KR101504031B1

KR101504031B1 - Touchscreen

Info

Publication number: KR101504031B1
Application number: KR20130118977A
Authority: KR
Inventors: 박타준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-03-18

Abstract

The present invention relates to a touch screen device. According to an embodiment of the present invention, the touch screen device includes a panel part including first electrodes in multiple columns extended in a first direction and second electrodes in multiple rows extended in a second direction, crossing the first direction; an operating part sequentially providing two predetermined operating signals to a pair of first electrodes, in an adjacent row among the first electrodes in the rows, in the second direction; and a sensing circuit part detecting a capacitance change of a node capacitor generated in a crossing point of the first and second electrodes. The sensing circuit part includes a differential part including a differential operation amplifier and a differential resistance. The node capacitor forms the differential operation amplifier, the differential resistance, and a predetermined differential circuit to differentiate the operating signals.

Description

터치스크린 장치{TOUCHSCREEN}TOUCH SCREEN DEVICE {TOUCHSCREEN}

본 발명은 터치스크린 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a touch screen device.

터치스크린, 터치패드 등과 같은 터치스크린 장치는 디스플레이 장치에 부착되어 사용자에게 직관적인 입력 방법을 제공할 수 있는 입력 장치로서, 최근 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 네비게이션 등과 같은 다양한 전자 기기에 널리 적용되고 있다. 특히 최근 스마트폰에 대한 수요가 증가하면서, 제한된 폼팩터에서 다양한 입력 방법을 제공할 수 있는 터치스크린 장치로 터치스크린의 채용 비율이 날로 증가하고 있다.A touch screen device such as a touch screen and a touch pad is an input device attached to a display device and capable of providing an intuitive input method to a user and is widely applied to various electronic devices such as a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant) . In particular, as the demand for smart phones has recently increased, the adoption rate of touch screens has been increasing as a touch screen device capable of providing various input methods in a limited form factor.

휴대용 기기에 적용되는 터치스크린은 터치 입력을 감지하는 방법에 따라 크게 저항막 방식과 정전용량 방식으로 구분할 수 있으며, 이 중 정전용량 방식은 상대적으로 수명이 길고 다양한 입력 방법과 제스처를 손쉽게 구현할 수 있는 장점으로 인해 그 적용 비율이 갈수록 높아지고 있다. 특히 정전용량 방식은 저항막 방식에 비해 멀티 터치 인터페이스를 구현하기가 용이하여 스마트폰 등의 기기에 폭넓게 적용된다.The touch screen applied to a portable device can be divided into a resistance film type and a capacitance type according to a method of detecting a touch input. Among them, the capacitance type has a relatively long life and can easily implement various input methods and gestures Due to its merits, its application rate is increasing. In particular, the capacitance type is widely applied to a device such as a smart phone because it is easy to implement a multi-touch interface as compared with the resistance film type.

정전용량 방식의 터치스크린은 일정한 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함하며, 터치 입력에 의해 정전용량 변화가 생성되는 복수의 노드가 상기 복수의 전극에 의해 정의된다. 2차원 평면에 분포하는 복수의 노드는, 터치 입력에 의해 자체 정전용량(Self-Capacitance) 또는 결합 정전용량(Mutual-Capacitance) 변화를 생성하며, 복수의 노드에서 생성되는 정전용량 변화에 가중 평균 계산법 등을 적용하여 터치 입력의 좌표를 계산할 수 있다.The capacitance type touch screen includes a plurality of electrodes having a predetermined pattern, and a plurality of nodes, in which a capacitance change is generated by a touch input, are defined by the plurality of electrodes. A plurality of nodes distributed on a two-dimensional plane generate self-capacitance or mutual-capacitance changes by touch input, and a weighted average calculation method is applied to the capacitance change generated in a plurality of nodes. Etc. can be applied to calculate the coordinates of the touch input.

최근 터치 화면이 대형화 되면서, 터치 패널에 구비되는 전극의 수가 증가하는 추세에 있는데, 전극의 수가 증가함에 따라 터치를 판단하기 위한 스캔 속도가 느려지는 문제점이 있다.
Recently, as the size of the touch screen has increased, the number of electrodes provided in the touch panel has been increasing. However, as the number of electrodes increases, the scan rate for determining the touch is decreased.

하기의 선행기술문헌 중 특허문헌 1은 터치 스크린 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복수의 구동 전극에 순차적으로 구동신호를 인가하는 내용을 개시하고 있을 뿐 터치 스캔 속도를 증가하기 위하여 복수의 구동 전극에 동시에 구동 신호를 인가하는 내용을 개시하고 있지 못하다.
In the following prior art documents, Patent Document 1 discloses an apparatus and method for driving a touch screen. It discloses a method of sequentially applying a driving signal to a plurality of driving electrodes, At the same time, the contents of applying the drive signal are not disclosed.

한국 공개특허공보 2013-0033562Korean Patent Publication No. 2013-0033562

본 발명의 과제는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 복수의 구동 전극 중 한 쌍의 전극에 동시에 구동 신호를 인가하여 터치 스캔 속도를 증가할 수 있는 터치스크린 장치에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a touch screen device capable of increasing a touch scan rate by simultaneously applying a driving signal to a pair of electrodes among a plurality of driving electrodes .

본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 제1 방향으로 연장되는 복수 행의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수 열의 제2 전극을 포함하는 패널부; 소정의 2개의 구동 신호를 상기 복수 행의 제1 전극 중 인접하는 행의 한 쌍의 제1 전극에 상기 제2 방향으로 순차적으로 제공하는 구동 회로부; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차점에서 생성되는 노드 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 를 포함하고, 상기 감지 회로부는 미분 연산 증폭기 및 미분 저항을 구비하는 미분부를 포함하고, 상기 노드 커패시터는 상기 미분 연산 증폭기 및 미분 저항과 소정의 미분 회로를 구성하여 상기 구동 신호를 미분하는 터치스크린 장치를 제안한다.According to a first technical aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a panel portion including a plurality of rows of first electrodes extending in a first direction and a plurality of rows of second electrodes extending in a second direction intersecting the first direction; A driving circuit for sequentially supplying predetermined two driving signals to a pair of first electrodes of adjacent rows among the first electrodes of the plurality of rows in the second direction; And a sensing circuit for detecting a capacitance change of a node capacitor generated at an intersection of the first electrode and the second electrode; Wherein the sensing circuit unit includes a differential unit having a differential operational amplifier and a differential resistance and the node capacitor comprises a differential operational amplifier and a differential resistance and a differential circuit to constitute a differential circuit, Lt; / RTI >

상기 2개의 구동 신호의 위상은 90도의 차이가 날 수 있다.The phases of the two driving signals may differ by 90 degrees.

상기 2개의 구동 신호는 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호를 포함하고, 상기 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호의 위상차는 소정의 주기마다 +90도 및 -90를 반복할 수 있다.The two driving signals include a first driving signal and a second driving signal, and the phase difference between the first driving signal and the second driving signal may repeat +90 degrees and -90 degrees at predetermined intervals.

상기 노드 커패시터의 일단은 상기 미분 연산 증폭기의 반전단에 연결되고, 상기 미분 연산증폭기의 비반전단에는 공통 전압이 인가되고, 상기 미분 저항은 상기 미분 연산 증폭기의 반전단과 출력단 사이에 배치될 수 있다.One end of the node capacitor is connected to the inverting terminal of the differential operational amplifier, a common voltage is applied to the non-inverting terminal of the differential operational amplifier, and the differential resistance may be disposed between the inverting terminal and the output terminal of the differential operational amplifier.

