KR20220078186A

KR20220078186A - Ｐ형 트랜지스터를 포함하는 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린

Info

Publication number: KR20220078186A
Application number: KR1020200167444A
Authority: KR
Inventors: 김형걸
Original assignee: 주식회사 지2터치
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-06-10
Also published as: CN114594872A; US20220179537A1; CN114594872B; US11455057B2; KR102480273B1

Abstract

본 발명은 터치 센서에 인가되는 전압이 외부의 별도의 전압원이 아니라 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 프로그램 가능한 전압이 공급되도록 하여 터치 제어에 요구되는 센서 스위치의 제어 포트와 입력 포트의 신호선의 개수를 효율적으로 줄이고자 하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명은 센서 스위치의 스위칭 트랜지스터를 LTPS(Low Temperature Poly Silicon)공정으로 제작된 P형 트랜지스터 만으로 구성하면서도 음 전압(-V)을 사용하지 않고 구동 함으로써 저 소비전력, 저 저항 신호 배선 그리고 터치 IC 단가 절감 등을 구현할 수 있는 터치 스크린을 제공한다.

Description

Ｐ형 트랜지스터를 포함하는 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린{TOUCH SCREEN APPLIED BY PROGRAMMABLE VOLTAGES INCLUDING P-TYPE TRANSISTORS}

본 발명은 터치 스크린에 관한 것으로, 보다 상세하게는 P형 트랜지스터를 포함하는 프로그램 가능한 전압이 인가되는 터치 스크린에 관한 것이다.

일반적으로 터치 스크린은, 스마트 폰, PDA(Personal Digital Assistants), 그리고 PMP(Portable Multimedia Player) 등과 같은 모바일 기기는 물론, 네비게이션, 넷북, 노트북, 태블릿 PC, DID(Digital Information Device), 그리고 IPTV(Internet Protocol TV) 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 적용될 수 있다.

상기 터치 스크린은, LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 그리고 Rigid, Flexible, 그리고 Foldable Type으로 구분되는 OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이 상판위에 외장 되거나, 상기 디스플레이 내부에 일체형으로 내장될 수 있다.

상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이는, 터치 스크린 부착형(add-on type) 디스플레이, 터치 스크린 상판형(on-cell type) 디스플레이, 그리고 터치 스크린 내장형(in-cell type) 디스플레이 등으로 다양하게 구분될 수 있다.

상기 터치 스크린은, 예를 들어, 저항막 방식, 정전용량 방식, 전자기 유도 방식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 등과 같은 다양한 유형의 터치 방식이 적용될 수 있다.

상기 정전용량(Capacitive) 방식이 적용되는 터치 스크린은, 예를 들어, 손가락 또는 전자 펜 등과 같은 터치 입력 도구가, 상기 터치 스크린에 배열된 터치 센서(touch sensor)에 접촉 또는 접근함에 따라, 상기 터치 센서에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct: touch capacitance)에 의한 전압 변화에 기반하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다.

도 1은 먹스를 구비한 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 터치 스크린(100)은, 다수의 터치 센서(110), 다수의 센서 신호선(120), 다수의 먹스(130), 그리고 터치 드라이브 IC(140) 등을 포함할 수 있다.

상기 터치 센서(110)은, 예를 들어, 다수의 로우(row)와 컬럼(column)의 매트릭스(matrix) 형태로 배열될 수 있고, 상기 센서 신호선(120)은, 상기 터치 센서(110)에 각각 독립적으로 연결될 수 있다.

상기 센서 신호선(120)은, 상기 터치 센서(110)에 의해 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 먹스(130)를 통해 상기 터치 드라이브 IC(140)으로 전달하며, 도 1에 도시한 바와 같이, 각 컬럼에 속하는 터치 센서의 일측(예: 우측)에 나란히 배열될 수 있다.

상기 다수의 먹스(130)는, 다량의 입력 및 출력(Input & Output)을 제어하는 스위칭 기능을 구현하며 디스플레이 픽셀 구동에 사용되는 TFT(Thin Film Transistors)와 동일한 TFT로 구성할 수 있으며 이는 상기 터치 드라이브 IC(140)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 드라이브 IC(140)는, COF(Chip On Film) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치되고, 상기 다수의 먹스(130)는, 상기 연성 회로 기판과는 별개인 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel) 상에 배치될 수 있다.

상기 다수의 먹스(130)는, 예를 들어, 각 컬럼(column)에 속하는 터치 센서의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나의 센서 신호선을 선택하여, 상기 터치 드라이브 IC(140)에 접속시킬 수 있다.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 제1 먹스(Mux 1)는, 제1 컬럼(Col 1)에 속하는 제1 내지 제4 로우(Row 1~4)의 터치 센서들에 접속된 4 개의 센서 신호선들과 접속되고, 그 중 어느 하나를 선택하여, 상기 터치 드라이브 IC(140)에 접속시킬 수 있다.

상기 터치 드라이브 IC(140)은, 상기 터치 센서들을 구동하고, 상기 터치 센서들에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 센서 신호선(120)과 상기 먹스(130)를 통해 수신하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다.

상기 다수의 먹스(130)를 터치 스크린 패널(TSP) 상에 배치함으로써, 상기 터치 드라이브 IC(140)의 입력 포트의 개수를 효율적으로 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 터치 센서(110)의 개수가 32 개이고, 먹스(130)의 개수가 8 개인 경우, 터치 드라이브 IC(140)의 입력 포트의 개수는, 상기 먹스(130)의 개수에 대응되는 8 개가 될 수 있다.

상기와 같이 먹스를 구비한 터치 스크린에 관련된 보다 구체적인 기술 설명은, 본 출원인에 의해 출원된 한국특허 출원번호 제10-2016-0113596호에 이미 상세하게 기재되어 있으므로, 이하에서는 생략하기로 한다.

본 발명은 터치 센서에서 형성되어 터치 IC에 인가되는 센싱 전압과 터치 IC로부터 센서에 인가되는 구동 전압들을 제어하는 센서 스위치의 스위칭 트랜지스터를 LTPS(Low Temperature Poly Silicon)공정으로 제작된 P형 트랜지스터 만으로 구성하여 저전압 스위칭을 구현함으로써 저 소비전력, 그리고 터치 IC 크기 감소 등을 구현할 수 있는 터치 스크린을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린은,

센싱 상태(Sensing state)와 구동 상태(Driving state)로 유지될 수 있는 복수의 터치 센서들;

P형 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 소스를 연결하는 제1 커패시터 및 P형 제2 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터의 게이트와 소스를 연결하는 제2 커패시터를 포함하고, 상기 터치 센서들 각각의 상태를 독립적으로 제어할 수 있는 복수의 센서 스위치들;

상기 터치 센서들을 복수의 그룹으로 그룹화하고, 각각의 그룹을 복수의 블록으로 블록화하여 상기 터치 센서들을 블록 단위로 제어하는 복수의 먹스(MUX)들; 및

상기 센싱 상태에서 적어도 하나 이상의 터치 센서에 생성된 터치 커패시턴스에 기초하여 터치를 검출하거나, 상기 구동 상태에서 복수의 터치 센서에 인가되는 전압을 제공하는 터치 드라이브 IC를 포함한다.

바람직하게는,

상기 센서 스위치에 인가되는 전압은 단지 양 전압(positive voltage)이며, 상기 양 전압은 제로(0) 전압을 포함한다.

바람직하게는,

상기 센싱 상태에서 상기 제1 커패시터는 충전되고, 상기 제1 트랜지스터가 턴 온되고, 상기 터치 커패시턴스의 전압은 상기 먹스를 통하여 상기 터치 드라이브 IC로 출력되고,

상기 구동 상태에서 상기 제2 커패시터는 충전되고, 상기 제2 트랜지스터가 턴 온되어, 임의의 DC 전압 또는 그라운드(GND) 전압이 상기 터치 드라이브 IC로부터 상기 터치 센서로 인가되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 터치 드라이브 IC는 상기 제1 트랜지스터 또는 상기 제2 트랜지스터의 턴 온(Turn ON) 또는 턴 오프(Turn off) 및 상기 제1 커패시터 또는 상기 제2 커패시터의 충전과 역 충전을 제어하기 위한 2개의 3상 버퍼(Tri-State Buffer)를 포함한다.

