공급하고, 제2터치/지문 라인전극들을 통해 라인 단위로 지문 센싱신호(FRx)를 공급받는 단계(S14). 터치/지문 구동회로(500)가 지문 센싱신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계(S15). 터치/지문 콘트롤러가 상기 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계(S16)로 나타낼 수 있다. The method of driving the fingerprint sensor integrated touch screen according to the present invention can be expressed in the following steps. The driving method of the first and third embodiments includes the steps of supplying a touch driving signal to touch / fingerprint line electrodes on a block-by-block basis in a touch sensing mode and supplying a touch sensing signal from the touch / ). The touch / fingerprint driver circuit 500 converts the touch sensing signal into digital data and supplies the digital data to the touch / fingerprint controller (S12). The touch / fingerprint controller analyzes the digital data and outputs the touch information to the host system (S13). In the fingerprint mode, the fingerprint driving signal FTx is supplied to the first touch / fingerprint line electrodes corresponding to the fingerprint recognition area 400 on a line basis, and the fingerprint sensing signal (Step S14). The touch / fingerprint driver circuit 500 converts the fingerprint sensing signal into digital data and supplies it to the touch / fingerprint controller (S15). The touch / fingerprint controller may analyze the digital data and output the touch information to the host system (S16).

제 2 실시예의 구동방법은 터치 센싱 모드에서 블록 단위로 터치/지문 라인전극(100, 200)들에 터치 구동신호(300)를 공급하고 터치 구동신호를 공급한 터치/지문 라인전극들로부터 터치 센싱 신호를 공급받는 단계(S21). 터치/지문 구동회로(500)가 터치 센싱신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계(S22). 터치/지문 콘트롤러가 상기 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계(S23). 지문 센싱 모드에서 블록 단위로 터치/지문 라인전극(100, 200)들에 터치 구동신호를 공급하고 구동신호를 공급한 터치/지문 라인전극들로부터 터치 센싱 신호를 공급받는 단계(S24). 지문 모드에서 터치가 있는 블록의 제1 터치/지문 라인전극들에 지문 구동신호(FTx)를 공급하고, 터치가 있는 블록의 제2 터치/지문 라인전극들로부터 지문 센싱신호(FRx)를 공급받고, 터치가 없는 경우 터치 센싱모드로 되돌아가는 단계(S25). 터치/지문 구동회로(500)가 지문 센싱신호를 디지털 데이터로 변환하여 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계(S26). 터치/지문 콘트롤러가 상기 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계(S27)로 나타낼 수 있다. The driving method of the second embodiment supplies the touch driving signal 300 to the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 in units of blocks in the touch sensing mode and outputs the touch sensing signal from the touch / A step of receiving a signal (S21). The touch / fingerprint driver circuit 500 converts the touch sensing signal into digital data and supplies the digital data to the touch / fingerprint controller (S22). The touch / fingerprint controller analyzes the digital data and outputs the touch information to the host system (S23). (S24) a touch sensing signal is supplied from the touch / fingerprint line electrodes which supply a touch driving signal to the touch / fingerprint line electrodes 100 and 200 in block units in the fingerprint sensing mode and supply the driving signal. The fingerprint driving signal FTx is supplied to the first touch / fingerprint line electrodes of the touched block in the fingerprint mode and the fingerprint sensing signal FRx is supplied from the second touch / fingerprint line electrodes of the touched block , And returns to the touch sensing mode when there is no touch (S25). The touch / fingerprint driver circuit 500 converts the fingerprint sensing signal into digital data and supplies it to the touch / fingerprint controller (S26). The touch / fingerprint controller analyzes the digital data and outputs the touch information to the host system (S27).

상술한 바와 같이, 본 발명은 미세 전극 패턴으로 별도의 지문 센싱부 없이 터치 스크린에서 터치 센싱과 지문 센싱을 모두 가능하게 하는 발명으로, 터치 센싱 시에는 미세 전극 패턴을 블록들 단위로 자기 정전용량 구동방식을 이용하여 터치 입력을 빠르게 센싱하고, 지문 센싱 시에는 터치 스크린의 지문 인식영역(400)에 대해 상호 정전용량 구동방식을 이용하여 지문 입력을 정밀하게 센싱할 수 있다. 지문 인식 가능영역이 넓은 경우에는 자기 정전용량 구동방식을 이용하여 지문의 위치를 센싱하고, 지문이 있는 위치에 대해서만 상호 정전용량 구동방식을 이용하여 지문 입력을 정밀하게 센싱할 수도 있다. As described above, the present invention enables both touch sensing and fingerprint sensing on a touch screen without a separate fingerprint sensing part as a microelectrode pattern. In touch sensing, the microelectrode pattern is magnetostatically driven The fingerprint input can be sensed using the mutual capacitance driving method with respect to the fingerprint recognition area 400 of the touch screen at the time of fingerprint sensing. When the fingerprint recognizable area is wide, the position of the fingerprint can be sensed using the self-capacitance driving method, and the fingerprint input can be precisely sensed using the mutual capacitance driving method only for the position where the fingerprint is present.