상기 감지 회로부는, 상기 미분부에서 출력되는 전압을 적분하는 적분부; 를 더 포함할 수 있다.The sensing circuit unit may include: an integrating unit for integrating a voltage output from the differential unit; As shown in FIG.

상기 적분부는, 상기 미분부에 연결되는 전류 제어 회로; 및 상기 전류 제어 회로에 연결되는 적어도 4개의 적분 회로; 를 포함할 수 있다.Wherein the integrating unit includes: a current control circuit connected to the differential unit; And at least four integration circuits coupled to the current control circuitry; . &Lt; / RTI >

상기 전류 제어 회로는, 상기 4개의 적분 제어 회로의 적분 시점을 달리 할 수 있다. The current control circuit may change integration times of the four integration control circuits.

상기 전류 제어 회로는, 상기 미분부의 출력단에 연결되는 일단을 각각 구비하는 제1 스위치 및 제2 스위치; 상기 제1 스위치의 타단에 애노드 및 캐소드가 각각 연결되는 제1 다이오드 및 제2 다이오드; 및 상기 제2 스위치의 타단에 애노드 및 캐소드가 각각 연결되는 제3 다이오드 및 제4 다이오드; 를 구비할 수 있다.Wherein the current control circuit includes: a first switch and a second switch each having one end connected to the output terminal of the differential section; A first diode and a second diode each having an anode and a cathode connected to the other end of the first switch; And a third diode and a fourth diode each having an anode and a cathode connected to the other end of the second switch, respectively; .

상기 4개의 적분 회로 각각은, 공통 전압이 인가되는 비반전단을 구비하는 연산 증폭기; 및 상기 연산 증폭기의 반전단 및 출력단 사이에 배치되는 피드백 커패시터; 를 포함할 수 있다. Wherein each of the four integrating circuits comprises: an operational amplifier having a non-inverting terminal to which a common voltage is applied; And a feedback capacitor disposed between the inverting and output terminals of the operational amplifier; . &Lt; / RTI >

상기 4개의 적분 회로 각각에 포함되는 4개의 연산 증폭기 각각의 반전단은 상기 제1 다이오드의 캐소드, 상기 제2 다이오드의 애노드, 상기 제3 다이오드의 캐소드, 상기 제4 다이오드의 애노드에 각각 연결될 수 있다.The inversion stages of each of the four operational amplifiers included in each of the four integration circuits may be respectively connected to the cathodes of the first diode, the anodes of the second diodes, the cathodes of the third diodes, and the anodes of the fourth diodes .

상기 연산 증폭기에 인가되는 공통 전압은 소정의 다이오드 턴 온 전압의 만큼 변동할 수 있다.The common voltage applied to the operational amplifier may vary by a predetermined diode turn-on voltage.

상기 제1 다이오드 및 상기 제3 다이오드에 연결되는 연산 증폭기의 비반전단에는 상기 공통 전압에서 상기 다이오드 턴 온 전압을 감산한 전압이 인가되고, 상기 제2 다이오드 및 상기 제4 다이오드에 연결되는 연산 증폭기의 비반전단에는 상기 공통 전압에서 상기 다이오드 턴 온 전압을 가산한 전압이 인가될 수 있다.A voltage obtained by subtracting the diode turn-on voltage from the common voltage is applied to a non-inversion terminal of the operational amplifier connected to the first diode and the third diode, and an operational amplifier connected to the second diode and the fourth diode And a voltage obtained by adding the diode turn-on voltage to the common voltage may be applied to the non-inversion stage.

상기 제1 및 2 스위치는 각각 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호에 의해 구동하며, 상기 제1 및 제2 스위치의 클럭 신호는 주기가 동일하고, 위상이 180도 차이날 수 있다.The first and second switches are driven by a first clock signal and a second clock signal, respectively, and the clock signals of the first and second switches have the same period and a phase difference of 180 degrees.

상기 제1 및 2 클럭 신호의 주기는 상기 2개의 구동 신호의 주기의 반일 수 있다.The period of the first and second clock signals may be half the period of the two driving signals.

상기 감지 회로부는, 상기 미분부에서 출력되는 전압을 소정 시간 지연하여 상기 적분부에 전달하는 버퍼부; 를 더 포함할 수 있다.
The sensing circuit unit may include: a buffer unit for delaying a voltage output from the differential unit for a predetermined time and transmitting the delayed voltage to the integrating unit; As shown in FIG.

본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 제1 방향으로 연장되는 복수 행의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수 열의 제2 전극을 포함하는 패널부; 소정의 2개의 구동 신호를 상기 복수 행의 제1 전극 중 인접하는 행의 한 쌍의 제1 전극에 상기 제2 방향으로 순차적으로 제공하는 구동 회로부; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차점에서 생성되는 노드 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 를 포함하고, 상기 2개의 구동 신호의 위상은 90도의 차이가 날 수 있다.
According to a second technical aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a panel portion including a plurality of rows of first electrodes extending in a first direction and a plurality of rows of second electrodes extending in a second direction intersecting the first direction; A driving circuit for sequentially supplying predetermined two driving signals to a pair of first electrodes of adjacent rows among the first electrodes of the plurality of rows in the second direction; And a sensing circuit for detecting a capacitance change of a node capacitor generated at an intersection of the first electrode and the second electrode; And the phases of the two driving signals may differ by 90 degrees.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 구동 전극 중 한 쌍의 전극에 동시에 구동 신호를 인가하여 터치 스캔 속도를 증가할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a touch scan rate can be increased by simultaneously applying a driving signal to a pair of electrodes of a plurality of driving electrodes.

또한, 상기 한 쌍의 전극에서 생성되는 정전용량 변화를 복수의 적분 회로에서 검출한 후 복수의 적분 회로의 출력 전압을 차감하여 공통 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있다.
In addition, after the change in capacitance generated in the pair of electrodes is detected by a plurality of integration circuits, the output voltages of the plurality of integration circuits can be subtracted to effectively remove the common noise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 터치스크린 장치에 채용되는 감지 회로부(330)의 제1 실시예를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 6은 도 5의 주요부에서 출력되는 파형 및 스위치에 제공되는 클럭 신호를 나타내는 파형을 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 터치스크린 장치에 채용되는 감지 회로부의 제2 실시예를 상세히 나타낸 회로도이다.
도 8은 도 7의 주요부에서 출력되는 파형 및 스위치에 제공되는 클럭 신호를 나타내는 파형을 나타내는 도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 신호를 나타내는 도이다.1 is a perspective view illustrating an appearance of an electronic device having a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a panel unit that may be included in a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a panel unit that may be included in a touch screen device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a detailed circuit diagram of a first embodiment of the sensing circuit unit 330 employed in the touch screen device of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing waveforms output from the main part of FIG. 5 and waveforms representing clock signals provided to the switch; FIG.
7 is a detailed circuit diagram of a second embodiment of the sensing circuit unit employed in the touch screen device of the present invention.
8 is a diagram showing a waveform outputting the main part of FIG. 7 and a waveform representing a clock signal provided to the switch.
9 is a diagram illustrating a driving signal according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 구비한 전자 기기의 외관을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view illustrating an appearance of an electronic device having a touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전자 기기(100)는 화면을 출력하기 위한 디스플레이 장치(110), 입력부(120), 음성 출력을 위한 오디오부(130) 등을 포함하며, 디스플레이 장치(110)와 일체화되어 접촉 감지 장치를 구비할 수 있다. 1, the electronic device 100 according to the present embodiment includes a display device 110 for outputting a screen, an input unit 120, an audio unit 130 for audio output, 110 may be integrated with the contact sensing device.

