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Patent Searching and Data


Title:
CAPACITIVE IN-CELL TOUCH PANEL AND READOUT METHOD THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/038389
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a touch panel in which touch/fingerprint recognition electrodes having sub pixels, pixels, or pixel arrays arranged in a single column share one sensing line. The touch panel comprises m * n sub pixels and a driver for driving the sub pixels, wherein the touch/fingerprint recognition electrodes of sub pixels arranged in a single column share one sensing line. In addition, touch point detection and fingerprint recognition can be selectively driven through the touch panel structure and the readout method.

Inventors:
KWON OH KYONG (KR)
Application Number:
PCT/KR2017/007235
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
July 06, 2017
Export Citation:
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Assignee:
UNIV HANYANG IND UNIV COOP FOUND (KR)
International Classes:
G06F3/041; G06F3/044; G06K9/00
Foreign References:
KR20160033328A2016-03-28
JP2013246825A2013-12-09
KR20160061163A2016-05-31
KR20160056760A2016-05-20
KR20110032874A2011-03-30
Other References:
See also references of EP 3506063A4
Attorney, Agent or Firm:
SONG, In-Ho (KR)
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Claims:
청구범위

mxn서브픽셀들, m및 n은각기양의정수임;및

상기서브픽샐들을구동시키는드라이버를포함하되 ,

한열에배열된서브픽셀들의터치 /지문인식전슥들이하나의센싱 라인을공유하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널. 제 1항에있어서,상기서브픽샐의터치 /지문인식전극은지문 ¾직이 가능한지문인식센서이며,상기터치패널은터치지점검출및상기 지문인식을통한지문정보의획득이가능한것을특징으로하는자기 정전용량방식터치패널.

제 1항에있어서,상기센싱라인을공유하는서브픽셀들중적어도 하나는지문인식과정시턴-온되는스위칭트랜지스터를포함하되, 상기스위칭트랜지스터의일단은해당서브픽셀에포함되는액정과 저장캐패시터사이의노드에연결되고,상기스위칭트랜지스터의 타단은스캔라인에연결되며,상기스캔라인과상기센싱라인은 수직하게배열되는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널. 제 3항에있어서,상기스위칭트랜지스터,상기스캔라인및상기센싱 라인은블랙매트릭스 (Black Matrix, BM)영역에배치되는것을특징으로 하는자기정전용량방식터치패널.

제 1항에있어서,

상기센싱라인을통하여상기터치 /지문인식전극들의셀프

캐패시턴스를감지하는리드아웃회로;및

상기감지된셀프캐패시턴스를통하여터치지점을검출하거나지문 정보를획득하는터치검출프로세서를더포함하되,

상기리드아웃회로는해당서브픽셀에연결된스캔라인을통하여상기 서브픽셀로신호를인가하며상기스캔라인과전하증폭기사이의 연결을스위칭하는센싱스위치를더포함하는것을특징으로하는자기 정전용량방식터치패널.

제 5항에있어서,상기터치전극들은복수의스캔라인들을통하여상기 리드아웃회로에연결되고복수의센싱라인들이상기리드아웃회로로 연결되되,

상기터치지점검출시,상기리드아웃회로는상기스캔라인들에 동시에신호를인가하고상기센싱라인들과해당전하증폭기들사이의 센싱스위치들을동시에온시킨후상기센싱라인들을통하여상기 터치 /지문인식전극들의셀프캐패시턴스를감지하며,상기터치검출 프로세서는상기감지된셀프캐패시턴스를통하여상기터치지점을 검賣하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널.

제 5항에있어서,상기터치 /지문인식 전극들은복수의스캔라인들을 통하여상기리드아웃회로에연결되고복수의센싱라인들이상기리드 아웃회로로연결되되,

상기지문정보의획득시,상기리드아웃회로는특정스캔라인을 통하여해당터치 /지문인식전극들로신호를인가하고상기신호의하이 로직동안상기센싱라인들과해당전하증폭기들사이의센싱 스위치들을순차적으로온시킨후상기센싱라인들을통하여상기 터치 /지문인식전극들의셀프캐패시턴스를감지하며,상기터치검출 프로세서는상기감지된샐프캐패시턴스를통하여상기지문정보를 획득하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널.

[청구항 8] 제 5항에있어서,상기터치 /지문인식전극들은복수의스캔라인들을 통하여상기리드아웃회로에연결되고복수의센싱라인들이상기리드 아웃회로로연결되되,

상기지문정보의획득시,상기리드아웃회로는상기스캔라인들에 직교한신호들을동시에인가하고상기센싱라인들과해당전하 증폭기들사이의센싱스위치들을동시에온시킨후상기센싱라인들을 통하여상기터치 /지문인식전극들의셀프캐패시턴스를감지하며,상기 터치검출프로세서는상기감지된셀프캐패시턴스를통하여상기지문 정보를획득하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널. [청구항 9] 제 5항에있어서,

상기터치검출프로세서에연결된어플리케이션프로세서 (Application processor, AP);및

상기어플리케이션프로세서에연결된제어부를더포함하되, 상기어플리케이션프로세서는사용자인증을위하여사용자의지문 정보와상기획득된지문정보의일치여부를확인하고,상기제어부는 상기사용자의지문정보와상기획득된지문정보가일치하는경우 어플리케이션의상태를동작모드로전환하는것을특징으로하는자기 정전용량방식터치패널.

[청구항 10] 각기복수의서브픽셀들을가지는픽셀들;및

상기픽셀들을구동시키는드라이버를포함하되,

한열에배열된상기픽샐들로구성된터치 /지문인식전극들은하나의 센싱라인을공유하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치 패널.

