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KR20180045093A - 지문센서 일체형 터치 스크린 패널 - Google Patents

지문센서 일체형 터치 스크린 패널 Download PDF

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KR20180045093A
KR20180045093A KR1020160138420A KR20160138420A KR20180045093A KR 20180045093 A KR20180045093 A KR 20180045093A KR 1020160138420 A KR1020160138420 A KR 1020160138420A KR 20160138420 A KR20160138420 A KR 20160138420A KR 20180045093 A KR20180045093 A KR 20180045093A
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South Korea
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touch
fingerprint
sensing
electrode group
electrodes
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한만협
이근식
추교섭
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수의 터치영역과 적어도 하나의 지문/터치 영역을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 관한 것으로, 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 구동전극들을 포함하는 지문/터치 구동전극 그룹; 상기 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 센싱전극들을 포함하는 지문/터치 센싱전극 그룹; 상기 제 1 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 구동전극들을 구비하는 터치 구동전극 그룹; 상기 제 2 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 센싱전극들을 구비하는 터치 센싱전극 그룹; 및 터치 센싱모드에서 상기 터치 구동전극 그룹과 상기 지문/터치 구동전극 그룹에 터치 구동신호를 공급하고, 상기 터치 센싱전극 그룹과 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 터치 센싱 데이터를 구하며, 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 구동전극들에 지문 구동신호를 공급하고, 상기 복수의 터치 센싱전극들을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 구하는 터치 IC를 포함한다.

Description

지문센서 일체형 터치 스크린 패널{FINGER SENSOR INTEGRATED TYPE TOUCH SCREEN PANEL}
본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 패널 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지문인식 기능을 갖는 터치 센서 스크린에 관한 것이다.
컴퓨터 기술의 발달에 따라 노트북 컴퓨터, 태블릿 피시(tablet PC), 스마트폰(smart phone), 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant), 현금 자동 입출금기(Automated Teller Machine), 검색 안내 시스템 등과 같은 다양한 용도의 컴퓨터 기반 시스템(computer based system)이 개발되어 왔다. 이들 시스템에는 통상적으로 개인 사생활과 관련된 개인정보는 물론 영업정보나 영업기밀과 같이 비밀을 요하는 많은 데이터가 저장되어 있기 때문에, 이들 데이터를 보호하기 위해서는 보안을 강화해야 할 필요성이 있다.
이를 위해 종래부터 손가락의 지문을 이용하여 시스템의 등록이나 인증을 수행함으로써 보안성을 강화할 수 있는 지문센서가 알려져 있다.
지문센서는 인간의 손가락 지문을 감지하는 센서이다. 지문센서는 광학식 지문센서(optical fingerprint sensor)와 정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)로 크게 나누어진다.
광학식 지문센서(optical fingerprint sensor)는 내부에서 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원을 조사하고 지문의 융선(ridge)에 의해 반사된 빛을 CMOS 이미지 센서를 통해 감지하는 원리를 이용한 것이다. 광학식 지문센서는 LED를 이용해서 스캔을 해 야하기 때문에 크기를 줄이는 데에 한계가 있고 광원 자체가 고가이기 때문에 제조비가 증가한다는 문제점이 있다.
정전용량식 지문센서(capacitive fingerprint sensor)는 지문센서와 접촉되는 융선(ridge)과 골(valley) 사이에 대전되는 전기량의 차를 이용한 것이다.
종래의 정전용량식 지문센서로는 "정전용량식 센서 패키징(capacitive sensor packaging)"이란 명칭으로, 2013년 11월 21일 공개된 미국 공개특허 제 US2013/0307818호가 알려져 있다.
상기 미국 공개특허 공보에 기재된 정전용량식 지문센서는 정전용량식 지문센서는 특정 푸시버튼(push button)과 결합한 어셈블리 형태로 구성되어 있으며, 용량성 플레이트와 사용자의 지문(융선과 골) 사이의 정전용량을 측정하기 위한 회로가 인쇄된 실리콘 웨이퍼를 포함한다.
일반적으로 인간 지문의 융선(ridge)과 골(valley)은 대략 300㎛~500㎛의 크기로 매우 미세하기 때문에, 상기 미국 공보의 정전용량식 지문센서는 고해상도 센서 어레이와 지문인식 처리를 위한 IC(Integrated Chip) 제작이 필요하고, 이를 위해 센서 어레이와 IC을 일체로 형성할 수 있는 실리콘 웨이퍼를 이용하고 있다.
그러나, 실리콘 웨이퍼를 이용하여 고해상도의 센서 어레이와 IC를 함께 형성할 경우, 푸시버튼과 함께 지문센서를 결합하기 위한 어셈블리 구조가 필요하게 되므로 구성이 복잡해 질 뿐 아니라 비표시 영역(베젤영역)이 증가하는 문제점이 있었다. 또한, 푸시버튼(예를 들면, 스마트폰의 홈키)과 지문센서가 중첩되게 형성되므로, 그 두께가 증가할 뿐 아니라 지문센싱 영역이 푸시버튼의 크기에 좌우되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 터치센서 스크린의 영역을 지문식별 영역으로 이용하는 기술 등이 개발되어 왔다. 이러한 기술로서는 "지문식별용 용량성 터치센서(capacitive touch sensor for identifying a fingerprint)"란 명칭으로 2013년 10월 22일 등록된 미국 등록특허 제 US8,564,314호와, "지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린"이란 명칭으로 2014년 8월 18일 등록된 대한민국 등록특허 제10-1432988호가 알려져 있다.
