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KR101862266B1 - 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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KR101862266B1
KR101862266B1 KR1020110080902A KR20110080902A KR101862266B1 KR 101862266 B1 KR101862266 B1 KR 101862266B1 KR 1020110080902 A KR1020110080902 A KR 1020110080902A KR 20110080902 A KR20110080902 A KR 20110080902A KR 101862266 B1 KR101862266 B1 KR 101862266B1
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sensing
touch
input terminal
signal
period
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서성모
차동훈
권오경
양익석
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엘지디스플레이 주식회사
한양대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 센싱 감도를 향상시킬 수 있도록 한 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치는 서로 교차하는 복수의 송신 라인과 복수의 수신 라인을 가지는 터치 패널에 대해 설정된 제 1 또는 제 2 센싱 모드에 대응되는 센싱 제어 신호를 생성하고 입력되는 디지털 터치 정보에 이용해 터치 위치 정보를 생성하는 터치 제어부; 및 상기 각 수신 라인에 접속되고, 상기 센싱 제어 신호에 따라 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하거나, 각 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 제공하는 터치 센싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{APPARATUS FOR DRIVING TOUCH PANEL AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 센싱 감도를 향상시킬 수 있도록 한 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근에는 각종 멀티미디어 기기(예를 들어, 노트북, 휴대 폰, 스마트 폰, 테블릿 PC 등), 또는 각종 디스플레이 장치(예를 들어, 모니터, 및 텔레비전 등) 등의 입력 장치로써 터치 패널을 포함하는 터치 패널 구동 장치가 부가적으로 적용되고 있다.
일반적인 터치 패널은 정전 용량 방식, 저항막 방식, 적외선 방식, 및 광학 방식 등으로 구분된다. 최근에는 주로 저항막 방식과 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치가 포함된 각종 멀티미디어 기기들이 보급되고 있다.
도 1은 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치는 송신 라인(Tx)과 수신 라인(Rx)에 의해 형성되는 센싱 커패시턴스(Cs)를 가지는 터치 패널(10), 센싱 커패시턴스(Cs)의 정전 용량 변화에 따른 센싱 전압(Vsen)을 증폭하여 출력하는 증폭기(20), 및 증폭기(20)로부터 출력되는 출력 전압(Vo)을 디지털 터치 정보(DTI)로 변환하는 변환부(30)를 구비한다.
증폭기(20)는 수신 라인(Rx)에 접속된 반전 단자(-), 기준 전압 신호(Vref)가 공급되는 비반전 단자(+)를 포함한다. 증폭기(20)의 반전 단자(-)와 출력 단자(To) 사이에는 피드백 커패시터(Cf)가 접속된다. 이러한 증폭기(20)는 터치 패널(10)의 터치시 센싱 커패시턴스(Cs)의 정전 용량의 변화에 따른 센싱 전압(Vsen)을 피드백 커패시터(Cf)와 센싱 커패시턴스(Cs)의 크기 비율로 증폭하여 변환부(30)에 공급한다.
이러한 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치는 터치 패널(10)의 송신 라인(Tx)에 자극 신호(Vex)를 인가하고, 증폭기(20)의 비반전 단자(+)에 기준 전압 신호(Vref)를 인가한 상태에서 터치 패널(10)의 터치시 센싱 커패시턴스(Cs)의 정전 용량의 변화에 따른 센싱 전압(Vsen)을 증폭하고, 이를 디지털 터치 정보(DTI)로 변환하게 된다. 따라서, 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치는 터치 패널(10)의 터치에 따른 디지털 터치 정보(DTI)의 변화를 통해 터치 패널(10)의 터치 유무 또는 터치 위치를 검출할 수 있도록 한다. 이때, 상기 증폭기(20)의 출력 전압(Vo)은 다음의 수학식 1에 의해 결정된다.
Figure 112011062750837-pat00001
상기 수학식 1에서 Cs는 초기의 센싱 커패시턴스를 의미하고, ΔCs는 터치 동작시 센싱 커패시턴스의 변화량을 의미한다.
그러나 종래의 터치 패널 구동 장치는 터치 패널(10)에 형성된 각 라인의 기생 커패시턴스 대비 센싱 커패시턴스(Cs)가 작을 뿐만 아니라, 터치 동작시 센싱 커패시턴스(Cs)의 변화량이 작아 출력 전압(Vo)의 변화가 작게 된다. 즉, 종래의 터치 패널 구동 장치에서 증폭기(20)의 출력 전압(Vo)은, 수학식 1과 같이, 센싱 커패시턴스(Cs)의 변화량과 자극 신호(Vex)의 전압에 비례하게 된다. 이에 따라, 증폭기(20)의 출력 전압(Vo)을 증가시키기 위해서는 자극 신호(Vex)의 전압을 증가시켜야 한다. 그러나, 자극 신호(Vex)의 전압을 증가시킬 경우, 터치 동작시 센싱 커패시턴스(Cs)의 변화량(ΔCs)보다는 초기의 센싱 커패시턴스(Cs)의 변화량이 더 크기 때문에 증폭기(20)의 출력 전압(Vo)이 변환부(30)의 입력 전압 범위를 벗어나는 전압 포화 상태가 발생하게 된다.
따라서, 종래의 터치 패널 구동 장치는 증폭기(20)의 출력 전압(Vo)의 변화폭이 작아 센싱 감도가 낮고 이로 인하여 터치 패널(10)의 터치 유무를 감지하는데 어려움이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 센싱 감도를 향상시킬 수 있도록 한 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 센싱 감도를 향상시키되 하나의 센싱 회로를 이용하여 상호 정전 용량 방식 또는 자기(Self) 정전 용량 방식으로 터치 패널의 터치를 센싱할 수 있도록 한 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치는 서로 교차하는 복수의 송신 라인과 복수의 수신 라인을 가지는 터치 패널에 대해 설정된 제 1 또는 제 2 센싱 모드에 대응되는 센싱 제어 신호를 생성하고 입력되는 디지털 터치 정보에 이용해 터치 위치 정보를 생성하는 터치 제어부; 및 상기 각 수신 라인에 접속되고, 상기 센싱 제어 신호에 따라 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하거나, 각 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 제공하는 터치 센싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 센싱 모드시 상기 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량은 상기 2개의 송신 라인에 교번적으로 인가되는 상호 반전된 제 1 및 제 2 자극 신호에 의해 변화되는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 센싱부는 상기 제 1 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 리셋 제어 신호와 상호 반전되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부; 상기 제 1 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호를 생성하는 자극 신호 공급부; 상기 리셋 제어 신호와 상기 제 1 및 제 2 스위치 제어 신호에 응답해 상기 제 1 및 제 2 자극 신호에 따른 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 생성하는 복수의 센싱 회로를 가지는 센싱 회로부; 상기 복수의 센싱 회로로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 터치 제어부의 채널 선택 신호에 따라 선택적으로 출력하는 멀티플렉서; 및 상기 멀티플렉서로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 디지털 터치 정보로 변환하여 상기 터치 제어부에 제공하는 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 센싱부는 상기 제 2 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 리셋 제어 신호와 상호 반전되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부; 상기 제 2 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 자극 신호를 생성하는 자극 신호 공급부; 상기 리셋 제어 신호와 상기 제 1 및 제 2 스위치 제어 신호에 응답해 상기 자극 신호에 따른 상기 수신 라인의 정전 용량 변화에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 생성하는 복수의 센싱 회로를 가지는 센싱 회로부; 상기 복수의 센싱 회로로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 터치 제어부의 채널 선택 신호에 따라 선택적으로 출력하는 멀티플렉서; 및 상기 멀티플렉서로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 디지털 터치 정보로 변환하여 상기 터치 제어부에 제공하는 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치는 터치 패널의 터치시 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 신호를 생성하는 센싱 회로를 포함하는 터치 채널 구동 장치에 있어서, 상기 센싱 회로는 상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호가 공급되는 2개의 송신 라인에 교차하는 하나의 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자; 기준 전압 신호가 공급되는 제 2 입력 단자; 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 접속시키는 노드 접속부; 및 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 초기화되고, 상기 센싱 구간과 상기 디지털 변환 구간 동안 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 선택적으로 입력되는 입력 신호에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압으로 이루어지는 상기 터치 신호를 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치는 터치 패널의 터치시 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 신호를 생성하는 센싱 회로를 포함하는 터치 채널 구동 장치에 있어서, 상기 센싱 회로는 하나의 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자; 자극 신호가 공급되는 제 2 입력 단자; 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 선택적으로 접속시키는 노드 접속부; 및 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 초기화되고, 상기 센싱 구간과 상기 디지털 변환 구간 동안 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 선택적으로 입력되는 입력 신호에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압으로 이루어지는 상기 터치 신호를 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널에 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널 구동부; 상기 디스플레이 패널 상에 배치되거나 상기 디스플레이 패널에 형성된 터치 패널; 및 상기 터치 패널을 구동하기 위한 터치 패널 구동 장치를 포함하여 구성되며, 상기 터치 패널 구동 장치는 서로 교차하는 복수의 송신 라인과 복수의 수신 라인을 가지는 터치 패널에 대해 설정된 제 1 또는 제 2 센싱 모드에 대응되는 센싱 제어 신호를 생성하고 입력되는 디지털 터치 정보에 이용해 터치 위치 정보를 생성하는 터치 제어부; 및 상기 각 수신 라인에 접속되고, 상기 센싱 제어 신호에 따라 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하거나, 각 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 제공하는 터치 센싱부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 터치 제어부는 상기 디스플레이 패널의 각 수평 라인 단위로 영상을 표시하기 위한 소스 출력 인에이블 신호에 동기되는 터치 동기 신호를 생성하고, 상기 터치 동기 신호의 폴링 에지 시점으로부터 5㎲ 이후에 상기 터치 센싱부를 구동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상호 반전되는 2개의 자극 신호를 이용해 터치 패널 고유의 상호 커패시턴스 성분을 제거함과 아울러 터치 동작에 따른 센싱 커패시턴스의 변화만을 통해 터치 패널의 터치를 센싱함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 2개의 송신 라인과 1개의 수신 라인 사이의 센싱 커패시터의 차이만을 증폭함으로써 센싱 전압의 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 변환부의 부담을 줄여 터치 센싱의 정확도를 증가시킬 수 있고, 외부 노이즈에 대한 영향을 제거하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
셋째, 자극 신호에 의한 수신 라인의 자기 커패시턴스의 변화에 따른 2개의 차동 증폭 신호를 여러 번 센싱한 후, 센싱 전압을 집적(Integration)함으로써 센싱 전압의 증폭률을 높이고, 외부 노이즈에 대한 영향을 제거함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
넷째, 하나의 센싱 회로를 이용해 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드 또는 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드를 통해 터치 패널의 터치를 센싱할 수 있다.
