KR102333962B1 - 터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예들은, 터치 감지 회로의 각 터치 수신 채널별로 구비되는 전하 증폭기(CA)의 2개 입력 단자 중 하나의 단자에 종래와 같은 기준 전압(VREF)이 아닌 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 입력되도록 함으로써, 추가적인 차동 증폭기 없이도 노이즈를 상쇄시킬 수 있는 터치 감지 장치 및 터치표시장치를 제공한다.

Description

터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치 표시 장치{Touch Detection Apparatus and Touch Display Device with the same}

본 발명의 실시예들은 터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치표시장치에 관한 것으로, 특히 터치 패널에서 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있는 터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Device), 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.

요즈음, 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공할 수 있다.

이러한 터치 기반의 입력방식을 제공하는 표시장치는, 액정표시패널 또는 유기발광표시패널 등의 상부에 배치되는 별도의 터치패널 또는 터치스크린 레이어를 포함하며, 이러한 터치 패널에는 터치 구동신호를 송신하는 다수의 송신(Tx) 터치 전극과 터치입력에 의한 감지신호를 수신하는 다수의 수신(Rx) 터치 전극을 포함한다.

한편, 최근 디스플레이의 두께가 얇아지는 경향으로 인하여, 표시패널과 터치 패널 사이의 간격이 좁아지고, 결과적으로 표시패널의 구동 과정 등에서 발생되는 노이즈가 터치패널에 영향을 미쳐 터치동작의 정확도 등이 떨어지는 문제가 발생될 가능성이 커지고 있다.

이와 같이 표시패널에서 발생되는 노이즈에 의한 터치 동작의 영향을 최소화하기 위한 여러가지 방안들이 개발되고 있으나 터치 효율이 떨어지거나 노이즈 감소를 위한 구성요소의 추가로 인하여 장치가 복잡해지는 등의 문제점이 야기될 수 있다.

이에 본 발명의 실시예들의 목적은, 터치패널의 노이즈 감소를 위한 터치 감지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예들의 다른 목적은 다수의 터치 수신전극과 각 터치 수신전극으로부터 터치 입력신호를 수신하는 전하 증폭기(Charge Amplifier)를 포함하는 터치 감지 장치에서 전하 증폭기의 입력 구조를 최적화함으로써, 터치구동에서의 노이즈 발생을 최소화할 수 있는 터치 감지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 터치 수신 전극과 연결된 전하 증폭기의 입력 단자 중 하나에, 인접하는 터치 수신 전극의 터치 입력 신호를 인가함으로써 터치동작에서의 노이즈를 저감시킬 수 있는 터치 감지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 터치 수신 전극과 연결된 전하 증폭기의 단자 중 하나에, 멀티플렉서에 의하여 선택되는 다수 신호 중 하나를 입력함으로써, 터치동작에서의 노이즈를 저감시킬 수 있는 터치 감지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 터치 수신 전극과 그 각각의 터치 수신 전극에 연결되는 전하 증폭기를 포함하는 터치 감지 장치에서, 각 전하 증폭기의 비반전(+) 단자에 인접 채널의 터치 입력신호를 인가함으로써 터치감지 회로의 출력에 나타나는 노이즈의 영향을 감소시켜 터치 검출 장치의 오동작을 방지하는 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의하면, 표시패널 상부에 배치되어 상기 표시패널로의 터치 입력을 감지하는 터치 감지 장치로서, 상기 터치 감지장치는 n개의 수신 전극과 각 수신 전극의 채널 별로 구비되는 전하 증폭기를 포함하고, 상기 전하 증폭기 중 k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제1입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 인가되고, k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제2입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되는 터치 감지 장치를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 표시패널; 및 상기 표시패널의 상부에 배치되어 상기 표시패널로의 터치 입력을 감지하는 터치 감지 장치;를 포함하며, 상기 터치 감지장치는 n개의 수신 전극과 각 수신 전극의 채널 별로 구비되는 전하 증폭기를 포함하고, 상기 전하 증폭기 중 k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제1입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 인가되고, k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제2입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되는 터치 표시 장치를 제공한다.

도 1은 본 실시예가 적용될 수 있는 터치표시장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래 방식에서의 터치 감지 장치의 회로 구성을 도시한다.
도 3은 도 2의 터치 감지 장치의 터치 출력신호와 그에 포함되는 노이즈의 영향에 대하여 도시한다.
도 4는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방안 중에서 터치 감지 타이밍을 조절하는 방식의 신호 파형도를 도시한다.
도 5는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 노이즈 감지를 위한 별도의 노이즈 감지 채널을 구비하는 방식의 회로도를 도시한다.
도 6은 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 2개의 인접한 채널 사이에 별도의 차동 증폭기(Differential Amplifier)를 사용하는 방식의 회로도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예가 적용되는 터치 감지 장치의 전체 구성을 도시한다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 감지 장치의 등가 회로를 도시한다.
도 9는 도 8의 실시예에 의한 터치 감지 장치에서의 채널별 노이즈 감소 특성과 안정성(Stability)의 변화를 도시한다.
도 10 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 감지 장치의 채널별 등가 회로를 도시한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 의한 터치 감지 장치의 구동 방식 및 전하 증폭기의 입력 방식을 도시한다.
도 12는 본 발명의 제2 및 제3실시예를 적용하기 위한 각 수신 채널별 전하 증폭기의 입력 구조를 도시한다.
도 13은 n개의 채널을 구비하는 터치 감지 장치에 본 발명의 제2 및 제3 실시예가 적용되는 경우의 회로도를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 전하 증폭기에 사용될 수 있는 쵸핑(Chopping) 회로의 일 예를 도시한다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 터치표시장치(100)의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 터치표시장치(100)는 터치 입력 기능을 갖는 표시장치로서, 표시패널(110)과 그 상부에 배치되는 터치 패널(120)를 포함하여 구성된다.

표시패널(110)은 다수의 게이트 라인과 데이터 라인 및 그 교차 영역에 형성되는 픽셀을 포함하는 표시부(112)와, 데이터 라인 및 게이트 라인을 각각 구동하는 데이터 구동부(114), 게이트 구동부(116) 및 타이밍 컨트롤러(118) 등을 포함할 수 있다.

또한, 표시패널(110) 상부에 배치되는 터치 패널(120)은 터치 스크린 패널, 터치 스크린 등 다른 용어로 표현될 수 있으며, 다수의 터치전극(TE)과 그 터치전극을 구동하여 터치입력을 감지하는 터치 구동부를 포함할 수 있다.

표시패널(110)에는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, N행 M열의 매트릭스 타입으로 N*M개의 서브픽셀(SP)이 배치된다.

데이터 구동부(114)는 표시패널(110)에 배치된 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하며, 게이트 구동부(116)는 표시패널(110)에 배치된 다수의 게이트 라인(GL)을 소정의 순서에 따라 순차적으로 구동한다.

한편, 본 실시예가 적용될 수 있는 터치표시장치(100)는, 터치 방식으로서, 터치패널(120)에 형성된 다수의 터치 전극(TE)을 통해 캐패시턴스(Capacitance)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 캐패시턴스 터치 방식을 채용하고 있다.

이러한 캐패시턴스 터치 방식은, 일 예로, 뮤추얼 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 셀프 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다.

캐패시턴스 터치 방식의 한 종류인 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식에서, 다수의 터치 전극(TE)은 구동전압(터치구동신호)이 인가되는 Tx 전극(구동 전극 또는 송신 전극이라고도 함)과 구동전압(터치구동신호)이 센싱되고 Tx 전극과 캐패시턴스를 형성하는 Rx 전극(센싱 전극 또는 수신 전극이라고도 함)으로 나눌 수 있다.

이러한 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식은, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 터치 전극(Tx 전극과 Rx 전극) 간의 캐패시턴스(뮤추얼 캐패시턴스)의 변화를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 터치 방식이다.

캐패시턴스 터치 방식의 다른 한 종류인 셀프 캐패시턴스 터치 방식은, 다수의 터치 전극(TE) 각각이 손가락, 펜 등의 포인터와 캐패시턴스(셀프 캐패시턴스)를 형성하도록 하여, 손가락, 펜 등의 포인터의 유무에 따른 각 터치 전극(TE)과 포인트 간의 캐패시턴스 값을 측정하여 이를 토대로 터치 유무 및 터치 좌표 등을 검출하는 방식이다.