[청구항 11] 제 10항에있어서,상기픽셀내의서브픽셀들증하나만이상기센싱 라인을공유하기위하여사용되며,상기센싱라인을공유하기위하여 사용되는서브픽셀은상기센싱라인에수직하게배열된스캔라인에 연결되며지문인식시온되는스위칭트랜지스터를포함하되, 상기스위칭트랜지스터의일단은상기서브픽셀에포함되는액정과 저장캐패시터사이의노드에연결되며상기스위칭트랜지스터의 타단은해당스캔라인에연결되는것을특징으로하는자기정전용량 방식터치패널.

[청구항 1 제 10항에있어서 ,

상기센싱라인을통하여상기터치 /지문인식전극들의셀프캐패시턴스 또는상호캐패시턴스를감지하는리드아웃회로;및

상기감지된셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를통하여터치 지점을검출하거나지문정보를획득하는터치검출프로세서를더 포함하되,

상기리드아웃회로는해당서브픽셀에연결된스캔라인을통하여상기 서브픽셀로신호를인가하며상기스캔라인과전하증폭기사이의 연결을스위칭하는센싱스위치를더포함하는것을특징으로하는자기 정전용량방식터치패널.

[청구항 13] 각기픽셀들을가지는픽셀어레이들;및

상기픽셀들을구동시키는드라이버를포함하되 ,

상기픽셀들은각기적어도하나의서브픽셀을가지며,한열에배열된 픽셀어레이들로구성된터치 /지문인식전극들은하나의센싱라인을 공유하는것을특징으로하는자기정전용량방식터치패널.

[청구항 14] 제 13항에있어서,상기픽셀어레이내의서브픽셀들중하나만이상기 센싱라인을공유하기위하여사용되며,상기센싱라인을공유하기 위하여사용되는서브픽셀은상기센싱라인에수직하게배열된스캔 라인에연결되며지문인식시온되는스위칭트랜지스터를포함하되, 상기스위칭트랜지스터의일단은상기서브픽샐에포함되는액정과 저장캐패시터사이의노드에연결되며상기스위칭트랜지스터의 타단은해당스캔라인에연결되는것을특징으로하는자기정전용량 방식터치패널.

[청구항 15] 제 13항에있어서,

상기센싱라인올통하여상기터치 /지문인식전극의셀프캐패시턴스 또는상호캐패시턴스를감지하는리드아웃회로;및 '

상기감지된셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를통하여터치 지점을검출하거나지문정보를획득하는터치검출프로세서를더 포함하되,

상기리드아웃회로는해당서브픽셀에연결된스캔라인을통하여상기 서브픽셀로신호를인가하며상기스캔라인과전하증폭기사이의 연결을스위칭하는센싱스위치를더포함하는것을특징으로하는자기 정전용량방식터치패널.

[청구항 16] mxn서브픽셀들, m및 n은각기양의정수임;및

상기서브픽셀들을구동시키는드라이버를포함하되,

상기서브픽셀들중적어도하나는디스플레이트랜지스터 ,액정,저장 캐패시터및스위칭트랜지스터를가지고,상기스위칭트랜지스터의 일단은상기액정과상기저장캐패시터사이의노드에연결되며,상기 스위칭트랜지스터의타단은스캔.라인에연결되고,상기디스플레이 트랜지스터는게이트드라이버및데이터드라이버에연결되는것을 특징으로하는터치패널.

[청구항 17] 제 16항에있어서,한열에배열된서브픽셀들의터치전극은하나의센싱 라인을공유하는것을특징으로하는터치패널.

[청구항 18] 복수의터치센서들;및

성기터치센서들을구동시키는드라이버를포함하되, 상기터치센서들중적어도하나는복수의서브픽셀들을가지며,한 열에배열된서브픽셀들로구성된터치전극들이하나의센싱라인을 공유하는것을특징으로하는터치패널.

[청구항 19] 제 18항에있어서,상기터치패널은지문인식기능은없이터치지점만을 검출하고,

상기터치센서내의서브픽샐들중하나만이상기센싱라인을공유하기 위하여사용되며,상기센싱라인을공유하기위하여사용되는서브 픽셀은상기센싱라인에수직하게배열된스캔라인에연결되는스위칭 트랜지스터를포함하되,

상기스위칭트랜지스터의일단은상기서브픽셀에포함되는액정과 저장캐패시터사이의노드에연결되며상기스위칭트랜지스터의 타단은해당스캔라인에연결되는것을특징으로하는터치패널.

[청구항 2이 제 18항에있어서,

상기센싱라인을통하여상기터치전극의셀프캐패시턴스또는상호 캐패시턴스를감지하는리드아웃회로;및

상기감지된셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를통하여터치 지점을검출하는터치검출프로세서를더포함하되,

상기리드아웃회로는해당서브픽셀에연결된스캔라인을통하여상기 서브픽셀로신호를인가하는것을특징으로하는터치패널.

[청구항 21] 제 20항에있어서,터치지점검출시 ,상기리드아웃회로는상기스캔 라인들에순차적으로신호를인가한후상기신호가인가된스캔라인에 해당하는터치전극의셀프캐패시컨스또는상호캐패시턴스를 감지하며,상기터치검출프로세서는상기감지된샐프캐패시턴스또는 상호캐패시턴스를통하여상기터치지점을검출하는것을특징으로 하는터치패널.

