KR101431884B1

KR101431884B1 - 터치 스크린 패널

Info

Publication number: KR101431884B1
Application number: KR1020110139242A
Authority: KR
Inventors: 권용일; 박타준; 이상호; 홍경희
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2014-08-27
Also published as: KR20130071810A; US20130181947A1

Abstract

본 발명은 터치 스크린 패널을 공개한다. 상기 터치 스크린 패널은 구동 신호를 생성하는 구동부; 상기 구동부로부터 입력된 상기 구동 신호에 의해 활성화되는 신호 감지부; 및 상기 신호 감지부로부터 감지된 정전용량에 의해 발생한 감지 신호를 이용하여 조합 신호를 생성하며, 상기 조합 신호를 이용하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅(counting)하여 카운팅값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 딜레이(delay) 타임(time)을 산출하며, 산출된 값들 조합하여 상기 정전용량이 발생한 해당 셀(cell)을 판별하는 신호 검출부를 포함한다. 이러한, 본 발명에 따른 터치 스크린 패널은 기존의 ADC 를 사용하지 않으며, TDC 및 카운터부를 포함하는 변환부(164)를 적용하여 기존의 ADC 사양을 비교기 수준으로 낮춤으로써 전체 크기를 줄임과 아울러 정확도를 증가시킬 수 있다.

Description

터치 스크린 패널{TOUCH SCREEN PANNEL}

본 발명은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 특히, 아날로그-디지털 컨버터를 사용하지 않는 정전용량 방식(Capacitive type) 터치 스크린 패널에 관한 것이다.

오늘날의 현대인들은 휴대용 전자 장치를 포함한 다양한 전기 전자 장치를 사용하고, 광범위한 범위에서 이용하고 있다. 예를 들어, 휴대폰, PDA, DMB폰과 같은 이동통신 단말기에서부터 MP3, 게임장비 등 멀티 미디어 장비에 이르기까지 다양하다.

특히, 휴대용 전자 장치는 데이터 전용 네트워크로부터 GSM, CDMA등의 네트워크와 같은 복합 음성 및 데이터 네트워크와 결합하여 장비의 휴대성이 더욱 강조되고 있다.

터치 스크린 패널은, 상기와 같은 휴대 장치들에서 특히 유용하게 사용되고 있다.

통상적으로, 터치 스크린 패널은 키패드나 마우스 등의 입력 장치를 사용하지 않고, 화면에 손가락이나 펜을 접촉하여 입력하는 방식을 말한다. 터치 스크린 패널은 접촉에 의한 전기적 변화를 감지하는 터치 스크린과, 터치 패널로부터 감시된 신호를 디지털 데이터로 변환하여 컴퓨터 및 휴대폰 등의 기기에 전송하는 컨트롤로 칩(IC)으로 구성될 수 있다.

터치 인식 방법의 종류에는 대표적으로 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식등이 있으며, 각각의 기술마다 장단점이 존재하나 최근 멀티 터치 구현이 가능한 정전용량식(Capacitve type)의 터치 스크린 패널 비중이 늘어나고 있는 추세이다.

정전용량식 터치 스크린 패널은 셀프(self) 캡(cap) 방식과 뮤츄얼(mutual) 캡(cap) 방식으로 나누어질 수 있다.

셀프 캡 방식은 검출하기 위한 신호를 발생하는 신호 발생부와 신호를 검출하는 신호 검출부가 동일한 블럭에서 이루어지고, 뮤츄얼 캡 방식은 신호 발생부와 신호 검출부가 서로 다른 블럭으로 이루어진다.

셀프 캡 방식의 경우, 다중 터치(touch)를 하면, 음영 지역이 나타나기 때문에 최근에는 뮤츄얼 캡 방식이 주가 되어 사용되어지고 있다.

뮤츄얼 캡 방식을 이용한 정전용량식 터치 스크린 패널은 전하 증폭기 상에서 증폭된 신호의 크기를 바탕으로 터치 위치를 계산하는 방식으로, 매우 높은 분해능(Resolution)을 갖는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter: ADC)가 필요하다.