바람직하게는,

각각의 상기 3상 버퍼의 출력은 HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

각각의 상기 3상 버퍼는 제너 다이오드(Zener diode)를 포함하여, 상기 3상 버퍼의 전기적 충격을 방지하고, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 충전과 역 충전을 제어하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 제너 다이오드의 브레이크 다운 전압(Break down Voltage)은 상기 센서 스위치에 인가되는 전압에 따라 비례하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 구동 상태는 상기 터치 드라이브 IC로부터 상기 터치 센서로 인가되는 전압에 따라 2개 이상의 서브 상태로 분할되고, 상기 구동 상태에서 상기 터치 센서에 인가되는 전압은 상기 터치 드라이브 IC에 의해 프로그램 가능한 전압인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

각각의 상기 서브 상태에서 상기 터치 센서에 인가되는 전압은 서로 다르고, HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 센서 스위치와 상기 먹스의 제어 신호는 상기 터치 드라이브 IC로부터 생성되며, 상기 센서 스위치의 구동 전압은 하이 레벨(+V)과 로우 레벨(+0V)사이의 DC 전압인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 그룹의 개수는, 상기 먹스의 개수에 대응되고,

상기 각 그룹 내의 블록의 개수는, 상기 각 먹스의 입력 포트의 개수에 대응되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 센서 스위치들과 상기 먹스들은, 상기 터치 센서들이 배열되는 터치 스크린 패널 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 센서 스위치는, 상기 센서 스위치에 접속된 터치 센서를, 상기 먹스에 연결하기 위한 제1 포트와, 상기 구동 상태의 전압을 인가하기 위한 제2 포트를 포함한다.

바람직하게는,

상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 스위치들을 제어하기 위한 스위치 제어 신호와, 상기 먹스들을 제어하기 위한 먹스 제어 신호를 연동시켜, 상기 각 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 먹스 제어 신호는, 각 먹스에 대해 동일하게 인가되고,

상기 스위치 제어 신호는, 각 블록에 대해 동일하게 인가되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는,

상기 터치 드라이브 IC는, 상기 각 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행하는 동안, 상기 각 블록 내의 센서 스위치들로, 서로 다른 스위치 제어 신호들을 인가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터치 검출의 성능을 향상시킴과 아울러, 먹스와 센서 스위치를 제어하기 위한 제어 신호선의 개수를 효율적으로 줄이면서, 터치 드라이브 ID(TDI)의 저 소비 전력 구동을 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 고정 전압의 종류를 다양하게 제공할 수 있고(예를 들어, HIGH/LOW DC 전압, Square Wave, Hi-z(Tri-state)), Fast Switching신호를 센서 스위치(SW)에 공급하여 효율 높은 터치 스크린을 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, Line sensing & Frame sensing을 하기 위한 상태 전환이 용이하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 터치 IC의 생산 공정 전압을 저 전압으로 함으로써 소비전력이 감소되며 IC 자체의 가격이 낮아지는 장점이 있다.

도 1은 종래의 먹스를 구비한 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 분류된 제1 그룹 내의 구성을 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 먹스의 구성을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 분류된 제1 블록 내의 센서 스위치들의 실시예의 구성을 예시한 도면이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 제1 컬럼의 터치 센서들에 대한 동작 상태의 변화를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출을 위한 스캔 과정을 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 전압에 의해 동작되는 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.
도 9는 도 8의 실시예에 따라 분류된 제1 그룹 내의 구성을 예시한 도면이다.
도 10(a)는 종래 기술로서, 외부 전압과 센싱 신호를 스위칭하는 3개의 P형 트랜지스터로 구성된 센서 스위치를 도시한다.
도 10(b)는 도 10(a)의 3개의 P형 트랜지스터를 2개의 P형 트랜지스터로 줄여 구성한 센서 스위치(b1) 및 +V/-V 구동 전압 인가에 따른 센서 스위치의 입력/출력을 요약한 표(b2)이다.
도 11은 본 발명에 따른 2개의 P형 트랜지스터로 구성된 센서 스위치와, 센서스위치 게이트를 구동하기 위하여 3상(Tri-State) 버퍼를 도시한 도 11(a1)과 센서스위치의 입력과 출력을 센싱과 구동(driving) 순서로 표시한 도 11(a2)로 구성된다.
도 12는 도 11 (a1)의 3 상 버퍼(TSB : Tri-State Buffer)에 대한 회로도 및 해당 회로의 입력과 출력 관계를 표시한 진리표이다.
도 13은 도 11과 도 12의 전자회로에 입력 신호를 입력한 후 센싱 모드와 구동 모드에 따른 출력 신호를 타이밍도(Timing Diagram)로 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예는, 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린에 관한 것으로, 예를 들어, 터치 드라이브 IC(TDI)의 외부에, 다수의 먹스가 배치된 터치 스크린에서, 먹스의 개수와, 각 먹스의 입력 포트의 개수를 효율적으로 줄일 수 있고, 터치 검출의 성능을 향상 시킴과 아울러, 상기 먹스와 상기 센서 스위치를 제어하기 위한 제어 신호선의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예는, 센서 스위치의 제어 포트와 입력 포트의 신호선의 개수를 추가적으로 줄이기 위하여, 종래에 별도의 외부 전압원으로부터 터치 센서에 인가되던 전압을 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 공급되도록 하여 터치 제어에 요구되는 센서 스위치의 제어 포트와 입력 포트의 신호선의 개수를 효율적으로 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예는, 센서 스위치를 P형 트랜지스터만으로 구성하면서도 터치 드라이브 IC(TDI)의 구동 전압의 범위를 양(positive)의 전압(GND ~ +V)으로 좁혀 소비전력을 감소시키고 터치 드라이브 IC(TDI) 사이즈를 감소시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상기 터치 스크린(200)은, 다수의 터치 센서(210), 다수의 센서 신호선(sensor signal line)(미도시), 다수의 먹스(MUX)(230), 다수의 센서 스위치(sensor switch)(미도시), 그리고 터치 드라이브 IC(TDI)(240) 등을 포함할 수 있다.

상기 터치 센서(210)는, 예를 들어, 다수의 로우(row)와 컬럼(column)의 매트릭스 형태로 배열될 수 있고, 직사각형, 마름모, 또는 다수의 마름모들이 연결된 독특한 형상일 수 있다.

상기 터치 센서(210)는, 예를 들어, 전도성 투명 물질(예: ITO(Indium Tin Oxide))이거나, 전도성 불투명 물질(예: metal)로 형성될 수 있고, 터치 패드, 터치 패턴, 또는 센서 패턴 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 지칭될 수 있다.

상기 센서 신호선은, 상기 터치 센서(210)에 각각 독립적으로 연결될 수 있고, 상기 터치 센서(210)에 의해 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 센서 스위치와 상기 먹스(230)를 통해, 상기 터치 드라이브 IC(240)으로 전달할 수 있다.

상기 센서 신호선은, 예를 들어, 전도성 투명 물질(예: ITO)이거나, 전도성 불투명 물질(예: metal)로 형성될 수 있으며, 센서 트레이스(trace) 또는 링크 라인(link line) 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 지칭될 수 있다.

상기 다수의 먹스(230)는, 상기 터치 드라이브 IC(240)의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 드라이브 IC(240)는, COF(Chip On Film) 또는 FPC(Flexible Printed Circuit) 등과 같은 연성 회로 기판 상에 배치되고, 상기 다수의 먹스(230)는, 상기 연성 회로 기판과는 별개인 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel) 상에 배치되거나, 상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이 상에 배치될 수 있다.

상기 터치 드라이브 IC(240)은, 상기 먹스(230)와 상기 센서 스위치의 스위칭 동작을, 서로 연동시켜 제어함과 아울러, 상기 터치 센서(210)들을 구동하고, 상기 터치 센서들에서 생성되는 터치 커패시턴스(Ct)를, 상기 먹스(230)와 상기 센서 스위치를 통해 수신하여, 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있으며, 터치 IC 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 지칭될 수 있다.

상기 터치 드라이브 IC(240)은, 예를 들어, LCD 또는 OLED 등과 같은 다양한 유형의 디스플레이에 포함된 디스플레이 드라이브 IC(DDI: Display Drive IC)와 연동하거나, 상기 DDI와 일체화되어 하나의 IC, 예를 들어 TDDI(Touch Display Drive IC)로 제작될 수 있으며, 스마트 폰 또는 검사 기기 등과 같은 다양한 유형의 전자 장치에 포함된 씨피유(CPU) 또는 엠씨유(MCU) 등과 연동할 수 있다.

상기 터치 드라이브 IC(240)은, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 터치 구동을 위한 구동부(241), 터치 검출을 위한 터치 검출부(242), 터치 신호 처리를 위한 신호 처리부(243), 터치 데이터 저장을 위한 메모리부(244), 전원 공급을 위한 전원부(245), 터치 구동 및 검출 제어를 위한 컨트롤러(246), 터치 타이밍 제어를 위한 타이밍 제어부(247), 터치 구동 전압 생성을 위한 전압 생성부(248), 그리고 외부 통신을 위한 통신부(249) 등을 전부 또는 일부 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러(246)는, 상기 터치 검출부(242)와 상기 신호 처리부(243), 그리고 상기 타이밍 제어부(247) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 구성 요소들 중 하나 이상을 제어함과 아울러, 상기 통신부(249)를 통해 외부 구성 요소와의 인터페이스를 수행할 수 있다. 상기 메모리부(244)는, 예를 들어, 라인(line) 메모리 또는 프레임(frame) 메모리 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 다수의 먹스(230)를 터치 스크린 패널(TSP) 상에 배치하거나, 상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이 상에 배치할 수 있으며, 예를 들어, 1 개의 먹스가 1 개 이상의 컬럼에 대응되도록 배치하여, 먹스의 개수를 줄임과 동시에, 터치 드라이브 IC의 입력 포트의 개수를 줄일 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 다수의 터치 센서가, 제1 내지 제4 로우(Row 1~4)와 제1 내지 제8 컬럼(col 1~8)의 매트릭스 형태로 배열된, 도 2의 실시예를 참조로 상세히 설명한다.