[청구항 22] 제 20항에있어서,터치지점검출시 ,상기리드아웃회로는상기스캔 라인들에직교한신호들을동시에인가한후상기터치전극들의셀프 캐패시턴스또는상호캐패시턴스를감지하며,상기터치검출

프로세서는상기감지된셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를 통하여상기터치지점을검출하는것을특징으로하는터치패널.

Description:
명세서

발명의명칭:정전용량인셀터치패널및이에 있어서리드아웃 방법

기술분야

[1] 본발명은한열에배열된터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을

공유하는터치패널에관한것이다.본발명의터 패널구조및리드아웃 방법을통해터치지점검출과지문인식을선택적 으로구동할수있다.

배경기술

[2] 터치패널,예를들어액정표시소자에사용되는 치패널은터치지점을 검출하기위하여사용된다.

[3] 도 1은종래의터치패널을도시한도면이다.

[4] 도 1에도시된바와같이,종래의터치패널은터치 극들에각기센싱

라인들이연결된다.따라서,상기터치패널의 조가복잡해지고제조비용이 고가이다.

발명의상세한설명

기술적과제

[5] 본발명은한열에배열된터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을

공유하는터치패널을제공하는것이다.또한,본 명은터치지점검출과지문 인식을선택적으로구동할수있는터치패널의구 조및이에있어서리드아웃 방법을제공하는것이다.

과제해결수단

[6] 상기한바와같은목적을달성하기위하여,본발 명의일실시예에따른자기 정전용량방식터치패널은 mxn서브픽셀들, m및 n은각기양의정수임;및 상기서브픽샐들을구동시키는드라이버를포함 한다.여기서,한열에배열된 서브픽셀들의터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유한 .

[7] 본발명의다른실시예에따른자기정전용량방식 터치패널은각기복수의 서브픽셀들을가지는픽셀들;및상기픽셀들을 동시키는드라이버를 포함한다.여기서,한열에배열된픽셀들의터치 /지문인식전극들은하나의 센싱라인을공유한다.

[8] 본발명의또다른실시예에따른자기정전용량방 식터치패널은각기

픽셀들을가지는픽셀어레이들;및상기픽셀들 구동시키는드라이버를 포함한다ᅳ여기서,상기픽셀들은각기적어도 하나의서브픽셀을가지며 ,한 열에배열된픽셀어레이들의터치 /지문인식전극들은하나의센싱라인을 공유한다.

[9] 본발명의또다른실시예에따른터치패널은 mxn서브픽셀들, m및 n은각기 양의정수임;및상기서브픽샐들을구동시키는 드라이버를포함한다.여기서, 상기서브픽셀들중적어도하나는디스플레이트 랜지스터,액정,저장 캐패시터및스위칭트랜지스터를가지고,상기 스위칭트랜지스터의일단은 터치 /지문인식전극노드에연결되며,상기스위칭트 지스터의타단은스캔 라인에연결되고,상기디스플레이트랜지스터 는게이트드라이버및데이터 드라이버에연결된다.

[10] 본발명의또다른실시예에따른터치패널은복수 의터치센서들;및상기 터치센서들을구동시키는드라이버를포함한다 .여기서,상기터치센서들중 적어도하나는복수의서브픽샐로터치전극을구 성하며,한열에배열된터치 전극들이하나의센싱라인을공유한다.

[1 1]

[12] 본발명에따른터치패널은한열에배열된터치 /지문인식전극들이하나의 센싱라인을공유하며,따라서터치패널의구조 간단하고제조비용이감소할 수있다.또한,본발명에따른터치패널의구조 리드아웃방법은터치지점 검출과지문인식을선택적으로구동할수있는장 점이있다.

도면의간단한설명

[13] 도 1은종래의터치패널을도시한도면이다.

[14ᅵ 도 2는본발명의일실시예에따른터치패널을도시 회로도이다.

[15] 도 3은본발명의일실시예에따른터치패널에서터 인식방법을도시한 회로도이다.

[16] 도 4는도 3의터치인식방법에사용되는신호들을도시한

타이밍다이어그램이다.

[17] 도 5는본발명의일실시예에따른터치패널에서지 인식방법을도시한 회로도이다.

[18] 도 6은도 5의지문인식방법에사용되는신호들을도시한

타이밍다이어그램이다.

[19] 도 7은본발명의다른실시예에따른터치패널에서 문인식방법에서

사용되는신호들을도시한도면이다.

[20] 도 8은본발명의일실시예에따른 IPS모드를사용하는도 2의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[21] 도 9는본발명의일실시예에따른 FFS모드를사용하는도 2의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[22] 도 10은본발명의일실시예에따른 VA모드를사용하는도 2의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[23] 도 11은본발명의다른실시예에따른터치패널을도 한회로도이다.

[24] 도 12는본발명의일실시예에따른 IPS모드를사용하는도 11의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[25] 도 13은본발명의일실시예에따른 FFS모드를사용하는도 1 1의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[26] 도 14는본발명의일실시예에따른 VA모드를사용하는도 11의터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[27] 도 15은본발명의또다른실시예에따른 IPS모드를사용하는터치패널의

레이아웃을도시한도면이다.

[28] 도 16은본발명의또다른실시예에따른 FFS모드를사용하는터치패널의 레이아웃을도시한도면이다.

[29] 도 17은본발명의또다른실시예에따른 VA모드를사용하는터치패널의

레이아웃을도시한도면이다.

[30] 도 18은본발명의일실시예에따른터치패널을사용 는컴퓨팅장치를

도시한도면이다ᅳ

[31] 도 19는본발명의일실시예에따른도 18의동작을도시한순서도이다.