그러나, 아날로그-디지털 컨버터의 분해능을 높이게 되면, 아날로그-디지털 컨버터의 전체 면적이 넓어지게 된다.

그래서 종래에는 아날로그-디지털 컨버터의 면적 증가를 줄이기 위한 방법으로, 먹스부를 사용하여 하나의 아날로그-디지털 컨버터를 사용하여 터치 스크린 패널의 전체 면적을 줄이는 방안을 진행하였다.

그러나, 상기와 같이 하나의 아날로그-디지털 컨버터를 사용하는 방식은, 값을 순차적으로 처리하기 때문에 속도가 느린 단점이 있었다.

따라서, 최근에는 먹스를 사용하지 않고, 복수 개의 적분기 각각에 대응하도록 복수 개의 아날로그-디지털 컨버터를 적용하는 방안을 적용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 경우, 높은 비트수를 갖는 아날로그-디지털 컨버터가 병렬로 채널 개수에 따라 많은 수가 사용되므로, 터치 스크린 패널의 전체 면적이 증가하는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예들은 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 전체 면적을 줄임과 아울러 정확도를 증대시킬 수 있는 터치 스크린 패널을 제공하고자 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은, 구동 신호를 생성하는 구동부; 상기 구동부로부터 입력된 상기 구동 신호에 의해 활성화되는 신호 감지부; 및 상기 신호 감지부로부터 감지된 정전용량에 의해 발생한 감지 신호를 이용하여 조합 신호를 생성하며, 상기 조합 신호를 이용하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅(counting)하여 카운팅값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 딜레이(delay) 타임(time)을 산출하며, 산출된 값들 조합하여 상기 정전용량이 발생한 해당 셀(cell)을 판별하는 신호 검출부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널은, 구동 신호를 생성하는 구동부; 상기 구동부로부터 입력된 상기 구동 신호에 의해 활성화되는 신호 감지부; 상기 신호 감지부로부터 감지된 상기 정전용량의 변화량에 따른 전하를 적분하여 상기 감지 신호를 생성하는 전하 적분부; 상기 전하 적분부에서 생성된 감지 신호의 주기를 카운팅(counting)하여 카운팅 값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 딜레이(delay) 타임(time)을 산출하는 변환부; 및 상기 변환부에서 산출된 값들 조합하여 상기 정전용량이 발생한 해당 셀(cell)을 판별하는 제어부를 포함한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 스크린 패널의 터치셀 검출 방법은, 구동 신호들을 발생하여 터치 스크린 패널을 활성화시키는 단계; 신호 검출부 내의 전하 적분부를 이용하여 감지 셀의 변화량에 따른 전하를 적분하여 감지 신호를 생성하는 단계; 비교부에서 상기 감지 신호를 입력받아 기설정된 기준 전압과 비교하여 비교 신호를 생성하는 단계; 상기 비교 신호를 조합부에서 인가받아 스위치 인에이블 신호와 조합하여 조합 신호를 생성하고, 생성된 조합 신호를 카운터부 및 TDC(Time delay control)로 제공하는 단계; 상기 카운터부를 이용하여 상기 조합 신호에 대한 펄스(pulse) 신호를 기준 클럭(clock)으로 카운팅(counting)하고, 카운된 값을 산출하는 단계; 상기 TDC를 이용하여 상기 카운팅의 나머지 지연 시간에 대한 값을 디지털(digital) 값으로 산출하는 단계; 및 상기 제어부를 통해 상기 카운터부의 산출값과, 상기 TDC의 산출값을 조합하여 상기 감지 셀을 검출하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예는 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 기존의 ADC 를 사용하지 않으며, TDC 및 카운터부를 포함하는 변환부(164)를 적용하여 기존의 ADC 사양을 비교기 수준으로 낮춤으로써 전체 크기를 줄임과 아울러 정확도를 증가시킬 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 전체 블럭도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 상세 블럭도이다.
도3은 도1의 TDC를 나타내는 상세 회로도이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 신호 검출부 내 구성들의 출력들을 나타내는 그래프이다.
도5는 TDC의 입력 및 출력을 동시에 나타내는 그래프이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 패널의 터치 감지 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린 패널을 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 스크린 패널을 나타내는 전체 블럭도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시 예에 따른 터치 스크린 패널(100)은, 구동부(120), 신호 감지부(140) 및 신호 검출부(160)를 포함한다.