도 1은 종래의 정전 용량 방식의 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 센싱부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 상호 정전 용량 방식의 센시 모드의 제어 신호 및 자극 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 자기 정전 용량 방식의 센시 모드의 제어 신호 및 자극 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 센싱 회로부의 센싱 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 도 6에 도시된 노드 접속부의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 도 6에 도시된 노드 접속부의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 상호 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도 및 파형도이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 자기 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도 및 파형도이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 감지 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치(100)는 터치 패널(110), 터치 제어부(120), 터치 센싱부(130), 및 전원부(140)를 포함하여 구성된다.
터치 패널(110)은 복수의 송신 라인(Tx)과 복수의 수신 라인(Rx)을 포함하여 구성된다.
복수의 송신 라인(Tx)은 터치 패널(110)의 제 1 방향에 나란하도록 일정한 간격으로 배치된다.
복수의 수신 라인(Rx)은 복수의 송신 라인(Tx) 각각에 교차하도록 일정한 간격으로 배치된다.
상기 각 송신 라인(Tx)과 각 수신 라인(Rx) 사이에는 센싱 커패시턴스가 형성된다. 이러한 센싱 커패시턴스는 터치 패널(110)에 대한 사용자의 터치에 따라 변화되고, 이런 센싱 커패시턴스의 변화는 각 수신 라인(Rx)을 통해 터치 센싱부(130)에 공급된다.
터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130) 및 전원부(140) 각각은 터치 구동 보드(150)에 실장된다. 그리고, 터치 구동 보드(150)와 터치 패널(110)은 접속 부재(160)를 통해 전기적으로 접속된다. 접속 부재(160)는 신호 케이블 또는 가요성 회로 필름이 될 수 있다.
한편, 터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130) 및 전원부(140) 각각은 디스플레이 장치의 패널 구동 보드(미도시)에 실장될 수도 있다.
터치 제어부(120)는 터치 센싱부(130)의 구동을 제어하고, 터치 센싱부(130)로부터 입력되는 디지털 터치 정보(DTI)를 이용하여 터치 위치 정보(TPI)를 생성하고, 생성된 터치 위치 정보(TPI)를 시스템(미도시)의 제어 유닛에 제공한다. 여기서, 제어 유닛은 각종 멀티미디어 기기(예를 들어, 노트북, 휴대 폰, 스마트 폰, 테블릿 PC 등)의 중앙 처리 유닛이거나, 각종 디스플레이 장치(예를 들어, 모니터, 및 텔레비전 등)의 타이밍 제어 유닛이 될 수 있다.
터치 제어부(120)는 설정되는 제 1 또는 제 2 센싱 모드에 따라 터치 센싱부(130)의 구동 타이밍을 제어하기 위한 센싱 제어 신호(SCS)를 생성하여 터치 센싱부(130)에 공급한다. 이때, 제 1 센싱 모드는 상호(Mutual) 정전 용량 방식이 될 수 있고, 제 2 센싱 모드는 자기(Self) 정전 용량 방식이 될 수 있다. 이에 따라, 터치 센싱부(130)는 센싱 제어 신호(SCS)에 따라 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식으로 동작하여 터치 패널(110)의 터치를 센싱하게 된다.
전원부(140)는 터치 패널(110)의 구동에 필요한 기준 전압 신호(Vref) 및 구동 전원(Vdd)을 포함하는 각종 전원들을 생성하여 터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130)에 제공한다.
터치 센싱부(130)는 접속 부재(160)를 통해 터치 패널(110)의 복수의 송신 라인(Tx)과 복수의 수신 라인(Rx) 각각에 전기적으로 접속된다. 이러한 터치 센싱부(130)는 센싱 제어 신호(SCS)에 따라 2개의 송신 라인(Tx)과 하나의 수신 라인(Rx)을 이용해 터치 신호를 생성하는 상호 정전 용량 방식으로 동작하거나, 하나의 송신 라인(Tx)과 하나의 수신 라인(Rx)을 이용해 터치 신호를 생성하는 자기 정전 용량 방식으로 동작하여 터치 패널(110)의 터치를 센싱하게 된다. 이를 위해, 터치 센싱부(130)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 인터페이스부(210), 제어 신호 생성부(220), 자극 신호 공급부(230), 센싱 회로부(240), 멀티플렉서(250), 및 변환부(260)를 포함하여 구성된다.
인터페이스부(210)는 터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130) 간의 데이터 통신을 수행한다.
제어 신호 생성부(220)는 인터페이스부(210)를 통해 공급되는 센싱 제어 신호(SCS)에 따라 각 수신 라인(Rx)의 터치를 센싱하는 라인 센싱 주기 단위로 리셋 제어 신호(RCS)와 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)를 생성하여 센싱 회로부(240)에 제공한다.
구체적으로, 센싱 제어 신호(SCS)에 따른 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드에 있어서, 제어 신호 생성부(220)는, 도 4a 또는 도 4b에 도시된 바와 같이, 리셋 구간(T1), 센싱 구간(T2), 및 디지털 변환 구간(T3)을 포함하는 라인 센싱 주기(LSP) 동안 리셋 제어 신호(RCS)와, 상호 반전되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)를 생성한다. 이때, 센싱 구간(T2)은 제 1 내지 제 4 집적 구간(A1, A2, A3, A4)을 포함하여 이루어진다.
제 1 센싱 모드의 리셋 제어 신호(RCS)는 각 라인 센싱 주기(LSP)의 리셋 구간(T1)에서만 하이 논리 상태를 가지고, 리셋 구간(T1) 이외의 구간에서는 로우 논리 상태를 갖는다. 이러한 리셋 제어 신호(RCS)는 하이 논리 상태를 통해 각 라인 센싱 주기(LSP)의 리셋 구간(T1) 동안 센싱 회로부(240)를 초기화시킨다.
제 1 센싱 모드의 제 1 스위칭 제어 신호(SS1)는 리셋 구간(T1)과 제 1 집적 구간(A1) 및 제 3 집적 구간(A3) 동안 하이 전압 레벨을 가지는 반면에 제 2 집적 구간(A2)과 제 4 집적 구간(A4) 및 디지털 변환 구간(T3) 동안에는 로우 전압 레벨을 갖는다.
제 1 센싱 모드의 제 2 스위칭 제어 신호(SS2)는 제 1 스위칭 제어 신호(SS1)와 반전되는 형태를 갖는다.
한편, 센싱 제어 신호(SCS)에 따른 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드에 있어서, 제어 신호 생성부(220)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 리셋 구간(T1), 센싱 구간(T2), 및 디지털 변환 구간(T3)을 포함하는 라인 센싱 주기(LSP) 동안 리셋 제어 신호(RCS)와, 상호 반전되는 기수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_odd, SS2_odd), 및 상호 반전되는 우수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_even, SS2_even)를 생성한다.
제 2 센싱 모드의 기수 채널용 제 1 스위칭 제어 신호(SS1_odd)는 기수 채널의 라인 센싱 주기(LSP1, LSP3, ...) 동안 하이 전압 레벨을 가지는 반면에 우수 채널의 라인 센싱 주기(LSP2, LSP4, ...) 동안에는 로우 전압 레벨을 갖는다.
제 2 센싱 모드의 기수 채널용 제 2 스위칭 제어 신호(SS2_odd)는 기수 채널용 제 1 스위칭 제어 신호(SS1_odd)와 반전되는 형태를 갖는다.
제 2 센싱 모드의 우수 채널용 제 1 스위칭 제어 신호(SS1_even)는 우수 채널의 라인 센싱 주기(LSP2, LSP4, ...) 동안 하이 전압 레벨을 가지는 반면에 기수 채널의 라인 센싱 주기(LSP1, LSP3, ...) 동안에는 로우 전압 레벨을 갖는다.