[32] 도 20은본발명의또다른실시예에따른터치패널의 조를도시한도면이다.

[33] 도 21은본발명의일실시예에따른도 20의터치패널에서터치인식방법을 도시한회로도이다.

[34] 도 22는도 21의터치인식방법에사용되는신호들을도시한

타이밍다이어그램이다.

[35] 도 23은본발명의다른실시예에따른컴퓨팅장치를 시한도면이다.

[36] 도 24는본발명의일실시예에따른도 23의터치패널에서의터치인식과정을 도시한순서도이다.

발명의실시를위한형태

[37] 본명세서에서사용되는단수의표현은문맥상명 백하게다르게뜻하지않는 한,복수의표현을포함한다.본명세서에서, "구성된다"또는 "포함한다"둥의 용어는명세서상에기재된여러구성요소들,또 는여러단계들을반드시모두 포함하는것으로해석되지않아야하며,그중일 부구성요소들또는일부 단계들은포함되지않을수도있고,또는추가적 인구성요소또는단계들을더 포함할수있는것으로해석되어야한다.또한,명 서에기재된 "...부", "모들" 등의용어는적어도하나의기능이나동작을처리 하는단위를의미하며,이는 하드웨어또는소프트웨어로구현되거나하드웨 어와소프트웨어의 결합으로 구현될수있다.

[38]

[39] 본발명은터치패널에관한것으로서,한열에배 열된서브픽셀들,픽셀들

또는픽셀어레이들로구성된터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을 공유할수있다.여기서,상기터치패널은터치 점검출및지문인식을모두 수행하는패널일수도있고,터치지점검출만을 수행할수있는패널일수도 있다.

[4이 특히,본발명의센싱라인공유개념은자기정전 량방식의터치패널에더 사용이적합하다.

[41] 터치지점검출및지문인식을모두수행하는터치 패널은예를들어 3x3서브 픽셀들과같이작은수의서브픽샐들로하나의터 치 /지문인식전극을구성하는 반면에,지문인식기능없이터치지점검출만을 행하는터치패널은예를 들어 100x100서브픽셀들과같이많은수의서브픽셀들 하나의터치전극을 구성할수있다.

[42]

[43] 이하,본발명의다양한실시예들을첨부된도면 을참조하여상술하겠다.

[44]

[45] 도 2는본발명의일실시예에따른터치패널을도시 회로도이고,도 3은본 발명의일실시예에따른터치패널에서터치인식 방법을도시한회로도이며, 도 4는도 3의터치인식방법에사용되는신호들을도시한

타이밍다이어그램이다.도 5는본발명의일실시예에따른터치패널에서지 인식방법을도시한회로도이고,도 6은도 5의지문인식방법에사용되는 신호들을도시한타이밍다이어그램이며,도 7은본발명의다른실시예에따른 터치패널에서지문인식방법에서사용되는신호 들을도시한도면이다.도 8은 본발명의일실시예에따른 IPS모드를사용하는도 2의터치패널의레이아웃을 도시한도면이고,도 9는본발명의일실시예에따른 FFS모드를사용하는도 2의터치패널의레이아웃을도시한도면이며,도 10은본발명의일실시예에 따른 VA모드를사용하는도 2의터치패널의레이아웃을도시한도면이다.

[46] 도 2를참조하면,본실시예의터치패널은예를들 액정표시패널일수

. 있으며,터치지점검출및지문인식이모두가능 수있다.

[47] 일실시예에따르면,상기터치패널은자기정전 량방식터치패널일수 있다.

[48] 상기터치패널은터치전극 (200),데이터드라이버 (Data driver, 202),게이트 드라이버 (Gate driver, 204),리드아웃회로 (ROIC, 206)및터치검출

프로세서 (207)를포함할수있다.한편,데이터드라이버 (202)및게이트 드라이버 (204)는하나의디스플레이드라이버내에포함될 있다.

[49] 터치전극 (200)은적어도하나의픽셀 (208)을포함하며 ,픽셀 (208)는도 2의 점선박스에도시된바와같이지문인식이가능한 3개의서브픽셀들 (210)을 포함할수있다.한편,픽샐 (208)은 3개의서브픽샐들이아닌 4개의서브 픽셀들을포함할수도있다.

[50] 지문인식관점에서살펴보면,하나의서브픽셀 (210)로구성된지문인식

전극은지문인식가능하다는점에서지문인식센 서로언급될수도있고, 복수의서브픽셀들 (210)로구성된지문인식전극,즉,하나의픽셀 (208)로 구성된지문인식전극이지문인식센서로언급될 수도있으며,복수의 픽셀들 (208)을포함하는픽셀어레이로구성된지문인식 극이지문인식 센서로언급될수도있다. [51] 이하,본실시예에서는,설명의편의를위하여 하나의서브픽셀 (210)로구성된 지문인식전극을지문인식센서라고가정하겠다 .

[52] 이경우,상기터치센서는 m (양수임) xn (양수임)지문인식센서들을포함하게 된다.여기서, m은열방향에서의서브픽셀의수를의미하고, n 은가로 방향에서의서브픽셀의수를나타낸다.한편,전 서브픽셀의수는 MxN이라 가정하겠다.

[53] 서브픽셀 (210)은도 2의원형점선에보여지는바와같이액정 (Liquid Crystal, LC),저장캐패시터 (Storage capacitor, C),디스플레이 TFT(Thin Film Transistor, 212)및스위칭 TFT(214)를포함한다.