도 1은 상기 미국 등록특허에 도시된 도 5를 도시한 도면으로, 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 상기 대한민국 등록특허에 도시된 도 3을 도시한 도면으로, 지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린의 구성을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 지문식별용 용량성 터치센서(400)는 터치 구동전극(401(x))과 터치 센싱전극(401(y))을 포함하는 터치센서(403)와, 지문 구동전극(405(x))과 지문 센싱전극(405(y))을 포함하는 지문센서(405)를 포함한다. 그러나, 상기 용량성 터치센서(400)는 화면 영역에 부분적으로 별도의 지문센서(405)가 배치되어 있기 때문에, 지문센서(405) 영역이 터치가 안되거나 그 주변 영역의 터치성능이 저하되는 문제점이 있었다.
도 2를 참조하면, 지문인식 일체형 정전용량 터치스크린은 터치 패널(AA), 전극 연결 라인(BB), 및 터치 컨트롤러(CC)를 포함한다. 상기 구성에서 터치 패널(AA)은, 서로 교차하도록 배열되는 제1 채널 전극(A1)(Tx 및 Rx 중 어느 하나)과 제2 채널 전극(A2)(Tx 및 Rx 중 나머지 하나)의 조합에 의해 미세 채널(A3)이 형성된다. 이들 미세 채널(A3) 중 지문인식 센서(A4) 영역을 제외한 나머지 영역의 미세 채널(A3)들은 복수로 묶여 터치 신호의 감지를 위한 터치 그룹 채널들(A5)로 기능하고, 지문인식 센서(A4)의 영역에 해당하는 미세 채널들(A3) 각각은 지문인식 채널(A6)로 기능하도록 구성된다.
그러나, 상기 지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린은 터치 그룹 채널들(A5)로 기능하는 미세 채널들(터치 채널들) 때문에 터치 채널들 사이의 상호 정전용량(Cm)이 상당히 증가된다. 즉, 도 3b의 고밀도 센서 패턴에서는 터치 채널들 사이의 상호 정전용량(Cm)이 도 3a의 일반적인 터치센서 패턴에 비해 수십~수백 배 증가될 수 있다. 이와 같이 상호 정전용량이 증가되면 터치 센서의 센싱감도가 저하되기 때문에, 터치 동작 발생시 터치를 인식하지 못하는 등의 오작동이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에서 터치 스크린의 지문센서 영역에 터치 기능의 데드 존(dead zone)이 발생하는 것을 방지하고, 터치전극이 미세패턴으로 구성되어 상호 정전용량의 크기가 증가함으로써 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적달성을 위한 본 발명에 따르는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널은 복수의 터치영역과 적어도 하나의 지문/터치 영역을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널로서, 상기 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 구동전극들을 포함하는 지문/터치 구동전극 그룹; 상기 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 센싱전극들을 포함하는 지문/터치 센싱전극 그룹; 상기 제 1 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 구동전극들을 구비하는 터치 구동전극 그룹; 상기 제 2 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 센싱전극들을 구비하는 터치 센싱전극 그룹; 및 터치 센싱모드에서 상기 터치 구동전극 그룹과 상기 지문/터치 구동전극 그룹에 터치 구동신호를 공급하고, 상기 터치 센싱전극 그룹과 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 터치 센싱 데이터를 구하며, 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 구동전극들에 지문 구동신호를 공급하고, 상기 복수의 터치 센싱전극들을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 구하는 터치 IC를 포함한다.
상기 구성에서, 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부는 상기 지문/터치 영역의 중앙부에 위치한다.
또한, 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부는 상기 지문/터치 영역에 배치된 지문/터치 센싱전극의 5% 내지 50%일 수 있다.
또한, 상기 터치 IC는, 상기 터치 센싱모드에서 상기 터치 구동전극 그룹과 상기 지문/터치 구동전극 그룹에 위상이 순차 지연된 터치 구동신호를 공급하고, 상기 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 구동전극들에 위상이 순차 지연된 지문 구동신호를 공급하는 구동신호 공급유닛; 상기 터치 센싱모드에서 상기 터치 센싱전극 그룹과 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 상기 복수의 터치영역과 상기 적어도 하나의 지문/터치영역의 터치 센싱 데이터를 구하는 터치 센싱유닛; 및 상기 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들을 센싱하여 상기 적어도 하나의 지문/터치영역의 지문 센싱 데이터를 구하는 지문 센싱유닛을 포함한다.