구동부(120)는 복수 개의 드라이버들(120-1~120-n)을 포함하며, 복수 개의 드라이버들(120-1~120-4)에서 생성된 구동 신호들(drv1~drvn)은 구동 라인들을 통해 신호 감지부(140)로 제공될 수 있다.

신호 감지부(140)는 복수 개의 구동 라인(도면상의 X축 라인들)과, 복수 개의 구동 라인과 교차되는 방향으로 배열되는 복수 개의 감지 라인(도면상의 Y축 라인들) 사이에 형성된 복수 개의 감지 셀들(C11~C4n)로 형성될 수 있다. 이때, 복수 개의 감지 셀들(C11~C4n) 각각은 단일의 커패시터로 형성될 수 있다.

신호 감지부(140)에서 생성된 상호 정전 용량은 구동부(120)로부터 구동 신호가 인가되면, 신호 검출부(160)로 제공되어 신호 검출부(160)에서 감지 신호(Ch_out)를 발생시킬 수 있도록 할 수 있다.

보다 구체적으로, 일 예로, 신호 감지부(140)의 제1 감지 셀(C11, 도2의 140-1)을 사용자가 터치를 했다고 가정을 하고, 도2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 사용자가 제1 감지 셀(C11, 도2의 140-1)을 터치를 하면, 제1 감지 셀(C11, 도2의 140-1)에서는 상호 정전 용량이 발생하게 된다. 이때, 발생한 상호 정전 용량은 제1 감지 셀(C11, 도2의 140-1)과 연결된 구동 라인을 통해 제1 구동부(120-1)로부터 구동 신호가 인가되면, 제1 감지 셀(C11, 도2의 140-1)의 출력단에 연결된 감지 라인을 통해 신호 검출부(160)로 제공될 수 있다. 그러면, 신호 검출부(160)에서는 상호 정전 용량을 기초로 감지 신호를 발생시킬 수 있다.

신호 검출부(160)는 신호 감지부(140)로부터 감지된 정전용량에 의해 발생한 감지 신호(Ch_out)를 검출하고, 검출된 감지 신호(Ch_out)에 기초하여 정전용량이 발생한 위치를 판별할 수 있다.

보다 구체적으로, 신호 검출부(160)는 해당 감지 셀의 변화량에 따른 전하를 적분하여 감지 신호(Ch_out)를 생성하고, 생성된 감지 신호(Ch_out)와 기설정된 기준 전압(Vref)과 비교하여 비교 신호(Comp_out)를 생성할 수 있다.

더하여, 신호 검출부(160)는 생성된 비교 신호(Comp_out)와 스위치 인에이블 신호(SW_EN)를 조합하여 카운팅하기 위한 클럭 신호인 조합 신호(Nor_out)를 생성할 수 있다.

그리고, 신호 검출부(160)는 조합 신호(Nor_out)를 이용하여 감지 신호(Ch_out)의 주기를 카운팅하여 카운팅 값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 지연 시간을 산출하여 제어부(166)로 제공할 수 있다.

이러한, 신호 검출부(160)는 전하 적분부(162), 변환부(164) 및 제어부(166)를 포함하여 구성될 수 있다.

전하 적분부(162)는 복수 개의 감지 라인 각각과 일대일 대응되도록 복수 개의 전하 적분부(162-1~162-n)로 구성될 수 있다. 복수 개의 전하 적분부(162-1~162-n) 각각은 서로 동일한 구성으로 형성되므로, 설명의 편의성을 위해 복수 개의 전하 적분부(162-1~162-n) 중 제1 전하 적분부(162-1)에 대해서 설명하기로 한다.

제1 전하 적분부(162-1)는 도2에서와 같이, 비교기 및 적분 커패시터(Cf)로 형성되는 적분 회로로서 형성될 수 있다. 이때, 적분 커패시터(Cf)의 일단은 비교기의 비반전단(-)와 연결되고, 적분 커패시터(Cf)의 타단은 비교기의 출력단과 연결될 수 있다.