이러한 셀프 캐패시턴스 터치 방식은, 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식과는 다르게, 각 터치 전극(TE)을 통해 구동 전압(터치구동신호)이 인가되고 동시에 센싱된다. 따라서, 셀프 캐패시턴스 터치 방식에서는, Tx 전극과 Rx 전극의 구분이 없다.

본 실시예에 따른 터치표시장치(100)는, 전술한 2가지의 캐패시턴스 터치 방식(뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식, 셀프 캐패시턴스 터치 방식) 중 하나를 채용할 수 있다. 다만, 본 명세서에서는, 설명의 편의를 위해, 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식이 채용된 것으로 가정하여 실시예를 설명한다.

또한, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 터치패널(120)은 외장형 타입 또는 내장형 타입일 수 있다.

터치패널(150)이 외장형 타입("애드-온(Add-On) 타입"이라고도 함)인 경우, 다수의 터치전극(TE)이 배치된 터치패널(120)은 표시패널(110) 상에 부착된다. 이때, 터치패널(120) 및 표시패널(110)은 별도의 공정으로 제조될 수 있다.

이와 같이, 터치패널(120)을 외장형 타입으로 구현하는 경우, 터치패널(120) 및 표시패널(110)을 별도로 제조해도 되기 때문에, 표시패널(110)의 제조 공정이 간단해지는 장점이 있다.

터치패널(120)이 내장형 타입인 경우, 표시패널(110)에 다수의 터치전극(TE)이 배치된 터치패널(120)이 내장된다. 즉, 터치패널(120)이 내장형 타입인 경우, 다수의 터치전극(TE)이 표시패널(110) 내부에 형성될 수 있다.

내장형 타입에는, 터치패널(120)은 표시패널(110)에 내장되되, 셀 상에 다수의 터치전극(TE)이 존재하는 온-셀 타입, 또는 터치패널(120)이 표시패널(110)에 내장되되, 셀 내부에 다수의 터치전극(TE)이 존재하는 인-셀 타입이 있다.

이와 같이, 터치패널(120)을 내장형 타입으로 구현하는 경우, 표시패널(110)을 제조할 때 터치패널(120)을 함께 형성해야 하기 때문에, 표시패널(110)의 제조 공정이 복잡해질 수 있다. 하지만, 동일한 제조 공정에서, 터치패널(120) 및 표시패널(110)을 모두 제작할 수 있기 때문에, 오히려, 전체 제조 공정 측면에서 더욱 간단하고 편리해졌다고 볼 수도 있다. 또한, 터치표시장치(100)의 전체 두께가 얇아지고 컴팩트해지는 장점도 있다.

도 1과 같은 터치표시장치(100)의 경우, 일반적으로 표시패널(110)의 최상부에 위치하는 공통전극(VCOM)이 존재하며, 공통전극은 일정 전압을 계속 유지해야 하지만 데이터 라인의 전압이 변할 때 이러한 전압 변화가 공통전극으로 커플링되고, 공통전극의 임피던스가 0이 아니기 때문에 순간적인 피크 전압이 유기된다. 이러한 피크 전압은 표시패널(110) 상부에 있는 터치패널(120)로 커플링되어 터치패널(110)의 감지회로(Readout Circuit)에 노이즈로 작용한다.

특히 최근 더 얇은 표시장치가 개발되면서 표시패널(110)와 터치 패널(120) 사이의 거리가 가까워지고 있으며, 특히 온-셀(On-cell) 또는 인-셀(In-cell) 타입의 터치표시장치에서는 표시패널(110) 내부의 회로와 터치패널(120) 사이의 노이즈 커플링이 증가하여 터치 감도가 떨어지는 문제가 발생되고 있다. 따라서, 기존의 터치패널의 터치 감지 장치보다 더 향상된 노이즈 대응 기술이 필요한 실정이다.

도 2는 종래 방식에서의 터치 감지 장치의 회로 구성을 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 터치 구동신호가 인가되는 Tx 전극(212)이 배치되고, 그 Tx 전극과 상호 커패시턴스(216; C_M)을 형성하는 다수의 Rx 전극(214)가 형성된다.

각 Rx 전극(214)에는 터치 입력에 의하여 가변되는 상호 커패시턴스의 영향으로 터치 구동 전압이 가변된 수신 전압 V_Rx(n-1)이 인가된다. 이 경우 k번째 Rx 전극을 k 채널이라 표현하기로 하며, 그 k 채널에서 감지되는 수신 전압(V_Rx)을 V_Rx (k)로 표현하기로 한다.

한편, 터치패널의 터치 감지 장치 또는 터치 검출 장치는 각 수신 채널별로 반전 단자(- 단자) 및 비반전 단자(+ 단자)를 입력 단자로 가지는 전하 증폭기(Charge Amplifier)를 포함한다. 도 2에서는 n-1 번째 채널에 대응되는 전하증폭기(CA_n-1; 220)와 n번째 채널에 대응되는 전하증폭기(CA_n; 220')가 도시되어 있다.

각 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자, 즉 플러스(+) 단자에는 기준 전압인 V_REF가 인가되며 전하 증폭기의 반전 단자, 즉 마이너스(-) 단자에는 해당 채널의 수신전압(V_Rx)가 입력되며, 출력단자에서는 해당 채널(k)의 터치 출력 전압인 V_OUT(k)가 출력된다.

이러한 전하 증폭기에 의한 수신 전압 생성 메커니즘을 살펴보면 다음과 같다.

Tx 전극(212)의 구동 전압(V_Tx)의 변화인 △ V_Tx는 터치 패널 상호 커패시턴스(216; C_M) 양단에 전하 변화량인 △ Q_M 을 유도하고, 이는 아래와 같이 수학식 1로 표현될 수 있다. 이 때, Rx 전극(214) 또는 RX 라인은 가장 쇼트(Virtual Short)로서 기준 전압 V_REF을 유지하기 때문에 Rx 전극의 수신 전압(V_Rx)의 변화는 나타나지 않고 유도된 전하량이 피드백 커패시터(C_F; 222)로 인가된다. 이 때, 전달된 전하량 만큼이 출력의 전압 변화(△ V_OUT)를 가져오며 이를 아래 수학식 2로 나타낼 수 있다.

[수학식 1]

[수학식 2]

한편, 도 2와 같이 각 채널별 전하 증폭기(220)의 피드백 커패시터에는 병렬로 1개의 스위치(S_R)이 연결되어 있으며, 이러한 스위치는 터치 검출을 연속 모드(Continuous Mode) 또는 이산 모드(Discrete Mode) 중 하나로 동작하도록 한다.

즉, 연속 모드에서는 스위치(S_R)를 저항으로 대체하여 사용하며 Tx 전극의 구동 신호로서 정현파(Sine Wave)를 인가하여 터치패널의 정보를 검출하며, 이산 모드에서는 동작 영역에 따라 스위치(S_R)를 On 또는 Off 시켜 터치감지 신호를 검출한다. 이 때, 동작영역은 터치 감지 구간(T_SEN)과 리셋 구간(T_reset)일 수 있으며, 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 스위치(S_R)를 OFF 시킴으로써 피드백 커패시터(C_F)에 축적된 전하량을 출력단으로 전달함으로써 출력 전압(V_OUT)를 측정하고, 리셋 구간(T_reset) 에서는 스위치(S_R)를 ON 시킴으로써 출력 전압(V_OUT)을 리셋시키고 피드백 커패시터에 축적된 전하량을 방전시킨다.

한편, 도 2와 같이 일반적인 터치 감지 회로에서는 Rx 전극(214)과 표시패널의 공통전극(Vcom) 사이에 기생 커패시터(C_N)가 발생되며, 이로 인하여 표시패널의 구동 전압 또는 공통전압의 변화가 터치 패널의 Rx 전극으로 커플링되며, 따라서 표시패널의 구동에서 발생된 노이즈가 터치패널로 커플링된다.