제 2 센싱 모드의 우수 채널용 제 2 스위칭 제어 신호(SS2_even)는 우수 채널용 제 1 스위칭 제어 신호(SS1_even)와 반전되는 형태를 갖는다.
일 실시 예에 있어서, 자극 신호 공급부(230)는 센싱 제어 신호(SCS)에 따른 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드시 2개의 송신 라인, 즉 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)에 상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)를 공급한다.
제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)은 서로 인접하거나 k(단, k는 1 내지 10 이하의 자연수)개 만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 제 1 송신 라인(Tx-i)이 복수의 송신 라인 중 첫 번째 송신 라인일 경우, 제 2 송신 라인(Tx-j)은 두 번째 송신 라인 또는 i+k번째 송신 라인이 될 수 있다. 만약, 송신 라인이 n개로 구성되고, 제 2 송신 라인(Tx-j)이 n보다 클 경우 상기 제 2 송신 라인(Tx-j)은 n-k번째 송신 라인이 될 수 있다.
제 1 자극 신호(Vex1)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 라인 센싱 주기(LSP)의 리셋 구간(T1)과 디지털 변환 구간(T3)에 중첩되는 로우 전압 구간, 및 센싱 구간(T2)에 중첩되고 하이 전압과 로우 전압이 교번적으로 반전되는 전압 반전 구간을 포함하여 구성된다. 이때, 제 1 자극 신호(Vex1)의 전압 반전 구간은 센싱 구간(T2)의 제 1 집적 구간(A1)에 중첩되는 하이 전압 구간, 센싱 구간(T2)의 제 2 집적 구간(A2)에 중첩되는 로우 전압 구간, 센싱 구간(T2)의 제 3 집적 구간(A3)에 중첩되는 하이 전압 구간, 및 센싱 구간(T2)의 제 4 집적 구간(A4)에 중첩되는 로우 전압 구간을 포함하여 이루어진다. 이러한 제 1 자극 신호(Vex1)는 제 1 송신 라인(Tx-i)에 공급되는 것으로, 라인 센싱 주기(LSP) 단위로 복수의 송신 라인(Tx)에 순차적으로 공급된다.
제 2 자극 신호(Vex2)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제 1 자극 신호(Vex1)와 반전되는 형태를 갖는다. 이러한 제 2 자극 신호(Vex2)는 제 2 송신 라인(Tx-j)에 공급되는 것으로, 라인 센싱 주기(LSP) 단위로 제 1 자극 신호(Vex1)와 반전된 형태를 가지도록 복수의 송신 라인(Tx)에 순차적으로 공급된다.
상기 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)의 전압 스윙(Swing) 폭은 전원 전압과 동일하며, 즉 전원 전압과 동일한 크기로 풀 스윙한다.
이와 같은, 자극 신호 공급부(230)는, 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드시, 상술한 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)를 2개의 송신 라인에 공급하되 하나의 송신 라인 단위로 쉬프트시킨다. 이에 따라, 하나의 송신 라인 각각에는 2 라인 센싱 주기(LSP) 동안 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)가 순차적으로 공급된다. 이때, 2 라인 센싱 주기(LSP) 중 제 1 라인 센싱 주기 동안에는 제 1 자극 신호(Vex1)가 공급되고, 나머지 제 2 라인 셍싱 주기 동안에는 제 2 자극 신호(Vex2)가 공급된다. 따라서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제 1 센싱 모드시, 각 라인 센싱 주기(LSP1, LSP2, LSP3, LSP4, ...)마다 인접한 2개의 송신 라인((Tx-1, Tx-2)(Tx-2, Tx-3)(Tx-3, Tx-4), ...)에는 상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)가 공급되게 된다.
다른 실시 예에 있어서, 자극 신호 공급부(230)는 센싱 제어 신호(SCS)에 따른 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드시, 도 5에 도시된 바와 같이, 센싱 회로부(240)에 서로 다른 제 3 및 제 4 자극 신호(Vex3, Vex4)를 공급한다.
제 3 자극 신호(Vex3)는 기수번째 라인 센싱 주기(LSP1, LSP3, ...)의 센싱 구간(T2)과 디지털 변환 구간(T3)에만 하이 전압 레벨을 가지고, 그 이외의 구간에서는 로우 전압 레벨을 갖는다.
제 4 자극 신호(Vex4)는 우수번째 라인 센싱 주기(LSP2, LSP4, ...)의 센싱 구간(T2)과 디지털 변환 구간(T3)에만 하이 전압 레벨을 가지고, 그 이외의 구간에서는 로우 전압 레벨을 갖는다.
상기 제 3 및 제 4 자극 신호(Vex3, Vex4) 각각의 로우 전압 레벨은 기준 전압 신호와 동일한 전압 레벨을 가지며, 하이 전압 레벨은 기준 전압 신호의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨을 갖는다.
다시 도 3에서, 센싱 회로부(240)는 센싱 모드에 따른 리셋 제어 신호(RCS)와 제 1 및 제 2 스위치 제어 신호(SS1, SS2)에 응답해 터치 패널(110)의 터치를 센싱한다. 이를 위해, 센싱 회로부(240)는 복수의 수신 라인(Rx) 각각에 접속되어 센싱 채널을 형성하는 복수의 센싱 회로(300)를 포함하여 구성된다.
복수의 센싱 회로(300) 각각은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 입력 단자(IT1), 제 2 입력 단자(IT2), 노드 접속부(310), 및 차동 증폭부(320)를 포함하여 구성된다.
제 1 입력 단자(IT1)는 수신 라인(Rx)에 접속된다. 이러한 제 1 입력 단자(IT1)에는 수신 라인(Rx)의 정전 용량 변화에 따른 센싱 신호(Vsen)가 공급된다.
제 2 입력 단자(IT2)는 외부의 기준 전압 전원 또는 자극 신호 공급부(230)에 접속된다. 이러한 제 1 입력 단자(IT2)에는 센싱 모드에 따라 기준 전압 신호(Vref)가 공급되거나, 제 3 또는 제 4 자극 신호(Vex3, Vex4)가 공급된다. 구체적으로, 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드시 제 2 입력 단자(IT2)에는 기준 전압 신호(Vref)가 공급된다. 그리고, 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드시 제 2 입력 단자(IT2)에는 제 2 센싱 모드의 제 1 또는 제 2 자극 신호(Vex1/Vex2)가 공급된다. 이때, 센싱 회로(300)가 기수번째 수신 라인에 접속된 경우 상기 제 2 입력 단자(IT2)에는 제 3 자극 신호(Vex3)가 공급되고, 센싱 회로(300)가 우수번째 수신 라인에 접속된 경우 상기 제 2 입력 단자(IT2)에는 제 4 자극 신호(Vex4)가 공급된다.
노드 접속부(310)는 제어 신호 생성부(220)로부터 센싱 모드에 따라 공급되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)(SS1_odd, SS2_odd)(SS1_even, SS2_even)에 응답하여 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 및 제 2 출력 노드(ON1, ON2) 중 어느 하나의 출력 노드(ON1)(또는 ON2)에 접속시키고 제 2 입력 단자(IT2)를 나머지 하나의 출력 노드(ON2)(또는 ON1)에 접속시킨다.
일 실시 예에 따른 노드 접속부(310)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 스위치부(312, 314)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위치부(312)는 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1) 또는 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 즉, 제 1 스위치부(312)는 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 하이 전압 레벨에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시키고, 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 로우 전압 레벨에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이를 위해, 제 1 스위치부(312)는 제 1 및 제 2 스위치(SW1, SW2)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위치(SW1)는 제 1 입력 단자(IT1)와 제 1 출력 노드(ON1) 사이에 접속되어 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 하이 전압 레벨에 의해 턴-온됨으로써 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이때, 제 1 스위치(SW1)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 2 스위치(SW2)는 제 1 입력 단자(IT1)와 제 2 출력 노드(ON2) 사이에 접속되어 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 로우 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 1 입력 단자(IT1)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이때, 제 2 스위치(SW2)는 P 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 2 스위치부(314)는 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)에 따라 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2) 또는 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 즉, 제 2 스위치부(314)는 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 하이 전압 레벨에 따라 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시키고, 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 로우 전압 레벨에 따라 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이를 위해, 제 2 스위치부(314)는 제 3 및 제 4 스위치(SW3, SW4)를 포함하여 구성된다.
제 3 스위치(SW3)는 제 2 입력 단자(IT2)와 제 2 출력 노드(ON2) 사이에 접속되어 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 하이 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이때, 제 3 스위치(SW3)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 4 스위치(SW4)는 제 2 입력 단자(IT2)와 제 1 출력 노드(ON1) 사이에 접속되어 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 로우 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이때, 제 4 스위치(SW4)는 P 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 노드 접속부(310)는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 스위치부(316, 318)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위치부(316)는 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 하이 전압 레벨에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킴과 아울러 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이를 위해, 제 1 스위치부(316)는 제 1 및 제 2 스위치 소자(SD1, SD2)를 포함하여 구성된다.