그리고, 제1 전하 적분부(162-1)는 적분 커패시터(Cf)의 양단 사이에 연결되는 스위치(SW)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에서의 스위치(SW)는 스위치 인에이블 신호(SW_EN)에 응답하여 적분 커패시터(Cf)에 충전되어 있는 전하를 방전시키기 위한 것으로, 스위치 인에이블 신호(SW_EN)는 도4의 (b)와 같이, 적분 구간의 시작점을 알려 감지 신호(Ch_out)를 보다 구체적으로 측정하도록 가이드(Guide)할 수 있다.

보다 구체적으로, 스위치(SW)는 하이 레벨의 스위치 인에이블 신호(SW_EN)가 입력되면 턴온되어, 적분 커패시터(Cf)에 충전된 전하가 방전되도록 할 수 있다. 반면에, 스위치(SW)는 로우 레벨의 스위치 인에이블 신호(SW_EN)가 입력되면 턴오프되어, 적분 커패시터(Cf)에 전하를 충전하도록 할 수 있다. 그러면, 전하 적분부(162)는 도4의 (a)와 같이, 입력되는 전압의 변화량에 따라 감지 신호(Ch_out)를 결정할 수 있다.

변환부(164)는 전하 적분부(162)에서 생성된 감지 신호(Ch_out)의 주기를 카운팅(Counting)하여 카운팅 값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 지연 시간을 산출하고, 산출된 각각의 산출값을 제어부(166-1)로 제공할 수 있다.

이러한, 변환부(164)는 복수 개의 전하 적분부(162)와 대응되도록 복수 개의 변환부(164-1~164-n)로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 복수 개의 변환부(164-1~164-n) 각각은 동일한 구성으로 형성되므로, 설명의 편의성을 위해 복수 개의 변환부(164-1~164-n) 중 제1 변환부(164-1)에 대해서만 설명하기로 한다.

제1 변환부(164-1)는 도2와 같이, 비교부(164a), 조합부(164b), 카운터부(164c) 및 TDC(Time Delay Control, 164e)를 포함하여 구성될 수 있다.

비교부(164a)는 전하 적분부(162)에서 출력되는 감지 신호(Ch_out)와 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 비교 신호(Comp_out)를 생성한다.

조합부(164b)는 비교부(164a)에서 출력되는 비교 신호(Comp_out)와 스위치 인에이블 신호(SW_EN)를 조합하여 조합 신호(Nor_out)를 생성하고, 생성된 조합 신호(Nor_out)를 카운터부(164c)와 TDC(164e) 각각으로 제공할 수 있다. 이때, 생성된 조합 신호(Nor_out)는 카운터부(164c)에 제공되어 주기의 갯수를 카운팅하기 위한 기준 클럭 신호로서 이용될 수 있다.

이러한, 조합부(164b)는 일 예로, 노아 게이트로 이루어질 수 있다. 그에 의해, 조합부(164b)는 비교 신호(Comp_out) 및 스위치 인에이블 신호(SW_EN) 중 어느 하나의 신호가 하이 레벨로 들어오면, 도4의 (C)와 같이, 로우 레벨의 조합 신호(Nor_out)를 생성할 수 있다. 반면에, 조합부(164b)는 비교 신호(Comp_out) 및 스위치 인에이블 신호(SW_EN) 모두 로우 레벨로 들어오면, 도4의 (C)와 같이, 하이 레벨의 조합 신호(Nor_out)를 생성할 수 있다.

이에 의해, 본 발명에 따른 조합부(164b)는 도4의 (C)와 같이, 적분 구간에만 하이 레벨을 가지는 조합 신호(Nor_out)를 생성할 수 있다.

카운터부(164c)는 조합부(164b)에서 출력된 조합 신호(Nor_out)를 기준 클럭으로 이용하여 주기의 갯수를 카운팅(Counting)할 수 있다.

