KR20160119294A - Touch Detection Apparatus and Touch Display Device with the same - Google Patents

Abstract

According to an embodiment of the present invention, the present invention provides a touch detection device and a touch display device for cancelling a noise without an additional difference amplifier by inputting a touch reception voltage (V_Rx(k)) of an adjacent channel, which is not one conventional reference voltage (VRFF) among two input terminals of a charge amplifier (CA) equipped by each touch reception channel of a touch detection circuit.

Description

터치 감지 장치 및 그를 포함하는 터치 표시 장치{Touch Detection Apparatus and Touch Display Device with the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a touch sensing device and a touch display device including the touch sensing device.

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. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch sensing apparatus and a touch display apparatus including the touch sensing apparatus, and more particularly, to a touch sensing apparatus capable of reducing noise generated in a touch panel and a touch display apparatus including the same.

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.BACKGROUND ART Demands for a display device for displaying an image have been increasing in various forms as an information society has developed. In recent years, a liquid crystal display (LCD), a plasma display device (Plasma Display Device) Light Emitting Display Device) are being utilized.

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. Nowadays, the display device can provide a touch-based input method that allows a user to easily input information or commands intuitively and conveniently by moving away from a conventional input method such as a button, a keyboard, and a mouse.

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. The display device providing such a touch-based input method includes a separate touch panel or a touch screen layer disposed on an upper portion of a liquid crystal display panel or an organic light emitting display panel, And a plurality of reception (Rx) touch electrodes for receiving sensing signals by a touch input.

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. On the other hand, recently, due to the tendency of the thickness of the display to be thin, the interval between the display panel and the touch panel becomes narrow, and as a result, the noise generated in the driving process of the display panel affects the touch panel, There is a growing likelihood of problems occurring.

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. Various methods for minimizing the influence of the touch operation due to the noise generated in the display panel have been developed, but problems such as deterioration of the touch efficiency or complication of the device due to addition of components for noise reduction have.

이에 본 발명의 실시예들의 목적은, 터치패널의 노이즈 감소를 위한 터치 감지 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of embodiments of the present invention to provide a touch sensing device for noise reduction of a touch panel.

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.Another object of embodiments of the present invention is to optimize the input structure of the charge amplifier in a touch sensing apparatus including a plurality of touch receiving electrodes and a charge amplifier for receiving a touch input signal from each touch receiving electrode, Which can minimize the occurrence of noise in the touch sensing device.

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.Another object of the present invention is to provide a touch sensing apparatus capable of reducing noise in a touch operation by applying a touch input signal of an adjacent touch receiving electrode to one of input terminals of a charge amplifier connected to a touch receiving electrode .

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.It is another object of the present invention to provide a touch sensing apparatus capable of reducing noise in a touch operation by inputting one of a plurality of signals selected by a multiplexer to one of terminals of a charge amplifier connected to a touch receiving electrode.

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.Another object of the present invention is to provide a touch sensing apparatus including a plurality of touch receiving electrodes and a charge amplifier connected to the respective touch receiving electrodes, Thereby preventing an erroneous operation of the touch detection device by reducing the influence of noise on the output of the touch sensing circuit.

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.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch sensing apparatus for sensing a touch input to a display panel, the touch sensing apparatus comprising: (Kth channel) is connected to a first input terminal of a charge amplifier ( _CAk ) of a _kth channel (k = 2, ..., n-1) among the charge amplifiers, receiving voltage (V _Rx (k)) is applied, k-th channel (k = 2, ..., n -1) second input terminal of the charge amplifier (CA _k) a is adjacent to the channel (k-th channel) And the touch reception voltage V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1) of the adjacent channel (k-1 or k + 1) is applied.

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.According to another embodiment of the present invention, there is provided a display panel comprising: a display panel; And a touch sensing device disposed on the display panel and sensing a touch input to the display panel, wherein the touch sensing device includes n reception electrodes and a charge amplifier provided for each channel of the reception electrodes, a first input terminal, a touch received voltage (V _Rx (k)) of the channel (k-th channel) of the charge amplifier (CA _k) of the k-th channel (k = 2, ..., n-1) of the charge amplifier (K-1 or k + 1) adjacent to the corresponding channel (k-th channel) is applied to the second input terminal of the charge amplifier CA _k of the k-th channel (k = 1) or the touch reception voltage (V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1)) of the touch screen is applied.