[54] 액정 (Liquid Crystal, LC),저장캐패시터 (C)및디스플레이 TFT(Thin Film

Transistor, 212)의구조는종래의액정디스플레이패널 (Liquid Crystal Display Panel)에서의구조와동일하므로,이하자세한설 명은생략한다.디스플레이 TFT(212)의게이트는게이트라인에연결되고,드 인 /소스는데이터라인에 연결된다.

[55] 일실시예에따르면,서브픽셀 (210)은종래의서브픽셀에비하여스위칭 TFT(214)를더포함한다.

[56:] 스위칭 TFT(214)의게이트는해당스캔라인에연결되고, 레인 /소스는

액정 (LC)과저장캐패시터 (C)사이의노드에연결되며,소스 /드레인은센싱 라인 (Sensing line)에연결된다.여기서,상기스캔라인은종래 의터치패널에 존재하지않았던라인으로서,센싱라인과교차 하여,바람직하게는직교하게 배열된다.결과적으로,리드아웃회로 (206)는스캔라인들을통하여

터치 /지문인식전극들을구동하기위한신호들을터 /지문인식전극들로 인가할수있고,터치 /지문인식전극들의샐프캐패시턴스 (self capacitance)또는 상호캐패시턴스 (mutual capacitance)를센싱라인을통하여감지할수있다.

[57] 터치패널전체에서살펴보면,본실시예의터치 패널은종래의터치패널보다 스위칭 TFT들 (214)및스위칭 TFT들 (214)에연결되어신호를인가하는스캔 라인들을더포함한다.

[58] 이러한구조의터치패널에서,한열에배치된터 /지문인식전극들은도 2에 도시된바와같이하나의센싱라인을공유할수있 다.종래의터치패널,특히 자기정전용량방식터치패널에서는각터치 전극들이각기다른센싱 라인들에연결된다.또한,이와같은터치패널 구조에서는터치지점검출과 지문인식을선택적으로구동할수있다.

[59] 일실시예에따르면,센싱라인들은센싱스위치 들을통하여전하

증폭기들 (리드아웃회로내의맨하단의회로)에연결된다. 상기센싱 스위치들은종래기술에는존재하지않았던스위 치이다.

[60] 리드아웃회로 (206)는스캔라인들을통하여서브픽셀들 (210)로신호들을 인가하고,센싱라인들을통하여해당터치센서 (구체적으로는,터치 /지문인식 전극)의셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스 감지한다.여기서,상기 신호는구형파,정현파,롭니파,직사각형파 다양한신호일수있다.

[61] 터치검출프로세서 (207)는리드아웃회로 (206)에연결되며,리드아웃

회로 (206)에의해감지된캐패시턴스를통하여터치지 을검출하거나지문 정보를획득한다.

[62] 정리하면,본실시예의터치패널은한열에배열 된서브픽셀들의

터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유한 .이러한센싱라인의 공유를위하여,터치패널은스위칭 TFT(214),스캔라인및센싱스위치를 추가적으로포함할수있다.

[63] 이렇게한열에배열된서브픽셀들 (210)이하나의센싱라인을공유하는

구조는 IPS(In-Plane Switching)모드의터치패널, FFS (Fringe-Field Switching) 모드의터치패널및 VA(Vertical Alignment)모드의터치패널에각기적용될수 있다.각모드에따른터치패널의레이아웃은도 8내지도 10에서보여진다.

[64] 일실시예에따르면,스캔라인,센싱라인및스 위칭 TFT(214)는블랙

매트릭스 (Black Matrix, BM)영역에배치될수있다.

[65] 터치 /지문인식전극들은 TN(Twisted Nematic)모드및 VA모드와같은수직 전계구동방식또는 IPS모드및 FFS모드와같은수평전계구동방식을이용할 수있다.

[66]

[67] 이하,도 2내지도 6을통해터치지점검출과지문인식을선택적으

수행하는과정에대해살펴보겠다.

[68] 우선,도 3및도 4를참조하여도 2의터치패널에서의터치지점검출과정을 살펴보겠다.도 3및도 4에서, 5。八?^_0는게이트라인의신호를의미하고,

SCAN_F^^스캔라인의신호를나타내며, DATA는데이터라인의신호를 의미한다.또한, T display ^r디스플레이 TFT를의미하고, T touch ^r스위칭 TFT를 나타내며, SS는센싱스위치를의미한다.

[69] 우선, display phase에서,리드아웃회로 (206)는센싱라인들을통하여공통 전극에 V C0M 전압을인가한다.

[70] 이어서, Touch/fingerprint phase에서,리드아웃회로 (206)는모든스캔라인들을 통하여서브픽셀들 (210)로신호들을인가한다.

[71] 계속하여,리드아웃회로 (206)는스캔라인들과전하증폭기들사이의센싱 스위치들을동시에턴-은 (turn on)시킨다.

[72] 이러한상태에서,리드아웃회로 (206)는상기센싱라인들을통하여터치 전극들의샐프캐패시턴스또는상호캐패시턴스 를감지하며,터치검출 프로세서 (207)는상기감지된캐패시턴스를통하여터치지 을검출한다.

[73]

[74] 이하,도 5및도 6을참조하여,본발명의일실시예에따른도 2의터치

패널에서의지문인식과정을살펴보겠다.도 5및도 6에서, SC AN_Dfe게이트 라인의신호를의미하고, SCAN_F^r스캔라인의신호를나타내며, DATA는 데이터라인의신호를의미한다.또한, 는디스플레이 TFT를의미하고, T l ouch 는스위칭 TFT를나타내며, SS는센싱스위치를의미한다.