도 3은 도 2의 터치 감지 장치의 터치 출력신호와 그에 포함되는 노이즈의 영향에 대하여 도시한다.

도 3에서 디스플레이 노이즈 전압 레벨(310)과 각 터치 채널에서의 터치 출력 전압 레벨(320)이 도시되며, 좌측 그래프는 디스플레이 노이즈가 전혀 없는 이상적인 상태이고, 우측 그래프는 표시패널 구동에 의하여 발생되는 2개 피크 또는 펄스의 디스플레이 노이즈(32, 314)가 있는 경우를 도시한다.

도 3의 좌측 그래프와 같이, 표시패널에 디스플레이 노이즈가 전혀 없는 경우에는 터치패널의 각 전하 증폭기의 출력, 즉 터치 출력 전압(V_OUT)은 안정적인 전압 레벨을 보이게 된다.

반면, 도 3의 우측 그래프와 같이, 표시패널 구동에 의하여 발생되는 2개의 디스플레이 노이즈 피크(312, 314)가 있는 경우에는 터치 출력 전압(V_OUT)은 디스플레이 노이즈 피크에 의하여 커플링되는 터치 노이즈 피크(322, 324)를 포함한다. 참고로, 도 2에서 도시한 바와 같이, 각 터치 수신 전압 V_Rx이 전하 증폭기의 반전(-) 단자에 입력되어 인버팅되기 때문에, 터치 노이즈 피크(322, 324)는 디스플레이 노이즈 피크(312, 314)와 반대의 위상을 가지면서 터치 출력 전압에 더해지게 된다.

이와 같이, 각 채널별 터치 출력 전압(Vout)에는 터치 입력에 의한 터치 감지 전압 이외에 표시패널에서 전이된 노이즈가 더해지게 되며, 이로 인하여 터치 동작의 정밀도 등의 성능에 나쁜 영향을 미치게 된다.

도 4 내지 도 6은 이러한 노이즈 커플링에 의한 터치성능 열화를 해결하기 위한 여러 가능한 방안을 예시한다.

도 4는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방안 중에서 터치 감지 타이밍을 조절하는 방식의 신호 파형도를 도시한다.

도 4의 방식에서는, 터치패널로 노이즈가 유입되는 시간을 감지한 후, 터치 검출을 수행하는 터치 감지 구간(T_SEN)이 노이즈 유입 타이밍을 피하도록 설정함으로써, 노이즈를 회피하는 것이다.

도 4의 타이밍도에서 Sout은 터치 수신 전극에서 검출되는 터치 출력 전압이고, 아래 타이밍도의 SEN은 터치 감지 구간(T_SEN) 및 리셋 구간(T_reset) 또는 휴지 기간을 설정하는 터치 검출 인에이블 신호이다. 즉, SEN이 ON인 구간에서만 터치 검출 동작을 수행하게 된다.

도 4에서와 같이 터치 출력 전압에는 일정한 간격으로 노이즈 성분(410)이 포함되어 있다. 즉, 터치 패널 하부에 배치된 표시패널의 구동 과정에서 일정한 주기로 커플링 노이즈가 터치 패널로 유입되어, 터치 출력 전압에 노이즈 성분(410)이 포함되는 것이다.

따라서, 도 4의 노이즈 회피 방식에서는 터치 감지 인이에블 신호 SEN를 이용하여 노이즈 성분(410)이 존재하는 일정 구간을 리셋 구간(T_reset) 또는 휴지 기간으로 설정하고, 터치 감지 구간(T_SEN)이 노이즈 성분(410)이 없는 부분에 형성되도록 제어함으로써 노이즈를 절감시키는 것이다.

그러나, 도 4와 같은 방식을 적용하기 위해서는 표시패널의 구동 타이밍과 터치 구동 타이밍이 동기화 되어야 하기 때문에, 터치 패널에 표시패널의 드라이버 IC 등의 구동부와 통신하기 위한 인터페이스가 추가로 필요하다는 단점이 있다.

또한, 도 4의 노이즈 저감 방식에서는 일정한 주기를 가지는 노이즈, 즉 특정 주파수 성분의 노이즈에 대해서만 노이즈 저감 효과가 있을 뿐, 그렇지 않은 랜덤한 노이즈 등에 대해서는 적용될 수 없다는 단점이 있었다.

도 5는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 노이즈 감지를 위한 별도의 노이즈 감지 채널을 구비하는 방식의 회로도를 도시한다.

도 5의 방식은, 터치 입력 신호 없이 노이즈만 유입되는 추가 채널, 즉 노이즈 전용 Rx 전극 또는 Rx 라인을 터치 패널에 추가로 형성하고 이를 이용하여 노이즈 영향을 감소하는 방안이다.

즉, 도 5와 같이 터치 수신 채널 또는 터치 감지 전극(510) 이외에 노이즈 입력만이 가능한 노이즈 전용 채널(520)를 터치 패널에 형성하면, 도 5와 같이 터치 수신 채널의 전하 증폭기(CA1; 512)의 출력단에는 노이즈 성분(Vnoise)이 포함된 터치 출력 전압(Vout)이 출력되고, 노이즈 전용 채널의 전하 증폭기(CAnoise; 522)의 출력단에는 노이즈 성분(Vnoise)만이 출력된다. 따라서, 별도의 차동 증폭기(DA; 530)를 이용하여 터치 수신 채널의 출력값(Vout+Vnoise)과 노이즈 출력값(Vnoise)을 차동시키면 최종적으로 노이즈 성분이 제거된 터치 출력 전압(Vout)을 도출할 수 있게 된다.

그러나, 도 5와 같이 노이즈 전용 채널을 이용하는 방식에서는, 터치 패널 상에 노이즈 검출만을 위한 추가 터치 전극을 별도로 형성하여야 함으로 비용 또는 공정상 복잡해지는 문제가 있다.

또한, 각 채널별 전하 증폭기(CA)이외에 노이즈 성분을 제거하기 위한 감산기(Subtractor)로서 차동 증폭기(Differential Amplifier; 530)가 추가로 필요하므로, 터치 검출 회로의 칩 면적, 칩 복잡도가 증가하고 전력 소모가 심한 등의 단점이 있다.

도 6은 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 2개의 인접한 채널 사이에 별도의 차동 증폭기(Differential Amplifier)를 사용하는 방식의 회로도를 도시한다.

도 6과 같이 인접 채널 사이의 차동 증폭기를 사용하는 방식에서는, 2개의 인접 수신 채널 사이에 하나의 차동증폭기(Differential Amplifier; DA)를 배치하는 구조이다.

예를 들면, 도 6과 같이, n-1 번째 터치 수신 채널인 Rx(n-1)의 전하 증폭기(CA_n-1) 및 n 번째 터치 수신 채널인 Rx(n)의 전하 증폭기(CA_n)의 출력값이 각각 입력되는 차동 증폭기(DA)가 추가로 구비된다.

이 경우, n-1 번째 터치 수신 채널인 Rx(n-1)의 전하 증폭기(CA_n-1)의 출력값에는 n-1 번째 채널의 터치 출력 전압값인 Vout(n-1) 이외에 노이즈 성분인 Vnoise가 포함되어 있으며, 마찬가지로 이 경우, Rx(n)의 전하 증폭기(CA_n)의 출력값에는 n 번째 채널의 터치 출력 전압값인 Vout(n) 이외에 노이즈 성분인 Vnoise가 포함되어 있을 것이다. 인접 채널이므로 양 채널의 출력값에 포함된 노이즈 성분의 크기가 동일하다고 가정하면 차동 증폭기의 출력값에는 노이즈 성분이 상쇄되고, 양 채널의 터치 출력 전압의 차이값만이 남게 되며, 이러한 양 채널의 터치 출력 전압의 차이값 Vout(n)-Vout(n-1)을 기초로 터치 입력을 감지하게 되는 것이다.

도 6과 같은 인접 채널의 출력 차이를 이용하여 노이즈를 저감하는 방식에서는, 도 5의 터치 전용 채널 및 감산기를 이용하는 방식과 유사하게, 각 채널별 전하 증폭기(CA)이외에 노이즈 성분을 제거하기 위한 차동 증폭기(Differential Amplifier)가 추가로 필요하므로, 터치 검출 회로의 칩 면적, 칩 복잡도가 증가하고 전력 소모가 심한 등의 단점이 여전히 존재한다.