또한, 상기 터치 센싱유닛은, 터치센싱 라우팅 배선을 통해 상기 터치 센싱전극 그룹을 센싱하여 적분하는 제 1 터치 적분블록과, 상기 제 1 적분블록을 통해 출력된 아날로그 터치센싱 데이터를 디지털 터치센싱 데이터로 변환하여 출력하는 제 1 터치 아날로그/디지털 변환부를 포함하고, 상기 지문/센싱 유닛은, 지문센싱 라우팅 배선들을 통해 상기 복수의 지문/터치전극들을 센싱하여 적분하는 지문 적분블록과, 상기 지문 적분블록을 통해 출력된 아날로그 지문센싱 데이터를 디지털 지문센싱 데이터로 변환하여 출력하는 지문 아날로그/디지털 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 터치 센싱유닛은, 지문센싱 라우팅 배선을 통해 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 적분하는 제 2 터치 적분블록과, 상기 제 2 적분블록을 통해 출력된 아날로그 지문센싱 데이터를 디지털 지문센싱 데이터로 변환하여 출력하는 제 2 터치 아날로그/디지털 변환부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 의하면, 베젤영역에 별도의 지문센서 영역을 필요로 하지 않기 때문에 좁은 베젤영역을 갖는 설계가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 지문/터치 영역에 지문/터치 전극들이 배치되어 지문인식 기능과 함께 터치인식 기능을 구현할 수 있으므로 화면 영역에 터치를 인식할 수 없는 데드 존(dead zone)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터치전극은 큰 패턴으로 형성되고 지문/터치전극은 미세패턴으로 구성되기 때문에, 터치전극을 미세패턴으로 형성함으로써 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터치 센싱 모드에서 지문/터치영역에 배치된 지문/터치 센싱전극의 일부만을 터치 센싱전극으로 이용할 수 있으므로, 채널 수를 줄이면서 터치 구동과 지문 구동을 동시에 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 용량성 센싱패널의 구동전극과 센싱전극의 배열을 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 종래의 지문인식 일체형 정전용량 터치 스크린 패널의 구성을 도시한 평면도,
도 3a는 일반적인 터치센서 패턴에서 발생하는 상호 정전용량을 나타낸 도면,
도 3b는 고밀도 센서 패턴에서 생기는 상호 정전용량을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널이 적용되는 표시장치를 보여주는 블록도,
도 5는 도 4의 지문센서 일체형 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도,
도 6은 터치 센싱 모드에서 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 인가되는 센서 구동신호(터치센서 구동신호)를 도시한 파형도,
도 7은 지문 센싱 모드에서 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 인가되는 센서 구동신호(지문센서 구동신호)를 도시한 파형도,
도 8은 도 5에 도시된 지문센서 일체형 터치 스크린 패널의 터치영역에 배치된 터치 전극들과 터치 IC를 도시한 도면,
도 9는 도 5에 도시된 지문센서 일체형 터치 스크린 패널의 지문/터치 영역에 배치된 지문/터치 전극들과 터치 IC를 도시한 도면.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지에 혼란을 줄 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
본 발명의 실시예의 설명에서, 용어 “지문/터치센서”는 터치 스크린에 대한 터치여부를 센싱하는 터치 센싱기간에는 터치 구동 및 터치센싱을 위한 터치센서로서 작용하고, 지문인식을 위한 지문 센싱기간에는 지문의 입력을 센싱하는 지문센서로서 작용하는, 터치센서 겸용 지문센서를 의미한다.
용어 “터치 영역(touch area)”은 터치 스크린에 대한 터치인식이 가능한 영역만을 의미하며, “지문/터치 영역”은 터치 스크린에 대한 터치인식과 지문인식이 모두 가능한 영역을 의미한다. “액티브 영역(active area)”은 터치영역과 지문/터치영역을 포함하는 영역을 의미하고, “베젤영역(bezel area)”은 터치 스크린의 액티브 영역 외측의 영역을 의미한다.
또한, 용어 “터치전극”은 터치 구동전압이 인가되는 “터치 구동전극”과, 터치 구동전극과의 사이에 형성되는 상호 정전용량을 센싱하기 위한 “터치 센싱전극”을 포함하는 의미이다.
또한, “지문/터치전극”은 터치센싱 기간에는 터치 구동전압이 인가되고 지문 센싱기간에는 지문 구동전압이 인가되는 “지문/터치 구동전극”과, 터치 센싱기간에는 지문/터치 구동전극과의 사이에 형성되는 상호 정전용량을 센싱하고, 지문 센싱기간에는 지문/터치 구동전극과의 사이에 형성되는 상호 정전용량을 센싱하는 “지문/터치 센싱전극”을 포함하는 의미이다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따르는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널이 적용된 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널이 적용되는 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 장치가 적용된 표시장치는 터치 스크린 패널(TSP), 터치 IC(20), 표시패널(DIS), 데이터 구동 회로(12), 스캔 구동 회로(14), 타이밍 콘트롤러(16), 호스트 시스템(18)을 포함한다.
터치 스크린 패널(TSP)은 터치 구동전극들과 터치 센싱전극들이 배치되는 터치영역(TA)과, 지문/터치 구동전극들과 지문/터치 센싱전극들이 배치되는 지문/터치 영역(FTA)을 포함한다.
터치 IC(20)는 터치영역의 터치 구동전극들과 지문/터치 영역의 및 지문/터치 구동전극들에 구동전압을 인가하는 구동신호 공급유닛과, 터치영역의 터치 센싱전극들과 지문/터치 영역의 및 지문/터치 센싱전극들을 센싱하는 센싱 유닛을 포함한다.
터치 IC(20)는 터치 센싱전극들과 지문/터치 센싱전극들을 센싱하여 획득된 터치센싱 데이터(TDATA)와 지문센싱 데이터(FDATA)를 출력한다.
표시패널(DIS)은 액정표시패널(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시소자(Field Emission Display: FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시패널(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시패널(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시패널을 기반으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시패널의 일례로서 액정표시패널을 중심으로 설명하지만, 본 발명의 표시패널이 액정표시패널로 한정되는 것은 아니다.
표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이는 데이터라인들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트라인들(G1~Gn, n은 양의 정수)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 캐패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함할 수 있다.
표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 공통전압이 공급되는 공통전극은 표시패널(DIS)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.
표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.
데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(16)는 디스플레이 구동회로를 구성하여 입력 영상의 비디오 데이터를 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 픽셀라인을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(18)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.