제 1 스위치 소자(SD1)는 제 1 입력 단자(IT1)와 제 1 출력 노드(ON1) 사이에 접속되어 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 하이 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이때, 제 1 스위치 소자(SD1)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 2 스위치 소자(SD2)는 제 2 입력 단자(IT2)와 제 2 출력 노드(ON2) 사이에 접속되어 제 1 스위칭 제어 신호(SS1/SS1_odd/SS1_even)의 하이 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이때, 제 2 스위치 소자(SD2)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 2 스위치부(318)는 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 하이 전압 레벨에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킴과 아울러 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이를 위해, 제 2 스위치부(318)는 제 3 및 제 4 스위치 소자(SD3, SD4)를 포함하여 구성된다.
제 3 스위치 소자(SD3)는 제 1 입력 단자(IT1)와 제 2 출력 노드(ON2) 사이에 접속되어 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 하이 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 1 입력 단자(IT1)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 이때, 제 3 스위치 소자(SD3)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
제 4 스위치 소자(SD4)는 제 2 입력 단자(IT2)와 제 1 출력 노드(ON1) 사이에 접속되어 제 2 스위칭 제어 신호(SS2/SS2_odd/SS2_even)의 하이 전압 레벨에 따라 턴-온됨으로써 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 이때, 제 4 스위치 소자(SD4)는 N 타입의 트랜지스터가 될 수 있다.
이와 같은, 노드 접속부(310)는, 도 4b 또는 도 5에 도시된 센싱 모드에 따른 각 라인 센싱 주기(LSP1, LSP2,..)의 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)(SS1_odd, SS2_odd)(SS1_even, SS2_even)에 따른 제 1 및 제 2 스위치부(312, 314)(316, 318)의 스위칭을 이용해 2개의 입력 단자(IT1, IT2)로부터 2개의 출력 노드(ON1, ON2)로 출력되는 신호의 경로를 선택적으로 변경한다.
구체적으로, 도 4a와 도 6을 결부하여 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드에 따른 노드 접속부(310)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
노드 접속부(310)는 각 라인 센싱 주기(LSP1, LSP2, ...)의 리셋 구간(T1) 동안 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)에 따른 센싱 신호(Vsen)가 공급되는 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킴과 동시에 기준 전압 신호(Vref)가 공급되는 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON1)에 접속시킨다. 또한, 노드 접속부(310)는 센싱 구간(T2) 동안 센싱 신호(Vsen)가 공급되는 제 1 입력 단자(IT1)와 기준 전압 신호(Vref)가 공급되는 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 및 제 2 출력 노드(ON1, ON2)에 교번적으로 접속시킨다. 그리고, 노드 접속부(310)는 디지털 변환 구간(T3) 동안 센싱 신호(Vsen)가 공급되는 제 1 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킴과 동시에 기준 전압 신호(Vref)가 공급되는 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다.
도 5와 도 6을 결부하여 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드에 따른 노드 접속부(310)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
노드 접속부(310)는 하이 전압 레벨의 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_odd, SS2_odd)(SS1_even, SS2_even)에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킴과 동시에 제 2 입력 단자(IT2)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킨다. 그리고, 노드 접속부(310)는 로우 전압 레벨의 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_odd, SS2_odd)(SS1_even, SS2_even)에 따라 제 1 입력 단자(IT1)를 제 2 출력 노드(ON2)에 접속시킴과 동시에 제 2 입력 단자(IT2)를 제 1 출력 노드(ON1)에 접속시킨다.
다시 도 6에서, 차동 증폭부(320)는 리셋 구간(T1)의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 초기화되고, 노드 접속부(310)를 통해 입력되는 2개의 입력 신호를 차동 증폭하여 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압(nVo, pVo)으로 이루어지는 터치 신호를 생성한다. 이를 위해, 차동 증폭부(320)는 차동 증폭기(DA), 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2), 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 포함하여 구성된다.
차동 증폭기(DA)는 노드 접속부(310)의 제 1 출력 노드(ON1)에 접속된 반전 입력 단자(-), 노드 접속부(310)의 제 2 출력 노드(ON2)에 접속된 비반전 입력 단자(+), 제 1 차동 증폭 전압(nVo)이 출력되는 비반전 출력 단자(+), 및 제 2 차동 증폭 전압(pVo)이 출력되는 반전 출력 단자(-)를 포함하여 구성된다. 이러한 차동 증폭기(DA)는 반전 입력 단자(-)에 인가되는 신호와 제 1 피드백 커패시터(Cf1)의 정전 용량에 기초해 제 1 차동 증폭 신호(nVo)를 생성하고, 비반전 입력 단자(+)에 인가되는 신호와 제 2 피드백 커패시터(Cf2)의 정전 용량에 기초해 제 1 차동 증폭 신호(nVo)에 반전된 형태를 가지는 제 2 차동 증폭 신호(pVo)를 생성한다.
제 1 피드백 커패시터(Cf1)는 반전 입력 단자(-)와 비반전 출력 단자(+) 사이에 접속된다. 이러한 제 1 피드백 커패시터(Cf1)는 차동 증폭기(DA)의 비반전 출력 단자(+)로 출력되는 제 1 차동 증폭 신호(nVo)의 이득 값이 일정한 범위 내의 값을 갖도록 한다.
제 2 피드백 커패시터(Cf2)는 비반전 입력 단자(+)와 반전 출력 단자(-) 사이에 접속된다. 이러한 제 2 피드백 커패시터(Cf2)는 차동 증폭기(DA)의 반전 출력 단자(-)로 출력되는 제 2 차동 증폭 신호(pVo)의 이득 값이 일정한 범위 내의 값을 갖도록 한다. 이때, 제 2 피드백 커패시터(Cf2)는 제 1 피드백 커패시터(Cf1)와 동일한 정전 용량을 가질 수 있다.
제 1 리셋 스위치(RSW1)는 제 1 피드백 커패시터(Cf1)에 전기적으로 병렬 접속되도록 반전 입력 단자(-)와 비반전 출력 단자(+) 사이에 접속된다. 이러한 제 1 리셋 스위치(RSW1)는 리셋 제어 신호(RCS)의 하이 논리 상태에 따라 턴-온되어 제 1 피드백 커패시터(Cf1)에 충전된 전하를 방전시키고, 리셋 제어 신호(RCS)의 로우 논리 상태에 따라 턴-오프되어 제 1 피드백 커패시터(Cf1)에 전하가 충전되도록 한다.
제 2 리셋 스위치(RSW2)는 제 2 피드백 커패시터(Cf2)에 전기적으로 병렬 접속되도록 비반전 입력 단자(+)와 반전 출력 단자(-) 사이에 접속된다. 이러한 제 2 리셋 스위치(RSW2)는 리셋 제어 신호(RCS)의 하이 논리 상태에 따라 턴-온되어 제 2 피드백 커패시터(Cf2)에 충전된 전하를 방전시키고, 리셋 제어 신호(RCS)의 로우 논리 상태에 따라 턴-오프되어 제 2 피드백 커패시터(Cf2)에 전하가 충전되도록 한다.
다시 도 3에서, 멀티플렉서(250)는 인터페이스부(210)를 통해 터치 제어부(120)로부터 제공되는 채널 선택 신호(CSS)에 응답하여 복수의 센싱 회로(300) 중 어느 하나의 차동 증폭부(320)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)를 변환부(260)로 공급한다.
변환부(260)는 멀티플렉서(250)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)로 이루어지는 터치 신호에 기초하여 아날로그 형태의 채널 센싱 전압을 생성하고, 생성된 채널 센싱 전압을 디지털 터치 정보(DTI)로 디지털로 변환하여 인터페이스부(210)를 통해 터치 제어부(120)에 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 상호 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 상호 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 상호 정전 용량 방식의 센싱 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 라인 센싱 주기(LSP1, LSP2,..)의 리셋 구간(T1)에 있어서, 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)에 따라 노드 접속부(310)를 스위칭시킴으로써 노드 접속부(310)의 노드 접속에 따라 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 수신 라인(Rx)을 접속시키고, 차동 증폭기(DA)의 비반전 입력 단자(+)에 기준 전압 신호(Vref)를 공급한다. 이어서, 하이 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-온시킴으로써 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2) 각각에 충전된 전하를 방전시킨다. 이에 따라, 차동 증폭기(DA)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo) 각각은 기준 전압 신호(Vref)와 동일한 전압 레벨을 갖는다.
그런 다음, 라인 센싱 주기(LSP1, LSP2,..)의 센싱 구간(T2)에 있어서, 로우 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-오프시킨다. 그리고, 센싱 구간(T2) 동안 센싱 구간(T2)의 집적 구간(A1 내지 A4)마다 반전되는 제 1 자극 신호(Vex1)를 제 1 송신 라인(Tx-i)에 공급하고, 제 1 자극 신호(Vex1)에 반전되는 제 2 자극 신호(Vex2)를 제 2 송신 라인(Tx-j)에 공급한다. 또한, 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)에 따라 노드 접속부(310)의 제 1 및 제 2 입력 단자(IT1, IT2)에 접속되는 차동 증폭기(DA)의 반전 단자(-)와 비반전 단자(+)를 센싱 구간(T2)의 집적 구간(A1 내지 A4)마다 교번적으로 변경한다.