본 발명의 실시예는 이러한 도 4 내지 도 6의 방식이 가지는 단점들을 보완하면서, 표시패널로부터 발생되어 터치패널로 전이되는 노이즈의 영향을 저감할 수 있는 터치 감지 장치 및 표시장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에서는 기본적으로 터치 감지 회로의 각 터치 수신 채널별로 구비되는 전하 증폭기(CA)의 2개 입력 단자 중 하나의 단자에 종래와 같은 기준 전압(V_REF)이 아닌 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 입력되도록 함으로써, 추가적인 차동 증폭기 없이도 노이즈를 상쇄시킬 수 있도록 하였다.

도 7은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 터치 패널의 구성을 도시한다.

도 7과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 터치 패널은 표시패널의 내부에 실장되거나 표시패널의 상부에 별도로 애드온(Add-on)되어 표시패널로의 터치 입력을 감지하는 것으로서, 다수의 터치 전극(740)이 패널 상에 형성되어 있으며, 터치 전극으로 터치 구동 신호를 제공하는 터치 구동부(710)와, 터치 수신 전극으로부터의 터치 수신 전압 또는 터치 수신 전하를 입력받아 터치 출력 전압을 생성하는 터치 감지 회로(Touch Readout Circuit; 720) 및 메인 프로세서(MCU; 730) 등을 포함할 수 있다.

터치 전극(740)은 다시 터치 패널의 제1방향으로 연장 형성되는 다수의 송신(Tx) 전극(742)과, 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 연장 형성되는 다수의 수신(Rx) 전극(744)을 포함할 수 있다. 이러한 터치 전극 구조는 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식의 경우로서, 송신 전극에 터치 구동 신호를 송신한 후 수신 전극으로 터치 수신 신호를 감지하여 터치 여부를 판단하게 된다. 즉, 외부 터치가 있는 경우 송신 전극와 수신 전극 사이의 뮤추얼 커패시턴스(C_M)에 의하여 터치 수신 신호는 터치 구동 신호와 달라지게 되며 그 달라진 양을 측정하여 터치 입력 여부를 결정하게 되는 것이다.

그러나, 본 발명의 실시예는 상기와 같은 터치 전극 구조 및 뮤추얼 캐패시턴스 터치 방식에 한정되는 것은 아니며, 송신/수신 터치 전극의 구분이 없는 셀프 커패시턴스 터치 방식에도 적용될 수 있을 것이다.

도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널이 사용되는 표시패널은 액정표시패널(LCD), 유기전계발광 표시패널(OLED) 등을 포함하는 모든 종류의 표시패널일 수 있다.

본 발명의 실시예에 사용되는 표시패널에는 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, N행 M열의 매트릭스 타입으로 N*M개의 서브픽셀(SP)이 형성되며, 라인들을 구동하기 위한 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 표시패널에 배치된 다수의 데이터 라인(DL)을 구동하기 위한 데이터 구동부와, 다수의 게이트 라인(GL)을 소정의 순서에 따라 순차적으로 구동하기 위한 게이트 구동부가 포함될 수 있다.

본 발명의 실시예에서의 터치 감지 장치는 도 7에서 예시한 터치 수신 전극으로부터의 터치 수신 전압 또는 터치 수신 전하를 입력받아 터치 출력 전압을 생성하는 터치 감지 회로(Touch Readout Circuit; 720)를 의미하거나, 그 터치 감지 회로를 포함하여 최종적으로 터치 검출을 수행하는 상위 개념으로서의 터치 패널을 모두 포함하는 개념으로 이해되어야 한다.

즉, 본 실시예들에 의한 터치 감지 장치는 터치 감지 회로, 터치 리드아웃 회로(Touch R/O Circuit) 등의 협의의 의미일 수도 있으나, 그러한 터치 감지 회로들을 물론 터치 전극, 터치 구동부, 메인 MCU 등 터치 패널 또는 터치 스크린 전체를 모두 포괄하는 의미일 수도 있다는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널(700)은 별도로 제작되어 표시패널(미도시) 외부에 결합되는 애드온(Add-on) 형태일 수도 있고, 표시패널의 내부에 터치패널이 포함되는 인-셀(In-cell)방식일 수도 있다.

이하에서는 편의상 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널이 인-셀 터치 방식이고, 표시패널은 유기발광표시패널(OLED)인 것으로 가정하여 설명한다.

인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치는 디스플레이 모드와 터치 모드로 동작할 수 있다.

가령, 한 프레임(Frame) 구간을 디스플레이 모드 구간과 터치 모드 구간으로 나누어, 디스플레이 모드 구간에서는 디스플레이 모드로 동작하고, 터치 모드 구간에서는 터치 모드로 동작한다.

인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치는 레이어 스택 구조(Layer Stack Structure) 관점에서, 제1기판과, 제1기판 상에 화소 영역마다 둘 이상의 트랜지스터가 형성된 트랜지스터 형성층과, 화소 영역마다, 트랜지스터 형성층 상에 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(예: 애노드 전극)이 형성된 제1전극 형성층과, 제1전극 형성층 상에 형성되고 빛을 발광하는 유기층을 포함한다. 또한, 유기층 상에는 유기발광다이오드(OLED)의 제1전극(예: 애노드 전극)과 대응하는 유기발광다이오드(OLED)의 제2전극(예: 캐소드 전극)이 형성된 제2전극 형성층과, 제2전극 형성층 상에 형성된 봉지층(Encapsulation Layer)과, 봉지층 상에 다수의 터치전극(Touch Electrode)이 형성된 터치전극 형성층이 배치된다.

이러한 터치전극 형성층에 의하여 본 발명의 실시예에 의한 터치 감지 장치가 구성되며, 그 터치전극 형성층 상부에는 다수의 터치전극을 덮도록 형성되는 수지층(Resin Layer)과, 수지층 상에 다수의 컬러필터가 형성된 색변환층과, 색변환층 상에 형성된 제2기판과, 제2기판 상에 형성된 접착층과, 접착층 상에 위치한 커버 등을 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 유기발광표시패널의 여러 레이어의 세부 구성에 대한 설명을 생략하며, 표시패널의 봉지층 상에 위치한 터치전극 형성층이 바로 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널일 수 있으며, 터치스크린 또는 터치 스크린 패널 등 다른 용어로 표현될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널의 터치 감지 장치 또는 터치 검출 장치는, n개의 수신 전극과 각 수신 전극의 채널 별로 구비되는 전하 증폭기를 포함하고, 그 전하 증폭기 중 k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제1입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 인가되고, ; k=2,…,n-1 중 하나)의 수신 전압이 인가되고, k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제2입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되도록 구성한다.

여기서, 전하 증폭기의 제1입력 단자는 반전(-) 입력 단자이고, 제2입력 단자는 비반전(+) 입력 단자일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 그와 반대일 수도 있다.

이하에서는 편의상 인접 채널의 터치 수신 전압이 인가되는 제2입력 단자가 비반전(+) 단자인 것으로 설명하지만, 제2입력단자가 반전(-) 단자인 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.

즉, 본 발명의 일실시예에 의하면, 터치 감지 회로를 구성하는 각 수신 채널별 전하 증폭기(CA)의 반전(-) 단자에는 해당 채널(k)의 터치 수신 전압이 인가되되, 비반전(+) 단자에는 기존의 기준전압(V_REF) 대신 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압이 인가되도록 하는 것이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 감지 장치의 등가 회로를 도시한다.

본 발명의 실시예에 의한 터치 감지 장치는 각 터치 수신 채널 또는 터치 수신 전극별로 터치 수신 전압 또는 터치 수신 전하를 입력받아 일정 기간동안 축적한 후 해당 채널에서의 터치출력 전압값으로 출력하는 전하 증폭기를 포함한다. 편의상, k번째 터치 수신 채널 또는 터치 수신 전극을 Rx(k), 전하 증폭기를 CA_k, 전하 증폭기로 입력되는 터치 수신 전압 또는 터치 수신 전하를 V_Rx(k), 전하 증폭기 CA_k의 출력값인 k 채널의 터치 출력 전압값을 Vout(k)로 표현하기로 한다.