보다 구체적으로, 카운터부(164c)는 도5와 같이, 기준 클럭(Ref.CLK)의 라이징(Rising) 구간에서 조합 신호(Nor_out)의 하이 레벨 구간에서만 카운팅을 하고, 조합 신호(Nor_out)의 로우 레벨 구간에서는 카운팅을 하지 않을 수 있다.

TDC(164e)는 조합 신호(Nor_out)를 입력으로 받고, 입력된 조합 신호(Nor_out)를 디지털 값으로 변경할 수 있다. 이러한, TDC(164e)는 카운터부(164c)에서 카운팅하고, 남은 주기를 디지털 값으로 계산할 수 있다. 이때, 남은 주기라 함은, 도5의 잔여 구간(Δt)일 수 있다.

TDC(164e)는 도3과 같이, TDC(164e)는 입력 신호 라인들과, 신호 지연을 위한 복수 개의 인버터들(170-1~170L)과, 복수 개의 인버터들(170-1~170L)에 대응하는 플립플럽(Filp-Flop)으로 구현되는 복수 개의 래치부들(172-1~172-L)을 포함한다. TDC(164e)는 2개의 입력 신호 즉, 디지털 제어된 시작 신호(Start)와 정지 신호(Stop)가 입력된다. 본 발명에서의 시작 신호(Start)라 함은, 기준 클럭(CLK)으로부터 입력되는 신호일 수 있으며, 기준 클럭(CLK)은 터치 스크린 패널에서 사용되고 기준이 되고 있는 클럭일 수 있다. 이러한, 시작 신호(Start)는 복수 개의 인버터들(170-1~170L) 각각을 통해서 지연되어 복수 개의 래치부들(172-1~172-L) 각각으로 입력된다. 그리고, 본 발명에서의 정지 신호(Stop)라 함은, 인버터부(164d)의 출력 신호일 수 있다.

복수 개의 래치부들(172-1~172-L) 각각은 인버터들(170-1~170L) 각각에서 지연되어 출력된 시작 신호(Start)의 상승 에지(Rsing Edge)와 정지 신호(Stop)의 상승 에지를 비교하고, 그 비교 결과를 도5와 같이, 디지털 코드로 출력하며, 출력된 디지털 코드로 해당 입력 신호들의 차이를 확인할 수 있다.

즉, TDC(164e)에는 스타트 패스(도시하지 않음)에 딜레이(Delay)를 측정하려는 시작 신호(Start)를 인가하고, 리셋 패스(도시하지 않음)에는 딜레이가 끝나는 시점을 알리기 위한 정지 신호(Stop)를 인가하면 된다. 그러면, 복수의 래치부들(172-1~172-L)이 정지 신호(Stop)가 하이가 되는 시점에서의 값을 저장하여 도5와 같이, 서멀 코드(Thermal Code)로 출력할 수 있다. 이 때, 출력된 서멀 코드의 값은 디지털 값으로 변경하게 된다.

더하여, 본 발명에 따른 변환부(164)는 TDC(164e) 내부의 래치부들(172-1~172-L)이 레벨을 천이할때, 데이터를 저장할 수 있도록 하는 인버터부(164e)를 더 포함할 수 있다.

그러나, 인버터부(164e)는 본 발명의 일 실시예와 같이, 변환부(164)에 필요한 필수 구성 요소가 아니며, TDC(164e) 내부의 래치부들(172-1~172-L)이 레벨을 천이할 때 데이터가 저장되도록 설계되었다면, 인버터부(164e)는 생략할 수 있다.

제어부(165)는 변환부(164)에서 제공되는 신호들을 더하여 해당 감지셀의 변화량을 산출하여 터치 위치를 계산할 수 있다.

이처럼, 본 발명에 따른 터치 스크린 패널(100)은 기존의 ADC를 사용하지 않고, TDC(164e) 및 카운터부(164c)를 포함하는 변환부(164)를 적용하여 기존의 ADC 사양을 비교기 수준으로 낮춤으로써, 전체 크기를 줄임과 아울러 정확도를 증가시킬 수 있다.

도6은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 스크린 패널의 감지 변화량을 산출하는 방법을 나타내는 순서도이다.