호스트 시스템(18)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(18)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(18)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(18)은 터치 IC(20)로부터 입력되는 터치센싱 데이터(TDATA) 및 지문센싱 데이터(FDATA)와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.
다음으로 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따르는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 도 4의 지문센서 일체형 터치 스크린 패널을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 6은 터치 센싱 모드에서 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 인가되는 센서 구동신호(터치센서 구동신호)를 도시한 파형도이고, 도 7은 지문 센싱 모드에서 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 인가되는 센서 구동신호(지문센서 구동신호)를 도시한 파형도이다.
도 5를 참조하면, 터치 스크린 패널(TSP)은 적어도 하나의 지문/터치영역(FTA)과 복수의 터치영역들(TA)을 포함한다. 도 5의 실시예에서는 지문/터치 영역(FTA)이 터치 스크린 패널의 중앙부에 위치되는 것으로 예시되어 있지만, 그 위치가 특정되는 것은 아니며 터치 스크린 패널의 모서리부, 일측부 등 터치 스크린의 어느 영역에도 배치될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
터치 스크린 패널(TSP)의 일부 터치 영역들(TA11, TA12, TA13, TA21, TA22, TA23, TA31, TA32, TA33)에는 제 1 방향(y축 방향)으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 터치 구동전극들(Tx)로 이루어지는 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx, GPc-Tx)과, 제 2 방향(x축 방향)으로 서로 나란하게 배열되어 터치 구동전극 그룹들(GPa-Tx, GPc-Tx)과 교차하는 복수의 제 1 터치 센싱전극들(Rx)로 이루어지는 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx, GPc-Rx)이 배치된다.
터치 스크린 패널(TSP)의 지문/터치 영역(FTA)에는 제 1 방향으로 서로 나란하게 배열되는 복수의 제 2 지문/터치 구동전극들(FTx)로 이루어지는 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)과, 제 2 방향으로 서로 나란하게 배열되어 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)과 교차하는 복수의 제 2 지문/터치 센싱전극들(FRx)로 이루어지는 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx)이 배치된다. 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)은 인접한 터치영역들(TA21, TA23)으로 연장되고, 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx)은 인접한 터치영역들(TA12, TA32)로 연장된다.
터치 구동전극 그룹들(GPa-Tx, GPc-Tx)은 터치 라우팅 배선(TW1, TW2)을 통해 각각 터치 IC(20)에 접속되고, 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)을 구성하는 복수의 지문/터치 구동전극들(FTx)은 복수의 지문/터치 라우팅 배선들(FTW)을 통해 각각 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)에 접속된다.
센싱 구동전극 그룹들(GPa-Rx, GPc-Rx)은 터치센싱 라우팅 배선(RW1, RW2)을 통해 각각 터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)에 접속되고, 복수의 제 2 지문/터치 구동전극들(FTx)은 복수의 지문/터치 라우팅 배선들(FRW)을 통해 각각 터치 IC(20)의 지문 센싱유닛(FSU)에 접속된다.
터치 IC(20)는 호스트 시스템(18)으로부터 입력되는 터치 인에이블신호에 따라 터치 센싱 모드를 활성화시키고, 지문 인에이블신호에 따라 지문 센싱 모드를 활성화시킬 수 있다.
터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)은 도 6에 도시된 바와 같이 터치 라우팅 배선들(TW1)을 통해 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx) 각각의 터치 구동전극들(Tx)에 동일 위상의 터치 구동신호를 공급한다. 다음으로, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)는 복수의 지문/터치 라우팅 배선들(FTW)을 통해 지문/터치전극 그룹(GPb-FTx)의 지문/터치 구동전극들(FTx)에 동일 위상의 터치 구동신호를 공급한다. 다음으로, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)는 터치 라우팅 배선(TW2)을 통해 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)의 터치 구동전극들(Tx) 각각에 동일 위상의 터치 구동신호를 공급한다.
이와 같이 터치 IC(20)는 도 6에 도시된 바와 같이 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx), 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-Fx) 및 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)을 그룹 단위로 묶어서 순차 구동시키고, 그에 동기시켜 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx, GPc-Rx)과 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx)을 그룹 단위로 묶어서 터치 센싱유닛(TSU)을 통해 센싱한다.
지문 센싱 모드(FMODE)에서, 터치 IC(20)는 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx), 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx), 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)을 그룹 단위로 순차 구동시키되, 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)의 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa)에 위상이 순차 지연되는 구동신호를 공급하여 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa)을 개별적으로 1라인씩 순차 구동시킨다. 그리고, 지문/터치 영역(FTA)에 배치된 지문/터치 센싱전극들(FRx1~FRxa)의 일부만을 센싱한다.
이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 지문센서 일체형 표시장치의 터치센싱과 지문센싱에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 8은 도 5에 도시된 지문센서 일체형 터치 스크린 패널의 터치영역에 배치된 터치 전극들과 터치 IC를 도시한 도면이고, 도 9는 도 5에 도시된 지문센서 일체형 터치 스크린 패널의 지문/터치 영역에 배치된 지문/터치 전극들과 터치 IC를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 패널(TSP)의 터치영역(TA)은 제 1-1 터치영역(TA11), 제 1-2 터치영역(TA12), 제 2-1 터치영역(TA21), 및 제 2-2 터치영역(TA22)을 포함한다.