상기의 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)은 서로 인접하거나 k(단, k는 1 내지 5 이하의 자연수)개 만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 제 1 송신 라인(Tx-i)이 복수의 송신 라인 중 첫번째 송신 라인일 경우, 제 2 송신 라인(Tx-j)는 두번째 송신 라인 또는 i+k번째 송신 라인이 될 수 있다. 만약, 송신 라인이 n개로 구성되고, 상기 제 1 송신 라인(Tx-i)이 n번째 일 경우, 상기 제 2 송신 라인(Tx-j)은 n-k번째 송신 라인이 될 수 있다.
이에 따라, 센싱 구간(T2) 동안 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)와 비반전 입력 단자(+)에는 수신 라인(Rx)으로부터의 센싱 신호(Vsen)와 기준 전압 신호(Vref)가 집적 구간(A1 내지 A4)마다 교번적으로 인가된다. 이로 인하여, 차동 증폭기(DA)의 차동 증폭에 의해 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo) 각각은 아래의 수학식 2와 같이 생성될 수 있다.
Figure 112011062750837-pat00002
수학식 2에 있어서, Cs-i, Cs-j 각각은 터치 패널의 터치 동작이 이루어지지 않았을 때(비터치시)의 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)과 하나의 수신 라인(Rx) 간의 상호 커패시턴스를 의미하고, ΔCs-i, ΔCs-j 각각은 터치 패널의 터치 동작이 이루어질 때(터치시)의 변화된 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)과 하나의 수신 라인(Rx) 간의 상호 커패시턴스를 의미한다. Cf는 피드백 커패시터의 커패시턴스를 의미하고, ΔVex는 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)에 인가되는 자극 신호(Vex)의 변화량을 의미한다.
한편, 터치 패널의 터치 동작이 이루어지지 않았을 때의 송신 라인(Tx)과 수신 라인(Rx) 사이의 상호 커패시턴스가 같다면, 차동 증폭기(DA)의 차동 증폭에 의해 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo) 각각은 아래의 수학식 3과 같이 생성될 수 있다.
Figure 112011062750837-pat00003
상기의 수학식 3에서 알 수 있듯이, 차동 증폭기(DA)는 차동 신호를 이용하여 센싱 신호(Vsen)에서 초기 센싱 커패시턴스 항을 제거함으로써 순수한 터치 동작시 변화되는 센싱 커패시턴스(ΔCs-i, ΔCs-j)만을 이용하여 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)를 생성하게 된다.
이와 같은, 차동 증폭기(DA)의 출력 전압(Vout), 즉 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)의 차를 계산하면 아래의 수학식 4와 같이 된다.
Figure 112011062750837-pat00004
상기의 수학식 3 및 4에서 알 수 있듯이, 차동 증폭기(DA)의 출력 전압(Vout)은 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)과 하나의 수신 라인(Rx) 사이의 터치에 의해 변화된 상호 커패시턴스 변화량의 차이만큼 변화하게 됨으로써 변화되는 전압을 통해 터치 신호를 센싱할 수 있게 된다.
차동 증폭기(DA)의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo) 각각은 센싱 구간(T2)의 집적 구간(A1 내지 A4) 동안 제 1 및 제 2 송신 라인(Tx-i, Tx-j)에 교번적으로 인가되는 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)의 하이 전압 구간에 의해 집적되어 증폭된다.
그런 다음, 디지털 변환 구간(T3) 동안 로우 전압 구간의 제 1 자극 신호(Vex1)를 제 1 송신 라인(Tx-i)에 공급하고, 하이 전압 구간의 제 2 자극 신호(Vex2)를 제 2 송신 라인(Tx-j)에 공급한다. 또한, 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)에 따른 노드 접속부(310)의 노드 접속을 통해 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 기준 전압 신호(Vref)를 공급하고, 차동 증폭기(DA)의 비반전 단자(+)를 수신 라인(Rx)에 접속시킨다. 이에 따라, 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo) 각각은 디지털 변환 구간(T3) 동안 공급되는 제 1 및 제 2 자극 신호(Vex1, Vex2)와 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1, SS2)에 의해 증폭된 전압 레벨로 유지되고, 이러한 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)는 멀티플렉서(250)의 선택에 의해 변환부(260)에 공급된다.
변환부(260)는 멀티플렉서(250)로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)로 이루어지는 터치 신호에 기초하여 아날로그 형태의 채널 센싱 전압을 생성하고, 생성된 채널 센싱 전압을 디지털 터치 정보(DTI)로 디지털로 변환하여 인터페이스부(210)를 통해 터치 제어부(120)에 제공한다. 이에 따라, 터치 제어부(120)는 센싱 회로부(130)의 변환부(260)로부터 제공되는 디지털 터치 정보(DTI)에 따라 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부로 출력하게 된다.
이와 같은, 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드에 따른 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치는 상호 반전되는 2개의 자극 신호를 이용해 터치 패널 고유의 상호 커패시턴스 성분을 제거함과 아울러 터치 동작에 따른 센싱 커패시턴스의 변화만을 통해 터치 패널의 터치를 센싱함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있으며, 2개의 송신 라인과 1개의 수신 라인 사이의 센싱 커패시터의 차이만을 증폭함으로써 센싱 전압의 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 변환부의 부담을 줄여 터치 센싱의 정확도를 증가시킬 수 있고, 외부 노이즈에 대한 영향을 제거하여 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 자기 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 회로도이고, 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 자기 정전 용량 방식의 센싱 방법을 설명하기 위한 파형도이다.
도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치에 있어서, 자기 정전 용량 방식의 센싱 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기수번째 수신 라인에 대한 기수번째 라인 센싱 주기(LSP_odd)에서는 기수번째 센싱 회로부(300)에 의해 기수번째 수신 라인(Rx_odd)에 대한 센싱이 수행되는 반면에 우수번째 센싱 회로부(300)에 의한 우수번째 수신 라인(Rx_even)에 대한 센싱이 수행되지 않는다.
구체적으로, 기수번째 라인 센싱 주기(LSP_odd)의 리셋 구간(T1) 동안 기수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_odd, SS2_odd)에 따라 기수번째 센싱 회로부(300)의 노드 접속부(310)를 스위칭시킴으로써 상기 노드 접속부(310)의 제 1 입력 단자(IT1)를 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 접속시키고, 상기 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)를 차동 증폭기(DA)의 비반전 입력 단자(+)에 접속시킨다. 이어서, 하이 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭부(320)의 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-온시킴으로써 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2) 각각에 충전된 전하를 방전시킨다. 이에 따라, 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd) 각각은 기준 전압 신호(Vref)와 동일한 전압 레벨을 갖는다.
이와 동시에, 기수번째 라인 센싱 주기(LSP_odd)의 리셋 구간(T1) 동안 우수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_even, SS2_even)에 따라 우수번째 센싱 회로부(300)의 노드 접속부(310)를 스위칭시킴으로써 상기 노드 접속부(310)의 제 1 입력 단자(IT1)를 차동 증폭기(DA)의 비반전 입력 단자(+)에 접속시키고, 상기 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)를 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 접속시킨다. 이어서, 하이 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭부(320)의 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-온시킴으로써 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2) 각각에 충전된 전하를 방전시킨다. 이에 따라, 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even) 각각은 기준 전압 신호(Vref)와 동일한 전압 레벨을 갖는다.
그런 다음, 기수번째 라인 센싱 주기(LSP_odd)의 센싱 구간(T2) 동안 로우 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-오프시킨다. 그리고, 상기 센싱 구간(T2) 동안 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)에 하이 전압 레벨의 제 3 자극 신호(Vex3)를 공급함과 동시에, 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)에 로우 전압 레벨의 제 4 자극 신호(Vex4)를 공급한다. 이에 따라, 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)는 노드 접속부(310)를 통해 기수번째 수신 라인(Rx)에 접속된 반전 단자(-)와 하이 전압 레벨의 제 3 자극 신호(Vex3)가 공급되는 비반전 단자(+) 사이의 전압 차이를 통해 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)를 생성하는 반면에 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)는 노드 접속부(310)를 통해 로우 전압 레벨의 제 4 자극 신호(Vex4)가 공급되는 반전 단자(-)와 우수번째 수신 라인(Rx)에 접속된 비반전 단자(+) 사이의 전압 차이를 통해 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)를 생성하게 된다. 이와 같이 생성된 각 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)와 각 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)는 멀티플렉서(250)의 선택에 의해 변환부(260)에 공급된다.
그런 다음, 기수번째 라인 센싱 주기(LSP_odd)의 디지털 변환 구간(T3) 동안 변환부(260)는 멀티플렉서(250)로부터 공급되는 각 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)에 기초하여 각 기수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_odd)을 생성함과 동시에 각 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)에 기초하여 각 우수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_even)을 생성한다. 그리고, 상기 변환부(260)는 기수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_odd)과 우수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_even)의 전압 차이를 디지털 터치 정보(DTI)로 디지털로 변환하여 인터페이스부(210)를 통해 터치 제어부(120)에 제공한다. 이에 따라, 터치 제어부(120)는 변환부(260)로부터 제공되는 디지털 터치 정보(DTI)에 따라 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부로 출력하게 된다.