도 8과 같은 본 발명의 제1실시예에서는, k번째 수신 채널 Rx(k)(810) 및 k-1 번째 수신 채널 Rx(k-1)(810')이 도시되며, 각 채널에는 전하 증폭기 CA_k(820) 및 CA_k-1(820')이 구비된다.

각 채널의 전하 증폭기의 2개 입력 단자 중에서 반전 단자, 즉 마이너스 단자에는 해당 채널의 터치 수신 전압이 입력되며, 비반전 단자, 즉 플러스 단자에는 인접한 채널의 터치 수신 전압이 입력된다.

예를 들면, 도 8에서와 같이, k번째 채널의 전하 증폭기(CA_k)의 반전(-) 단자에는 k 번째 수신 전극에서 발생되는 k 번째 터치 수신 전압 V_Rx(k)이 입력되며, k번째 채널의 전하 증폭기(CA_k)의 비반전(+) 단자에는 인접 채널 중 바로 앞선 채널인 k-1번째 채널의 터치 수신 전압 V_Rx(k-1)이 입력되는 것이다.

또한, 각 전하 증폭기의 반전 단자 입력단과 출력단 사이에는 피드백 커패시터(C_F; 826) 및 스위치 S_R(828)이 포함될 수 있으며, 피드백 커패시터(C_F; 826)는 터치 감지 구간 동안 해당 채널의 터치 수신 전하를 충전하는 기능을 하며, 스위치 S_R(828)은 피드백 커패시터(C_F; 826)에 축적된 전하를 전하 증폭기의 출력단으로 출력시키는 기능 및 터치 검출을 연속 모드(Continuous Mode) 또는 이산 모드(Discrete Mode) 중 하나로 동작하도록 선택하는 기능을 수행한다.

한편, 본 발명의 제1실시예에서 여러 수신 채널 중 최초 또는 최종 채널의 전하 증폭기에는 인접 채널의 터치 수신 전압이 입력될 수 없기 때문에, 이러한 경우 최초 또는 최종 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 기준 전압(V_REF)가 입력될 수 있다.

즉, 만일 본 발명의 실시예에 따라서, 특정 채널(k)의 전하 증폭기의 비반전 단자에 앞선 인접 채널(k-1)의 터치 수신 전압이 인가되는 방식이라면, 첫번째 채널(1)의 경우 앞선 인접 채널이 존재하지 않기 때문에 전하 증폭기인 CA1의 비반전 단자에는 기준 전압(V_REF)가 입력되는 것이다.

마찬가지로, 특정 채널(k)의 전하 증폭기의 비반전 단자에 뒤의 인접 채널(k+1)의 터치 수신 전압이 인가되는 방식이라면, 마지막 채널(n)의 경우 뒤의 인접 채널이 존재하지 않기 때문에 전하 증폭기인 CA_n의 비반전 단자에는 기준 전압(V_REF)가 입력되는 것이다.

또한, 본 발명의 제1실시예에 의한 터치 감지 장치는 한 주기의 터치 모드를 다시 터치 감지를 수행하는 터치 감지 구간(T_SEN)과 터치 검출 동작을 수행하지 않는 리셋 구간(Reset Phase; T_reset)으로 구분 동작할 수 있다.

도 8과 같은 터치 감지 회로는 리셋 구간에서는 모든 전하 증폭기가 단위 게인(Unity Gain)을 가진다(즉, 스위치 S_R이 모두 닫힘). 이 때, 종래의 터치 감지 회로에서는 모든 수신 채널의 전하증폭기의 비반전(+) 단자에 기준 전압이 연결되는 반면, 본 발명의 실시예에 의하면 모든 수신 채널의 전하증폭기의 비반전(+) 단자에는 인접한 터치 채널의 라인과 연결된다. 이 경우, 모든 채널의 수신 라인은 전하 증폭기의 피드백 동작으로 인해 가상 쇼트(Virtual Short) 조건이 되어 기준 전압(V_REF)으로 바이어스 된다.

아래에서는 도 8과 같은 실시예에서 노이즈가 상쇄되는 기술적 원리에 대하여 설명한다.

통상 표시패널로부터 터치패널로 커플링되는 노이즈 성분은 패널의 위치에 따른 차이가 없이 동일한 값을 가지는 공통모드(Common-mode) 노이즈이다. 따라서, 인접하는 두 터치 수신 채널에서 발생하는 노이즈의 크기가 비슷하다고 가정할 수 있다. 즉 인접하는 두 Rx 라인으로 유도되는 전하량이 비슷하다는 것이다.

이 때, 터치 감지 회로 중 각 채널의 전하 증폭기의 비반전(+) 단자를 종래와 같은 고정된 기준전압 대신 인접한 Rx 라인으로 연결했기 때문에 각 전하 증폭기의 비반전(+) 단자와 반전(-) 단자에서 노이즈에 의해 유기되는 전하의 양은 거의 동일하다고 할 수 있다.

따라서, 인접한 두 수신 채널을 고려할 때, 두 채널의 Rx 라인에 공통 노이즈가 발생한다면 유사한 양의 전하량이 두 Rx 라인에 유도되고 터치 수신 전압 역시 유사한 크기로 변화한다.

기준 채널의 Rx 라인과 기준전압(V_REF)은 가상 접지(Virtual Ground)로서 노이즈가 발생되어 터치 수신 전압이 변하게 되어도 일정한 세틀 타임(Settle Time)을 거쳐 기준전압(V_REF)으로 회복된다. 이 때, 각 전하 증폭기의 비반전(+) 단자 입력 및 반전(-) 단자 입력이 모두 기준 전압(V_REF)까지 회복되는 동안 유사한 전압 변화를 보여주면, 패드백 커패시터(C_F)로 전달되는 전하량을 감소시킨다. 이러한 과정을 통해서 출력 전압(Vout)에 발생되는 노이즈 또는 피크 전압의 크기를 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

도 9는 본 발명의 제 1실시예의 한 형태와, 그러한 구조에서의 채널별 노이즈 감소 특성과 안정성(Stability)의 변화를 도시한다.

한편, 본 발명의 제1실시예를 시뮬레이션 해보면, 고정된 기준 전압(V_REF)을 사용하는 채널에서 멀어질수록 터치 출력 전압 Vout(k)에서 노이즈의 영향으로 인한 피크 전압의 크기가 점점 감소한다.

즉, 도 9의 상부와 같이 특정 채널(k)의 전하 증폭기의 비반전(+) 단자에 앞선 채널(k-1)의 터치 수신 라인과 연결되고, 따라서 최초 채널의 전하 증폭기(CA₁)의 비반전(+) 단자에 기준전압(V_REF)이 인가되는 실시예의 경우에, 첫번째 채널의 터치 출력 전압 Vout(1)에는 노이즈 성분이 그대로 포함되지만, 다음 채널(2)부터는 노이즈 감소 효과가 나타나기 시작하며, 채널 번호가 증가할수록 노이즈가 더 많이 상쇄된다는 것이다.

도 9의 좌측 그래프와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 기준전압이 인가되는 채널로부터 멀어질수록 터치 신호에 포함되는 노이즈의 레벨이 지속적으로 감소하는 것이다. 이는 기준전압(V_REF)이 인가됨으로 인해서 노이즈 감소 효과를 기대할 수 없는 최초 채널로부터 멀어질수록 기준전압(V_REF)에 의한 영향이 감소하게 되므로 결과적으로 노이즈 상쇄효과가 커지게 되는 것이다.

도 10 및 도 12는 이러한 채널별 노이즈 감소효과가 상이한 점을 이용하는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 제2실시예에서는 기본적으로 해당 채널(k)의 전하 증폭기의 비반전 (+) 단자에 인접 수신 채널(k-1 또는 k+1)의 Rx 라인을 연결한다는 기본 개념은 유사하지만, 인접 채널 중 뒤에 오는 채널(k+1)을 연결하는 동작 모드인 제1페이즈(PHASE 1)와, 인접 채널 중 앞선 채널(k-1)을 연결하는 동작 모드인 제2페이즈(PHASE 2)로 구분하여 동작하는 것을 특징으로 한다. 즉, 1주기의 터치 감지 구간(T_SEN)을 다시 2개 구간인 제1페이즈와 제2페이즈 모드로 구분하여 동작하는 것이다.