도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 같은 경우 접촉 감지 장치가 디스플레이 장치에 일체화되어 구비되는 것이 일반적이며, 접촉 감지 장치는 디스플레이 장치가 표시하는 화면이 투과할 수 있을 정도로 높은 빛 투과율을 가져야 한다. 따라서 접촉 감지 장치는 PET(Polyethylene terephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PI(polyimide), PI(Polyimide), PMMA (Polymethylmethacrylate) 등과 같이 투명한 필름 재질의 베이스 기판에 투명하고 전기 전도성을 갖는 ITO(Indium-Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), 탄소 나노 튜브(CNT, Carbon Nano Tube), 또는 그라핀(Graphene)과 같은 물질로 감지 전극을 형성함으로써 구현될 수 있다. 디스플레이 장치의 베젤 영역에는 투명 전도성 물질로 형성된 감지 전극과 연결되는 배선 패턴이 배치되며, 배선 패턴은 베젤 영역에 의해 시각적으로 차폐되므로 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 금속 물질로도 형성이 가능하다.As shown in FIG. 1, in the case of a mobile device, the touch sensing device is generally integrated with the display device, and the touch sensing device must have a high light transmittance such that the screen displayed by the display device can transmit. Therefore, the contact sensing device is transparent to a base substrate of a transparent film material such as PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PES (polyethersulfone), PI (polyimide), PI (polyimide), PMMA (polymethylmethacrylate) Can be realized by forming a sensing electrode with a material such as ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO (Zinc Oxide), Carbon Nano Tube (CNT), or Graphene have. A wiring pattern connected to a sensing electrode formed of a transparent conductive material is disposed in a bezel region of the display device. Since the wiring pattern is visually shielded by the bezel region, it is also formed of a metal material such as silver (Ag) or copper It is possible.

본 발명에 따른 접촉 감지 장치는 정전용량 방식에 따라 동작하는 것을 가정하므로, 소정의 패턴을 갖는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 또한 복수의 전극에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하기 위한 정전용량 감지 회로와, 정전용량 감지 회로의 출력 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그-디지털 변환 회로, 디지털 값으로 변환된 데이터를 이용하여 터치 입력을 판단하는 연산 회로 등을 포함할 수 있다.
Since the touch sensing device according to the present invention is assumed to operate according to the capacitance method, it may include a plurality of electrodes having a predetermined pattern. A capacitance detection circuit for detecting a change in capacitance generated in the plurality of electrodes; an analog-to-digital conversion circuit for converting the output signal of the capacitance detection circuit into a digital value; And an arithmetic circuit for judging whether or not the input signal is an output signal.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부를 나타낸 도이다.2 is a diagram illustrating a panel unit that may be included in a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 패널부(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 복수의 전극(220, 230)을 포함한다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 복수의 전극(220, 230) 각각은 배선 및 본딩 패드를 통해 기판(210)의 일단에 부착되는 회로 기판의 배선 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 기판에는 컨트롤러 집적회로가 실장되어 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 감지 신호를 검출하고, 그로부터 터치 입력을 판단할 수 있다. Referring to FIG. 2, the panel unit 200 includes a substrate 210 and a plurality of electrodes 220 and 230 provided on the substrate 210. Although not shown in FIG. 2, each of the plurality of electrodes 220 and 230 may be electrically connected to a wiring pattern of a circuit board attached to one end of the substrate 210 through wiring and a bonding pad. A controller integrated circuit is mounted on the circuit board to detect a sensing signal generated by the plurality of electrodes 220 and 230, and to determine a touch input therefrom.

복수의 전극(220, 230)은 기판(210)의 일면 또는 양면에 마련될 수 있으며, 도 2에는 마름모, 또는 다이아몬드 형상의 패턴을 갖는 복수의 전극(220, 230)이 도시되었으나, 이 외에 직사각형, 삼각형 등의 다양한 다각형 형상의 패턴을 가질 수 있음은 물론이다. A plurality of electrodes 220 and 230 may be provided on one side or both sides of the substrate 210. A plurality of electrodes 220 and 230 having rhombic or diamond patterns are shown in FIG. , Triangle, and the like.

복수의 전극(220, 230)은 X 축 방향으로 연장되는 제1 전극(220)과, Y 축 방향으로 연장되는 제2 전극(230)을 포함한다. 제1 전극(220)과 제2 전극(230)은 기판(210)의 양면에 마련되거나, 또는 서로 다른 기판(210)에 마련되어 교차될 수 있으며, 기판(210)의 일면에 모두 마련되는 경우에는 제1 전극(220)과 제2 전극(230)의 교차 지점에 부분적으로 소정의 절연층을 형성할 수 있다.The plurality of electrodes 220 and 230 include a first electrode 220 extending in the X-axis direction and a second electrode 230 extending in the Y-axis direction. The first electrode 220 and the second electrode 230 may be provided on both sides of the substrate 210 or alternatively may be provided on different substrates 210. If the first electrode 220 and the second electrode 230 are all provided on one surface of the substrate 210 A predetermined insulating layer may be partially formed at the intersection of the first electrode 220 and the second electrode 230. [

또한, 복수의 전극(220, 230)이 형성되는 영역 이외에, 복수의 전극(220, 230)과 연결되는 배선이 마련되는 영역에 대해서는 통상 불투명한 금속 물질로 형성되는 배선을 시각적으로 차폐하기 위한 소정의 인쇄 영역이 기판(210)에 형성될 수 있다.In addition to the area where the plurality of electrodes 220 and 230 are formed, the area where the wiring connected to the plurality of electrodes 220 and 230 is provided is not limited to the predetermined area for visually shielding the wiring formed of the opaque metal material. May be formed on the substrate 210.

복수의 전극(220, 230)과 전기적으로 연결되어 터치 입력을 감지하는 장치는, 터치 입력에 의해 복수의 전극(220, 230)에서 생성되는 정전용량 변화를 검출하고 그로부터 터치 입력을 감지한다. 제1 전극(220)은 컨트롤러 집적 회로에서 D1~D8로 정의되는 채널에 연결되어 소정의 구동 신호를 인가받을 수 있으며, 제2 전극(230)은 S1~S8로 정의되는 채널에 연결되어 접촉 감지 장치가 감지 신호를 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이때, 컨트롤러 집적 회로는 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량(mutual-capacitance) 변화를 감지 신호로 검출할 수 있으며, 제1 전극(220) 각각에 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 제2 전극(230)에서 동시에 정전용량 변화를 검출하는 방식으로 동작할 수 있다.
An apparatus electrically connected to the plurality of electrodes 220 and 230 to sense a touch input detects a capacitance change generated at the plurality of electrodes 220 and 230 by a touch input and senses a touch input therefrom. The first electrode 220 may be coupled to a channel defined by D1 through D8 in the controller integrated circuit to receive a predetermined driving signal. The second electrode 230 may be connected to a channel defined by S1 through S8, The device can be used to detect the detection signal. At this time, the controller integrated circuit may detect a change in mutual-capacitance generated between the first electrode 220 and the second electrode 230 as a sensing signal, And the second electrode 230 can detect the change in capacitance at the same time.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치에 포함될 수 있는 패널부의 단면을 나타낸 도이다. 도 3은 도 2에 도시한 패널부(200)를 Y-Z 평면으로 잘라서 나타낸 단면도로서, 도 2에서 설명한 기판(210), 복수의 감지 전극(220, 230) 이외에 접촉을 인가받는 커버 렌즈(240, Cover Lens)를 더 포함할 수 있다. 커버 렌즈(240)는 감지 신호 검출에 이용되는 제2 전극(230) 상에 마련되어 손가락 등의 접촉 물체(250)로부터 터치 입력을 인가받는다.3 is a cross-sectional view of a panel unit that may be included in a touch screen device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of the panel unit 200 shown in FIG. 2 cut in the YZ plane. In FIG. 3, the cover 210 includes a plurality of sensing electrodes 220 and 230, Cover Lens). The cover lens 240 is provided on the second electrode 230 used for detecting a sensing signal and receives a touch input from a touch object 250 such as a finger.