예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 4 개의 로우와 8 개의 컬럼으로 배열된 총 32 개의 터치 센서들 중, 제1 및 제2 컬럼(Col1, Col2)의 터치 센서들은, 제1 그룹(Group1)으로 분류되고, 제3 및 제4 컬럼(Col3, Col4)의 터치 센서들은, 제2 그룹(Group2)으로 분류되고, 제5 및 제6 컬럼(Col5, Col6)의 터치 센서들은, 제3 그룹(Group3)으로 분류되고, 제7 및 제8 컬럼(Col7, Col8)의 터치 센서들은, 제4 그룹(Group4)으로 분류될 수 있다.

여기서, 1 개의 그룹은, 1 개의 먹스에 대응될 수 있다. 예를 들어, 총 8 개의 컬럼 중, 2 개의 컬럼을 1 개의 그룹으로 분류하면, 먹스의 개수는 4 개가 되며, 예를 들어, 총 8 개의 컬럼 중, 4 개의 컬럼을 1 개의 그룹으로 분류하면, 먹스의 개수는 2 개가 될 수 있다. 상기 각 그룹으로 분류되는 컬럼의 개수는, 예를 들어, 다양한 터치 검출 방식 등에 따라 임의로 변경될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 예를 들어, 터치 검출을 위해 로우(row) 방향으로 스캔 동작을 수행하되, 기수(odd) 필드(또는 기수 컬럼)와 우수(even) 필드(또는 기수 컬럼)를 구분하여 순차적으로 스캔하는 터치 검출 방식을 예로 들어, 상세히 설명한다.

상기 각 그룹 내의 터치 센서들은, 다수의 블록(Block)으로 분류될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 그룹(Group1) 내의 8 개의 터치 센서들 중, 제1 컬럼의 제1 및 제2 터치 센서(T11, T21)는, 제1 블록(Block1)으로 분류되고, 제1 컬럼의 제3 및 제4 터치 센서(T31, T41)는, 제2 블록(Block2)으로 분류되고, 제2 컬럼의 제1 및 제2 터치 센서(T12, T22)는, 제3 블록(Block3)으로 분류되고, 제2 컬럼의 제3 및 제4 터치 센서(T32, T42)는, 제4 블록(Block4)으로 분류될 수 있다.

여기서, 각 그룹 내의 블록의 개수는, 각 먹스의 입력 포트의 개수에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹을 4 개의 블록으로 분류하면, 제1 먹스의 입력 포트의 개수는 4 개가 되며, 예를 들어, 제1 그룹을 2 개의 블록으로 분류하면, 제1 먹스의 입력 포트의 개수는 2 개가 될 수 있다. 상기 각 그룹 내의 블록의 개수는, 예를 들어, 다양한 터치 검출 방식 등에 따라 임의로 변경될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 분류된 제1 그룹 내의 구성을 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 그룹은, 동일한 개수의 블록으로 분류될 수 있고, 각 블록은, 동일한 개수의 터치 센서와 센서 스위치를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제1 그룹(Group1)은, 제1 내지 제4 블록(Block 1~4)으로 분류될 수 있고, 상기 제1 내지 제4 블록(Block1~4)은, 각각 2 개의 터치 센서들과 2 개의 센서 스위치들(SW1, 2)을 포함할 수 있다.

상기 센서 스위치(SW)는, 상기 센서 스위치에 접속된 터치 센서가, 터치 검출을 위해 터치 커패시턴스(Ct)를 생성하는 센싱 패드(sensing pad)의 동작 상태가 되거나, 터치 미검출을 위해 상기 터치 커패시턴스(Ct)를 생성하지 않는 구동 패드(driving pad)의 동작 상태가 되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 센서 스위치(SW)는, 예를 들어, 상태 전환 스위치(state conversion SW) 등과 같이 임의의 다른 명칭으로 다양하게 지칭될 수 있다.

상기 제1 내지 제4 블록(Block1~4)에는, 제1 스위치 제어신호(S_CTL1)와 제2 스위치 제어신호(S_CTL2)가, 각각 동시에 인가되며, 각 블록 내의 제1 센서 스위치(SW1)와 제2 센서 스위치(SW2)는, 해당 블록 내의 제1 터치 센서와 제2 터치 센서가, 서로 다른 동작 상태가 되도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 내지 제4 블록(Block 1~4) 내에 포함된 각각의 제1 터치 센서들(T11, T31, T12, T32)은, 센싱(sensing) 패드의 동작 상태가 됨과 동시에, 상기 제1 내지 제4 블록 내에 포함된 각각의 제2 터치 센서들(T21, T42, T22, T42)은, 구동 패드의 동작 상태가 될 수 있다.

상기 제1 그룹에 속하는 제1 먹스(230)에는, 상기 제1 그룹에 속하는 블록의 개수에 대응되는 입력 포트들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 먹스(230)에는, 4 개의 입력 포트(I1~I4)와 1 개의 출력 포트(O1)가 구비될 수 있고, 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호(S_CTL1, S_CTL2)와 연동되는 먹스 제어 신호(M_CTL)가 인가될 수 있다.

예를 들어, 상기 먹스 제어 신호(M_CTL)는, 상기 제1 내지 제4 블록(Block 1~4)) 내에서, 각각 센싱(sensing) 패드로 동작하는 4 개의 터치 센서들 중, 하나를 순차적으로 선택하기 위한 제어 신호로서, 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호(S_CTL1, S_CTL2)와 연동될 수 있다.

여기서, 상기 먹스와 상기 센서 스위치는, 전술한 바와 같이, 상기 터치 드라이브 IC의 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널 상에 배치되거나, 상기 터치 스크린이 적용되는 디스플레이 상에 배치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제1 먹스의 구성을 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 먹스에는 다수의 입력 포트들과 하나의 출력 포트가 구비될 수 있고, 상기 먹스에 인가되는 먹스 제어 신호는, 상기 스위치 제어 신호들과 연동될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 먹스(230)에는, 4 개의 입력 포트(I1~I4)와 1 개의 출력 포트(O1)가 구비될 수 있고, 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호(S_CTL1, S_CTL2)와 연동되는 먹스 제어 신호(M_CTL)가 인가될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 먹스(230)는, 제1 입력 포트(I1)를 선택하여, 상기 제1 블록(Block1) 내에서 센싱 패드로 동작하는 제1 터치 센서(T11)를 선택하고, 이후, 제2 입력 포트(I2)를 선택하여, 상기 제2 블록(Block2) 내에서 센싱 패드로 동작하는 제1 터치 센서(T31)를 선택하고, 이후, 제3 입력 포트(I3)를 선택하여, 상기 제3 블록(Block3) 내에서 센싱 패드로 동작하는 제1 터치 센서(T12)를 선택하고, 이후, 제4 입력 포트(I4)를 선택하여, 상기 제4 블록 내에서 센싱 패드로 동작하는 제1 터치 센서(T32)를 선택할 수 있다.

즉, 상기 제1 먹스(230)는, 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호와 연동하는 상기 먹스 제어 신호(M_CTL)에 의해 순차적으로 스위칭되어, 센싱 패드로 동작 중인 제1 내지 제4 블록 내의 제1 터치 센서들(T11, T31, T12, T32)을 차례 대로 선택할 수 있다.

이후, 상기 제1 먹스(230)는, 제1 입력 포트(I1)를 선택하여, 상기 제1 블록 내에서 센싱 패드로 동작하는 제2 터치 센서(T21)를 선택하고, 이후, 제2 입력 포트(I2)를 선택하여, 상기 제2 블록 내에서 센싱 패드로 동작하는 제2 터치 센서(T41)를 선택하고, 이후, 제3 입력 포트(I3)를 선택하여, 상기 제3 블록 내에서 센싱 패드로 동작하는 제2 터치 센서(T22)를 선택하고, 이후, 제4 입력 포트(I4)를 선택하여, 상기 제4 블록 내에서 센싱 패드로 동작하는 제2 터치 센서(T42)를 선택할 수 있다.