첫 번째 행에 배치된 제 1-1 터치영역(TA11)과 제 1-2 터치영역(TA12)에는 제 1 방향(예를 들면, y축 방향)을 따라 나란하게 배열된 복수의 제 1 터치 구동전극들(Tx11~Tx1a)이 배치된다. 두 번째 행에 배치된 제 2-1 터치영역(TA21)과 제 2-2 터치영역(TA22)에는 제 1 방향(예를 들면, y축 방향)을 따라 나란하게 배열된 복수의 제 2 터치 구동전극들(Tx21~Tx2a)이 배치된다.
첫 번째 열에 배치된 제 1-1 터치영역(TA11)과 제 2-1 터치영역(TA21)에는 제 2 방향(예를 들면, x축 방향)을 따라 나란하게 배열된 복수의 제 1 터치 센싱전극들(Rx11~Rx1a)이 배치된다. 두 번째 열에 배치된 제 1-2 터치영역(TA12)과 제 2-2 터치영역(TA22)에는 제 2 방향(예를 들면, x축 방향)을 따라 나란하게 배열된 복수의 제 2 터치 센싱전극들(Rx21~Rx2a)이 배치된다.
복수의 제 1 터치 구동전극들(Tx11~Tx1a)은 제 1 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx)으로 그룹화되어 제 1 터치 구동 라우팅 배선(TW1)을 통해 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)에 연결되고, 복수의 제 2 터치 구동전극들(Tx11~Tx1a)은 제 2 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)으로 그룹화되어 제 2 터치 구동 라우팅 배선(TW2)을 통해 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)에 연결된다.
또한, 복수의 제 1 터치 센싱전극들(Rx11~Rx1a)은 제 1 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx)으로 그룹화되어 제 1 터치 센싱 라우팅 배선(RW1)을 통해 터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)에 연결되고, 복수의 제 2 터치 센싱전극들(Rx21~Rx2a)은 제 2 터치 센싱전극 그룹(GPc-Rx)으로 그룹화되어 제 2 터치 센싱 라우팅 배선(RW2)을 통해 터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)에 연결된다.
터치 IC(20)의 터치센싱 유닛(TSU)은 제 1 터치 적분블록(IB11)과 제 1 터치 아날로그/디지털 변환부(ADC11)를 포함한다.
제 1 터치 적분블록(IB11)은 제 1 터치센싱 라우팅 배선(RW1)을 통해 제 1 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx)에 접속되는 제 1 적분기(I1)와, 제 2 터치센싱 라우팅 배선(RW2)을 통해 제 2 터치 센싱전극 그룹(GZPc-Rx)에 접속되는 제 2 적분기(I2)를 포함한다.
제 1 및 제 2 적분기들(I1, I2)의 각각은 2개의 입력단자와 하나의 출력단자를 구비하는 연산 증폭기(OP)와, 연산 증폭기(OP)의 제 2 입력단자(b)와 출력단자 사이에서 연산 증폭기(OP)와 병렬로 접속되는 캐패시터(C)를 포함한다. 각 연산 증폭기(OP)의 제 1 입력단자(a)에는 기준 전압원이 접속되고, 제 2 입력단자(b)에는 터치센싱 라우팅 배선(RW1 또는 RW2)이 접속된다.
제 1 터치 아날로그/디지털 변환부(ADC11)는 제 1 적분기(I1)를 통해 출력된 터치 센싱 데이터의 적분값의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 제 1 아날로그/디지털 변환기(AD1)와, 제 2 적분기(I2)를 통해 출력된 터치 센싱 데이터의 적분값의 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환하여 출력하는 제 2 아날로그/디지털 변환기(AD2)를 포함한다.
제 1 및 제 2 아날로그/디지털 변환기(AD1, AD2)에서 출력된 디지털 터치센싱 데이터(TDATA)는 호스트 시스템(18)에 공급되고, 호스트 시스템(18)은 터치 IC(20)로부터 입력되는 디지털 터치센싱 데이터(TDATA)와 연계된 응용 프로그램을 실행하여 터치 위치를 인식한다.
터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)은 제 1 및 제 2 터치 라우팅 배선들(TW1, TW2)을 통해 제 1 및 제 2 터치 구동전극 그룹들(GPa-Tx, GPc-Tx)에 각각 터치 구동신호를 공급한다. 제 1 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx), 지문/터치전극 그룹(GPb-FTx), 및 제 2 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)에 공급되는 터치 구동신호는 도 6에 도시된 바와 같이 위상이 순차 지연된 신호이다.
터치 IC(20)의 터치센싱 유닛(TSU)은 터치 구동신호에 동기시켜 제 1 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx), 및 제 2 터치 센싱전극 그룹(GPc-Rx)을 센싱하여 얻어지는 터치센싱 데이터(TDATA1, TDATA2)를 호스트 시스템(18)에 전송한다.
예를 들어, 제 1 터치 적분블록(IB11)의 제 1 적분기(I1)는 제 1 터치센싱 라우팅 배선(RW1)을 통해 센싱된 제 1 및 제 2 터치 구동전극 그룹들(GPa-Tx, GPc-Tx)과 제 1 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx) 사이의 상호 정전용량에 의해 발생되는 제 1 터치 센싱전압을 적분하여 출력하고, 제 2 적분기(I2)는 제 2 터치센싱 라우팅 배선(RW2)을 통해 센싱된 제 1 및 제 2 터치 구동전극 그룹들(GPa-Tx, GPc-Tx)과 제 2 터치 센싱전극 그룹(GPc-Rx) 사이의 상호 정전용량에 의해 발생되는 제 2 터치 센싱전압을 적분하여 출력한다.