채널 D1~D8을 통해 순차적으로 제1 전극(320)에 구동 신호가 인가되면, 구동 신호가 인가된 제1 전극(220)과, 제2 전극(230) 사이에서 결합 정전용량이 생성된다. 제1 전극(220)에 순차적으로 구동 신호가 인가되면, 접촉 물체(250)가 접촉된 영역과 인접한 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성되는 결합 정전용량에서 정전용량 변화가 발생한다. 상기 정전용량 변화는 접촉 물체(250)와 구동 신호가 인가된 제1 전극(220) 및 제2 전극(230) 사이의 중첩된 영역의 면적에 비례할 수 있으며, 도 3에서는 채널 D2 및 D3에 각각 연결된 제1 전극(220)과 제2 전극(230) 사이에서 생성된 결합 정전용량이 접촉 물체(250)에 의해 영향을 받는다.
When a driving signal is sequentially applied to the first electrode 320 through the channels D1 to D8, coupled capacitance is generated between the first electrode 220 and the second electrode 230 to which the driving signal is applied. When a driving signal is sequentially applied to the first electrode 220, a capacitance change is generated in the coupling capacitance generated between the first electrode 220 and the second electrode 230 adjacent to the region where the contact object 250 is in contact, Lt; / RTI > The capacitance change may be proportional to the area of the overlapped region between the contact object 250 and the first electrode 220 and the second electrode 230 to which the driving signal is applied. In FIG. 3, The coupling capacitance generated between the first electrode 220 and the second electrode 230 connected to each other is affected by the contact object 250.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타낸 도이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치는 패널부(310), 구동 회로부(320), 감지 회로부(330), 신호 변환부(340), 및 연산부(350)를 포함한다.4 is a diagram illustrating a touch screen device according to an exemplary embodiment of the present invention. 4, the touch screen apparatus includes a panel unit 310, a driving circuit unit 320, a sensing circuit unit 330, a signal converting unit 340, and a calculating unit 350.

패널부(310)는 제1축 - 도 4의 가로 방향 - 방향으로 연장되는 복수의 제1 전극 X1-Xm과, 제1축에 교차하는 제2축 - 도 4의 세로 방향 - 방향으로 연장되는 복수의 제2 전극 Y1-Yn을 포함하며, 구동 회로부(320)에서 생성되는 구동 신호가 인가되는 제1 전극과 상기 제1 전극과 인접하는 제2 전극의 교차점에서 정전용량 변화 C11~Cmn가 발생한다. 한편, 구동 회로부(320), 감지 회로부(330), 신호 변환부(340), 및 연산부(350)는 하나의 집적 회로(IC)로 구현될 수 있다.The panel unit 310 includes a first axis X1-Xm extending in the transverse direction of FIG. 4, and a second axis X4-Xm extending in the longitudinal direction of FIG. 4 Capacitance changes C11 to Cmn are generated at the intersections of the first electrodes to which the driving signals generated by the driving circuit unit 320 are applied and the second electrodes that are adjacent to the first electrodes including the plurality of second electrodes Y1 to Yn do. The driving circuit unit 320, the sensing circuit unit 330, the signal conversion unit 340, and the operation unit 350 may be implemented as a single integrated circuit (IC).

구동 회로부(320)는 패널부(310)의 복수의 제1 전극 X1-Xm에 소정의 구동 신호를 인가한다. 구동 신호는 소정 주기와 진폭을 갖는 구형파(Square Wave), 사인파(Sine Wave), 삼각파(Triangle Wave) 등일 수 있다. 본 실시예에 따른 터치스크린 장치는 복수의 제1 전극 X1-Xm 중 인접하는 한 쌍의 전극에 동시에 위상이 다른 2개의 구동 신호를 인가하고, 다음에 배치되는 인접하는 한 쌍의 전극에 동시에 위상이 다른 2개의 구동 신호를 인가하여, 복수의 제1 전극 X1-Xm에 대하여 상기 동작을 순차적으로 반복한다. 이 대, 상기 2개의 구동 신호는 서로 90도의 위상차가 날 수 있다. The driving circuit unit 320 applies a predetermined driving signal to the plurality of first electrodes X1 to Xm of the panel unit 310. [ The driving signal may be a square wave, a sine wave, a triangle wave, or the like having a predetermined period and amplitude. The touch screen apparatus according to the present embodiment applies two driving signals having different phases to a pair of adjacent ones of the plurality of first electrodes X1 to Xm, And applies the other two driving signals to sequentially repeat the above operation for the plurality of first electrodes X1 to Xm. In contrast, the two drive signals may have a phase difference of 90 degrees with respect to each other.

예를 들어, 제1 행 및 제2 행에 배치되는 제1 전극 X1 및 X2에 각각 구동 신호 TX1 및 구동 신호 TX2를 각각를 인가하고, 이후, 제3 행 및 제4 행에 배치되는 제1 전극 X3 및 X4에 각각 구동 신호 TX1 및 구동 신호 TX2를 각각 인가할 수 있다. For example, the driving signals TX1 and TX2 are respectively applied to the first electrodes X1 and X2 arranged in the first row and the second row, and then the first electrodes X3 and X3 arranged in the third row and the fourth row, And the driving signal TX1 and the driving signal TX2, respectively.

도 4에는 구동 신호를 생성 및 인가하기 위한 회로가 복수의 제1 전극 각각에 개별적으로 연결되는 것으로 도시하였으나, 적어도 2개의 구동 신호 생성 회로를 구비하고 스위칭 회로를 이용하여 복수의 제1 전극 X1-Xm에 구동 신호를 인가하는 구성 또한 가능함은 물론이다.4, a circuit for generating and applying a driving signal is separately connected to each of the plurality of first electrodes. However, the driving signal generating circuit may include at least two driving signal generating circuits, and may include a plurality of first electrodes X1- It is also possible to apply a driving signal to Xm.

감지 회로부(330)는 복수의 제2 전극 Y1-Yn으로부터 정전용량 변화 C11-Cmn을 감지하기 위한 적분 회로를 포함할 수 있으며 적분 회로는 적어도 하나의 연산 증폭기와 커패시터 CF로 구성될 수 있다. 감지 회로부(330)는 복수의 제2 전극 Y1-Yn으로부터 출력되는 정전용량 변화 C11-Cmn를 전압 신호 등과 같은 아날로그 신호로 변환하여 출력한다. 복수의 제1 전극 X1-Xm 중 인접하는 한 쌍의 전극에 구동 신호를 순차적으로 인가하는 경우, 복수의 제2 전극으로부터 정전용량 변화 C11-Cmn을 동시에 검출할 수 있으므로, 적분 회로는 복수의 제2 전극 Y1-Yn의 개수인 n개 만큼 구비될 수 있다.The sensing circuit unit 330 may include an integrating circuit for sensing the electrostatic capacitance change C11-Cmn from the plurality of second electrodes Y1-Yn, and the integrating circuit may include at least one operational amplifier and a capacitor CF. The sensing circuit unit 330 converts the capacitance change C11-Cmn output from the plurality of second electrodes Y1-Yn into an analog signal such as a voltage signal and outputs the analog signal. When sequentially applying a driving signal to a pair of adjacent ones of the plurality of first electrodes X1 to Xm, the capacitance change C11 to Cmn can be simultaneously detected from the plurality of second electrodes, And may be provided by n number of the two electrodes Y1 to Yn.