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.
1 is a schematic configuration diagram of a touch display device to which the present embodiment is applicable.
2 shows a circuit configuration of a touch sensing apparatus in a conventional system.
FIG. 3 illustrates the effect of the touch output signal of the touch sensing apparatus of FIG. 2 and the noise included therein.
FIG. 4 shows a signal waveform diagram of a method for adjusting the touch detection timing among the measures for noise reduction of the touch sensing apparatus.
5 illustrates a circuit diagram of a method for reducing noise in a touch sensing apparatus, which includes a separate noise sensing channel for noise sensing.
FIG. 6 shows a circuit diagram of a method of using a differential amplifier between two adjacent channels among noise reduction methods of the touch sensing device.
7 shows an overall configuration of a touch sensing apparatus to which an embodiment of the present invention is applied.
8 shows an equivalent circuit of the touch sensing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a noise reduction characteristic and a change in stability of each channel in the touch sensing apparatus according to the embodiment of FIG.
10 shows an equivalent circuit for each channel of the touch sensing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
11 shows a driving method of a touch sensing apparatus and an input method of a charge amplifier according to a third embodiment of the present invention.
12 shows an input structure of a charge amplifier for each reception channel for applying the second and third embodiments of the present invention.
13 shows a circuit diagram when the second and third embodiments of the present invention are applied to a touch sensing apparatus having n channels.
FIG. 14 shows an example of a chopping circuit that can be used in a charge amplifier according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

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.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the components from other components, and the terms do not limit the nature, order, order, or number of the components. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; intervening "or that each component may be" connected, "" coupled, "or " connected" through other components.

도 1은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 터치표시장치(100)의 개략적인 구성도이다. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a touch display device 100 to which embodiments of the present invention can be applied.

도 1을 참조하면, 터치표시장치(100)는 터치 입력 기능을 갖는 표시장치로서, 표시패널(110)과 그 상부에 배치되는 터치 패널(120)를 포함하여 구성된다.1, the touch display device 100 is a display device having a touch input function, and includes a display panel 110 and a touch panel 120 disposed thereon.

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.The display panel 110 includes a display unit 112 including a plurality of gate lines, data lines, and pixels formed in the intersections, a data driver 114, a gate driver 116, A timing controller 118, and the like.

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. The touch panel 120 disposed above the display panel 110 may be represented by another term such as a touch screen panel or a touch screen. The touch panel 120 may include a plurality of touch electrodes TE and a touch electrode And a touch driver.

표시패널(110)에는, 다수의 데이터 라인(DL) 및 다수의 게이트 라인(GL)이 배치되고, N행 M열의 매트릭스 타입으로 N*M개의 서브픽셀(SP)이 배치된다. In the display panel 110, a plurality of data lines DL and a plurality of gate lines GL are arranged, and N * M sub-pixels SP are arranged in a matrix type of N rows and M columns.

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. The data driver 114 drives a plurality of data lines DL arranged on the display panel 110 and the gate driver 116 drives a plurality of gate lines GL arranged on the display panel 110 in a predetermined order As shown in FIG.

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. The touch display device 100 to which the present embodiment can be applied is a touch type in which a plurality of touch electrodes TE formed on the touch panel 120 are used to determine whether or not a touch is present based on a change in capacitance, A capacitive touch method is employed.

이러한 캐패시턴스 터치 방식은, 일 예로, 뮤추얼 캐패시턴스(Mutual Capacitance) 터치 방식과 셀프 캐패시턴스(Self Capacitance) 터치 방식 등으로 나눌 수 있다. For example, the capacitance touch method can be divided into a mutual capacitance touch method and a self capacitance touch method.

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. In a mutual capacitance touch method, which is a kind of capacitance touch method, a plurality of touch electrodes TE are driven by a Tx electrode (also referred to as a driving electrode or a transmitting electrode) to which a driving voltage (touch driving signal) And Rx electrodes (also referred to as sensing electrodes or reception electrodes) which are sensed and form capacitances with the Tx electrodes.

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. Such a mutual capacitance touch method is a touch method that detects presence or absence of touch and touch coordinates based on a change in capacitance (mutual capacitance) between a touch electrode (Tx electrode and Rx electrode) depending on the presence or absence of a pointer such as a finger or a pen.

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. The self-capacitance touch method, which is another type of capacitance touch method, allows each of the plurality of touch electrodes TE to form a pointer and a capacitance (self capacitance) of a finger, a pen, and the like, The capacitance value between each touch electrode (TE) and the point is measured and the presence or absence of the touch and touch coordinates are detected based on the capacitance value.