한편, 우수번째 수신 라인에 대한 우수번째 라인 센싱 주기(LSP_even)에서는 우수번째 센싱 회로부(300)에 의해 우수번째 수신 라인(Rx_even)에 대한 센싱이 수행되는 반면에 기수번째 센싱 회로부(300)에 의한 기수번째 수신 라인(Rx_odd)에 대한 센싱이 수행되지 않는다.
구체적으로, 우수번째 라인 센싱 주기(LSP_even)의 리셋 구간(T1) 동안 우수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_evev, SS2_even)에 따라 우수번째 센싱 회로부(300)의 노드 접속부(310)를 스위칭시킴으로써 상기 노드 접속부(310)의 제 1 입력 단자(IT1)를 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 접속시키고, 상기 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)를 차동 증폭기(DA)의 비반전 입력 단자(+)에 접속시킨다. 이어서, 하이 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭부(320)의 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-온시킴으로써 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2) 각각에 충전된 전하를 방전시킨다. 이에 따라, 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even) 각각은 기준 전압 신호(Vref)와 동일한 전압 레벨을 갖는다.
이와 동시에, 우수번째 라인 센싱 주기(LSP_even)의 리셋 구간(T1) 동안 기수 채널용 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호(SS1_odd, SS2_odd)에 따라 기수번째 센싱 회로부(300)의 노드 접속부(310)를 스위칭시킴으로써 상기 노드 접속부(310)의 제 1 입력 단자(IT1)를 차동 증폭기(DA)의 비반전 입력 단자(+)에 접속시키고, 상기 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)를 차동 증폭기(DA)의 반전 입력 단자(-)에 접속시킨다. 이어서, 하이 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭부(320)의 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-온시킴으로써 제 1 및 제 2 피드백 커패시터(Cf1, Cf2) 각각에 충전된 전하를 방전시킨다. 이에 따라, 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd) 각각은 기준 전압 신호(Vref)와 동일한 전압 레벨을 갖는다.
그런 다음, 우수번째 라인 센싱 주기(LSP_even)의 센싱 구간(T2) 동안 로우 논리 상태의 리셋 제어 신호(RCS)에 따라 제 1 및 제 2 리셋 스위치(RSW1, RSW2)를 턴-오프시킨다. 그리고, 상기 센싱 구간(T2) 동안 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)에 하이 전압 레벨의 제 4 자극 신호(Vex4)를 공급함과 동시에, 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 노드 접속부(310)의 제 2 입력 단자(IT2)에 로우 전압 레벨의 제 3 자극 신호(Vex3)를 공급한다. 이에 따라, 우수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)는 노드 접속부(310)를 통해 우수번째 수신 라인(Rx)에 접속된 반전 단자(-)와 하이 전압 레벨의 제 4 자극 신호(Vex4)가 공급되는 비반전 단자(+) 사이의 전압 차이를 통해 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)를 생성하는 반면에 기수번째 센싱 회로부(300)의 각 차동 증폭기(DA)는 노드 접속부(310)를 통해 로우 전압 레벨의 제 3 자극 신호(Vex3)가 공급되는 반전 단자(-)와 기수번째 수신 라인(Rx)에 접속된 비반전 단자(+) 사이의 전압 차이를 통해 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)를 생성하게 된다. 이와 같이 생성된 각 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)와 각 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)는 멀티플렉서(250)의 선택에 의해 변환부(260)에 공급된다.
그런 다음, 우수번째 라인 센싱 주기(LSP_even)의 디지털 변환 구간(T3) 동안 변환부(260)는 멀티플렉서(250)로부터 공급되는 각 우수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_even, pVo_even)에 기초하여 각 우수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_even)을 생성함과 동시에 각 기수 채널의 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo_odd, pVo_odd)에 기초하여 각 기수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_odd)을 생성한다. 그리고, 상기 변환부(260)는 우수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_even)과 기수 채널의 채널 센싱 전압(CSV_odd)의 전압 차이를 디지털 터치 정보(DTI)로 디지털로 변환하여 인터페이스부(210)를 통해 터치 제어부(120)에 제공한다. 이에 따라, 터치 제어부(120)는 변환부(260)로부터 제공되는 디지털 터치 정보(DTI)에 따라 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부로 출력하게 된다.
상술한 설명에서, 센싱이 수행되는 센싱 회로부(300)의 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)는 아래의 수학식 5와 같이 계산될 수 있다. 반면에, 센싱이 수행되지 않는 센싱 회로부(300)의 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)는 제로(Zero)가 된다.
Figure 112011062750837-pat00005
수학식 4에 있어서, CS - Rx는 수신 라인의 센싱 커패시턴스를 의미하고, CP - Rx는 수신 라인의 자기(또는 기생) 커패시턴스를 의미하며, Cf는 피드백 커패시터의 커패시턴스를 의미하며, ΔVex는 자극 신호(Vex3, Vex4)의 변화량을 의미한다.
상기의 수학식 5에서 알 수 있듯이, 자기 정전 용량 방식의 센싱 방법은 수신 라인 또는 송신 라인 각각의 고유 자기(또는 기생) 커패시턴스와 터치 동작시 발생되는 센싱 커패시턴스의 합의 증가 여부를 측정하여 터치 패널의 터치를 센싱하게 된다. 이에 따라, 각 센싱 회로부(300)의 차동 증폭기(DA)는 수신 라인(Rx)의 센싱 커패시턴스(CS - Rx), 자기 커패시턴스(CP - Rx), 및 피드백 커패시터의 커패시턴스(Cf)에 기초하여 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)를 생성하게 된다. 이와 같은, 각 센싱 회로부(300)의 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 출력 전압(Vo), 즉 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)의 차를 계산하면 아래의 수학식 6과 같이 된다.
Figure 112011062750837-pat00006
상기의 수학식 5 및 6에서 알 수 있듯이, 각 센싱 회로부(300)의 차동 증폭기(DA)에서 출력되는 출력 전압(Vo)은 수신 라인(Rx)의 센싱 커패시턴스(CS-Rx)와 자극 신호(Vex3, Vex4)에 따라 변화하게 됨으로써 변화되는 전압을 통해 터치 신호를 센싱할 수 있게 된다. 이때, 센싱하지 않는 채널의 차동 증폭기의 출력 전압은 제로(Zero)가 된다.
이와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치는 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드에 따라 설정된 자극 신호(Vex3, Vex4)에 의한 수신 라인(Rx)의 센싱 커패시턴스(CS-Rx)의 변화에 따른 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호(nVo, pVo)를 여러 번 센싱한 후, 센싱 전압을 집적(Integration)함으로써 센싱 전압의 증폭률을 높이고, 외부 노이즈에 대한 영향을 제거함으로써 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치(100)는 하나의 센싱 회로(300)를 이용해 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드 또는 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드를 통해 터치 패널(110)의 터치에 대응되는 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부에 제공할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 터치 감지 장치를 포함하는 디스플레이 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 감지 장치를 포함하는 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(400), 디스플레이 패널 구동부(500), 및 터치 패널 구동 장치(600)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치 또는 유기 발광 디스플레이 장치 등의 평판 디스플레이 장치로 구현될 수 있다. 이하에서는 디스플레이 장치가 액정 디스플레이 장치인 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
디스플레이 패널(400)은 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 액정층을 포함하여 구성된다.
하부 기판은 복수의 데이터 라인(DL)과 복수의 게이트 라인(GL)의 교차에 의해 정의되는 화소 영역마다 형성된 복수의 화소를 포함하여 구성된다. 복수의 화소 각각은 박막 트랜지스터, 화소 전극, 및 스토리지 커패시터를 포함하여 구성된다. 박막 트랜지스터는 게이트 라인(GL)에 공급되는 게이트 신호에 따라 스위칭되어 데이터 라인(DL)에 공급되는 데이터 전압을 화소 전극에 공급한다. 화소 전극은 박막 트랜지스터로부터 공급되는 데이터 전압에 따라 액정층에 전계를 형성한다. 스토리지 커패시터는 화소 전극에 접속되어 화소 전극의 전압을 유지시킨다.
상부 기판은 블랙 매트릭스, 컬러 필터, 및 공통 전극 등을 포함하여 구성된다. 블랙 매트릭스는 하부 기판의 화소 영역에 대응되는 개구 영역을 정의한다. 컬러 필터는 개구 영역에 형성된 적색, 녹색, 및 청색 컬러 필터를 포함하여 구성된다. 공통 전극은 상부 기판의 전면에 형성되어 각 화소의 화소 전극과 대향된다. 이때, 공통 전극은 액정층의 구동 방식에 따른 구동 모드에 따라 하부 기판의 각 화소에 형성될 수 있다.
액정층은 화소 전극에 공급되는 데이터 전압과 공통 전극에 공급되는 공통 전압의 차전압에 의한 전계에 따라 백 라이트 유닛으로부터 조사되는 광의 투과량을 조절한다.
한편, 디스플레이 패널(400)은 상부 기판에 부착되는 상부 편광판과 하부 기판에 부착되는 하부 편광판을 더 포함하여 구성될 수 있다.
디스플레이 패널 구동부(500)는 타이밍 제어부(510), 게이트 구동 회로부(520), 및 데이터 구동 회로부(530)를 포함하여 구성될 수 있다.