즉, 상기 제1 먹스(230)는, 상기 제1 및 제2 스위치 제어 신호와 연동하는 상기 먹스 제어 신호(M_CTL)에 의해 순차적으로 스위칭되어, 센싱 패드로 동작 중인 제1 내지 제4 블록 내의 제2 터치 센서들(T21, T41, T22, T42)을 차례대로 선택할 수 있다. 이에 따라, 터치 검출의 스캔 동작을 블록 단위로 수행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 분류된 제1 블록 내의 센서 스위치들의 구성을 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 블록 내에는, 동일한 개수의 터치 센서들과 센서 스위치들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(Block1)에는, 제1 및 제2 터치 센서들(T11, T21)과 제1 및 제2 센서 스위치들(SW1, SW2)이 포함될 수 있다.

상기 센서 스위치는, 상기 센서 스위치에 접속된 터치 센서가, 센싱(sensing) 패드의 동작 상태, 또는 구동(driving) 패드의 동작 상태가 되도록 하기 위해, 1 개 이상의 상태 전환 포트들을 구비할 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 센서 스위치(SW1)와 상기 제2 센서 스위치(SW2)에는, 각각 제1 내지 제3 포트들(S, D, G)이 구비될 수 있고, 상기 제1 포트(S)는, 터치 센서와 먹스를 연결시키기 위한 링크(Link) 포트일 수 있고, 상기 제2 포트(D)는, 터치 센서와 구동 전압을 연결시키기 위한 구동 전압(Vdrv) 포트일 수 있고, 상기 제3 포트(G)는, 터치 센서와 그라운드를 연결하기 위한 그라운드(GND) 포트일 수 있다.

여기서, 상기 구동 전압은, 하이 레벨과 로우 레벨로 교번되는 DC 전압으로서, 도 2를 참조로 전술한 바 있는, 상기 전압 생성부(248)에 의해 공급되는 터치 구동 전압일 수 있다.

상기 제1 포트(S)와 상기 제3 포트(G) 사이에 존재하는 상기 제2 포트(D)는, 삭제되거나, 또는 2 개 이상의 포트들(D1, D2)로 확대될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 포트(S1)와 연결되어 센싱 패드로 동작하는 터치 센서를 기준으로, 동일 컬럼 내에서, 상하 방향으로 인접된 터치 센서들이, 상기 제2 포트(D)와 연결되어 구동 패드들로 동작하는 경우, 상기 센싱 패드의 센서 신호선과, 상기 구동 패드들의 센서 신호선들 사이에는, 선간 커패시턴스가 발생하게 되며, 상기 선간 커패시턴스를 이용하여, 터치 검출의 감도를 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 선간 커패시턴스를 이용하여, 터치 검출의 감도를 향상시키는 구체적인 기술 내용은, 본 출원인의 한국등록특허 제10-1602842호에 이미 상세하게 기재되어 있으므로, 이하에서는 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 상기 제1 센서 스위치(SW1)에는, 상기 제1 센서 스위치와 연결된 터치 센서(T11)를 센싱 패드로 동작시키기 위해, 서로 다른 3 개의 스위치 제어 신호(S_CTL1-1, S_CTL1-2, S_CTL1-3)가 인가될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 센서 스위치(SW1)의 제1 포트(S)는, S_CTL1-1 신호에 의해 온되고, 나머지 제2 포트(D)와 제3 포트(G)는, S_CTL1-2 신호와 S_CTL1-3 신호에 의해 오프되어, 상기 제1 센서 스위치에 접속된 터치 센서(T11)는, 센싱 패드의 동작 상태가 될 수 있다.

한편, 상기 제2 센서 스위치(SW2)에는, 상기 제2 센서 스위치와 연결된 터치 센서(T21)를 구동 패드이면서, 구동 전압이 인가되도록 하기 위해, 서로 다른 3 개의 스위치 제어 신호(S_CTL2-1, S_CT21-2, S_CTL2-3)가 인가될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 센서 스위치(SW2)의 제2 포트(D)는, S_CTL2-2 신호에 의해 온되고, 나머지 제1 포트(S)와 제3 포트(G)는, S_CTL2-1 신호와 S_CTL2-3 신호에 의해 오프되어, 상기 제2 센서 스위치에 접속된 터치 센서(T21)는, 구동 패드이면서 구동 전압이 인가되는 동작 상태가 될 수 있다.

도 6는 본 발명의 실시예에 따른 제1 컬럼의 터치 센서들에 대한 동작 상태의 변화를 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 대한 구체적인 설명의 편의를 위해, 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 컬럼(Col1) 내에 14 개의 터치 센서들이 포함되고, 상기 제1 컬럼(Col1)이, 제1 블록(Block1)과 제2 블록(Block2)으로 분류된 예를 들어 설명한다.

전술한 바와 같이, 각 블록에는, 동일한 개수의 터치 센서들과 센서 스위치들이 포함되므로, 상기 제1 블록과 상기 제2 블록에는, 각각 7 개의 터치 센서들과 7 개의 센서 스위치들이 포함된다.

상기 제1 블록과 상기 제2 블록에는, 상기 7 개의 센서 스위치들을 제어하기 위한 제1 내지 제7 스위치 제어 신호들이 인가되며, 상기 제1 내지 제7 스위치 제어 신호들에 따라, 상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 각 첫 번째 터치 센서에서부터 일곱 번째 터치 센서까지 순차적으로, 센싱 패드의 동작 상태가 될 수 있다.

상기 센싱 패드를 기준으로, 동일 컬럼에서, 상하 방향에 인접된 다른 터치 센서들은, 구동 패드이면서 구동 전압이 인가될 수 있고, 나머지 다른 터치 센서들은, 구동 패드이면서 그라운드가 접속될 수 있다.

도 6을 참조하면, 동작 시간 t1에서, 제1 블록과 제2 블록의 제1 터치 센서들은, 각각 센싱 패드(SP)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록의 제2, 제3, 제6, 제7 터치 센서들은, 각각 구동 전압이 인가되는 구동 패드(NP-V)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록의 제4, 제5 터치 센서들은, 각각 그라운드와 접속되는 구동 패드(NP-G)가 될 수 있다.

이후, 동작 시간 t2에서, 제1 블록과 제2 블록의 제2 터치 센서들은, 각각 센싱 패드(SP)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록의 제1, 제3, 제4, 제7 터치 센서들은, 각각 구동 전압이 인가되는 구동 패드(NP-V)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록의 제5, 제6 터치 센서들은, 각각 그라운드와 접속되는 구동 패드(NP-G)가 될 수 있다.

이후, 동작 시간 t3에서, 제1 블록과 제2 블록의 제3 터치 센서들은, 각각 센싱 패드(SP)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록의 제1, 제2, 제4, 제5 터치 센서들은, 각각 구동 전압이 인가되는 구동 패드(NP-V)가 되고, 상기 제1 블록과 제2 블록 내의 제5, 제6 터치 센서들은, 각각 그라운드와 접속되는 구동 패드(NP-G)가 될 수 있다.

이후, 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 동작 시간 t4~t7에서, 상기 센싱 패드(SP)와 상기 구동 패드(NP-V, NP-G)를, 각 블록 내에서 순차적으로 변경할 수 있다. 여기서, 제1 블록과 제2 블록은, 전술한 바와 같이, 제1 먹스에 대응되는 제1 그룹에 속하므로, 상기 제1 블록에서 순차적으로 변경되는 센싱 패드들이, 상기 제1 먹스의 제1 포트를 통해 순차적으로 출력되고, 이후, 상기 제2 블록에서 순차적으로 변경되는 센싱 패드들이, 상기 제1 먹스의 제1 포트를 통해 순차적으로 출력된다.

이에 따라, 상기 제1 컬럼에 속하는 14 개의 터치 센서들을 순차적으로 스캔하는 결과가 된다. 한편, 상기 각 블록 내에서, 상기 센싱 패드(SP)와, 상기 그라운드에 연결된 구동 패드(NP-G) 사이에 존재하는, 상기 구동 전압이 인가되는 구동 패드(NP-V)의 개수는, 예를 들어, 도 6의 동작 시간 t4에 도시한 바와 같이, 2 개이거나, 영(zero), 1 개 또는 3 개 이상일 수도 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 터치 검출을 위한 스캔 과정을 예시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 대한 구체적인 설명의 편의를 위해, 도 7에 도시한 바와 같이, 각 컬럼 내에 6 개의 터치 센서들이 포함되고, 이웃하는 2 개의 컬럼들이 1 개의 그룹으로 분류되고, 각 컬럼 내의 6 개의 터치 센서들 중 세로 방향의 3 개의 터치 센서들이 각 블록으로 분류된 예를 들어 설명한다.

도 7을 참조하면, 터치 검출을 위해 로우(row) 방향으로 스캔 동작을 수행하되, 기수(odd) 필드(또는 기수 컬럼)와 우수(even) 필드(또는 우수 컬럼)를 구분하여 순차적으로 스캔하는 터치 검출 방식에서, 제1 블록 스캔 동작(Block1-Scan)을 수행하기 위한 동작 시간 T1이 되면, 각 그룹 내의 제1 블록에 속하는 터치 센서들이 순차적으로 센싱 패드가 된다.