신호 변환부(340)는 적분 회로가 생성하는 아날로그 신호로부터 디지털 신호 S_D를 생성한다. 일례로, 신호 변환부(340)는 전압 형태로 감지 회로부(330)가 출력하는 아날로그 신호가 소정의 기준 전압 레벨까지 도달하는 시간을 측정하여 이를 디지털 신호 S_D로 변환하는 TDC(Time-to-Digital Converter) 회로 또는 감지 회로부(330)가 출력하는 아날로그 신호의 레벨이 소정 시간 동안 변화하는 양을 측정하여 이를 디지털 신호 S_D로 변환하는 ADC(Analog-to-Digital Converter) 회로를 포함할 수 있다. The signal converting unit 340 generates a digital signal S _D from the analog signal generated by the integrating circuit. In one example, the signal conversion unit 340 is TDC (Time-to- to convert this analog signal output from sensing circuit 330 to a voltage form by measuring the arrival time to the predetermined reference voltage level to a digital signal S _D Digital Converter) circuit or an ADC (Analog-to-Digital Converter) circuit for measuring the amount of change of the level of the analog signal outputted by the sensing circuit unit 330 for a predetermined time and converting it into a digital signal S _D .

연산부(350)는 디지털 신호 S_D를 이용하여 패널부(510)에 인가된 접촉 입력을 판단한다. 디지털 신호 S_D를 이용하여 패널부(310)에 인가된 터치 입력의 개수, 좌표, 제스처 동작 등을 판단할 수 있다.
The operation unit 350 determines the touch input applied to the panel unit 510 using the digital signal S _D. The number, coordinates, and gesture operation of the touch input applied to the panel unit 310 can be determined using the digital signal S _D.

도 5는 본 발명의 터치스크린 장치에 채용되는 감지 회로부(330)의 제1 실시예를 상세히 나타낸 회로도이며, 도 6은 도 5의 주요부에서 출력되는 파형 및 스위치에 제공되는 클럭 신호를 나타내는 파형을 나타내는 도이다.FIG. 5 is a circuit diagram showing in detail the first embodiment of the sensing circuit unit 330 employed in the touch screen device of the present invention. FIG. 6 is a waveform diagram showing the waveforms output from the main part of FIG. Fig.

도 5에서 구동 신호 Tx1 및 구동 신호 Tx2는 구동 회로부에 생성되는 구동 신호로써, 구동 신호 Tx1는 구동 신호 Tx2 보다 위상이 90도 빠르다. 또한, 노드 커패시터 Cm1 및 Cm2는 복수의 제1 전극 중 인접하는 전극에서 생성되는 결합 정전용량을 등가적으로 표현한 것으로 노드 커패시터 Cm1 및 Cm2의 일단에는 각각 제1 구동 신호 Tx1 및 구동 신호 Tx2가 인가된다.
In Fig. 5, the driving signal Tx1 and the driving signal Tx2 are generated in the driving circuit portion, and the driving signal Tx1 is 90 degrees out of phase with the driving signal Tx2. In addition, the node capacitors Cm1 and Cm2 equivalently express the coupled electrostatic capacitance generated at the adjacent electrode among the plurality of first electrodes, and the first drive signal Tx1 and the drive signal Tx2 are applied to one end of the node capacitors Cm1 and Cm2, respectively .

감지 회로부는 미분부(333) 및 적분부(335)를 포함할 수 있다.The sensing circuit portion may include a differentiating portion 333 and an integrating portion 335.

미분부(333)는 노드 커패시터 Cm1 및 Cm2의 타단과 연결되는 반전단을 구비하는 연산 증폭기 OPA0와 연산증폭기의 반전단과 출력단 사이에 배치되는 저항 R을 포함할 수 있으며, 이때 연산 증폭기 OPA0의 비반전단에는 공통 전압 VCM이 인가될 수 있다. 나아가, 미분부(333)는 연산증폭기 OAP0의 출력단과 연결되는 소정의 저항을 더 포함할 수 있는데, 소정의 저항에 의해 연산증폭기 OPA0에서 출력되는 전류가 조절될 수 있다.The differential portion 333 may include an operational amplifier OPA0 having an inversion terminal coupled to the other end of the node capacitors Cm1 and Cm2 and a resistor R disposed between the inversion and output ends of the operational amplifier, The common voltage VCM may be applied. Further, the differentiating unit 333 may further include a predetermined resistor connected to the output terminal of the operational amplifier OAP0, and the current output from the operational amplifier OPA0 may be adjusted by a predetermined resistor.

공통 전압 VCM의 레벨은 구동 신호 Tx1와 구동 신호 Tx2의 진폭에 해당하는 전압 VDD의 절반, 즉 VDD/2에 해당할 수 있으나 이에 한정되지 않고 당업자가 자명히 설계변경 할 수 있는 범위에 해당할 수 있다. 예를 들어, 공통 전압 VCM은 그라운드 전압에 해당할 수 있다. 설명의 편의상 VCM의 전압 레벨은 VDD의 전압 레벨의 절반에 해당한다고 가정한다.The level of the common voltage VCM may correspond to half of the voltage VDD corresponding to the amplitudes of the driving signal Tx1 and the driving signal Tx2, that is, VDD / 2, but the present invention is not limited thereto. have. For example, the common voltage VCM may correspond to the ground voltage. For convenience of description, it is assumed that the voltage level of the VCM corresponds to half of the voltage level of VDD.

노드 커패시터 Cm1 및 Cm2와 미분부(333)는 일종의 미분 회로(differential circuit)를 구성하는데, 이로써 구동 신호 TX1 및 TX2가 노드 커패시터 Cm1 및 Cm2에 인가될 시 연산증폭기 OPA0에서 출력되는 전압 V0는 도 6에 도시된 바와 같은 파형을 가지게 된다. 이 때, 구동 신호 TX1 및 TX2의 진폭 VDD는 상기 구동 신호 TX1 및 TX2의 1/4 주기 동안에 노드 커패시터 Cm1 및 Cm2의 정전용량이 포화되도록 설정될 수 있다. 따라서, 연산 증폭기 OPA0의 출력 전압 V0는 VCM-α ~ VCM+α의 범위에서 변동될 수 있다. 이때, α의 전압 레벨은 VCM의 전압 레벨 보다 작을 수 있다.
The node capacitors Cm1 and Cm2 and the differential portion 333 constitute a kind of differential circuit whereby the voltage V0 output from the operational amplifier OPA0 when the driving signals TX1 and TX2 are applied to the node capacitors Cm1 and Cm2, As shown in FIG. At this time, the amplitude VDD of the drive signals TX1 and TX2 can be set such that the capacitances of the node capacitors Cm1 and Cm2 are saturated during 1/4 period of the drive signals TX1 and TX2. Therefore, the output voltage V0 of the operational amplifier OPA0 can be varied in the range of VCM-alpha to VCM + alpha. At this time, the voltage level of? May be smaller than the voltage level of VCM.