또한, 제2실시예에서는 전체 n개의 수신 채널을 순서에 따라 2개의 그룹으로 구분하고, 전술한 제1페이즈 및 제2페이즈의 동작 모드에서 각각 기준전압이 인가되지 않는 그룹의 터치 출력 전압만을 이용하여 터치 입력을 검출하도록 한다.

즉, 본 발명의 제2실시예는 기준전압(V_REF)이 인가되는 채널로부터 멀어질수록 노이즈 감소효과가 커지는 점에 착안하여, 전체 수신 채널을 채널 순서에 따라 2개 그룹으로 구분하고, 인접 Rx 라인과 연결되는 방식도 2가지로 구분한 후에, 최초 채널(1)에 기준전압(V_REF)이 인가되고 앞선 Rx 라인과 연결되는 제2페이즈에서는 최초 채널로부터 멀리 있는 제2그룹의 터치 출력 전압만을 이용하여 터치 입력을 감지하고, 최종 채널에 기준전압(V_REF)이 인가되고 뒤에 오는 Rx 라인과 연결되는 제1페이즈에서는 최종 채널로부터 멀리 있는 제1그룹의 터치 출력 전압 만을 이용하여 터치 입력을 감지하는 것이다. 이로써, 노이즈 감소효과를 극대화 할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 터치 감지 장치는, n 개의 채널 중 i번째(i=2,3,4….n-1) 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 i+1 번째 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(i+1))이 인가되도록 제어하는 제1 페이즈(PHASE 1)와, n 개의 채널 중 j번째(j=n/2+1, n/2+2,….,n-1) 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 j-1 번째 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(j-1))이 인가되도록 제어하는 제2 페이즈(PHASE 2)를 포함한다.

또한, n개 채널은 순서에 따라 1~n/2 채널로 구성되는 제1채널 그룹 및 n/2+1 ~ n 채널로 구성되는 제2채널 그룹으로 분할되며, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제1 페이즈(PHASE 1)에서는 제1채널 그룹에 포함되는 전하 증폭기의 터치 출력 전압(VOUT)만을 이용하여 터치 입력을 검출하고, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제2 페이즈(PHASE 2)에서는 제2채널 그룹에 포함되는 전하 증폭기의 터치 출력 전압(VOUT)만을 이용하여 터치 입력을 검출하게 되는 것이다.

도 10 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 감지 장치의 채널별 등가 회로를 도시한다.

도 10을 참고로, 본 발명의 제2실시예를 다시 설명하면 다음과 같다.

도 10에서는 터치패널의 수신 채널이 1 내지 40개이고, 그 중 채널 1 내지 20을 제1 채널 그룹으로, 채널 21 내지 채널 40을 제2 채널 그룹으로 표현하기로 한다.

우선, 본 발명의 제2실시예에서는 한 주기의 터치 감지 구간(T_SEN)을 다시 시간에 따라 동일한 2개의 서브 구간으로 구분한 후, 각 서브 구간 각각에서 제1페이즈 또는 제2페이즈로 동작하도록 제어한다.

제1페이즈에서는 최종 채널인 CH40의 전하 증폭기(CA40)의 비반전(+) 단자에 기준전압(V_REF)이 인가되고, 나머지 채널(i)의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 뒤에 오는 채널(i+1)의 터치 수신 전압이 입력된다. 한편, 이러한 제1페이즈 동작 중에는 총 40개의 전하 증폭기로부터 출력되는 터치 출력 전압값 Vout(1)~Vout(40) 중에서 기준전압(V_REF)이 인가되는 최종 채널이 포함된 제2 채널 그룹인 CH21 내지 CH 40의 터치 출력 전압값 Vout(21)~Vout(40)은 무시하고, 제1 채널 그룹인 CH1 내지 CH 20의 터치 출력 전압값 Vout(1)~Vout(20)만을 이용하여 터치 입력을 검출한다.

유사하게, 제2페이즈에서는 최초 채널인 CH1의 전하 증폭기(CA1)의 비반전(+) 단자에 기준전압(V_REF)이 인가되고, 나머지 채널(j)의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 뒤에 오는 채널(j-1)의 터치 수신 전압이 입력된다. 한편, 이러한 제2페이즈 동작 중에는 총 40개의 전하 증폭기로부터 출력되는 터치 출력 전압값 Vout(1)~Vout(40) 중에서 기준전압(V_REF)이 인가되는 최초 채널이 포함된 제1 채널 그룹인 CH1 내지 CH 20의 터치 출력 전압값 Vout(1)~Vout(20)은 무시하고, 제2 채널 그룹인 CH21 내지 CH 40의 터치 출력 전압값 Vout(21)~Vout(40)만을 이용하여 터치 입력을 검출한다.

한편, 본 발명의 제2실시예에는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 페이즈 및 제2페이즈에서는 각각 n번째 채널 및 첫번째 채널에는 인접 채널을 연결할 수 없다. 따라서, 제1 페이즈에서는 n번째 채널의 전하 증폭기(CA_n)의 비반전(+) 입력 단자에 기준 전압(V_REF)이 인가하고, 상기 제2 페이스에서는 1번째 전하 증폭기(CA₁)의 비반전(+) 입력 단자에 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어한다.

이상과 같이, 본 발명의 제2실시예에 의하면 기준전압이 인가되어 노이즈 제거 효과가 전혀 없는 채널이 존재하는 현상을 방지하고, 기준전압 인가 채널로부터 멀어질수록 노이즈 감소효과가 크다는 점을 이용함으로써, 터치 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 터치 감지 회로는 기본적으로 인접 수신 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압을 전하 증폭기의 비반전 단자로 입력하여 일종의 비교 기준(Reference)로 사용한다. 따라서, 인접 수신 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압이 충분히 안정화(Settling)하지 않는 다면, 현재 채널(k)의 터치 출력 전압 Vout(k) 역시 안정화되지 못할 것이다.

이러한 현상은 기준전압(V_REF)을 이용하는 채널, 즉 최초 또는 최종 채널로부터 멀어질수록 심화된다.

즉, 도 9와 같은 실시예의 경우, 채널번호가 증가할수록 출력 전압이 안정화 되는 시간인 세틀링 타임(Settling Time) 증가하며 그에 따른 오실레이션(Oscillation)이 발생할 수 있게 된다. 이로 인하여, 리셋 구간(Reset Phase; T_reset)에서 안전화되지 않은 상태에서 터치 감지 구간으로 전환되는 경우 터치감지에 오류가 발행할 수 있는 문제가 있다.

한편, 전술한 바와 같이,터치 표시장치는 한 주기 동안 디스플레이 모드와 터치 모드를 순차적으로 수행하며, 1주기의 터치 모드는 다시 터치 감지 구간(T_SEN) 및 리셋 구간(T_reset)으로 구분될 수 있다.

세틀링 타임의 증가 문제는 기준전압(V_REF)을 이용하는 채널로부터 멀어질수록 리셋 구간(T_reset)동안 전하 증폭기의 비반전(+) 단자로의 입력 전압이 안정화 되지 못한 채 터치 구동 신호에 의한 터치 패널의 뮤추얼 커패시턴스값을 측정하는데 기인한다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 리셋 구간에서 세틀링을 완료하여야 하며, 이를 위해서는 아래와 같은 2가지 방식이 고려될 수 있을 것이다.

첫번째로, 리셋 구간에서 인접 채널의 터치수신 전압을 입력하는 것이 아니라 고정된 기준전압(V_REF)을 인가하여 모든 채널의 터치 수신 전압을 빠르게 안정화(Settling) 시키는 제1방법을 고려할 수 있다.

다음으로, 리셋 구간에서 세틀링이 완료되는 채널까지만 인접 채널의 터치 수신 전압을 전하 증폭기 비반전(+) 단자에 입력하고 그 이후 채널은 다시 고정된 기준전압(V_REF)으로 새로운 연결을 시작하는 제2방식이 가능할 것이다.