이후, 제2 블록 스캔 동작(Block2-Scan)을 수행하기 위한 동작 시간 T2이 되면, 각 그룹 내의 제2 블록에 속하는 터치 센서들이 순차적으로 센싱 패드가 되고, 이후, 제3 블록 스캔 동작(Block3-Scan)을 수행하기 위한 동작 시간 T3이 되면, 각 그룹 내의 제3 블록에 속하는 터치 센서들이 순차적으로 센싱 패드가 된다.

이후, 제4 블록 스캔 동작(Block4-Scan)을 수행하기 위한 동작 시간 T4이 되면, 각 그룹 내의 제4 블록에 속하는 터치 센서들이 순차적으로 센싱 패드가 된다.

이에 따라, 상기 제1 블록과 제2 블록에 대한 스캔 동작을 순차적으로 수행하는 기수 필드의 스캔 동작을 수행하고, 이후, 상기 제3 블록과 제4 블록에 대한 스캔 동작을 순차적으로 수행하는 우수 필드의 스캔 동작을 수행함으로써, 상기 기수 필드와 상기 우수 필드의 스캔 결과를 합산하여, 하나의 프레임(frame)에 대한 터치 검출의 스캔 결과를 획득할 수 있게 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 전압에 의해 동작되는 터치 센서를 포함하는 터치 스크린의 구성을 예시한 도면이다.

도 8는 도 2에 도시된 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린의 구성보다 추가적으로 더 축소된 센서 스위치의 제어 포트와 입력 포트의 신호선의 개수를 갖는 터치 스크린의 다른 구성을 예시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먹스와 센서 스위치를 구비한 터치 스크린의 구성에서 각각의 센서 스위치는 센서 스위치는 3개의 트랜지스터를 포함하고, 입력 포트를 3개 그리고 상태 전환 포트로서 역할을 하는 제어포트 3개 그리고 1개의 센서 연결 포트 구체적으로, 7개의 포트가 필요했다.

또한, 터치 센서에 인가되던 2개의 고정 전압 (GND, Vdrv)은 별도의 전압원으로부터 인가되어, 구동 상태(Vdrv)에서 구동 상태(GND)로 변환될 때 순간적인 쇼트(short)를 방지하기 위하여 중간에 플로팅 상태(floating state)를 추가적으로 유지하여야 하는 문제가 있었다.

구동 상태(Vdrv)에서 구동 상태(GND)로 변환할 때 또는 구동 상태(GND)에서 구동 상태(Vdrv)로 변환할 때 플로팅 상태를 거침으로써 전체적인 센싱 시간이 길어지고 터치 스크린의 제어가 복잡해지는 문제가 있었다.

또한, 디스플레이의 사이즈가 커질수록 터치센서 각각에 연결되는 센서 스위치의 개수도 늘어나며 각각의 센서 스위치를 제어하기 위한 제어 포트와 입력 포트의 신호선도 늘어나게 된다.

따라서, 도 2의 다수의 먹스와 센서 스위치가 구비된 터치스크린에서 센서 스위치의 제어 포트와 입력 포트의 신호선의 개수를 줄이는 것은 항상 요구되는 기술적 문제이다.

전체적인 센싱 시간이 길어지는 문제와 신호선의 개수를 동시에 해결하기 위하여, 도 8에 도시된 실시의 예에서는 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 전압(S_OUT_U1, S_OUT_D1)(870)에 의해 동작되는 터치 센서를 포함하는 터치 스크린(800)을 포함한다.

또한, 터치 드라이브 IC(TDI)로부터 직접 인가되는 전압은 프로그램 가능한 전압으로서 전압의 종류를 다양하게 제공할 수 있고(예를 들어, HIGH/LOW DC 전압, Square Wave, Hi-z(Tri-state)), Fast Switching 신호를 센서 스위치(SWxx)에 공급하여 효율 높은 터치 스크린을 구현할 수 있다. 그리고 도 8의 실시예에 따르면, Line sensing & Frame sensing을 하기 위한 상태 전환이 용이하다.

도 9는 도 8의 실시예에 따라 분류된 제1 그룹 내의 구성을 예시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 상기 제1 그룹(Group1)은, 제1 내지 제4 블록 (Block 1~4)으로 분류될 수 있고, 상기 각 블록(Block1 ~ Block4)은 각각 2 개의 터치 센서들(예:T11, T21)과 2 개의 센서 스위치(예 : SW11, SW21)을 포함할 수 있다.

상기 센서 스위치(예 : SW11)은 접속된 터치 센서가, 터치 검출을 위한 센싱 패드(sensing pad)로 동작할 수 있도록 하거나, 터치 검출을 하지 않는 구동 패드(driving pad)로 동작할 수 있도록 Vdrv, GND, 또는 특정 전압을 인가할 수 있다.

상기 제1 내지 제4 블록(Block1~4)에는, 제1 스위치 제어신호 S_CTL1(S1: G13)와 제2 스위치 제어신호 S_CTL2(S2: G24)가, 각각 동시에 인가되며, 각 블록 내의 제1 센서 스위치(예:SW11)와 제2 센서 스위치(예:SW21)는, 해당 블록 내의 제1 터치 센서와 제2 터치 센서가, 서로 다른 동작 상태가 되도록 할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 내지 제4 블록(Block 1~4) 내에 포함된 각각의 제1 터치 센서들(T11, T31, T12, T32)은, 센싱(sensing) 패드의 동작 상태가 됨과 동시에, 상기 제1 내지 제4 블록 내에 포함된 각각의 제2 터치 센서들(T21, T41, T22, T42)은, 구동(driving) 패드의 동작 상태가 될 수 있다.

상기 제1 그룹에 속하는 제1 먹스(940)에는, 상기 제1 그룹에 속하는 블록의 개수에 대응되는 입력 포트들이 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 먹스(940)에는, 4 개의 입력 포트(I1~I4)와 1 개의 출력 포트(O1)가 구비될 수 있고, 상기 SW11와 SW21의 제어 신호(S_CTL1(S1:G13), S_CTL2(S2:G24))와 연동되는 4개의 먹스 제어 신호(M_CTL)가 인가될 수 있다.

예를 들어, 상기 먹스 제어 신호(M_CTL)는, 상기 제1 내지 제4 블록 (Block 1~4)) 내에서, 각각의 센싱(sensing) 패드들이 상부와 하부로 구분 동작되는데 상부 4개의 터치 센서(예: T11, T12, T31, T32)가 상기 센서 스위치 (예:SW11, SW12, SW31, SW32)의 제어신호 S_CTL1(S1:G13) 에 의거 선택되면 하나씩 순차적으로 선택하여 센싱(Sensing)한다. 한편 하부 4개의 터치 센서(예: T21, T22, T41, T42)가 상기 센서 스위치 (예:SW21, SW22, SW41, SW42)의 제어신호 S_CTL2(S2:G24) 에 의거 선택되면 하나씩 순차적으로 선택하여 센싱(Sensing)한다.

여기서, 상기 먹스와 상기 센서 스위치는 전술한 바와 같이 상기 터치 드라이브 IC의 외부에 배치될 수 있으며, 터치 스크린 패널 주변의 기판 상에 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라, 하나의 블록 내에는 동일한 개수의 터치 센서들과 센서 스위치들이 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(Block1)에는, 제1 및 제2 터치 센서들(T11, T21)과 제1 및 제2 센서 스위치(SW11, SW21)이 포함될 수 있다.

상기 센서 스위치(SW11, SW21)는 접속된 터치 센서가 센싱 (sensing) 패드의 동작 상태, 또는 구동(driving) 패드의 동작 상태가 되도록, 1 개 이상의 상태 전환 포트들(S_CTL1, S_CTL2)을 구비할 수 있다.

도 9를 참조하면, 상기 제1 센서 스위치(SW11, SW31, SW12, SW32)와 상기 제2 센서 스위치 (SW21, SW41, SW22, SW42)에는, 각각 2 포트들((SIN1, GD1),(SIN2, GD3),(SIN3, GD1),(SIN4, GD3))와 ((SIN1, GD2),(SIN2, GD4),(SIN3, GD2),(SIN4, GD4)로 구성될 수 있고, 상기 제1 포트(S_IN1-4)는, 터치 센서와 먹스를 연결시키기 위한 링크(Link) 포트일 수 있고, 상기 제2 포트(GD1-4)는, 터치 센서에 구동 전압을 연결시키기 위한 구동(Vdrv) 전압 또는 GND 전압을 인가하기 위한 GND전압 또는 별도의 전압을 인가하기 위한 포트일 수 있다. 본 예시에서 상기 제2 포트 (GD1, 3)는 Block의 상부에 (GD2, 4)는 하부에 각각 하나씩 총 2개의 구동(Non Sensing) 전압을 인가할 수 있다.