적분부(335)는 스위치 SW1, 다이오드 D1, D2, 연산 증폭기 OPA1, OPA2, 피드백 커패시터 CF1, CF2로 구성되는 제1 적분기(335a) 및 스위치 SW2, 다이오드 D3, D4, 연산 증폭기 OPA3, OPA4, 피드백 커패시터 CF3, CF4로 구성되는 제2 적분기(335b)를 포함할 수 있다. 이 때, 연산 증폭기와 피드백 커패시터는 소정의 적분 회로를 구성하는데, 적분부(335)에 포함되는 총 4개의 적분 회로는 스위치 SW1, SW2, 다이오드 D1, D2, D3, D4로 구성되는 전류 제어 회로에 의해 그 적분 시점이 달라질 수 있다.
The integrator 335 includes a first integrator 335a and a switch SW2, diodes D3 and D4, operational amplifiers OPA3 and OPA4, feedback amplifiers OP1 and OP2, And a second integrator 335b composed of capacitors CF3 and CF4. At this time, the operational amplifier and the feedback capacitor constitute a predetermined integrating circuit. The total of four integrating circuits included in the integrating unit 335 are the current control circuit composed of the switches SW1 and SW2 and the diodes D1, D2, D3 and D4. The time of integration can be changed by the < / RTI >

제1 적분기(335a)에 있어서, 스위치 SW1의 일단은 연산 증폭기 OPA0의 출력단에 연결되고, 스위치 SW1의 타단은 다이오드 D1의 애노드 및 다이오드 D2의 캐소드와 연결된다. 다이오드 D1의 캐소드는 연산 증폭기 OPA1의 반전단에 연결되고, 연산증폭기 OPA1의 비반전단에는 전압 VCM이 인가되고, 피드백 커패시터 CF1은 연산증폭기 OPA1의 반전단 및 출력단 사이에 배치된다. 또한, 다이오드 D2의 애소드는 연산 증폭기 OPA2의 반전단에 연결되고, 연산증폭기 OPA2의 비반전단에는 전압 VCM이 인가되고, 피드백 커패시터 CF2은 연산증폭기 OPA2의 반전단 및 출력단 사이에 배치된다.In the first integrator 335a, one end of the switch SW1 is connected to the output terminal of the operational amplifier OPA0, and the other end of the switch SW1 is connected to the anode of the diode D1 and the cathode of the diode D2. The cathode of the diode D1 is connected to the inverting terminal of the operational amplifier OPA1, the voltage VCM is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier OPA1, and the feedback capacitor CF1 is disposed between the inverting terminal and the output terminal of the operational amplifier OPA1. In addition, the diode of the diode D2 is connected to the inverting terminal of the operational amplifier OPA2, the voltage VCM is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier OPA2, and the feedback capacitor CF2 is disposed between the inverting terminal and the output terminal of the operational amplifier OPA2.

제2 적분기(335b)의 구성 및 연결관계는 제1 적분기(335a)의 구성 및 연결관계와 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.The configuration and the connection relationship of the second integrator 335b are similar to those of the first integrator 335a, and thus a detailed description thereof will be omitted.

(1) 구간에서, 스위치 SW1이 턴 온 되는데, 이 때 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM 로서, 다이오드 D1에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D2에 전류가 흐르게 되어 피드백 커패시터 CF2가 충전되고 이로써, 전압 V2가 상승한다.(1), the switch SW1 is turned on. At this time, the maximum voltage level of the voltage V0 is VCM, no current flows through the diode D1, and a current flows through the diode D2 to charge the feedback capacitor CF2, .

(2) 구간에서, 스위치 SW2가 턴 온 되는데, (1) 구간과 마찬가지로 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM 으로서, 다이오드 D3에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D4에 전류가 흐르게 되어 피드백 커패시터 CF4가 충전되고, 이로써 전압 V4가 상승한다.(2), the switch SW2 is turned on. Like the (1) section, the maximum voltage level of the voltage V0 is VCM, and no current flows through the diode D3. A current flows through the diode D4 to charge the feedback capacitor CF4 , Whereby the voltage V4 rises.

(3) 구간에서, 다시 스위치 SW1이 턴 온 되는데, 이 때 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM+α로서, 다이오드 D2에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D1에 전류가 흐르게 되어 피드백 커패시터 CF1가 방전되고, 이로써 전압 V1이 감소한다.(3), the switch SW1 is turned on again. At this time, the maximum voltage level of the voltage V0 is VCM +?, No current flows through the diode D2, a current flows through the diode D1 to discharge the feedback capacitor CF1, As a result, the voltage V1 decreases.

(4) 구간에서, 다시 스위치 SW2이 턴 온 되는데, 이 때 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM+α로서, 다이오드 D4에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D3에 전류가 흐르게 되어 피드백 커패시터 CF3가 방전되고, 이로써 전압 V3이 감소한다.
(4), the switch SW2 is turned on again. At this time, the maximum voltage level of the voltage V0 is VCM +?, No current flows through the diode D4, and a current flows through the diode D3 to discharge the feedback capacitor CF3, As a result, the voltage V3 decreases.

도 7은 본 발명의 터치스크린 장치에 채용되는 감지 회로부의 제2 실시예를 상세히 나타낸 회로도이며, 도 8은 도 7의 주요부에서 출력되는 파형 및 스위치에 제공되는 클럭 신호를 나타내는 파형을 나타내는 도이다.FIG. 7 is a circuit diagram showing in detail a second embodiment of the sensing circuit part employed in the touch screen device of the present invention, FIG. 8 is a diagram showing a waveform outputting the main part of FIG. 7 and a clock signal provided to the switch .

도 7은 감지 회로부(330) 는 미분부(333), 적분부(335) 및 버퍼부(337)를 포함할 수 있다. 도 5와 도 7의 감지 회로부(330)을 비교하여 보면, 도 7의 감지 회로부(330)가 버퍼부(337)를 추가적으로 구비된 것을 확인할 수 있다. 도 7의 감지 회로부(330)는 구성 및 동작은 전술한 도 5의 감지 회로부(330)의 구성 및 동작과 유사하므로, 이하 추가적으로 구비되는 버퍼부(337)를 중심으로 설명하도록 한다.7, the sensing circuit unit 330 may include a differentiating unit 333, an integrating unit 335, and a buffer unit 337. 5 and FIG. 7, it can be seen that the sensing circuit unit 330 of FIG. 7 further includes a buffer unit 337. Since the configuration and operation of the sensing circuit unit 330 of FIG. 7 are similar to those of the sensing circuit unit 330 of FIG. 5, the buffer unit 337 will be described below.

버퍼부(337)는 제1 버퍼(337a), 제2 버퍼(337b), 제3 버퍼(337c) 및 제4 버퍼(337d)를 포함할 수 있다. 제1 버퍼(337a)는 다이오드 D1의 캐소드와 연산 증폭기 OPA1 사이에 구비되는 것으로, 제1 버퍼(337a)는 스위치 SWa1, SWb1, SWc1, SWd1 및 커패시터 Cn1을 포함할 수 있다. 스위치 SWa1은 다이오드 D1의 캐소드와 커패시터 Cn1의 일단 사이에 배치되고, 스위치 SWb1은 커패시터 Cn1의 타단과 연산 증폭기 OPA1의 반전단 사이에 배치되고, 스위치 SWc1은 커패시터 Cn1의 일단과 공통 전압(VCM)단 사이에, 스위치 SWd1은 커패시터 Cn1의 타단과 공통 전압(VCM)단 사이에 배치된다.The buffer unit 337 may include a first buffer 337a, a second buffer 337b, a third buffer 337c, and a fourth buffer 337d. The first buffer 337a is provided between the cathode of the diode D1 and the operational amplifier OPA1. The first buffer 337a may include switches SWa1, SWb1, SWc1, SWd1, and a capacitor Cn1. The switch SWa1 is disposed between the cathode of the diode D1 and one end of the capacitor Cn1, the switch SWb1 is disposed between the other end of the capacitor Cn1 and the inversion terminal of the operational amplifier OPA1, and the switch SWc1 is connected between one end of the capacitor Cn1 and the common voltage VCM , The switch SWd1 is disposed between the other end of the capacitor Cn1 and the common voltage (VCM) terminal.

제2 내지 제4 버퍼(337b, 337c 및 337d)의 구성은 제1 버퍼(337a)와 유사하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
Since the configuration of the second to fourth buffers 337b, 337c and 337d is similar to that of the first buffer 337a, a detailed description will be omitted.