터치 센싱 모드에서는 자기 정전용량 구동방식을 이용하고, 지문 센싱 모드에서는 상호 정전용량 구동방식을 이용함으로써, 미세 전극패턴에서 증가하는 상호 정전용량 때문에 터치의 성능저하가 발생하는 것을 막을 수 있다. 또한 터치 패널 내에서 지문을 센싱할 수 있게 됨으로써 다양한 디자인을 가능하게 하고, 지문센싱을 위한 별도의 공간을 할애할 필요가 없으며 터치와 지문이 동시에 필요한 경우에 유용한 결과를 낳을 수 있다. The self-capacitance driving method is used in the touch sensing mode and the mutual capacitance driving method is used in the fingerprint sensing mode, thereby preventing the performance degradation of the touch due to the mutual capacitance increasing in the fine electrode pattern. Also, since the fingerprint can be sensed in the touch panel, various designs are possible, and it is not necessary to allocate a separate space for fingerprint sensing, which is useful when touch and fingerprint are needed at the same time.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아 니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.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 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 100: 제1 터치/지문 라인전극
101: 지문 인식영역을 지나는 제1터치/지문 라인전극
102: 지문 인식영역을 지나지 않는 제1터치/지문 라인전극
200: 제2 터치/지문 라인전극
201: 지문 인식영역을 지나는 제2터치/지문 라인전극
202: 지문 인식영역을 지나지 않는 제2터치/지문 라인전극
300: 터치 구동신호 301: 지문 구동신호
302: 지문 센싱신호 400: 지문 인식영역
500: 터치/지문 구동회로 P1~P6: 포트1~6
DIS: Display panel TSP: Touch screen
12: Data driving circuit 14: Scan driving circuit
20: timing controller 100: first touch / fingerprint line electrode
101: First touch / fingerprint line electrode passing through the fingerprint recognition area
102: first touch / fingerprint line electrode not passing through the fingerprint recognition area
200: second touch / fingerprint line electrode
201: a second touch / fingerprint line electrode passing the fingerprint recognition area
202: a second touch / fingerprint line electrode not passing through the fingerprint recognition area
300: Touch driving signal 301: Fingerprint driving signal
302: fingerprint sensing signal 400: fingerprint recognition area
500: touch / fingerprint driver circuit P1 to P6: ports 1 to 6

Claims (9)

복수의 제1 터치/지문 라인전극들과 상기 제1 터치/지문 라인전극들과 교차하는 복수의 제2 터치/지문 라인전극들을 구비한 터치/지문 전극들을 포함하는 터치 센서 패널;
적어도 터치 센서 패널의 일부를 영역으로 하는 지문 인식영역;
터치 센싱모드에서 터치 구동신호를 상기 터치/지문 전극들에 공급하고 상기 터치/지문 전극들의 자기 정전용량 변화를 감지하며, 지문 센싱모드에서 상기 지문 인식영역을 지나는 상기 제1 터치/지문 라인전극들에 지문 구동신호를 공급하고, 상기 지문 인식영역을 지나는 상기 제2 터치/지문 라인전극들로부터 지문 센싱신호를 공급 받는 지문형태 센싱을 포함하는 터치/지문 구동회로;
상기 터치/지문 구동회로를 제어하고 터치/지문 구동회로부터 받은 디지털 데이터를 분석하여 터치 신호를 생성하는 터치/지문 콘트롤러를 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치
A touch sensor panel including touch / fingerprint electrodes having a plurality of first touch / fingerprint line electrodes and a plurality of second touch / fingerprint line electrodes crossing the first touch / fingerprint line electrodes;
A fingerprint recognition area having at least a part of the touch sensor panel as an area;