먼저, 터치 스크린 패널은 구동부(120)를 동작시켜 구동 신호들(drv1~drvn)을 활성화시킴으로써, 사용자의 터치 유무를 판단할 수 있다(S610).

보다 구체적으로, 사용자가 복수의 감지 셀(C11~C4n) 중 어느 하나의 셀을 터치(Touch)를 하면, 어느 감지 셀에서는 상호 정전 용량이 발생하게 된다. 이때, 발생한 상호 정전 용량은 해당 감지 셀과 연결된 구동 라인을 통해 구동 신호가 인가되면, 해당 감지 셀의 출력단에 연결된 감지 라인을 통해 신호 검출부(160)로 제공될 수 있다. 그러면, 신호 검출부(160)에서는 상호 정전 용량을 기초로 감지 신호(Ch_out)를 발생시킬 수 있다.

구동 신호가 발생되면, 신호 검출부(160) 내의 전하 적분부(162)에서는 신호 감지부(140)로부터 상호 정전 용량에 따른, 즉 해당 감지 셀(Cm)의 변화량에 따른 전하를 적분하여 감지 신호(Ch_out)를 생성할 수 있다(S620).

이때, 전하 적분부(162)는 스위치(SW)의 동작에 응답하여 적분 커패시터(Cf)에 충전되어 있는 전하를 방전시킬 수 있다.

그 후, 생성된 감지 신호(Ch_out)는 신호 검출부(160) 내의 비교부(164a)로 출력되며, 비교부(164a)는 감지 신호(Ch_out)와 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 비교 신호(Comp_out)를 생성할 수 있다(S630).

생성된 비교 신호(Comp_out)는 조합부(164b)로 제공되며, 조합부(164b)는 비교 신호(Comp_out)와 스위치 인에이블 신호(SW_EN)를 조합하여 조합 신호(Nor_out)를 생성할 수 있다(S640).

이때, 생성된 조합 신호(Nor_out)는 카운터부(164c)에 제공되어 주기의 갯수를 카운팅 하기 위한 기준 클럭 신호로서 이용될 수 있다.

그 후, 조합부(164b)에서 생성된 조합 신호(Nor_out)는 카운터부(164c) 및 TDC(164e) 각각으로 제공된다(S640).

먼저, 카운터부(164c)는 조합부(164b)의 조합 신호(Nor_out)에 대한 펄스 신호를 기준 클럭으로 카운팅하고, 카운팅된 산출된 값을 제어부(166-1)로 제공할 수 있다(S650). 보다 구체적으로, 카운터부(164c)는 기준 클럭(Ref,CLK)의 라이징 구간에서 조합 신호(Nor_out)의 하이 레벨 구간에서만 카운팅을 하고, 조합 신호(Nor_out)의 로우 구간에서는 카운팅을 하지 않을 수 있다.

그리고, TDC(164e)는 카운팅의 나머지 지연 시간에 대한 값을 디지털 값으로 변환하고, 변환하여 산출된 값을 제어부(166)로 제공할 수 있다(S660). 보다 구체적으로, TDC(164e)는 카운터부(164c)에서 카운팅하고 남은 주기를 디지털 값으로 계산할 수 있다. 이때, 남은 주기라 함은, 도5의 잔여 구간(Δt)일 수 있다.

TDC(164e) 내의 복수 개의 래치부들(172-1~172-L) 각각은 인버터들(170-1~170-L) 각각에서 지연되어 출력된 시작 신호(Start)의 상승 에지(Rsing Edge)와 정지 신호(Stop)의 상승 에지를 비교하고, 그 비교 결과를 디지털 코드로 출력하며, 출력된 디지털 코드로 해당 입력 신호들의 차이를 확인할 수 있다.

즉, TDC(164e)에는 스타트 패스(도시하지 않음)에 딜레이(Delay)를 측정하려는 시작 신호(Start)를 인가하고, 리셋 패스(도시하지 않음)에는 딜레이가 끝나는 시점을 알리기 위한 정지 신호(Stop)를 인가하면 된다. 그러면, 복수의 래치부들(172-1~172-L)이 정지 신호(Stop)가 하이가 되는 시점에서의 값을 저장하여 도5와 같이, 서멀 코드로 출력할 수 있다.