타이밍 제어부(510)는 외부의 시스템 본체(또는 그래픽 카드)로부터 입력되는 입력 데이터(RGB)를 디스플레이 패널(400)의 구동에 알맞도록 정렬하여 정렬 데이터(R, G, B)를 생성하고, 생성된 정렬 데이터(R, G, B)를 데이터 구동 회로부(520)에 공급한다. 여기서, 입력 데이터(RGB)는 터치 스크린 데이터를 포함하여 구성된다.
또한, 타이밍 제어부(510)는 외부의 시스템 본체(또는 그래픽 카드)로부터 입력되는 타이밍 동기 신호(TSS)를 이용하여 게이트 구동 회로부(520)와 데이터 구동 회로부(530) 각각의 구동 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다. 여기서, 타이밍 제어부(510)는 외부의 시스템 본체(또는 그래픽 카드)로부터 공급되는 데이터 인에이블 신호에 기초하여 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 제어 신호(DCS)를 생성하기 위한 수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 클럭 신호 등을 자체적으로 생성할 수도 있다.
그리고, 타이밍 제어부(510)는 상기의 타이밍 동기 신호(TSS) 또는 데이터 제어 신호(DCS)에 기초하여 터치 패널 구동부(700)를 구동시키기 위한 터치 제어 신호(TCS)를 생성한다.
게이트 구동 회로부(520)는 타이밍 제어부(510)로부터 공급되는 게이트 제어 신호(GCS)에 따라 게이트 신호를 생성하여 게이트 라인(GL)에 순차적으로 공급한다. 여기서, 게이트 구동 회로부(520)는 박막 트랜지스터의 형성과 동시에 하부 기판에 형성되어 디스플레이 패널(400)의 하부 기판에 내장될 수 있다.
데이터 구동 회로부(530)는 타이밍 제어부(510)로부터 공급되는 데이터 제어 신호(DCS)에 따라 타이밍 제어부(510)로부터 공급되는 정렬 데이터(R, G, B)를 래치하고, 복수의 정극성 및 부극성 아날로그 감마전압을 이용하여 래치된 정렬 데이터(R, G, B)를 복수의 정극성 및 부극성 아날로그 데이터 전압으로 변환한 후, 극성 제어신호에 대응되는 극성의 데이터 전압을 선택하여 게이트 신호에 동기되도록 해당 데이터 라인(DL)에 공급한다.
한편, 상술한 디스플레이 패널 구동부(500)는 타이밍 제어부(510), 게이트 구동 회로부(520), 및 데이터 구동 회로부(530)를 모두 포함하도록 하나의 칩 형태로 집적화되어 하부 기판에 실장될 수 있다.
터치 패널 구동 장치(600)는 터치 패널(110), 터치 제어부(120), 터치 센싱부(130), 및 전원부(140)를 포함하여 구성된다.
터치 패널(110)은 디스플레이 패널(400) 상에 부착되는 것으로, 복수의 송신 라인(Tx)과 복수의 수신 라인(Rx)을 포함하여 구성된다.
복수의 송신 라인(Tx)은 터치 패널(110)의 제 1 방향에 나란하도록 일정한 간격으로 배치된다.
복수의 수신 라인(Rx)은 복수의 송신 라인(Tx) 각각에 교차하도록 일정한 간격으로 배치된다.
상기 각 송신 라인(Tx)과 각 수신 라인(Rx) 사이에는 센싱 커패시턴스가 형성된다. 이러한 센싱 커패시턴스는 터치 패널(110)에 대한 사용자의 터치에 따라 변화되고, 이런 센싱 커패시턴스의 변화는 각 수신 라인(Rx)을 통해 터치 구동 보드(150)에 공급된다.
한편, 상술한 터치 패널(110)은 디스플레이 패널(400) 상에 부착되지 않고, 디스플레이 패널(400)의 두께 및 무게를 감소시키기 위하여 디스플레이 패널(400)의 내부에 형성될 수 있다. 이 경우, 일 실시 예에 있어서, 복수의 송신 라인(Tx)은 게이트 라인(GL)의 형성시 함께 게이트 라인(GL)과 이격되도록 형성될 수 있고, 복수의 수신 라인(Rx)은 절연층을 사이에 두고 데이터 라인(DL) 상에 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 있어서, 복수의 송신 라인(Tx)은 하부 기판에 형성되고, 복수의 수신 라인(Rx)은 상부 기판에 형성될 수도 있다. 또 다른 실시 예에 있어서, 복수의 송신 라인(Tx)과 복수의 수신 라인(Rx)은 동일층에 형성되되, 송신 라인(Tx)과 수신 라인(Rx)의 교차 부분에 대응되는 송신 라인(Tx) 또는 수신 라인(Rx)은 연결 패턴에 의해 연결될 수 있다.
상술한 터치 제어부(120), 터치 센싱부(130), 및 전원부(140) 각각은 도 2 내지 도 11을 참조하여 상술한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 패널 구동 장치(100)와 동일한 구성을 가지기 때문에 이들에 대한 설명은 상술한 설명으로 대신하기로 하고, 이하 개략적인 기능만을 설명하기로 한다.
상기 터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130) 및 전원부(140) 각각은 터치 구동 보드(150)에 실장될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 디스플레이 패널 구동부(500), 즉 디스플레이 장치의 패널 구동 보드(미도시)에 실장되는 것이 더 바람직하다.
전원부(140)는 터치 패널(110)의 구동에 필요한 기준 전압 신호(Vref) 및 구동 전원(Vdd)을 포함하는 각종 전원들을 생성하여 터치 제어부(120)와 터치 센싱부(130)에 제공한다.
터치 제어부(120)는 타이밍 제어부(510)로부터 제공되는 터치 제어 신호(TCS)에 응답하여 설정된 센싱 모드에 따라 터치 센싱부(130)를 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드 또는 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드로 동작시킨다. 그리고, 터치 제어부(120)는 터치 센싱부(130)로부터 제공되는 디지털 터치 정보(DTI)에 기초하여 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부의 시스템 본체 또는 타이밍 제어부(510)에 제공한다.
한편, 터치 제어부(120)는 디스플레이 패널(400)의 수평 라인 단위로 영상을 표시하기 위한 소스 출력 인에이블 신호에 동기되는 터치 동기 신호를 생성하고, 터치 동기 신호의 폴링 에지 시점으로부터 5㎲ 이후에 터치 센싱부(130)를 구동시킨다. 즉, 상술한 데이터 구동 회로부(530)는 소스 출력 인에이블 신호의 폴링 에지에 동기되어 데이터 전압을 데이터 라인(DL)으로 출력하게 되는데, 이로 인해 디스플레이 패널(400)의 공통 전극에 노이즈가 발생하게 되고, 이 노이즈는 소정 시간 이후에 안정화되게 된다. 이에 따라, 터치 센싱부(130)의 센싱 동작이 공통 전극의 노이즈가 발생하는 구간에 수행될 경우 공통 전극의 노이즈로 인해 센싱 오류가 발생할 수 있다. 공통 전극의 노이즈는 터치 동기 신호의 폴링 에지 시점으로부터 5㎲ 이후에 안정되는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 터치 제어부(120)는 터치 동기 신호의 폴링 에지 시점으로부터 5㎲ 이후에 터치 센싱부(130)를 구동시킴으로써 공통 전극의 노이즈에 의한 센싱 오류를 방지한다.
터치 센싱부(130)는 센싱 모드에 따른 터치 제어부(120)의 제어에 따라 상술한 바와 같이, 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드 또는 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드로 동작하여 터치 패널(110)의 터치를 센싱하여 디지털 터치 정보(DTI)를 생성하고, 생성된 디지털 터치 정보(DTI)를 터치 제어부(120)에 제공한다.