[75] 우선, display phase에서,리드아웃회로 (206)는센싱라인들을통하여공통 전극에 V C0M 전압을인가한다.

[76] 이어서, Touch/fingerprint phase에서,리드아웃회로 (206)의여기회로 (302)는도

6에도시된바와같이스캔라인들증하나로신 를인가하며,다른스캔 라인들에는신호를인가하지않는다.

[77] 이때,상기스캔라인에인가된신호의하이로직 간동안센싱라인들과 전하증폭기들사이의센싱스위치들 (SS)이순차적으로연결된다.즉,센싱 라인들이순차적으로활성화된다.

[78] 리드아웃회로 (206)의센싱회로 (300)는상기센싱라인들과연결된지문인식 전극들의셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스 를감지한다.

[79] 위의과정은순차적으로신호가인가되는스캔라 인별로반복적으로수행될수 있다.구체적인스캔라인별동작은도 6에서보여진다.

[8이 결과적으로,스캔라인별로해당지문인식센서 이순차적으로동작한다.이 경우,리드아웃회로 (206)의센싱회로 (300)는상기지문인식전극들의셀프 캐패시턴스또는상호캐패시턴스를감지하고, 터치검출프로세서 (207)는상기 감지된셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를 통하여지문정보를획득할수 있다.

[81] 이하,본발명의다른실시예에따른지문인식과 정을살펴보겠다.

[82] 우선,도 7에도시된바와같이모든스캔라인들에상호직 한신호들을

동시에인가한다.

[83] 이어서,센싱라인들과전하증폭기들사이의센 스위치들 (SS)이동시에 연결된다.

[84] 결과적으로,리드아웃회로 (206)는신호가인가되는스캔라인들에연결된 서브픽샐에서지문인식전극들의셀프캐패시턴 스또는상호캐패시턴스를 감지할수있으며,터치검출프로세서 (207)는상기감지된샐프캐패시턴스또는 상호캐패시턴스를통하여지문정보를획득할수 있다ᅳ

[85] 도 U은본발명의다른실시예에따른터치패널을도 한회로도이고,도 12는 본발명의일실시예에따른 IPS모드를사용하는도 11의터치패널의 레이아웃을도시한도면이고,도 13은본발명의일실시예에따른 FFS모드를 사용하는도 11의터치패널의레이아웃을도시한도면이며, 14는본발명의 일실시예에따른 VA모드를사용하는도 1 1의터치패널의레이아웃을도시한 도면이다.도 15은본발명의또다른실시예에따른 IPS모드를사용하는터치 패널의레이아웃을도시한도면이고,도 16은본발명의또다른실시예에따른 FFS모드를사용하는터치패널의레이아웃을도시 한도면이며,도 17은본 발명의또다른실시예에따른 VA모드를사용하는터치패널의레이아웃을 도시한도면이다. [86] 도 U을참조하면,본실시예의터치패널은터치전 들 (1100),데이터 드라이버 (U02),게이트드라이버 (1 104),리드아웃회로 (1 106)및터치검출 프로세서 (미도시)를포함할수있다.

[87] 픽셀 (1108)및관련센싱라인의구조를제외한나머지구 성요소들은도 2의 구성요소들과동일하므로,이하동일한구성요 소들에대한설명은생략한다.

[88] 픽샐 (1108)은 3개의서브픽셀들 (1110)을포함할수있다.

[89] 일실시예에따르면,픽셀 (1108)의서브픽샐들 (1110)중하나의서브픽셀만이 스위칭 TFT를포함할수있다.도 11의픽셀 (1108)을참조하면,맨오른쪽에있는 서브픽셀만이스위칭 TFT를포함한다.물론,픽셀 (1108)의서브픽셀들 (1110)중 하나의서브픽셀만이스위칭 TFT를포함하는한스위칭 TFT를포함하는서브 픽셀은다른서브픽셀일수도있다.

[90] 또한,도 11에서는하나의픽셀 (1108)의서브픽셀들 (11 10)중하나의서브 픽셀만이스위칭 TFT를포함하였지만, 2개의서브픽샐들이각기스위칭 TFT를 포함할수도있다.즉,하나의픽셀 (1108)의서브픽셀들 (1110)이모두스위칭 TFT를포함하지않는한,스위칭 TFT를포함하는서브픽샐의수는다양하게 변형될수있다.

[91] 일실시예에따르면,한열에배열된픽셀들 (1108)의터치 /지문인식전극들이 하나의센싱라인을공유할수있다.물론,픽셀 (1108)중동일한열에있는 서브픽셀들의터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유할 이다.

[92] 동일한열에배열된터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유하 구조는 IPS모드의터치패널, FFS모드의터치패널및 VA모드의터치패널에 각기적용될수있다.이러한터치패널의레이아 은도 12내지도 14에서 보여진다.

[93] 도 12내지도 14에도시된바와같이,스캔라인,센싱라인및 위칭 TFT는 블랙매트릭스 (BM)영역에배치될수있다.

[9.4] 터치 /지문인식전극들은 TN모드와 VA모드와같은수직전계구동방식또는

IPS모드와 FFS모드와같은수평전계구동방식을이용할수있 다.

[95] 정리하면,본실시예의터치패널은한열에배열 된픽셀들 (1108)의

터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유하 록구현될수있으며,터치 지점검출및지문정보의획득이가능하다.위에 설명하지않았지만,상기 터치패널의동작은도 2에서의동작과유사하다.