그 후, 제어부(166)는 카운터부(164c)의 산출 값과 TDC(164e)의 산출 값을 합하여 해당 감지 셀(Cm)에서 형성된 정전용량 변환값을 산출하여 터치된 해당 셀을 검출할 수 있게 된다.

100: 터치 스크린 패널
120: 구동부
140: 신호 감지부
160: 신호 검출부

Claims

구동 신호를 생성하는 구동부;
상기 구동부로부터 입력된 상기 구동 신호에 의해 활성화되는 신호 감지부; 및
상기 신호 감지부로부터 감지된 정전용량에 의해 발생한 감지 신호를 이용하여 조합 신호를 생성하며, 상기 조합 신호를 이용하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅(counting)하여 카운팅값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 딜레이(delay) 타임(time)을 산출하며, 산출된 값들 조합하여 상기 정전용량이 발생한 해당 셀(cell)을 판별하는 신호 검출부를 포함하는 터치 스크린 패널.
제1 항에 있어서,
상기 신호 검출부는,
상기 신호 감지부로부터 감지된 상기 정전용량의 변화량에 따른 전하를 적분하여 상기 감지 신호를 생성하는 전하 적분부;
상기 전하 적분부에서 출력된 상기 감지 신호와 기설정된 기준 전압을 비교하여 비교 신호를 생성하는 비교부;
상기 비교부에서 출력된 상기 비교 신호와 스위치 인에이블 신호를 조합하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅하기 위한 상기 조합 신호를 생성하는 조합부;
상기 조합부에서 출력된 상기 조합 신호를 이용하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅하여 카운팅값을 산출하는 카운터부;
상기 카운팅 후 남은 주기의 지연 시간을 산출하는 TDC(Time Delay Control); 및
상기 카운터부의 산출 값과, 상기 TDC의 산출값을 합하여 상기 해당 셀의 변화량을 산출하여 터치 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 터치 스크린 패널.
를 포함하는 터치 스크린 패널.
제2 항에 있어서,
상기 전하 적분부는,
비교기;
일단이 상기 비교기의 비반전단과 연결되고, 타단이 상기 비교기의 출력되는 적분 커패시터; 및
상기 적분 커패시터의 양단과 연결되는 스위치를 포함하는 터치 스크린 패널.
제3 항에 있어서,
상기 스위치는, 상기 스위치 인에이블 신호에 응답하여 상기 적분 커패시터에 충전된 전하를 방전시키는 터치 스크린 패널.
제4 항에 있어서,
상기 스위치는,
제1 레벨을 가지는 상기 스위치 인에이블 신호가 입력되면 턴온되어, 상기 적분 커패시터에 충전된 전하가 방전되도록 하는 터치 스크린 패널.
제4 항에 있어서,
상기 스위치는,
제2 레벨을 가지는 상기 스위치 인에이블 신호가 입력되면 턴오프되어, 상기 적분 커패시터에 전하가 충전되도록 하는 터치 스크린 패널.
제2 항에 있어서,
상기 TDC는,
입력 신호 라인들;
신호 지연을 위한 복수 개의 인버터들; 및
상기 복수 개의 인버터들에 대응하여 형성되는 복수 개의 래치부를 포함하는 터치 스크린 패널.
제7 항에 있어서,
상기 입력 신호 라인들은,
기준 클럭으로부터 입력되는 신호인 시작 신호와, 상기 조합부에서 출력된 조합 신호가 반전되어 생성된 정지 신호로 구성되는 터치 스크린 패널.
제2 항에 있어서,
상기 신호 검출부는,
상기 TDC 내부의 래치부들이 레벨을 천이할 때, 데이터를 저장하는 시기를 알리기 위한 신호를 생성하는 인버터부를 더 포함하는 터치 스크린 패널.
구동 신호를 생성하는 구동부;