제 1 아날로그/디지털 변환기(AD1)는 적분된 아날로그 제 1 터치센싱 데이터를 디지털 제 1 터치센싱 데이터(TDATA1)로 변환하고, 제 2 아날로그/디지털 변환기(AD2)는 적분된 아날로그 제 2 터치센싱 데이터를 디지털 제 2 터치센싱 데이터(TDATA2)로 변환하여 호스트 시스템(18)으로 출력한다.
한편, 지문 센싱 모드(FMODE)에서, 터치 IC(20)는 도 7에 도시된 바와 같이 터치 구동전극 그룹(GPa-Tx), 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx), 터치 구동전극 그룹(GPc-Tx)을 그룹 단위로 순차 구동시키되, 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)의 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa)에는 위상이 순차 지연되는 구동신호를 공급한다.
터치 IC(20)의 터치센싱 유닛(TSU)은 터치 구동신호에 동기시켜 제 1 터치 센싱전극 그룹(GPa-Rx), 및 제 2 터치 센싱전극 그룹(GPc-Rx)을 센싱하여 얻어지는 디지털 터치센싱 데이터들(TDATA1, TDATA2)을 호스트 시스템(18)에 전송한다.
호스트 시스템(18)은 터치 IC(20)로부터 입력되는 디지털 터치센싱 데이터(TDATA1, TDATA2)와 연계된 응용 프로그램을 실행하여 터치 위치를 인식한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 지문센서 일체형 터치 스크린 패널(TSP)의 지문/터치영역(FTA)은 제 1 지문/터치영역(FTA1)과 제 2 지문/터치영역(FTA2)을 포함한다. 지문/터치영역(FTA)에 배치된 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)은 지문/터치 구동 라우팅 배선(FTW1~FTWa)을 통해 터치 IC(20)에 연결되고, 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx)은 지문/터치 센싱 라우팅 배선(FRW11~FRW1a, FRW21~FRW2a)을 통해 터치 IC(20)에 연결된다.
도 9에서 지문/터치영역(FTA)은 제 1 지문/터치영역(FTA1)과 제 2 지문/터치영역(FTA2)을 포함하는 2개의 지문/터치영역(FTA1, FTA2)을 갖는 경우를 예로 들고 있으나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것에 불과하며, 하나 또는 3이상의 지문/터치 영역을 구비하는 경우도 본 발명에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
제 1 및 제 2 지문/터치 영역(FTA1, FTA2)에는 제 1 방향(예를 들면, y축 방향)을 따라 나란하게 배열된 복수의 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa)으로 이루어지는 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-FTx)이 배치된다. 또한, 제 1 지문/터치 영역(FTA1)에는 제 1 방향(y축 방향)과 교차하는 제 2 방향(예를 들면, x축 방향)을 따라 서로 나란하게 배열된 복수의 제 1 지문/터치 센싱전극들(FRx11~FRx1a)로 이루어지는 제 1 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx1)이 배치된다. 제 2 지문/터치 영역(FTA2)에는 제 1 방향(y축 방향)과 교차하는 제 2 방향(예를 들면, x축 방향)을 따라 서로 나란하게 배열된 복수의 제 2 지문/터치 센싱전극들(FRx21~FRx2a)로 이루어지는 제 2 지문/터치 센싱전극 그룹(GPb-FRx2)이 배치된다.
복수의 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa)은 복수의 지문/터치 구동 라우팅 배선들(FTW1~FTWa)을 통해 터치 IC(20)에 각각 접속된다. 복수의 제 1 지문/터치 센싱전극들(FRx11~FRx1a)은 복수의 제 1 지문/터치 센싱 라우팅 배선들(FRW11~FRW1a)을 통해 터치 IC(20)에 각각 접속된다. 복수의 제 2 지문/터치 센싱전극들(FRx21~FRx2a)은 복수의 제 2 지문/터치 센싱 라우팅 배선들(FRW21~FRW2a)을 통해 터치 IC(20)에 각각 접속된다.
터치 IC(20)는 지문 적분블록(IB2)과, 지문 아날로그/디지털 변환부(ADC2)를 포함하는 터치 지문 센싱유닛(FSU)을 더 포함한다.
지문 적분블록(IB2)은 제 1 지문/터치 센싱 라우팅 배선(FRW11~FRW14, FRW17~FRW1a)을 통해 제 1 지문/터치 센싱전극들(FRx11~FRx14, FRx17~FRx1a)에 각각 접속되는 제 3 내지 제 6 적분기들(I3~I6) 및 제 9 내지 제 12 적분기들(I9~I12)과, 제 2 지문/터치 센싱 라우팅 배선(FRW21~FRW24, FRW27~FRW2a)을 통해 제 2 지문/터치 센싱전극들(FRx21~FRx24, FRx27~FRx2a)에 각각 접속되는 제 13 내지 제 16 적분기들(I13~I16) 및 제 19 내지 제 22 적분기들(I19-I22)을 포함한다.
지문 아날로그/디지털 변환부(ADC2)는 제 3 내지 제 6 적분기들(I3~I6)에 각각 접속되는 제 3 내지 제 6 아날로그/디지털 변환기(AD3~AD6), 제 9 내지 제 12 적분기들(I9~I12)에 각각 접속되는 제 9 내지 제 12 아날로그/디지털 변환기(AD9~AD12), 제 13 내지 제 16 적분기들(I13~I16)에 각각 접속되는 제 13 내지 제 16 아날로그/디지털 변환기(AD13~AD16), 및 제 19 내지 제 22 적분기들(I19-I22)에 각각 접속되는 제 19 내지 제 22 아날로그/디지털 변환기(AD19~AD22)를 포함한다.