The first touch / fingerprint line electrodes passing through the fingerprint recognition area in the fingerprint sensing mode, the first touch / fingerprint line electrodes passing through the fingerprint sensing area in the fingerprint sensing mode, A touch / fingerprint driver circuit for supplying a fingerprint driving signal to the touch / fingerprint sensing area and receiving a fingerprint sensing signal from the second touch / fingerprint line electrodes passing through the fingerprint recognition area;
A fingerprint sensor integrated touch screen device including a touch / fingerprint controller for controlling the touch / fingerprint driver circuit and analyzing digital data received from the touch / fingerprint driver circuit to generate a touch signal
제 1 항에 있어서,
상기 터치/지문 구동회로는 상기 터치 센싱모드에서 블록 단위로 상기 터치 구동신호를 공급하고 상기 터치/지문 전극들의 정전용량 변화를 감지하며,
상기 블록은 2개 이상의 상기 제1 터치/지문 라인전극들 또는 2개 이상의 상기 제2 터치/지문 라인전극들을 포함하며,
상기 지문 인식영역을 지나는 블록의 터치/지문 라인전극들은 먹스 회로에 연결되고, 상기 지문 인식영역을 지나지 않는 블록의 터치/지문 라인전극들은 블록 내에서 전기적으로 연결된 지문센서 일체형 터치 스크린 장치
The method according to claim 1,
Wherein the touch / fingerprint driver circuit supplies the touch driving signal in units of blocks in the touch sensing mode, detects a capacitance change of the touch / fingerprint electrodes,
Wherein the block comprises at least two of the first touch / fingerprint line electrodes or at least two of the second touch / fingerprint line electrodes,
The touch / fingerprint line electrodes of the block passing through the fingerprint recognition area are connected to the mux circuit, and the touch / fingerprint line electrodes of the block not passing the fingerprint recognition area are electrically connected in the block.
제 2 항에 있어서,
상기 터치/지문 구동회로는 상기 지문형태 센싱기간 동안 라인전극 단위로 상기 지문 구동신호를 공급하고, 전극 단위로 상기 지문 센싱신호를 공급받는 지문센서 일체형 터치 스크린 장치
3. The method of claim 2,
Wherein the touch / fingerprint driver circuit supplies the fingerprint drive signal in units of line electrodes during the fingerprint type sensing period, and receives the fingerprint sensing signal in units of electrodes,
제 2 항에 있어서,
상기 지문 센싱모드는 상기 지문 인식영역을 지나는 상기 블록들에 대하여 상기 블록 단위로 상기 터치 구동신호를 상기 터치/지문 전극들에 공급하고 상기 터치/지문 전극들의 정전용량 변화를 감지하는 지문위치 센싱을 더 포함하는 터치/지문 구동회로.
3. The method of claim 2,
Wherein the fingerprint sensing mode is a fingerprint sensing operation of supplying the touch driving signal to the touch / fingerprint electrodes on a block-by-block basis with respect to the blocks passing through the fingerprint recognition area and detecting a capacitance change of the touch / fingerprint electrodes Includes more touch / fingerprint drivers.
제 4 항에 있어서,
상기 지문 센싱모드는 상기 지문위치 센싱으로 지문의 위치가 센싱이 되면 상기 지문형태 센싱을 하는 터치/지문 구동회로
5. The method of claim 4,
The fingerprint sensing mode is a touch / fingerprint driver circuit for sensing the fingerprint type when the position of the fingerprint is sensed by the fingerprint position sensing
제 4 항에 있어서,
상기 터치 센싱모드와 상기 지문센싱 모드를 교번적으로 반복수행하고,
상기 지문센싱 모드에서 일정기간 지문위치 센싱기간과 상기 지문형태 센싱기간을 교번적으로 반복수행하는 터치/지문 구동회로.