그러나 제2방식은 인접 채널에 연결되는 채널 수가 적어지며 기준전압(V_REF)이 인가된 채널로부터 먼 채널일수록 노이즈 감소효과가 크게 나타나는데 이러한 제2방식에서는 인접 채널에 연결된 채널 수가 감소하므로 전체적인 노이즈 감소효과가 저해될 수 있다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에서는 인접 채널로의 연결에 의한 안정성 저하 문제를 해결하기 위하여, 리셋 구간(T_reset)에서는 모든 채널의 전하 증폭기 비반전(+) 단자에 고정된 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어한다.

도 11은 이러한 본 발명의 제3실시예에 의한 터치 감지 장치의 구동 방식 및 전하 증폭기의 입력 방식를 도시한다.

도 11과 같이, 한 주기의 터치 모드가 터치 감지 구간(T_SEN) 및 리셋 구간(T_reset)으로 구성되며, 본 발명의 제3실시예에 의한 터치 감지 장치는 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 해당 전하 증폭기(CAk)의 비반전(+) 단자에 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되도록 제어하되, 리셋 구간(Treset)에서는 모든 채널의 전하 증폭기 비반전(+) 단자에 고정된 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어한다.

이와 같이, 본 발명의 제3실시예에 의하면 리셋 구간(T_reset) 에서 모든 채널의 터치 수신 전압을 빠르게 안정화(Settling) 시킴으로써, 기준전압이 인가되는 채널로부터 멀어질수록 출력 전압이 안정화 되는 시간인 세틀링 타임(Settling Time) 증가되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 제2 및 제3실시예를 적용하기 위한 각 수신 채널별 전하 증폭기의 입력 구조를 도시한다.

한편, 본 발명의 제2실시예 및 제3실시예가 동시에 적용되려면, 각 채널의 전하 증폭기(CA_k)의 비반전(+) 단자에는 구동 시점에 따라서 뒤에 오는 인접 채널(k+1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k+1), 앞선 인접 채널(k-1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k-1) 및 고정된 기준전압(V_REF) 중 하나가 선택적으로 입력되어야 한다.

즉, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제1페이즈(PHASE 1)에서는 뒤에 오는 인접 채널(k+1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k+1)이 입력되고, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제2페이즈(PHASE 2)에서는 앞선 인접 채널(k-1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k-1)이 입력되며, 리셋 구간(T_reset)에서는 고정된 기준전압(V_REF)이 입력되어야 한다.

따라서, 도12과 같이 전하 증폭기(CAk)의 비반전(+) 입력 단자 앞에는 2개의 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(k+1) 및 V_Rx(k-1))과 기준 전압(V_REF)을 포함하는 3개의 신호 중 하나를 선택적으로 인가하기 위한 멀티플렉서(1210)가 구비된다.

이러한 멀티플렉서(1210)는 2개의 선택신호인 S0, S1에 의하여 동작하며, 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 2개의 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(i+1) 및 V_Rx(j-1)) 중 하나를, 리셋 구간(T_reset)에서는 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어된다.

도 13은 n개의 수신 채널을 구비하는 터치 감지 장치에 본 발명의 제2 및 제3 실시예가 적용되는 경우의 회로도를 도시한다.

도 13과 같이, n개의 수신 채널을 구비하는 터치 감지 장치의 내부 회로 구성을 살펴보면, 각 수신 채널 또는 Rx 라인별로 전하 증폭기가 구비되며, 전하 증폭기의 반전(-) 입력 단자에는 해당 채널(k)의 터치 수신 전압 또는 터치 수신 전하 V_Rx(k)가 입력되며, 전하 증폭기의 비반전(+) 입력 단자에는 2개의 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(k+1) 및 V_Rx(k-1))과 기준 전압(V_REF)을 포함하는 3개의 신호 중 하나가 선택적으로 입력된다.

이를 위하여, 전하 증폭기(CA_k)의 비반전(+) 입력 단자 앞에는 3개의 신호 중 하나를 선택적으로 인가하기 위한 멀티플렉서가 구비되며, 이러한 멀티플렉서는 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제1페이즈(PHASE 1)에서는 뒤에 오는 인접 채널(k+1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k+1)이 입력되고, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제2페이즈(PHASE 2)에서는 앞선 인접 채널(k-1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k-1)이 입력되며, 리셋 구간(Treset)에서는 고정된 기준전압(V_REF)이 입력되도록 제어된다.

또한, 도 13과 같은 터치 감지 장치에서는 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제1페이즈(PHASE 1)에서는 최종 채널(n)의 전하 증폭기의 비반전 단자에 기준전압(V_REF)이 입력되고 나머지 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 뒤에 오는 인접 채널(k+1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k+1)이 입력되되, 터치 패널의 앞단에 배치되는 제1 채널 그룹에 포함되는 CH1 내지 CH(n/2)의 터치 출력 전압값만을 이용하여 터치 검출을 수행한다.

마찬가지로, 터치 감지 구간(T_SEN) 중 제2페이즈(PHASE 2)에서는 최초 채널(1)의 전하 증폭기의 비반전 단자에 기준전압(V_REF)이 입력되고 나머지 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 앞선 인접 채널(k-1)의 터치수신 전압인 V_Rx(k-1)이 입력되되, 터치 패널의 후단에 배치되는 제2 채널 그룹에 포함되는 CH(n/2+1) 내지 CH(n)의 터치 출력 전압값만을 이용하여 터치 검출을 수행하게 된다.

한편, 전술한 안정성(stability) 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제3실시예에서는 리셋 구간에서 고정된 기준전압(V_REF)을 연결했다가 터치 감지 구간(T_SEN)에서 인접 채널의 Rx 라인을 연결 하는 과정에서 각 전하 증폭기의 오프셋(offset) 전압이 전하 증폭기의 출력에 누적되어 나타나게 되는 현상이 발생될 수 있다. 즉, 전술한 안정성(stability) 문제를 해결하기 위해 본 발명의 제3실시예에서는 리셋 구간에서 모든 채널의 비반전(+) 입력 단자에 기준전압(V_REF)을 연결하게 되는데, 이 때 해당 채널의 Rx 노드에는 해당 채널 전하증폭기의 오프셋 전압이 영향을 미치게 되며, 리드 아웃(Readout) 단계에서는 수신 전극의 전압 값에 오프셋 전압값이 누적된다.(Offset Integration). 이러한 오프셋 전압값 누적으로 인하여 수신 전극 전압이 변화하며, 특히 이는 수신 전극에 연결된 기생 캐패티서(C_P)의 영향을 받을 수 있음을 의미한다. 특히, 기생 캐패티서(C_P)는 CM 및 CF에 비해 수십 pF 이상의 값을 가지므로 이로 인하여 수신 전극의 전압값에 대한 변화가 커질 수 있다.

이러한 전하 증폭기의 오프셋 전압 누적 문제를 해결하기 위하여 전하 증폭기의 반전(-)에 해당 채널의 터치 수신 전압의 부호를 번갈아 입력할 수 있도록 하는 초핑회로부(chopping circuit)를 포함할 수 있다.

도 14는 이러한 초핑 회로부를 도시하는 것으로서, 각 채널의 전하 증폭기의 반전(-) 단자 앞에는 입력되는 터치 수신 전압(V_Rx(k))의 부호를 반전할 수 있는 인버터(1410)를 배치한다. 첫번째 입력 구간에서는 전하 증폭기의 비반전(+) 단자에 인접 채널의 오프셋 전압 V_OS(k-1)입력되고, 다음 입력 구간에서는 전하 증폭기의 비반전(+) 단자에 인접 채널의 오프셋 전압의 반전값인 -V_OS(k-1)이 입력된다.

이 경우, 첫번째 입력구간에서의 터치 출력 전압 차이값인 △V_OUT 과, 첫번째 입력구간에서의 터치 출력 전압 차이값인 △V_OUT,chop 은 아래 수학식 3과 같이 되어서, 결과적으로 전하 증폭기의 오프셋 전압이 상쇄될 수 있게 된다.