[96] 다른실시예에따르면,서브픽셀,픽셀단위가 닌픽샐어레이단위의

터치 /지문인식전극들이센싱라인을공유할수있다. 즉ᅳ동일한열에배열된 픽셀어레이들의터치 /지문인식전극들이하나의센싱라인을공유할 있다. 여기서,상기센싱라인에연결된픽셀어레이의 터치 /지문인식전극은스위칭

TFT에연결되고,상기스위칭 TFT는스캔라인에연결된다.

[97] 동일한열에배열된픽셀어레이들의터치 /지문인식전극들이하나의센싱 라인을공유하는구조는 IPS모드의터치패널, FFS모드의터치패널및 VA 모드의터치패널에각기적용될수있다.상기터 패널의레이아웃은도 15 내지도 17에서보여진다.

[98] 도 15내지도 17에도시된바와같이,스캔라인,센싱라인및 위칭 TFT는 블랙매트릭스 (BM)영역에배치될수있다.

[99] 터치 /지문인식전극들은 TN모드와 VA모드와같은수직전계구동방식또는

IPS모드와 FFS모드와같은수평전계구동방식을이용할수있 다.

[100]

[101] 이하,위의터치패널들을포함하는컴퓨팅장치 의구조및동작을첨부된

도면들을참조하여상술하겠다.

[102] 도 18은본발명의일실시예에따른터치패널을사용 는컴퓨팅장치를

도시한도면이고,도 19는본발명의일실시예에따른도 18의동작을도시한 순서도이다.

[103] 도 18을참조하면,본실시예의컴퓨팅장치는도 2의구성요소들외에

어플리케이션프로세서 (Application processor, AP, 1800)및제어부 (1802)를더 포함할수있다.

[104] 어플리케이션프로세서 (1800)는어플리케이션 (인터넷뱅킹,모바일결제,

: 전자문서교환등을위한프로그램)을실행시키 ,상기어플리케이션을동작 모드로동작시키기전에사용자를인증할필요가 있다.따라서,사용자안증을 위하여지문인식과정이수행될필요가있으며, 어플리케이션프로세서 (1800)는 사용자인증을위하여사용자의지문정보와상기 획득된지문정보의일치 여부를확인할수있다.물론,상기사용자의지 정보는미리저장되어있다.

[105] 일실시예에따르면,상기지문인식과정이수행 될때디스플레이화면상에 본인인증확인창이디스플레이될수도있다

[106] 제어부 (1802)는상기사용자의지문정보와상기획득된지 문정보가일치하면, 즉사용자가인증되면,어플리케이션의상태를 동작모드로전환할수있다.

[107]

[108] 이하,이러한컴퓨팅장치의동작올살펴보겠다 .

[109] 도 19를참조하면,우선사용자의터치입력이감지되 었는지의여부가

판단된다 (S 1900).

[1 1이 이어서,사용자의터치입력이감지된경우,리 아웃회로 (206)내의센싱

회로 (300)의스위치 (S1)가오프 (Off)상태인지의여부가판단된다 (S1902).

[111] 스위치 (S1)가오프상태이면,즉 Touch phase이면,어플리케이션프로세서 (AP, 1800)가사용자인증을위한어플리케이션을실행 였는지의여부가

판단된다 (S1904).

[112] 사용자인증을위한어플리케이션이실행되지않 은경우,리드아웃

회로 (206)는 m개의스캔라인들에신호들을동시에인가한다 (S1906).

[1 13] 이어서,리드아웃회로 (206)는 n개의센싱스위치들을턴-온시킨다 (S 1908).

[114] 계속하여,리드아웃회로 (206)가 n개의센싱라인들을통하여예를들어터치 전극의셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를 감지한다 (S 1910).

[115] 이어서,터치검출프로세서 (207)가상기감지된캐패시턴스를통하여터치

지점을검출한다 (S1912).

[116] 계속하여,제어부 (1802)는상기검출된터치지점을입력으로인식한 다 (S 1914).

[1 17] 반면에,사용자인증을위한어플리케이션이실 행된경우,리드아웃

회로 (206)는스캔라인들에신호들을순차적으로인가 다 (S1916).

[118] 이어서,리드아웃회로 (206)는상기지문인식을위하여센싱스위치들을

순차적으로턴-온시킨다 (S1918).

[119] 계속하여,리드아웃회로 (206)는센싱라인들을통하여지문인식전극들의

셀프캐패시턴스또는상호캐패시턴스를감지한 다 (S 1920).

[120] 이어서,터치검출프로세서 (207)는상기감지된캐패시턴스를통하여지문

정보를획득하고,상기획득된지문정보를어플 케이션프로세서 (1800)로 전송한다 (S 1922).

[121] 계속하여,어플리케이션프로세서 (1800)는상기획득된지문정보와사용자의 정보가일치하는지의여부를판단한다 (S1924).

[122] 상기획득된지 :정보와상기.사ᅭ용자와정보기:일_ 하쉐으—면,ᅳ디스플 -레싀 화면위에접근불가메시지를표시한다 (S1926).

[123] 반면에,상기획득된지문정보와상기사용자의 정보가일치하면,

제어부 (1802)는어플리케이션의상태를동작모드로전환 시킨다 (S 1928).

[124]

[125] 위에서는터치지점검출및지문인식을모두수행 할수있는터치패널에

대하여설명하였으나,이하에서는지문인식기 능없이터치지점검출만을 수행할수있는터치패널의구조및동작을상술하 겠다.