이와 같은, 터치 패널 구동 장치(600)는 설정된 센싱 모드에 따라 도 7에 도시된 상호 정전 용량 방식의 제 1 센싱 모드 또는 도 8에 도시된 자기 정전 용량 방식의 제 2 센싱 모드로 동작하여 터치 패널(110)의 터치에 대한 터치 위치 정보(TPI)를 생성하여 외부의 시스템 본체 또는 타이밍 제어부(510)에 제공한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 터치 패널 120: 터치 제어부
130: 터치 센싱부 140: 전원부
210: 인터페이스부 220: 제어 신호 생성부
230: 자극 신호 공급부 240: 센싱 회로부
250: 멀티플렉서 260: 변환부
300: 센싱 회로 310: 노드 접속부
312, 316: 제 1 스위치부 314, 318: 제 2 스위치부
320: 차동 증폭부 400: 디스플레이 패널

Claims (20)

  1. 서로 교차하는 복수의 송신 라인과 복수의 수신 라인을 가지는 터치 패널에 대해 설정된 제 1 또는 제 2 센싱 모드에 대응되는 센싱 제어 신호를 생성하고 입력되는 디지털 터치 정보에 이용해 터치 위치 정보를 생성하는 터치 제어부; 및
    상기 각 수신 라인에 접속되고, 상기 센싱 제어 신호에 따라 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하거나, 각 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초해 상기 디지털 터치 정보를 생성하여 상기 터치 제어부에 제공하는 터치 센싱부를 포함하고,
    상기 제 1 센싱 모드시 상기 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량은 상기 2개의 송신 라인에 교번적으로 인가되는 상호 반전된 제 1 및 제 2 자극 신호에 의해 변화되고,
    상기 제 1 및 제 2 자극 신호가 상기 2개의 송신 라인에 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    상기 제 1 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 리셋 제어 신호와 상호 반전되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;
    상기 제 1 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호를 생성하는 자극 신호 공급부;
    상기 리셋 제어 신호와 상기 제 1 및 제 2 스위치 제어 신호에 응답해 상기 제 1 및 제 2 자극 신호에 따른 2개의 송신 라인과 하나의 수신 라인 사이의 정전 용량 변화에 기초해 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 생성하는 복수의 센싱 회로를 가지는 센싱 회로부;
    상기 복수의 센싱 회로로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 터치 제어부의 채널 선택 신호에 따라 선택적으로 출력하는 멀티플렉서; 및
    상기 멀티플렉서로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 디지털 터치 정보로 변환하여 상기 터치 제어부에 제공하는 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 자극 신호는 상기 센싱 구간 동안 하이 전압 구간과 로우 전압 구간이 소정 시간 단위로 반복되고, 상기 센싱 구간을 제외한 나머지 구간 동안에는 상기 로우 전압 구간으로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 회로 각각은,
    상기 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자;
    기준 전압 신호가 공급되는 제 2 입력 단자;
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 접속시키는 노드 접속부; 및
    상기 리셋 제어 신호에 따라 초기화되고, 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 입력되는 2개의 입력 신호에 따라 상기 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압을 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노드 접속부는,
    상기 리셋 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 제 2 출력 노드에 접속시키고,
    상기 센싱 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 입력 단자를 상기 제 1 및 제 2 출력 노드에 교번적으로 접속시키며,
    상기 디지털 변환 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 2 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 제 1 출력 노드에 접속시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 차동 증폭부는,
    상기 제 1 출력 노드에 접속된 상기 반전 입력 단자, 상기 제 2 출력 노드에 접속된 상기 비반전 입력 단자, 상기 제 1 차동 증폭 전압이 출력되는 비반전 출력 단자, 및 상기 제 2 차동 증폭 전압이 출력되는 반전 출력 단자를 가지는 차동 증폭기;
    상기 비반전 출력 단자와 상기 반전 입력 단자 사이에 접속된 제 1 피드백 커패시터;
    상기 제 1 피드백 커패시터에 병렬로 접속되어 상기 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 상기 제 1 피드백 커패시터를 초기화시키는 제 1 리셋 스위치;
    상기 반전 출력 단자와 상기 비반전 출력 단자 사이에 접속된 제 2 피드백 커패시터; 및
    상기 제 2 피드백 커패시터에 병렬로 접속되어 상기 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 상기 제 2 피드백 커패시터를 초기화시키는 제 2 리셋 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 센싱부는,
    상기 제 2 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 리셋 제어 신호와 상호 반전되는 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부;
    상기 제 2 센싱 모드에 따른 상기 센싱 제어 신호에 기초해 자극 신호를 생성하는 자극 신호 공급부;
    상기 리셋 제어 신호와 상기 제 1 및 제 2 스위치 제어 신호에 응답해 상기 자극 신호에 따른 상기 수신 라인의 정전 용량 변화에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 생성하는 복수의 센싱 회로를 가지는 센싱 회로부;
    상기 복수의 센싱 회로로부터 공급되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 터치 제어부의 채널 선택 신호에 따라 선택적으로 출력하는 멀티플렉서; 및
    상기 멀티플렉서로부터 출력되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 신호를 상기 디지털 터치 정보로 변환하여 상기 터치 제어부에 제공하는 변환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자극 신호는 상기 복수의 센싱 회로 중 기수번째 센싱 회로에 공급되는 제 3 자극 신호, 및 상기 복수의 센싱 회로 중 우수번째 센싱 회로에 공급되는 제 4 자극 신호를 포함하고,
    상기 제 3 자극 신호는 기수번째 수신 라인에 대한 기수번째 라인 센싱 주기의 센싱 구간과 디지털 변환 구간 동안에만 기준 전압 신호의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨로 유지되고,
    상기 제 4 자극 신호는 우수번째 수신 라인에 대한 우수번째 라인 센싱 주기의 센싱 구간과 디지털 변환 구간 동안에만 기준 전압 신호의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 회로 각각은,
    상기 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자;
    상기 자극 신호가 공급되는 제 2 입력 단자;
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 접속시키는 노드 접속부; 및
    상기 리셋 제어 신호에 따라 초기화되고, 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 입력되는 2개의 입력 신호에 따라 상기 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압을 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 센싱 회로 중 기수번째 센싱 회로의 노드 접속부는 기수번째 라인 센싱 주기 동안에만 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 1 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 상기 제 2 출력 노드에 접속시키고,
    상기 복수의 센싱 회로 중 우수번째 센싱 회로의 노드 접속부는 우수번째 라인 센싱 주기 동안에만 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 1 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 상기 제 2 출력 노드에 접속시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 차동 증폭부는,
    상기 제 1 출력 노드에 접속된 상기 반전 입력 단자, 상기 제 2 출력 노드에 접속된 상기 비반전 입력 단자, 상기 제 1 차동 증폭 전압이 출력되는 비반전 출력 단자, 및 상기 제 2 차동 증폭 전압이 출력되는 반전 출력 단자를 가지는 차동 증폭기;
    상기 비반전 출력 단자와 상기 반전 입력 단자 사이에 접속된 제 1 피드백 커패시터;
    상기 제 1 피드백 커패시터에 병렬로 접속되어 상기 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 상기 제 1 피드백 커패시터를 초기화시키는 제 1 리셋 스위치;
    상기 반전 출력 단자와 상기 비반전 출력 단자 사이에 접속된 제 2 피드백 커패시터; 및
    상기 제 2 피드백 커패시터에 병렬로 접속되어 상기 리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 상기 제 2 피드백 커패시터를 초기화시키는 제 2 리셋 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  13. 터치 패널의 터치시 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 신호를 생성하는 센싱 회로를 포함하는 터치 채널 구동 장치에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    상호 반전되는 제 1 및 제 2 자극 신호가 공급되는 2개의 송신 라인에 교차하는 하나의 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자;
    기준 전압 신호가 공급되는 제 2 입력 단자;
    라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 접속시키는 노드 접속부; 및
    리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 초기화되고, 상기 센싱 구간과 상기 디지털 변환 구간 동안 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 선택적으로 입력되는 입력 신호에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압으로 이루어지는 상기 터치 신호를 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 자극 신호는 상기 센싱 구간 동안 하이 전압 구간과 로우 전압 구간이 소정 시간 단위로 반복되고, 상기 센싱 구간을 제외한 나머지 구간 동안에는 상기 로우 전압 구간으로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 노드 접속부는,
    상기 리셋 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 제 2 출력 노드에 접속시키고,
    상기 센싱 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 입력 단자를 상기 제 1 및 제 2 출력 노드에 교번적으로 접속시키며,
    상기 디지털 변환 구간 동안 상기 제 1 및 제 2 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 상기 제 2 출력 노드에 접속시킴과 동시에 상기 제 2 입력 단자를 제 1 출력 노드에 접속시키는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  16. 터치 패널의 터치시 수신 라인의 정전 용량 변화에 기초하여 터치 신호를 생성하는 센싱 회로를 포함하는 터치 채널 구동 장치에 있어서,
    상기 센싱 회로는,
    하나의 수신 라인에 접속된 제 1 입력 단자;
    자극 신호가 공급되는 제 2 입력 단자;
    라인 센싱 주기의 리셋 구간, 센싱 구간, 및 디지털 변환 구간 각각에 대응되는 스위칭 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 입력 단자를 제 1 및 제 2 출력 노드 중 어느 하나의 출력 노드에 접속시키고 상기 제 2 입력 단자를 나머지 하나의 출력 노드에 선택적으로 접속시키는 노드 접속부; 및
    리셋 제어 신호에 따라 상기 리셋 구간 동안 초기화되고, 상기 센싱 구간과 상기 디지털 변환 구간 동안 상기 노드 접속부를 통해 반전 입력 단자와 비반전 입력 단자에 선택적으로 입력되는 입력 신호에 따라 상호 반전되는 제 1 및 제 2 차동 증폭 전압으로 이루어지는 상기 터치 신호를 생성하는 차동 증폭부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자극 신호는 상기 센싱 구간과 디지털 변환 구간 동안에만 기준 전압 신호의 전압 레벨보다 높은 전압 레벨로 유지되는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 노드 접속부는 상기 라인 센싱 주기 단위로 상기 제 1 및 제 2 입력 단자와 상기 제 1 및 제 2 출력 노드 간의 접속을 변경하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  19. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널에 영상을 표시하기 위한 디스플레이 패널 구동부;
    상기 디스플레이 패널 상에 배치되거나 상기 디스플레이 패널에 형성된 터치 패널; 및
    상기 터치 패널을 구동하기 위한 청구항 제 1 항 및 제 3 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널 구동 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 디스플레이 패널의 각 수평 라인 단위로 영상을 표시하기 위한 소스 출력 인에이블 신호에 동기되는 터치 동기 신호를 생성하고, 상기 터치 동기 신호의 폴링 에지 시점으로부터 5㎲ 이후에 상기 터치 센싱부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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