상기 구동부로부터 입력된 상기 구동 신호에 의해 활성화되는 신호 감지부;
상기 신호 감지부로부터 감지된 정전용량의 변화량에 따른 전하를 적분하여 상기 감지 신호를 생성하는 전하 적분부;
상기 전하 적분부에서 생성된 감지 신호의 주기를 카운팅(counting)하여 카운팅 값을 산출함과 아울러 카운팅하고 남은 주기의 딜레이(delay) 타임(time)을 산출하는 변환부; 및
상기 변환부에서 산출된 값들 조합하여 상기 정전용량이 발생한 해당 셀(cell)을 판별하는 제어부를 포함하는 터치 스크린 패널.
제10 항에 있어서,
상기 변환부는,
상기 전하 적분부에서 출력된 상기 감지 신호와 기설정된 기준 전압을 비교하여 비교 신호를 생성하는 비교부;
상기 비교부에서 출력된 상기 비교 신호와 스위치 인에이블 신호를 조합하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅하기 위한 상기 조합 신호를 생성하는 조합부;
상기 조합부에서 출력된 상기 조합 신호를 이용하여 상기 감지 신호의 주기를 카운팅하여 카운팅값을 산출하는 카운터부; 및
상기 카운팅 후 남은 주기의 지연 시간을 산출하는 TDC(Time Delay Control)를 포함하는 터치 스크린 패널.
제10 항에 있어서,
상기 전하 적분부는,
비교기;
일단이 상기 비교기의 비반전단과 연결되고, 타단이 상기 비교기의 출력되는 적분 커패시터; 및
상기 적분 커패시터의 양단과 연결되는 스위치를 포함하는 터치 스크린 패널.
제12 항에 있어서,
상기 스위치는, 상기 스위치 인에이블 신호에 응답하여 상기 적분 커패시터에 충전된 전하를 방전시키는 터치 스크린 패널.
제13 항에 있어서,
상기 스위치는,
제1 레벨을 가지는 상기 스위치 인에이블 신호가 입력되면 턴온되어, 상기 적분 커패시터에 충전된 전하가 방전되도록 하는 터치 스크린 패널.
제13 항에 있어서,
상기 스위치는,
제2 레벨을 가지는 상기 스위치 인에이블 신호가 입력되면 턴오프되어, 상기 적분 커패시터에 전하가 충전되도록 하는 터치 스크린 패널.
제11 항에 있어서,
상기 TDC는,
입력 신호 라인들;
신호 지연을 위한 복수 개의 인버터들; 및
상기 복수 개의 인버터들에 대응하여 형성되는 복수 개의 래치부를 포함하는 터치 스크린 패널.
제16 항에 있어서,
상기 입력 신호 라인들은,
기준 클럭으로부터 입력되는 신호인 시작 신호와, 상기 조합부에서 출력된 조합 신호가 반전되어 생성된 정지 신호로 구성되는 터치 스크린 패널.
제11 항에 있어서,
상기 변환부는,
상기 TDC 내부의 래치부들이 레벨을 천이할 때, 데이터를 저장하는 시기를 알리기 위한 신호를 생성하는 인버터부를 더 포함하는 터치 스크린 패널.
구동 신호들을 발생하여 터치 스크린 패널을 활성화시키는 단계;
신호 검출부 내의 전하 적분부를 이용하여 감지 셀의 변화량에 따른 전하를 적분하여 감지 신호를 생성하는 단계;
비교부에서 상기 감지 신호를 입력받아 기설정된 기준 전압과 비교하여 비교 신호를 생성하는 단계;
상기 비교 신호를 조합부에서 인가받아 스위치 인에이블 신호와 조합하여 조합 신호를 생성하고, 생성된 조합 신호를 카운터부 및 TDC(Time delay control)로 제공하는 단계;
상기 카운터부를 이용하여 상기 조합 신호에 대한 펄스(pulse) 신호를 기준 클럭(clock)으로 카운팅(counting)하고, 카운된 값을 산출하는 단계;
상기 TDC를 이용하여 상기 카운팅의 나머지 지연 시간에 대한 값을 디지털(digital) 값으로 산출하는 단계; 및
제어부를 통해 상기 카운터부의 산출값과, 상기 TDC의 산출값을 조합하여 상기 감지 셀을 검출하는 단계를 포함하는 터치 스크린 패널의 터치 셀 검출 방법.