[126] 도 20은본발명의또다른실시예에따른터치패널의 조를도시한도면이고, 도 21은본발명의일실시예에따른도 20의터치패널에서터치인식방법을 도시한회로도이며,도 22는도 21의터치인식방법에사용되는신호들을 도시한타이밍다이어그램이다.

[127] 도 20및도 21을참조하면,본실시예의터치패널은복수의 치센서들 (2010), 리드아웃회로 (R01C, 2002)및터치검출프로세서 (2004)를포함한다.

[128] 터치센서 (2010)는원형점선에서보여지는바와같이복수의 서브픽셀들로 터치전극을구성한다ᅳ

[129] 일실시예에따르면,동일한열에배열되는터치 극들이하나의센싱라인을 공유한다.

[130] 각터치센서들 (2010)은상기센싱라인에연결된하나의스위칭 TFT(2020)를 포함하며,해당스캔라인이스위칭 TFT(2020)의게이트에연결된다.

[131] 리드아웃회로 (2002)는센싱회로 (21 10)및여기회로 (2112)를포함한다.한편, 리드아웃회로 (2002)는도 2에서와달리센싱스위치를포함하지않을수있 .

[132] 여기회로 (2112)는스캔라인들을통하여신호들을스휘칭 TFT들 (2020)로 인가한다.

[133] 센싱회로 (21 10)는상기센싱라인을통하여터치전극 (2010)의셀프

캐패시턴스또는상호캐패시턴스를감지한다.

[134] 터치검출프로세서 (2004)는상기감지된캐패시턴스를통하여터치지 점을 검출한다.

[135] 이러한터치패널의동작을도 21및도 22를참조하여살펴보면,리드아웃 회로 (2002)는스캔라인들에순차적으로신호들을인가 한다.

[136] 이어서,리드아웃회로 (2002)는상기신호가인가되는스캔라인에해당하 는 터치전극의샐프캐패시턴스또는상호캐패시턴 스를순차적으로감지한다.

[137] 계속하여,터치검출프로세서 (2004)는상기감지된캐패시턴스를통하여터치 지점을검출한다.

[138] 다른실시예에따르면,리드아웃회로 (2002)는스캔라인들에직교한신호들을 동시에인가하고,그런후모든터치전극들의샐 캐패시턴스또는상호 캐패시턴스를동시에감지한다.

[139] 이어서,터치검출회로 (2002)는상기감지된캐패시턴스를통하여터치지 점을 검출한다.

[140] 정리하면,본실시예의터치패널에서한열에배 열된터치전극들이하나의 센싱라인을공유한다.

[141 ] 이하,이러한컴퓨팅장치의터치패널의동작을 살펴보겠다.

[142] 도 23은본발명의다른실시예에따른컴퓨팅장치를 시한도면이고,도 24는 본발명의일실시예에따른도 23의터치패널에서의터치인식과정을도시한 순서도이다.

[143] 도 23및도 24를참조하면,리드아웃회로 (2002)내의센싱회로 (2110)의

스위치 (S1)가오프상태인지의여부가판단된다 (S2400).즉, Touch phase인지의 여부가판단된다 (S2400).

[144] 스위치 (S 1)가오프상태인경우,사용자의터치입력이감 된다 (S2402).

[145] 사용자의터치입력이감지되는경우,리드아웃 회로 (2002)는스캔라인들에 신호들올인가한다 (S2404).

[146] 이어서,리드아웃회로 (2002)는센싱라인들을통하여터치전극들의셀프 캐패시턴스또는상호캐패시턴스를감지한다 (S2406).

[147] 계속하여,터치검출프로세서 (2004)는상기감지된캐패시턴스를통하여터치 지점을검출한다 (S2408).

[ 148] 이어서,어플리케이션프로세서 (2300)또는제어부 (2302)는상기검출된터치 지점을입력으로인식한다 (S2410).

[149]

[150] 한편,전술된실시예의구성요소는프로세스적 관점에서용이하게파악될 수있다.즉,각각의구성요소는각각의프로세 로파악될수있다.또한전술된 실시예의프로세스는장치의구성요소관점에서 용이하게파악될수있다. [151] 또한앞서설명한기술적내용들은다양한컴퓨터 수단을통하여수행될수 있는프로그램명령형태로구현되어컴퓨터판독 가능매체에기록될수있다. 상기컴퓨터판독가능매체는프로그램명령,데 이터파일,데이터구조등을 단독으로또는조합하여포함할수있다.상기매 에기록되는프로그램명령은 실시예들을위하여특별히설계되고구성된것들 이거나컴퓨터소프트웨어 당업자에게공지되어사용가능한것일수도있다 .컴퓨터판독가능기록 매체의예에는하드디스크,플로피디스크및자 테이프와같은자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와같은광기록매체 (optical media), 플롭티컬디스크 (floptical disk)와같은자기-광매체 (magneto-optical media),및 롬 (ROM),램 (RAM),플래시메모리등과같은프로그램명령을저 장하고 수행하도록특별히구성된하드웨어장치가포함 된다.프로그램명령의예에는 컴파일러에의해만들어지는것과같은기계어코 드뿐만아니라인터프리터 등을사용해서컴퓨터에의해서실행될수있는고 급언어코드를포함한다. 하드웨어장치는실시예들의동작을수행하기위 해하나이상의소프트웨어 모들로서작동하도록구성될수있으며 ,그역도마찬가지이다.

산업상이용가능성

[152] 본발명의범위는후술하는특허청구범위에의하 여나타내어지며,

특허청구범위의의미및범위그리고그균등개념 으로부터도출되는모든변경 또는변형된형태가본발명의범위에포함되는것 으로해석되어야한다.