즉, 도 14와 같은 초핑 회로부에서는 증폭기의 오프셋 전압 누적 현상을 제거하기 위하여, 전하 증폭기의 동작을 2개의 페이즈(Phase)로 구분하고 각 페이즈에서 오프셋의 극성을 서로 바꾸어주는 것이다. 이와 같이 초핑이 적용된 전하증폭기를 초퍼 전하 증폭기(Chopper Amplifier)라 표현할 수 있으며, 초퍼 전하 증폭기(Chopper Amplifier)에서는 각 페이즈마다 내부 쵸퍼 스위치(Chopper Switch) 연결을 통해 오프셋 극성을 서로 반대방향으로 전환한다. 따라서, 아래 수학식 3과 같이,두개의 페이즈에서 발생되는 오프셋의 합이 "0"이 되고 이로 인해 오프셋 영향이 제거될 수 있다.

[수학식 3]

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, 터치 감지 회로를 구성하는 각 수신 채널별 전하 증폭기(CA)의 비반전(+) 단자에는 기존의 기준전압(V_REF) 대신 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압이 인가되도록 하는 기본 구성을 채택함으로써, 별도의 차동 증폭기 없이도 터치 패널에서 발생되는 노이즈를 저감시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 기본 구성에 더하여, 터치 감지 구간을 2개의 페이즈로 구분하여 동작시키고, 터치 패널의 수신 채널 또는 수신 전극을 2개의 채널 그룹으로 구분하되, 각 페이즈의 터치 검출시에는 2개 채널 그룹 중 1개 채널 그룹만을 선택적으로 사용함으로써, 채널별 노이즈 감소 특성이 상이한 문제를 해결할 수 있다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 기본 구성에 더하여 터치 감지 구간 사이의 리셋 구간에서는 전하 증폭기(CA)의 비반전(+) 단자에는 고정된 기준전압(V_REF)를 입력시켜 신속하게 안정화 시킴으로써, 채널별로 세틀링 타임(Settling Time)이 증가되는 문제를 해결할 수 있다.

결과적으로 본 발명의 실시예들에 의하면, 터치 표시 장치에서 터치 패널로 야기되는 노이즈를 효과적으로 감소시킴으로써 터치 동작의 신뢰성 및 터치 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

700: 터치 패널 710 : 터치 구동부
720 : 터치 감지 회로 730 : 메인 프로세서(MCU)
740 : 터치 전극 742 : 송신(Tx) 전극
744 : 수신(Rx) 전극 810 : k번째 수신채널(Rx(k))
820 : k번째 수신 채널의 전하증폭기(CA_k)

Claims (9)

1. 표시패널 상부에 배치되어 상기 표시패널로의 터치 입력을 감지하는 터치 감지 장치로서,
   상기 터치 감지 장치는 n개의 수신 전극과 각 수신 전극의 채널 별로 구비되는 다수의 전하 증폭기를 포함하고,
   상기 다수의 전하 증폭기 중 k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제1입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 인가되고, k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제2입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되며,
   상기 다수의 전하 증폭기 중에서 첫번째 채널 또는 마지막 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에는 기준 전압이 인가되고,
   상기 터치 감지 장치가 동작하는 시간 구간은,
   상기 다수의 전하 증폭기 중 첫번째 채널 또는 마지막 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에 상기 기준 전압이 인가되고, 상기 다수의 전하 증폭기 중 나머지 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에는 상기 나머지 채널 각각에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되는 터치 감지 구간을 포함하는 터치 감지 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1입력 단자는 반전(-) 입력 단자이고, 상기 제2입력 단자는 비반전(+) 입력 단자이며,
   상기 터치 감지 장치가 동작하는 시간 구간은,
   상기 다수의 전하 증폭기의 상기 비반전 입력 단자에 상기 기준 전압이 인가되는 리셋 구간을 더 포함하는 터치 감지 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 터치 감지 장치는,
   상기 다수의 전하 증폭기 각각에 대하여, 상기 전하 증폭기의 제1입력 단자와 출력단 사이의 피드백 커패시터; 및
   상기 피드백 커패시터와 병렬로 연결된 스위치를 더 포함하고,
   상기 스위치는, 상기 터치 감지 구간 동안 오프되고, 상기 리셋 구간 동안 온 되는 터치 감지 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 터치 감지 구간은,
   n 개의 채널 중 i번째(i=2,3,4….n-1) 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 i+1 번째 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(i+1))이 인가되도록 제어하는 제1 페이즈(PHASE 1)와, n 개의 채널 중 j번째(j=n/2+1, n/2+2,….,n-1) 채널의 전하 증폭기의 비반전 단자에는 j-1 번째 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(j-1))이 인가되도록 제어하는 제2 페이즈(PHASE 2)를 포함하는 터치 감지 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 n개 채널은 순서에 따라 1~n/2 채널로 구성되는 제1채널 그룹 및 n/2+1 ~ n 채널로 구성되는 제2채널 그룹으로 분할되며, 상기 터치 감지 구간(T_SEN) 중 상기 제1 페이즈(PHASE 1)에서는 상기 제1채널 그룹에 포함되는 전하 증폭기의 터치 출력 전압(VOUT)만을 이용하여 터치 입력을 검출하고, 상기 터치 감지 구간(T_SEN) 중 상기 제2 페이즈(PHASE 2)에서는 상기 제2채널 그룹에 포함되는 전하 증폭기의 터치 출력 전압(VOUT)만을 이용하여 터치 입력을 검출하는 터치 감지 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 페이즈에서는 상기 마지막 채널의 전하 증폭기(CA_n)의 비반전(+) 입력 단자에 상기 기준 전압(V_REF)이 인가되고, 상기 제2 페이즈에서는 상기 첫번째 채널의 전하 증폭기(CA₁)의 비반전(+) 입력 단자에 상기 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어하는 터치 감지 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 다수의 전하 증폭기의 비반전(+) 입력 단자 앞에는 2개의 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(i+1) 및 V_Rx(j-1))과 기준 전압(V_REF)을 포함하는 3개의 신호 중 하나를 선택적으로 인가하기 위한 멀티플렉서가 구비되며, 상기 멀티플렉서는, 상기 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 2개의 인접 채널의 터치 수신 전압(V_Rx(i+1) 및 V_Rx(j-1)) 중 하나를, 상기 리셋 구간(T_reset)에서는 상기 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어되는 터치 감지 장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 다수의 전하 증폭기 각각의 비반전(+) 입력 단자 앞에는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1)) 및 기준 전압(V_REF)을 선택적으로 인가하기 위한 멀티플렉서가 구비되며,
   상기 멀티플렉서는,
   상기 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 상기 k번째 채널의 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))을 해당 전하 증폭기의 상기 비반전 입력 단자에 인가하고, 상기 리셋 구간(T_reset)에서는 상기 기준 전압(V_REF)을 상기 해당 전하 증폭기의 비반전 입력 단자에 인가하도록 제어되는 터치 감지 장치.
9. 표시패널;
   상기 표시패널의 상부에 배치되어 상기 표시패널로의 터치 입력을 감지하는 터치 감지 장치;를 포함하며,
   상기 터치 감지 장치는 n개의 수신 전극과 각 수신 전극의 채널 별로 구비되는 다수의 전하 증폭기를 포함하고, 상기 다수의 전하 증폭기 중 k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제1입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)의 터치 수신 전압(V_Rx(k))이 인가되고, k번째 채널(k=2,…,n-1)의 전하 증폭기(CA_k)의 제2입력 단자에는 해당 채널(k번째 채널)에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되며,
   상기 다수의 전하 증폭기 중에서 첫번째 채널 또는 마지막 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에는 기준 전압이 인가되고,
   상기 터치 감지 장치가 동작하는 시간 구간은,
   상기 다수의 전하 증폭기 중 첫번째 채널 또는 마지막 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에 상기 기준 전압이 인가되고, 상기 다수의 전하 증폭기 중 나머지 채널의 전하 증폭기의 상기 제2입력 단자에는 상기 나머지 채널 각각에 인접하는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이 인가되는 터치 감지 구간을 포함하는 터치 표시 장치.

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