여기서, 상기 구동 전압은 하이 레벨과 로우 레벨로 교번되는 DC 전압 또는 소정 크기의 DC 전압으로서, 터치 드라이브 IC(TDI)(950)에 의해 공급되는 터치 구동 전압일 수 있다.

도 10(a)는 종래 기술의 외부 전압원을 이용한 센서 스위치의 구성을 도시한다.

도 10(a)에서의 구동 상태(Vdrv) 및 구동 상태(GND)는 별도의 외부 전압원으로부터 공급되어, 상기에서 언급된 바와 같이 터치 센싱 시간이 길어지고, 신호선의 개수가 늘어나는 문제가 있다.

센서 스위치는 센서 스위치에 접속된 터치 센서가 센싱 패드의 동작상태 또는 구동 패드의 동작 상태가 되도록 하기 위한 1개 이상의 상태 전환 포트들(S_CTL1~ S_CTL2)을 구비할 수 있다.

또한, 상기 센서 스위치에는 제1 내지 제3 포트들(SIN, Vdrv, GND)이 구비될 수 있고, 제1 포트(SIN)는 터치 센서와 먹스를 연결시키기 위한 링크(link) 역할을 하는 포트일 수 있고, 제2 포트(Vdrv)는 상기 터치 센서가 난-센싱 패드로 동작하기 위한 구동 전압을 연결시키는 구동 전압(Vdrv) 포트일 수 있고, 제3 포트(GND)는 상기 터치 센서가 난-센싱 패드로 동작하기 위한 그라운드를 연결하기 위한 그라운드(GND)포트일 수 있다.

센서 스위치의 구동 전압은, 하이(HIGH) 레벨과 로우(LOW) 레벨로 교번되는 DC전압으로서, TDI의 전압 생성부에 의해 공급되는 터치 구동 전압일 수 있다.

터치 패드 또는 터치 스크린을 동작시키기 위해서 센서 스위치에 서로 다른 2개의 스위치 제어 신호(S_CTL1-1, S_CTL1-2)가 인가될 수 있으며, 터치 패드를 센싱 패드로 동작 시키기 위해서는 도 10a에 도시된 바와 같이, 터치 센서에 센싱 전압을 공급하는 제1 포트(SIN)는 S_CTL1-1의 S1 신호에 의해 온(ON)되고, 나머지 제2포트(Vdrv)와 제3포트(GND)는 S_CTL1의 D1 신호와 S_CTL1의 G1 신호에 의해 오프(OFF)되어 터치 센서(T11)은 센싱 패드로 동작하게 된다.

도 10(a)의 센서 스위치는 3단자형 스위칭 소자를 포함할 수 있고, 스위칭 소자는 3개의 포트와 3개의 제어 포트가 각각 필요하게 된다.

도 10(a)의 스위치(SW11)는 7개의 입출력(IO) 포트와 3개의 트랜지스터로 구성되며, 1개의 센싱 신호는 제어신호 S1에 의해 먹스에 입력되고, 2개의 고정 전압(GND, Vdrv)이 각각의 제어 신호인 G1과 D1에 의해 별도의 외부 전압원으로부터 터치 센서에 GND 또는 Vdrv전압을 인가한다.

도 10(a)의 스위치(SW11)를 구성하는 트랜지스터는 P형이기 때문에 S1, D1과 G1의 턴 온(Turn On)전압은 음전압(negative voltage)(-V)이며 턴 오프(Turn Off)전압은 양전압(postive voltage)(+V)이 각각 P-TFT 게이트에 인가 되어야 한다.

도 10(b)는 종래 기술의 P형 트랜지스터만으로 구성된 센서 스위치의 구성 및 입력 전압에 대한 센서 스위치의 출력을 요약한 표를 도시한다.

도 10(b1)는 도9의 블록 내에 위치한 센서 스위치(SW11) 중의 하나이며 5개의 I/O 포트와 2개의 트랜지스터로 구성되어, 각각의 트랜지스터의 게이트를 제어하여 터치 센서 센싱과 구동 터치 센서 로딩을 구현한다.

도 10(b1)의 터치 드라이브 IC(TDI)는 1개의 전압 포트(GD1)를 통해 터치 센서에 전압이 인가되는 것이 특징이다.

예를 들어, 2개의 고정전압(GND, Vdrv)을 터치 드라이브 IC(TDI)의 1개의 전압포트(GD1)를 통해 선택 공급할 수 있다. 도 10(a)에서의 별도의 외부 전압원에 의한 전압 인가와는 달리, 터치 드라이브 IC(TDI)에서 인가되는 전압은 프로그램 가능한(programmable) 전압으로서, 전압에 종류에 따라 여러 개의 전압 소스를 별도 구비할 필요가 없다.

또한, 도 10(a)의 별도의 외부 전압원에 의한 전압 인가의 경우와 달리, 도 10(b)의 터치 드라이브 IC(TDI)에 의한 전압 인가는 구동 전압의 (Vdrv) 구동 상태에서 그라운드 전압(GND)의 구동 상태로 전환될 때 또는 그라운드 전압(GND)의 구동 상태에서 구동 전압(Vdrv)의 구동 상태로 전환될 때 중간에 플로팅 상태(floating state)로 플로팅 노이즈(Floating Noise)가 제거되어 터치 스크린의 전체 터치 센싱 시간이 단축된다.

센서 스위치(SW11)의 제1 포트(SIN)는 터치 센서와 먹스를 연결시키기 위한 링크(link) 역할을 하는 포트일 수 있고, 제2 포트(GD1)는 터치 센서가 구동 패드로 동작하기 위한 구동 전압을 연결시키는 구동 전압(Vdrv) 또는 GND 또는 프로그램 가능한 전압 포트일 수 있다.

터치 드라이브 IC(TDI)에서 센서 스위치의 전압 포트를 통해 인가되는 전압은 도 9의 TDI의 센서 스위치 제어 신호(S_CTL1, S_CTL2)와 연동되며 터치 센서는 센싱 모드 또는 구동 모드로 동작하게 된다.

그리고, 이를 통해 로우(row) 단위로 센싱하는 라인 센싱(Line Sensing) 뿐만 아니라 전체 터치 센서를 센싱하는 프레임 센싱(Frame Sensing)도 할 수 있다.

도 10(b2)는 P형 트랜지스터만으로 구성된 센서 스위치의 구성에서의 입력 전압에 대한 센서 스위치의 출력을 요약한 표이다.

제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 로우 전압(예를 들어, -10V) 그리고 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트에 하이 전압(예를 들어, +10V)를 인가함으로써 센싱 상태가 된다.

그리고 제1 트랜지스터(TR1)의 게이트에 하이 전압(예를 들어, +10V) 그리고 제2 트랜지스터(TR2)의 게이트에 로우 전압(예를 들어, -10V)를 인가함으로써 구동 전압의 구동 상태가 된다.

도 8의 MUX, 도 10(a)과 도 10(b1)의 센서 스위치(SW11)에 사용되는 트랜지스터 소재는 LTPS(Low Temperature Poly Silicon)이며 P-TFT(P-Thin Film Transistor)로만 되어있어서 턴 온을 위해서는 음 전압(-V)이, 그리고 턴 오프 하기 위해서는 양 전압(+V)이 각각 P-TFT 게이트에 인가되어야 한다.

이를 위하여 IC 동작시에 높은 동작 전압이 요구되고 IC 제조시에 높은 공정전압을 사용해야 하는데 이는 칩 크기를 증가, IC 가격 인상, 높은 IC 동작전압에 의한 소비전력 증대, 전자파(EMI) 잡음 증대등의 많은 문제들을 수반한다.

도 11은 본 발명에 따른 2개의 P형 트랜지스터로 구성된 센서 스위치와, 센서스위치 게이트를 구동하기 위하여 3상(Tri-State) 버퍼를 도시한 도 11(a1)과 센서스위치의 입력과 출력을 센싱과 구동(driving) 순서로 표시한 도 11(a2)로 구성된다.

도 11에 도시된 본원 발명의 센서 스위치(1100)는 도 10(b)와 유사하게 2개의 P형 트랜지스터로 구성되지만, 각각의 P형 트랜지스터(1102 및 1104)의 게이트와 소스간에는 커패시터(C1, C2)가 추가되고, 센서 스위치 게이트를 제어 또는 구동하기 위하여 3상(Tri-State) 버퍼(1132 및 1134)가 터치 드라이브 IC(1130))에 추가되었다는 점에서 도 10(b)의 센서 스위치와 다르다.

도 11(a2)에는 센서스위치의 입력과 출력을 센싱과 구동 순서로 표시한 표가 개시된다.

도 10(b)에 계시된 센서 스위치는 P형 트랜지스터만으로 구성되고, 트랜지스터의 소스(GD1)에 인가된 전압(GND ~ +V)을 드레인에 전달하기 위하여 트랜지스터의 게이트(S1, G13)에 음 전압(-V)을 인가한다.