5. The method of claim 4,
The touch sensing mode and the fingerprint sensing mode are alternately repeated,
Wherein the fingerprint sensing period and the fingerprint sensing period are alternately repeated in the fingerprint sensing mode for a predetermined period of time.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 라인전극 간의 간격과 상기 제 2 라인전극 간의 간격은 50 마이크로 미터 이하인 지문센서 일체형 터치 스크린 장치
The method according to claim 1,
Wherein the first line electrodes and the second line electrodes are 50 micrometers or less,
다수의 데이터 라인 및 다수의 게이트 라인에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀이 배열된 표시패널;
상기 다수의 데이터 라인을 구동하는 데이터 드라이버;
상기 다수의 게이트 라인을 구동하는 스캔 드라이버;
상기 데이터 드라이버 및 상기 스캔 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러;
복수의 제1 라인전극들과 상기 제1 라인전극들과 교차하는 복수의 제2 라인전극들을 포함하는 터치/지문 전극들을 포함하는 터치 센서 패널;
적어도 터치 센서 패널의 일부를 영역으로 하는 지문 인식영역;
터치 구동신호를 상기 터치/지문 전극들에 공급하고 상기 터치/지문 전극들의 자기 정전용량 변화를 감지하는 터치 센싱모드, 지문 센싱모드에서 상기 지문 인식영역을 지나는 상기 제1 라인전극들에 지문 구동신호를 공급하고, 상기 지문 인식영역을 지나는 상기 제2 라인전극들로부터 지문 센싱신호를 공급 받는 지문형태 센싱을 포함하는 터치/지문 구동회로 및
상기 터치/지문 구동회로를 제어하고 터치/지문 구동회로부터 받은 디지털 데이터를 분석하여 터치 신호를 생성하는 터치/지문 콘트롤러를 포함하는 표시장치
A display panel on which a plurality of subpixels defined by a plurality of data lines and a plurality of gate lines are arranged;
A data driver for driving the plurality of data lines;
A scan driver for driving the plurality of gate lines;
A timing controller for controlling the data driver and the scan driver;
A touch sensor panel including touch / fingerprint electrodes including a plurality of first line electrodes and a plurality of second line electrodes crossing the first line electrodes;
A fingerprint recognition area having at least a part of the touch sensor panel as an area;
A touch sensing mode for supplying a touch driving signal to the touch / fingerprint electrodes and sensing a change in the self capacitance of the touch / fingerprint electrodes, a fingerprint sensor for applying a fingerprint sensing signal to the first line electrodes passing through the fingerprint sensing area in a fingerprint sensing mode, A touch / fingerprint driver circuit including fingerprint type sensing for supplying a fingerprint sensing signal from the second line electrodes passing through the fingerprint recognition area,
And a touch / fingerprint controller for controlling the touch / fingerprint driver circuit and analyzing the digital data received from the touch / fingerprint driver circuit to generate a touch signal,
터치 센싱 모드에서 터치/지문 라인전극들에 터치 구동신호를 공급하고 상기 터치 구동신호를 공급한 상기 터치/지문 라인전극들로부터 터치 센싱신호를 공급받는 단계;
터치/지문 구동회로가 상기 터치 센싱신호를 터치 디지털 데이터로 변환하여 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계;
상기 터치/지문 콘트롤러가 상기 터치 디지털 데이터를 분석하여 터치 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계;
지문 센싱 모드에서 지문 인식영역에 해당하는 제1 터치/지문 라인전극들에 라인 단위로 지문 구동신호를 공급하고, 제2 터치/지문 라인전극들을 통해 라인 단위로 지문 센싱신호를 공급받는 단계;
상기 터치/지문 구동회로가 상기 지문 센싱신호를 지문 디지털 데이터로 변환하여 상기 터치/지문 콘트롤러로 공급하는 단계 및
상기 터치/지문 콘트롤러가 상기 지문 디지털 데이터를 분석하여 지문 정보를 호스트 시스템에 출력하는 단계를 포함하는 지문 센서 일체형 터치 스크린 장치의 구동방법
A step of supplying a touch driving signal to the touch / fingerprint line electrodes in the touch sensing mode and receiving a touch sensing signal from the touch / fingerprint line electrodes supplied with the touch driving signal;
The touch / fingerprint driver circuit converts the touch sensing signal into touch digital data and supplies the touch digital data to the touch / fingerprint controller;
The touch / fingerprint controller analyzing the touch digital data and outputting touch information to the host system;
Supplying a fingerprint driving signal to the first touch / fingerprint line electrodes corresponding to the fingerprint recognition area in a line unit and supplying the fingerprint sensing signal in line units through the second touch / fingerprint line electrodes in the fingerprint sensing mode;
The touch / fingerprint driver circuit converts the fingerprint sensing signal into fingerprint digital data and supplies the fingerprint digital data to the touch / fingerprint controller
Wherein the touch / fingerprint controller analyzes the fingerprint digital data and outputs fingerprint information to the host system.
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