(1) 구간에서 스위치 SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3 및 SWb4, SWc4가 턴 온 되는데, 이 때 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM 으로서, 다이오드 D1에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D2에 전류가 흐르게 되어 커패시터 Cn2가 충전된다.The maximum voltage level of the voltage V0 at this time is VCM, and no current flows through the diode D1, and the diode D2 (1) is turned on. In this state, the switches SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3, SWb4, So that the capacitor Cn2 is charged.

(2) 구간에서 스위치 SW2, SWb1, SWc1, SWb2, SWc2, SWa3, SWd3, SWa4, SWd4가 턴 온 되는데, 이 때, 전압 최대 레벨은 VCM 으로, 다이오드 D3에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D4에 전류가 흐르게 되어, 커패시터 Cn4가 충전 된다. 한편, 커패시터 Cn2에 충전되어 있던 전하는 피드백 커패시터 CF2로 이동하여 전압 V2가 감소한다.The maximum voltage level is VCM, the current does not flow in the diode D3, and the current (current) flows in the diode D4. In this period, the switches SW2, SWb1, SWc1, SWb2, SWc2, SWa3, SWd3, SWc4, SWd4 are turned on in the And the capacitor Cn4 is charged. On the other hand, the charge charged in the capacitor Cn2 moves to the feedback capacitor CF2, and the voltage V2 decreases.

(3) 구간에서, 다시 스위치 SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3 및 SWb4, SWc4가 턴 온 되는데, 이 때, 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM+α 으로, 다이오드 D2에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D1에 전류가 흐르게 되어 커패시터 Cn1이 충전된다. 한편, 커패시터 Cn4에 충전된 전하는 피드백 커패시터 CF4로 이동하여, 전압 V4가 감소한다.The maximum voltage level of the voltage V0 is set to VCM + alpha, and the diode D2 is set to have a current value of 3 V. In this period, the switches SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3, SWb4, The current flows through the diode D1 to charge the capacitor Cn1. On the other hand, the charge charged in the capacitor Cn4 moves to the feedback capacitor CF4, and the voltage V4 decreases.

(4) 구간에서, 다시 스위치 SW2, SWb1, SWc1, SWb2, SWc2, SWa3, SWd3, SWa4, SWd4가 턴 온 되는데, 이 때, 전압 V0의 최대 전압 레벨은 VCM+α 으로, 다이오드 D4에는 전류가 흐르지 않고, 다이오드 D3에 전류가 흐르게 되어 커패시터 Cn3가 충전된다. 한편, 커패시터 Cn1에 충전된 전하는 피드백 커패시터 CF1으로 이동하여 전압 V1가 상승한다.The maximum voltage level of the voltage V0 is set to VCM + alpha, and the diode D4 is set to have a current value of < RTI ID = 0.0 > A current flows through the diode D3 and the capacitor Cn3 is charged. On the other hand, the charge charged in the capacitor Cn1 moves to the feedback capacitor CF1, and the voltage V1 rises.

(5) 구간에서, (1) 구간과 유사하게, 스위치 SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3 및 SWb4, SWc4가 턴 온 되는데, 다이오드 D2에 전류가 흐르게 되어 커패시터 Cn2가 충전되고, 커패시터 Cn3에 충전된 전하는 피드백 커패시터 CF3로 이동하여 전압 V3가 상승한다.The switches SW1, SWa1, SWd1, SWa2, SWd2, SWb3, SWC3 and SWb4, SWc4 are turned on in the period (5), the current flows through the diode D2 to charge the capacitor Cn2, The charge charged in the capacitor Cn3 moves to the feedback capacitor CF3 and the voltage V3 rises.

즉, 도 7에 채용되는 버퍼부(337)는 적분부(335)에 충전되는 전하를 일정시간 반전 지연시키기 위한 것으로 도 6과 도 8의 전압 V1 내지 V4의 출력 파형을 비교하면 이를 확인할 수 있다.
That is, the buffer unit 337 employed in FIG. 7 is for delaying the charge charged in the integrator 335 by a predetermined time, and it can be confirmed by comparing the output waveforms of the voltages V1 to V4 in FIGS. 6 and 8 .

상술한 도 5와 도 7의 터치스크린 장치의 실시예에서, 적분부에 채용되는 연산증폭기 OPA1 내지 OPA4의 비반전단에 공통전압 VCM이 인가되는 것으로 도시되어 있다. 다만, 다이오드 D1 내지 D4의 턴 온 전압에 의해 터치 스크린 장치의 감도가 저하되는 것을 방지하기 위하여, 연산증폭기 OPA1 및 OPA3의 비반전단에는 공통 전압 VCM - 다이오드의 턴 온 전압에 해당하는 전압을 인가할 수 있으며, 연산증폭기 OPA2 및 OPA4의 비반전단에는 공통 전압 VCM + 다이오드의 턴 온 전압에 해당하는 전압을 인가할 수 있다.
In the embodiments of the touch screen apparatuses shown in Figs. 5 and 7, the common voltage VCM is applied to the non-inverting ends of the operational amplifiers OPA1 to OPA4 employed in the integrating unit. However, in order to prevent the sensitivity of the touch screen device from being lowered by the turn-on voltage of the diodes D1 to D4, a voltage corresponding to the turn-on voltage of the common voltage VCM-diode is applied to the non-inverting ends of the operational amplifiers OPA1 and OPA3 And a voltage corresponding to the turn-on voltage of the common voltage VCM + diode can be applied to the non-inverting ends of the operational amplifiers OPA2 and OPA4.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동 신호를 나타내는 도이다. 터치 패널에는 기생 저항 및 기생 커패시턴스가 존재하는데, 이러한 기생 저항 및 기생 커패시턴스로 인하여 도 5 및 도 7의 구동 신호 Tx1 및 Tx2는 서로 중첩될 수 있는데, 구동 신호 Tx1 및 Tx2가 중첩되는 경우 감지 회로부의 최종 출력에 옵셋이 발생하게 된다.9 is a diagram illustrating a driving signal according to an embodiment of the present invention. The parasitic resistance and the parasitic capacitance exist in the touch panel. Due to the parasitic resistance and the parasitic capacitance, the driving signals Tx1 and Tx2 of FIGS. 5 and 7 may overlap each other. When the driving signals Tx1 and Tx2 overlap each other, Offset occurs at the final output.

다만, 도 9의 실시예와 같이 소정의 주기 마다 구동 신호 Tx1 및 Tx2의 위상차를 반전 시키는 경우 위와 같은 옵셋을 제거할 수 있다.
However, when the phase difference between the driving signals Tx1 and Tx2 is inverted every predetermined period as in the embodiment of FIG. 9, the above offset can be removed.