터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)는 제 2 터치 적분블록(IB12)과 제 2 터치 아날로그/디지털 변환부(ADC12)를 더 포함한다.
제 2 터치 적분블록(IB12)은 제 1 지문/터치 센싱 라우팅 배선(FRW15, FRW16)을 통해 제 1 지문/터치 센싱전극들(FRx15, FRx16)에 각각 접속되는 제 7 및 제 8 적분기들(I7, I8)과, 제 2 지문/터치 센싱 라우팅 배선(FRW25, FRW26)을 통해 제 2 지문/터치 센싱전극들(FRx25, FRx26)에 각각 접속되는 제 17 및 제 18 적분기들(I17, I18)을 포함한다.
제 2 터치 적분블록(IB12)에 접속되는 지문/터치 센싱전극(예를 들면, FRx15, FRx16)은 각 지문/터치 영역(FTA)의 중앙부에 위치하는 것이 바람직하다. 지문 적분블록(IB2)에 접속되는 지문/터치 센싱전극을 지문/터치 영역의 중앙부에 배치하면 어느 한쪽에 치우쳐 배치하는 경우보다 지문/터치 영역(FTA)의 터치 인식률을 높일 수 있기 때문이다.
또한, 지문 적분블록(IB2)에 접속되는 지문/터치 센싱전극의 수는 각 지문/터치 영역에 배치된 전체 지문/터치 센싱전극 수의 5%~50% 정도가 바람직하다. 지문/터치 센싱전극 수의 전체의 5% 미만일 경우 터치 인식률이 저하되고, 50%를 초과할 경우 터치 센싱유닛(TSU)의 채널수가 증가하여 터치 IC(20)의 크기가 증가하기 때문이다.
제 2 터치 아날로그/디지털 변환부(ADC12)는 제 7 및 제 8 적분기들(I7, I8)에 각각 접속되는 제 7 및 제 8 아날로그/디지털 변환기(AD7, AD8)와, 제 17 및 제 18 적분기들(I17, I18)에 각각 접속되는 제 17 및 제 18 아날로그/디지털 변환기(AD17, AD18)을 포함한다.
터치 센싱 모드(TMODE)에서, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)은 지문/터치 라우팅 배선들(FTW1~FTWa)을 통해 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-Tx)에 동일 위상의 터치 구동신호를 공급한다.
터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)은 터치 구동신호에 동기하여 제 2 터치 적분블록(IB12)에 포함된 제 7 및 제 8 적분기들(I7, I8)과 제 17 및 제 18 적분기들(I17, I18)을 이용하여 제 1 및 제 2 지문/터치영역(FTA1, FTA2)의 터치 센싱 데이터를 얻을 수 있다. 터치 IC(20)의 터치 센싱유닛(TSU)에 포함된 제 2 터치 아날로그/디지털 변환부(ADC12)의 제 7 및 제 8 아날로그/디지털 변환기들(I7, I8) 및 제 17 및 제 18 아날로그/디지털 변환기들(I17, I18)은 제 7 및 제 8 적분기들(I7, I8)과 제 17 및 제 18 적분기들(I17, I18)로부터 공급되는 아날로그 터치 센싱 데이터를 제 2 디지털 터치 센싱 데이터(TDATA2)로 변환하여 출력한다.
지문 센싱 모드(FMODE)에서, 터치 IC(20)의 구동신호 공급유닛(DSU)은 지문/터치 라우팅 배선들(FTW1~FTWa)을 통해 지문/터치 구동전극 그룹(GPb-Tx)에 속하는 지문/터치 구동전극들(FTx1~FTxa) 각각에 도 7에 도시된 바와 같이 위상이 순차 지연되는 지문 구동신호를 공급한다.
터치 IC(20)의 지문 센싱유닛(FSU)은 지문 구동신호에 동기하여 지문 적분블록(IB2)에 포함된 제 3 내지 제 6 적분기들(I3~I6), 제 9 내지 제 16 적분기들(I9~I16) 및 제 19 내지 제 22 적분기들(I19~I22)과, 제 2 터치 적분블록(IB12)에 포함된 제 7 및 제 8 적분기들(I7, I8) 및 제 17 및 제 18 적분기들(I17, I18)을 이용하여 제 1 및 제 2 지문/터치영역(FTA1, FTA2)의 지문 센싱 데이터를 얻을 수 있다.
터치 IC(20)의 제 3 내지 제 22 아날로그/디지털 변환기들(AD3~AD22)은 제 3 내지 제 22 적분기들(I3~I22)로부터 공급되는 아날로그 지문 센싱 데이터를 디지털 지문 센싱 데이터(FDATA1, FDATA2)로 변환하여 출력한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따르는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 의하면, 베젤영역에 별도의 지문센서 영역을 필요로 하지 않기 때문에 좁은 베젤영역을 갖는 설계가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 지문/터치 영역에 지문/터치 전극들이 배치되어 지문인식 기능과 함께 터치인식 기능을 구현할 수 있으므로 화면 영역에 터치를 인식할 수 없는 데드 존(dead zone)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터치전극은 큰 패턴으로 형성되고 지문/터치전극은 미세패턴으로 구성되기 때문에, 터치전극을 미세패턴으로 형성함으로써 터치 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 터치 센싱 모드에서 지문/터치영역에 배치된 지문/터치 센싱전극의 일부만을 터치 센싱전극으로 이용할 수 있으므로, 채널 수를 줄이면서 터치 구동과 지문 구동을 동시에 수행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 설명된 터치전극들, 지문/터치 전극들, 적분기들, 아날로그/디지털 변환기들 및 각종 배선들의 수는 설명을 위한 예시에 지나지 않으며 본 발명의 권리범위에 영향을 주기 위한 것은 아니라는 점을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 기재된 내용에 의해 정해져야만 할 것이다.