이를 위하여 터치 드라이브 IC(TDI)는 음 전압(-V)을 생성해야 하고, 센서 스위치의 사용 전압범위가 -V ~ +V이 되므로 적용 공정이 하이 전압 공정이 되어 소비 전력과 IC면적이 증가하고 IC 단가도 증가한다.

이를 개선하기 위하여, 본 발명은 도 11(a2)에 계시된 바와 같이 음 전압(-V)을 제거하고 양 전압(GND ~ +V)을 게이트에 인가하여 로우(low) 전압(GND)을 소스에서 드레인에 전달이 가능하여 소비전력을 낮추고 IC 면적을 줄여서 IC 단가를 낮추었다.

도 11(a1)는 터치 스크린의 일부 터치 센서(1110)의 구간을 개략적으로 도시된 것으로, 상기에서 언급한 바와 같이 (i) 센서스위치 내 각각의 트랜지스터(Tr1, Tr2)의 게이트와 소스간 커패시턴스(C1, C2)를 증가시킨 것과 (ii) 터치 드라이버 IC(TDI)내 입력 포트(S1,G13)의 버퍼(Buffer) 구조를 포함하고 있다는 점이 특징이다.

추가적으로, 본원 발명의 터치 스크린은 도 11(a2)에 도시된 바와 같이, 센싱 모드(Sensing mode)와 구동 모드(Driving mode)에서의 각각의 구동 순서가 셋팅되어 있다는 점이 도 10(b2)와 상이하다.

결과적으로, 도 11에 도시된 2 개의 P형 트랜지스터로 구성된 터치 센서의 센싱 모드와 구동 모드에서 동작은 음 전압(-V)을 사용하지 않는다는 것이 특장이다.

도 11에 도시된 터치 센서(1110)는 설명의 편의를 위하여 하나만 도시하였으나, 터치 스크린 전체에서 보면 도 1에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태로 복수개로 구성될 수 있다.

그리고 복수의 터치 센서들은 터치가 이루어진 센싱 상태(Sensing state)와 터치가 이루어지지 않은 구동 상태(Driving state)로 유지될 수 있다.

본원 발명의 터치 스크린은 터치 센서(1110)들 각각의 상태를 독립적으로 제어할 수 있는 복수의 센서 스위치들을 포함한다. 도 11에서는 설명의 편의를 위하여 단지 하나의 센서 스위치(1100)만을 도시하였다.

센서 스위치(1100)는 상기에서 언급한 바와 같이 P형 트랜지스터만으로 구성되고, 도 11에 도시된 바와 같이 P형 제1 트랜지스터(1102) 및 P형 제2 트랜지스터(1104)를 포함한다.

추가하여, 본원 발명의 센서 스위치(1100)는 제1 트랜지스터(1102)의 게이트와 소스를 연결하는 제1 커패시터(C1) 및 제2 트랜지스터(1104)의 게이트와 소스를 연결하는 제2 커패시터(C2)를 포함한다.

제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)는 터치 드라이브 IC(1130)로부터 인가되는 구동 전압에 따라 충전 또는 역 충전을 수행하여 터치 센서(1110)의 모드 또는 상태를 제어한다.

역 충전(reverse charge)이라 함은 예를 들어, 충전의 방향과 반대로 도통시키는 것을 의미한다.

예를 들어, 도 11(a1)의 커패시터(C1)의 양쪽 전압 극성이 -,+로 되어 있을 경우에는 TR1이 도통되는 형태를 가지고 C1의 양쪽 전압 극성이 +,- 로 되는 경우 TR1이 차단되는 형태를 가진다. 즉, TR1의 온/오프는 커패시터(C1)의 충전/역 충전에 의해 제어된다.

본원 발명의 터치 스크린은 복수의 먹스(MUX)들을 포함한다.

도 11에 도시된 먹스(1120)는 설명의 편의를 위하여 하나만 도시한 것으로, 먹스(1120)는 터치 센서들을 복수의 그룹으로 그룹화하고, 각각의 그룹을 복수의 블록으로 블록화하여 터치 센서들을 블록 단위로 제어한다.

터치 드라이브 IC(1130)는 센싱 상태에서 적어도 하나 이상의 터치 센서에 생성된 터치 커패시턴스(Ct)에 기초하여 터치를 검출하거나, 구동 상태에서 복수의 터치 센서에 인가되는 전압을 제공하는 한다.

본원 발명의 터치 스크린의 센서 스위치에 인가되는 전압은 단지 양 전압(positive voltage)이며, 양 전압은 제로(0) 전압을 포함한다.

단지 예시의 목적을 위하여, 양 전압의 범위는 0V 내지 +10V 일 수 있다.

터치 센서(1110)가 센싱 상태에 있을 때 센서 스위치의 동작을 살펴보면, 제1 커패시터(C1)가 충전되고, 제1 트랜지스터(1102)가 턴 온되어 터치 센서(1110)에 생성된 터치 커패시턴스의 전압이 먹스(1120)를 통하여 터치 드라이브 IC로 출력된다.

구체적으로, 센싱 상태에서의 출력은 도 11(a2)의 센싱 모드에서의 Vs를 출력한다.

터치 센서(1110)가 구동 상태에 있을 때 센서 스위치의 동작을 살펴보면, 제2 커패시터(C2)가 충전되고, 제2 트랜지스터(1104)가 턴 온되어, 임의의 DC 전압 또는 그라운드(GND) 전압이 터치 드라이브 IC(예를 들어, 포트 GD1을 통해)로부터 터치 센서(1110)로 인가된다.

터치 드라이브 IC(1130)는 제1 트랜지스터(1102) 또는 제2 트랜지스터(1104)의 턴 온(Turn ON) 또는 턴 오프(Turn off) 및 제1 커패시터(C1) 또는 제2 커패시터(C2)의 충전과 역 충전을 제어하기 위한 2개의 3상 버퍼(Tri-State Buffer)(1132 및 1134)를 포함한다.

각각의 3상 버퍼의 출력은 HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

3상 버퍼의 구성 회로도 및 출력은 이하의 도 12에서 상세히 설명된다.

센서 스위치의 구동 상태는 터치 드라이브 IC로부터 터치 센서로 인가되는 전압에 따라 2개 이상의 서브 상태로 분할되고, 구동 상태에서 터치 센서에 인가되는 전압은 터치 드라이브 IC에 의해 프로그램 가능한 전압이다(구체적으로 도 11(a2)의 표 참조).

각각의 서브 상태에서 터치 센서에 인가되는 전압은 서로 다르고, HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나를 갖는다.

먹스(1120)의 제어 신호 역시 터치 드라이브 IC(1130)로부터 생성된다.

먹스(1120)의 개수와 그룹의 개수는 동일하고, 각각의 그룹 내의 블록의 개수는, 각각의 먹스의 입력 포트의 개수에 대응된다.

도 11에 도시된 예에서 먹스(1120)의 입력 포트는 4개로 이루어진바, 4개의 블록으로 구성될 수 있다.

본원 발명의 센서 스위치들과 먹스들은, 터치 센서들이 배열되는 터치 스크린 패널 상에 배치된다.

터치 드라이브 IC(1130)는 센서 스위치에 접속된 터치 센서(1100)를, 먹스(1120)에 연결하기 위한 제1 포트(P11)와, 구동 상태의 전압을 인가하기 위한 제2 포트(GD1)를 포함한다.

본원 발명의 터치 드라이브 IC(1130)는, 센서 스위치들을 제어하기 위한 스위치 제어 신호와, 먹스들을 제어하기 위한 먹스 제어 신호를 연동시켜, 각 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행할 수 있다.

먹스 제어 신호는, 각각의 먹스에 대해 동일하게 인가되고, 스위치 제어 신호는, 각각의 블록에 대해 동일하게 인가될 수 있다.

터치 드라이브 IC(1130)는, 각각의 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행하는 동안, 각각의 블록 내의 센서 스위치들로, 서로 다른 스위치 제어 신호들을 인가하여 결과적으로는 각 블록의 센서 스위치에 연결된 터치 센서를 독립적으로 제어할 수 있다.

도 12는 도 11 (a1)의 3 상 버퍼(TSB : Tri-State Buffer)(1206)에 대한 회로도 및 해당 회로의 입력과 출력 관계를 표시한 진리표이다.

터치 드라이브 IC의 포트 S1과 G13은 3 상(Tri-State) 버퍼(TSB1, TSB2)(1132, 1134)의 출력에 연결되고, 버퍼의 출력은 출력 하이(High), 출력 로우(Low), 하이 임피던스(High Impedance) Hi-z의 3가지의 상이한 출력을 갖는 3 상(Tri-State) 버퍼이다.

도 11의 터치 드라이브 IC(1130)의 입력 포트(S1, G13)에 각각 TSB1과 TSB2의 출력이 연결되고, 각각의 버퍼의 회로 구성은 동일하다.