도 5와 도 7의 감지 회로부(330)에서는 최종적으로 전압 V1 내지 V4가 생성되는데, 본 발명은 전압 V1 및 V2를 차감하고, 전압 V3 및 V4를 차감하여 공통 노이즈 성분을 제거한다. 전압 V1 및 V2의 차감 및 전압 V3 및 V4의 차감은 추가적으로 차분 회로를 구성하여 아날로그 단에서 이루어질 수 있고, 전압 V1 내지 V4를 디지털 신호로 변환한 후 디지털 단에서 이루어 질 수 있다.
5 and 7, the voltages V1 to V4 are finally generated. In the present invention, the voltages V1 and V2 are subtracted, and the voltages V3 and V4 are subtracted to remove the common noise component. The subtraction of the voltages V1 and V2 and the subtraction of the voltages V3 and V4 may additionally be performed at the analog stage by constituting a differential circuit and may be performed at the digital stage after converting the voltages V1 to V4 into digital signals.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

310: 패널부
320: 구동 회로부
330: 감지 회로부
333: 미분부
335: 적분부
335a: 제1 적분기
335b: 제2 적분기
337: 버퍼부
337a: 제1 버퍼
337b: 제2 버퍼
337c: 제3 버퍼
337d: 제4 버퍼
340: 신호 변환부
350: 연산부310:
320:
330:
333:
335: Integral part
335a: first integrator
335b: second integrator
337: buffer unit
337a: first buffer
337b: second buffer
337c: third buffer
337d: fourth buffer
340: Signal conversion section
350:

Claims

제1 방향으로 연장되는 복수 행의 제1 전극 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 복수 열의 제2 전극을 포함하는 패널부;
소정의 2개의 구동 신호를 상기 복수 행의 제1 전극 중 인접하는 행의 한 쌍의 제1 전극에 상기 제2 방향으로 순차적으로 제공하는 구동 회로부; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 교차점에서 생성되는 노드 커패시터의 정전용량 변화를 검출하는 감지 회로부; 를 포함하고,
상기 감지 회로부는 미분 연산 증폭기 및 미분 저항을 구비하는 미분부 및 상기 미분부에서 출력되는 전압을 적분하는 적분부를 포함하고, 상기 노드 커패시터는 상기 미분 연산 증폭기 및 미분 저항과 소정의 미분 회로를 구성하여 상기 구동 신호를 미분하며,
상기 적분부는 상기 미분부에 연결되는 전류 제어 회로 및 상기 전류 제어 회로에 연결되는 적어도 4개의 적분 회로를 포함하는 터치스크린 장치.
A panel portion including a plurality of rows of first electrodes extending in a first direction and a plurality of rows of second electrodes extending in a second direction intersecting the first direction;
A driving circuit for sequentially supplying predetermined two driving signals to a pair of first electrodes of adjacent rows among the first electrodes of the plurality of rows in the second direction; And
A sensing circuit for sensing a capacitance change of a node capacitor generated at an intersection of the first electrode and the second electrode; Lt; / RTI >
The sensing circuit unit includes a differential unit having a differential operational amplifier and a differential resistance, and an integrator for integrating a voltage output from the differential unit. The node capacitor includes the differential operational amplifier and differential resistance and a differential circuit Differentiates the drive signal,
Wherein the integrating section includes a current control circuit connected to the differential section and at least four integrating circuits connected to the current control circuit.

제1항에 있어서,
상기 2개의 구동 신호의 위상은 90도의 차이가 나는 터치스크린 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the phases of the two drive signals are 90 degrees apart.

제1항에 있어서,
상기 2개의 구동 신호는 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호를 포함하고,
상기 제1 구동 신호 및 제2 구동 신호의 위상차는 소정의 주기마다 +90도 및 -90를 반복하는 터치스크린 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the two driving signals include a first driving signal and a second driving signal,
Wherein the phase difference between the first driving signal and the second driving signal is + 90 degrees and -90 degrees for every predetermined period.

제1항에 있어서,
상기 노드 커패시터의 일단은 상기 미분 연산 증폭기의 반전단에 연결되고, 상기 미분 연산증폭기의 비반전단에는 공통 전압이 인가되고, 상기 미분 저항은 상기 미분 연산 증폭기의 반전단과 출력단 사이에 배치되는 터치스크린 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the node capacitor is connected to an inverse terminal of the differential operational amplifier, a common voltage is applied to the non-inverting terminal of the differential operational amplifier, and the differential resistance is disposed between the inversion terminal and the output terminal of the differential operational amplifier, .

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제1항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,
상기 4개의 적분 제어 회로의 적분 시점을 달리 하는 터치 스크린 장치.
The power supply circuit according to claim 1,
Wherein the integrating time points of the four integration control circuits are different.

제1항에 있어서, 상기 전류 제어 회로는,
상기 미분부의 출력단에 연결되는 일단을 각각 구비하는 제1 스위치 및 제2 스위치;
상기 제1 스위치의 타단에 애노드 및 캐소드가 각각 연결되는 제1 다이오드 및 제2 다이오드; 및
상기 제2 스위치의 타단에 애노드 및 캐소드가 각각 연결되는 제3 다이오드 및 제4 다이오드; 를 구비하는 터치스크린 장치.
The power supply circuit according to claim 1,
A first switch and a second switch each having one end connected to the output terminal of the differential section;
A first diode and a second diode each having an anode and a cathode connected to the other end of the first switch; And
A third diode and a fourth diode to which the anode and the cathode are respectively connected to the other end of the second switch; The touch screen device comprising:

제8항에 있어서, 상기 4개의 적분 회로 각각은,
공통 전압이 인가되는 비반전단을 구비하는 연산 증폭기; 및
상기 연산 증폭기의 반전단 및 출력단 사이에 배치되는 피드백 커패시터; 를 포함하는 터치스크린 장치.
9. The integrated circuit of claim 8, wherein each of the four integrating circuits comprises:
An operational amplifier having a non-inverting terminal to which a common voltage is applied; And
A feedback capacitor disposed between the inverting end and the output end of the operational amplifier; The touch screen device comprising:

제9항에 있어서,
상기 4개의 적분 회로 각각에 포함되는 4개의 연산 증폭기 각각의 반전단은 상기 제1 다이오드의 캐소드, 상기 제2 다이오드의 애노드, 상기 제3 다이오드의 캐소드, 상기 제4 다이오드의 애노드에 각각 연결되는 터치스크린 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the inverting end of each of the four operational amplifiers included in each of the four integrating circuits is connected to a cathode of the first diode, an anode of the second diode, a cathode of the third diode, Screen device.

제10항에 있어서,
상기 연산 증폭기에 인가되는 공통 전압은 소정의 다이오드 턴 온 전압의 만큼 변동하는 터치스크린 장치.
11. The method of claim 10,
Wherein the common voltage applied to the operational amplifier varies by a predetermined diode turn-on voltage.

제11항에 있어서,
상기 제1 다이오드 및 상기 제3 다이오드에 연결되는 연산 증폭기의 비반전단에는 상기 공통 전압에서 상기 다이오드 턴 온 전압을 감산한 전압이 인가되고,
상기 제2 다이오드 및 상기 제4 다이오드에 연결되는 연산 증폭기의 비반전단에는 상기 공통 전압에서 상기 다이오드 턴 온 전압을 가산한 전압이 인가되는 터치스크린 장치.
12. The method of claim 11,
A voltage obtained by subtracting the diode turn-on voltage from the common voltage is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier connected to the first diode and the third diode,
And a voltage obtained by adding the diode turn-on voltage to the common voltage is applied to the non-inverting terminal of the operational amplifier connected to the second diode and the fourth diode.

제8항에 있어서,
상기 제1 및 2 스위치는 각각 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호에 의해 구동하며, 상기 제1 및 제2 스위치의 클럭 신호는 주기가 동일하고, 위상이 180도 차이나는 터치스크린 장치.
9. The method of claim 8,
Wherein the first and second switches are driven by a first clock signal and a second clock signal, respectively, the clock signals of the first and second switches having the same period and a phase difference of 180 degrees.

제13항에 있어서,
상기 제1 및 2 클럭 신호의 주기는 상기 2개의 구동 신호의 주기의 반인 터치스크린 장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the period of the first and second clock signals is half the period of the two driving signals.

제1항에 있어서, 상기 감지 회로부는,
상기 미분부에서 출력되는 전압을 소정 시간 지연하여 상기 적분부에 전달하는 버퍼부; 를 더 포함하는 터치스크린 장치.
The semiconductor memory device according to claim 1,
A buffer unit for delaying a voltage output from the differential unit for a predetermined time and transmitting the delayed voltage to the integrator; The touch screen device further comprising:

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