12 : 데이터 구동 회로 14 : 스캔 구동 회로
16 : 타이밍 콘트롤러 18 : 호스트 시스템
20 : 터치 IC DIS : 표시패널
ADC11, ADC12 : 터치 아날로그/디지털 변환부
ADC2 : 지문 아날로그/디지털 변환부
AD1~AD22 : 아날로그/디지털 변환기
DSU : 구동신호 공급유닛 I1~I22 : 적분기
IB11, IB12 : 터치 적분블록 IB2 : 지문 적분블록
FSU : 지문 센싱유닛 TSU : 터치 센싱유닛
FTA : 지문/터치 영역 TA : 터치 영역
GPb-FTx : 지문/터치 구동전극 그룹
FTx, FTx1~FTxa : 지문/터치 구동전극
FTW1~FTWa : 지문/터치 구동 라우팅 배선
GPb-FRx : 지문/터치 센싱전극 그룹
FRx, FRx1~FRxa, FRx11~FRx1a, FRx11~FRx2a : 지문/터치 센싱전극
FRW1~FRWa : 지문/터치 센싱 라우팅 배선
TSP : 터치 스크린 패널
GPa-Tx, GPc-Tx : 터치 구동전극 그룹
Tx, Tx11~Tx1a, Tx21~Tx2a : 터치 구동전극
TW1, TW2 : 터치 구동 라우팅 배선
GPa-Rx, GPc-Rx : 터치 센싱전극 그룹
Rx, Rx11~Rx1a, Rx21~Rx2a : 터치 센싱전극
RW1, RW2 : 터치 센싱 라우팅 배선

Claims (6)

  1. 복수의 터치영역과 적어도 하나의 지문/터치 영역을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 구동전극들을 포함하는 지문/터치 구동전극 그룹;
    상기 적어도 하나의 지문/터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 지문/터치 센싱전극들을 포함하는 지문/터치 센싱전극 그룹;
    상기 제 1 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 1 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 구동전극들을 구비하는 터치 구동전극 그룹;
    상기 제 2 방향으로 배열된 터치영역을 경유하도록 상기 제 2 방향을 따라 나란하게 배치된 복수의 터치 센싱전극들을 구비하는 터치 센싱전극 그룹; 및
    터치 센싱모드에서 상기 터치 구동전극 그룹과 상기 지문/터치 구동전극 그룹에 터치 구동신호를 공급하고, 상기 터치 센싱전극 그룹과 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 터치 센싱 데이터를 구하며, 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 구동전극들에 지문 구동신호를 공급하고, 상기 복수의 터치 센싱전극들을 센싱하여 지문 센싱 데이터를 구하는 터치 IC를 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부는 상기 지문/터치 영역의 중앙부에 위치하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부는 상기 지문/터치 영역에 배치된 지문/터치 센싱전극의 5% 내지 50%인 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 IC는,
    상기 터치 센싱모드에서 상기 터치 구동전극 그룹과 상기 지문/터치 구동전극 그룹에 위상이 순차 지연된 터치 구동신호를 공급하고, 상기 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 구동전극들에 위상이 순차 지연된 지문 구동신호를 공급하는 구동신호 공급유닛;
    상기 터치 센싱모드에서 상기 터치 센싱전극 그룹과 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 상기 복수의 터치영역과 상기 적어도 하나의 지문/터치영역의 터치 센싱 데이터를 구하는 터치 센싱유닛; 및
    상기 지문 센싱모드에서 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들을 센싱하여 상기 적어도 하나의 지문/터치영역의 지문 센싱 데이터를 구하는 지문 센싱유닛을 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 센싱유닛은, 터치센싱 라우팅 배선을 통해 상기 터치 센싱전극 그룹을 센싱하여 적분하는 제 1 터치 적분블록과, 상기 제 1 적분블록을 통해 출력된 아날로그 터치센싱 데이터를 디지털 터치센싱 데이터로 변환하여 출력하는 제 1 터치 아날로그/디지털 변환부를 포함하고,
    상기 지문/센싱 유닛은, 지문센싱 라우팅 배선들을 통해 상기 복수의 지문/터치전극들을 센싱하여 적분하는 지문 적분블록과, 상기 지문 적분블록을 통해 출력된 아날로그 지문센싱 데이터를 디지털 지문센싱 데이터로 변환하여 출력하는 지문 아날로그/디지털 변환부를 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 터치 센싱유닛은, 지문센싱 라우팅 배선을 통해 상기 복수의 지문/터치 센싱전극들의 일부를 센싱하여 적분하는 제 2 터치 적분블록과, 상기 제 2 적분블록을 통해 출력된 아날로그 지문센싱 데이터를 디지털 지문센싱 데이터로 변환하여 출력하는 제 2 터치 아날로그/디지털 변환부를 더 포함하는 지문센서 일체형 터치 스크린 패널.
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