도 12는 도 11의 TSB1의 전자 회로도 및 동작 진리표이다.

출력 인에이블(Output Enable)(

,

)이 로우일 경우 입력과 동일한 출력이 획득되고, 하이(high)일경우에는 입력 레벨과 관계없이 출력은 하이 임피던스(High Impedance)(Hi-z) 상태가 된다.

도 12(a1)의 출력단에 있는 제너 다이오드(Zener Diode)(1208)는 정전기 등의 전기적 충격로부터 소자들을 보호하면서 커패시터 (C1, C2)(1210/1212)를 충전과 역 충전을 하기 위한 것이다.

제너 다이오드의 브레이크 다운 전압(Break down Voltage)는 센서 스위치에 인가되는 센싱 전압(Sensing Voltage)에 따라 비례적으로 선택될 수 있다.

도 13은 도 11과 도 12의 전자회로에 입력 신호를 입력한 후 센싱 모드와 구동 모드에 따른 출력 신호를 타이밍도(Timing Diagram)로 도시한 것이다.

센싱 모드에서 센싱 동작 순서는 도 11(a2)와 같이

(0, Low) & GSNS(0, Low) -> 포트 S1,

(0, Low) & DSNS(1, High) -> 포트 P11로 출력하여 C1을 충전한 다음,

(1, High) &

(1, High)로 하면 3 상 버퍼(Tri-State Buffer)1 (TSB1) -> 포트 S1이 하이 임피던스(High Impedance)(Hi-z)가 되어 TR1 턴 온(Turn ON)되어 도 13의 ① 및 ③과 같이 센서(도 11의 1110)에 인가된 전압(Vsens)이 TDI 포트 P11을 거쳐 DSNS에 출력되게 된다.

상기 언급된 센싱 동작 순서를 반복하면 연속 센싱 모드 구현이 가능하다.

센싱 모드의 차단을 위해서

(0, Low) & DSNS(0, Low) -> P11,

(0, Low) & GSNS(1, High) -> 포트 S1 로 출력하면 커패시터 (C1)은 역 충전(reverse charge)되어 TR1은 턴 오프 (Turn OFF) 되고 도 13의 ② 및 ④와 같이 센서(도 11의 1110)의 신호가 트랜지스터(TR1)을 통과하지 못해 TDI의 P11 -> DNS에 도달하지 못한다.

구동 모드(Driving mode)에서 구동 동작 순서는 도 11(a2)와 같이

(0, Low) & GDRV(0, Low) -> 포트 G13, SDRV(+V) -> GD1 로 하여 커패시터(C2)를 충전한 다음,

(1, High)로 하면 3 상 버퍼(Tri-State Buffer)2 (TSB2) -> 포트 G13이 하이 임피던스(High Impedance)(Hi-z)가 되어 트랜지스터(TR2 턴 온되어 도 13의 ① 및 ③과 같이 SDRV에 인가된 전압 (Vdrv)이 TDI 포트 GD1과 TR2를 거쳐 센서에 도달하게 된다.

상기 언급된 구동 동작 순서를 반복하면 연속 구동 모드 구현이 가능하다.

구동 모드의 차단을 위해서 SDRV(0, Low) -> GD1,

(0, Low) & GDRV(1, High) -> G13 로 하면 C2는 역 충전되어 TR2는 턴 오프되고 도 13의 ② 및 ④와 같이 TDI의 SDRV -> GD1신호가 트랜지스터(TR2)를 통과하지 못해 센서(도 11의 1110)에 도달하지 못한다.

이와 같이 센싱 & 구동 모드에서 트랜지스터 (TR1과 TR2)의 게이트에 음 전압(-V)을 인가하지 않고도 트랜지스터(TR1과 TR2)의 소스에 인가되는 구동 & 센싱 전압(0V ~ +V)을 센서나 TDI 입력 포트(P11)에 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예와 같이, 센서 스위치를 복수의 P형 트랜지스터만으로 구성하면서도 터치 드라이브 IC(TDI)의 구동 전압의전압 범위를 줄임으로써 소비전력을 감소시키고 칩 사이즈를 감소시킬 수 있다.

이상, 상세히 설명한 본 발명의 각 실시예들은, 개별적으로 실시되거나, 또는 서로 결합되어 혼용 실시될 수도 있다. 이와 같이 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims

센싱 상태(Sensing state)와 구동 상태(Driving state)로 유지될 수 있는 복수의 터치 센서들;
P형 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 소스를 연결하는 제1 커패시터 및 P형 제2 트랜지스터, 상기 제2 트랜지스터의 게이트와 소스를 연결하는 제2 커패시터를 포함하고, 상기 터치 센서들 각각의 상태를 독립적으로 제어할 수 있는 복수의 센서 스위치들;
상기 터치 센서들을 복수의 그룹으로 그룹화하고, 각각의 그룹을 복수의 블록으로 블록화하여 상기 터치 센서들을 블록 단위로 제어하는 복수의 먹스(MUX)들; 및
상기 센싱 상태에서 적어도 하나 이상의 터치 센서에 생성된 터치 커패시턴스에 기초하여 터치를 검출하거나, 상기 구동 상태에서 복수의 터치 센서에 인가되는 전압을 제공하는 터치 드라이브 IC를 포함하는, 터치 스크린.
청구항 1에 있어서,
상기 센서 스위치에 인가되는 전압은 단지 양 전압(positive voltage)이며, 상기 양 전압은 제로(0) 전압을 포함하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 센싱 상태에서 상기 제1 커패시터는 충전되고, 상기 제1 트랜지스터가 턴 온되고, 상기 터치 커패시턴스의 전압은 상기 먹스를 통하여 상기 터치 드라이브 IC로 출력되고,
상기 구동 상태에서 상기 제2 커패시터는 충전되고, 상기 제2 트랜지스터가 턴 온되어, 임의의 DC 전압 또는 그라운드(GND) 전압이 상기 터치 드라이브 IC로부터 상기 터치 센서로 인가되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 터치 드라이브 IC는 상기 제1 트랜지스터 또는 상기 제2 트랜지스터의 턴 온(Turn ON) 또는 턴 오프(Turn off) 및 상기 제1 커패시터 또는 상기 제2 커패시터의 충전과 역 충전을 제어하기 위한 2개의 3상 버퍼(Tri-State Buffer)를 포함하는, 터치 스크린.
청구항 4에 있어서,
각각의 상기 3상 버퍼의 출력은 HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 4에 있어서,
각각의 상기 3상 버퍼는 제너 다이오드(Zener diode)를 포함하여, 상기 3상 버퍼의 전기적 충격을 방지하고, 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터의 충전과 역 충전을 제어하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 6에 있어서,
상기 제너 다이오드의 브레이크 다운 전압(Break down Voltage)은 상기 센서 스위치에 인가되는 전압에 따라 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 구동 상태는 상기 터치 드라이브 IC로부터 상기 터치 센서로 인가되는 전압에 따라 2개 이상의 서브 상태로 분할되고, 상기 구동 상태에서 상기 터치 센서에 인가되는 전압은 상기 터치 드라이브 IC에 의해 프로그램 가능한 전압인 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 8에 있어서,
각각의 상기 서브 상태에서 상기 터치 센서에 인가되는 전압은 서로 다르고, HIGH/LOW DC 전압, Hi-z(Tri-state)전압 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 센서 스위치와 상기 먹스의 제어 신호는 상기 터치 드라이브 IC로부터 생성되며, 상기 센서 스위치의 구동 전압은 하이 레벨(+V)과 로우 레벨(+0V)사이의 DC 전압인 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 그룹의 개수는, 상기 먹스의 개수에 대응되고,
상기 각 그룹 내의 블록의 개수는, 상기 각 먹스의 입력 포트의 개수에 대응되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 센서 스위치들과 상기 먹스들은, 상기 터치 센서들이 배열되는 터치 스크린 패널 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 센서 스위치는, 상기 센서 스위치에 접속된 터치 센서를, 상기 먹스에 연결하기 위한 제1 포트와, 상기 구동 상태의 전압을 인가하기 위한 제2 포트를 포함하는, 터치 스크린.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 터치 드라이브 IC는, 상기 센서 스위치들을 제어하기 위한 스위치 제어 신호와, 상기 먹스들을 제어하기 위한 먹스 제어 신호를 연동시켜, 상기 각 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 14에 있어서,
상기 먹스 제어 신호는, 각 먹스에 대해 동일하게 인가되고,
상기 스위치 제어 신호는, 각 블록에 대해 동일하게 인가되는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.
청구항 14에 있어서,
상기 터치 드라이브 IC는, 상기 각 블록 단위로 터치 검출 스캔 동작을 수행하는 동안, 상기 각 블록 내의 센서 스위치들로, 서로 다른 스위치 제어 신호들을 인가하는 것을 특징으로 하는, 터치 스크린.