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. In this self-capacitance touch method, unlike the mutual capacitance touch method, a driving voltage (touch driving signal) is applied and sensed simultaneously through each touch electrode TE. Therefore, in the self-capacitance touch method, there is no distinction between the Tx electrode and the Rx electrode.

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. The touch display device 100 according to the present embodiment can employ one of the two capacitance touch methods (mutual capacitance touch method, and self-capacitance touch method) described above. In this specification, for convenience of description, an embodiment will be described on the assumption that a mutual capacitance touch method is employed.

또한, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 터치패널(120)은 외장형 타입 또는 내장형 타입일 수 있다. In addition, the touch panel 120 to which the embodiment of the present invention may be applied may be an external type or an internal type.

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. When the touch panel 150 is an external type (also referred to as an "add-on type"), the touch panel 120 having a plurality of touch electrodes TE is attached do. At this time, the touch panel 120 and the display panel 110 may be manufactured by a separate process.

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. When the touch panel 120 is implemented as an external type, since the touch panel 120 and the display panel 110 can be separately manufactured, the manufacturing process of the display panel 110 can be simplified.

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. When the touch panel 120 is a built-in type, the touch panel 120 having a plurality of touch electrodes TE arranged therein is built in the display panel 110. [ That is, when the touch panel 120 is a built-in type, a plurality of touch electrodes TE may be formed inside the display panel 110.

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. In the built-in type, the touch panel 120 is mounted on the display panel 110, and the on-cell type in which a plurality of touch electrodes TE exist on the cell or the touch panel 120 is mounted on the display panel 110 Cell type in which a plurality of touch electrodes TE are present in a cell.

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.As described above, when the touch panel 120 is implemented as a built-in type, since the touch panel 120 must be formed together when the display panel 110 is manufactured, the manufacturing process of the display panel 110 can be complicated . However, since both the touch panel 120 and the display panel 110 can be manufactured in the same manufacturing process, the entire manufacturing process can be considered to be simpler and more convenient. In addition, there is also an advantage that the entire thickness of the touch display device 100 becomes thin and compact.

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.In the case of the touch display device 100 as shown in FIG. 1, a common electrode VCOM located at the top of the display panel 110 is generally present, and the common electrode must maintain a constant voltage. However, This voltage change is coupled to the common electrode, and since the impedance of the common electrode is not zero, an instantaneous peak voltage is induced. This peak voltage is coupled to the touch panel 120 on the upper part of the display panel 110 and acts as a noise on the readout circuit of the touch panel 110.

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.In particular, recently, a thinner display device has been developed, and the distance between the display panel 110 and the touch panel 120 is getting closer. In particular, the on-cell or in- The noise coupling between the circuit inside the display panel 110 and the touch panel 120 is increased and the touch sensitivity is lowered. Therefore, there is a need for a technique for responding to noise that is more advanced than the touch sensing device of the existing touch panel.

도 2는 종래 방식에서의 터치 감지 장치의 회로 구성을 도시한다.2 shows a circuit configuration of a touch sensing apparatus in a conventional system.

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.2, a Tx electrode 212 to which a touch driving signal is applied is disposed, and a plurality of Rx electrodes 214 forming a mutual capacitance 216 (C _M ) with the Tx electrode are formed.

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.A receiving voltage V _Rx (n-1) having a variable touch driving voltage is applied to each Rx electrode 214 due to the influence of the mutual capacitance varying by the touch input. In this case, the k-th Rx electrode is expressed as a k-channel, and a reception voltage (V _Rx ) sensed in the k-th channel is expressed as V _Rx (k).

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.Meanwhile, the touch sensing device or the touch sensing device of the touch panel includes a charge amplifier having an inverting terminal (- terminal) and a non-inverting terminal (+ terminal) as input terminals for each receiving channel. In FIG. 2, a charge amplifier (CA _n-1 ) 220 corresponding to the ( _n-1 ) th channel and a charge amplifier (CA _n 220 ') corresponding to the n th channel are illustrated.

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. The reference voltage V _REF is applied to the non-inverting terminal of the charge amplifier of each channel, that is, the plus (+) terminal, and the receiving voltage V _Rx of the corresponding channel is inputted to the inverting terminal of the charge amplifier, , And V _OUT (k) which is the touch output voltage of the channel (k) is outputted at the output terminal.

이러한 전하 증폭기에 의한 수신 전압 생성 메커니즘을 살펴보면 다음과 같다.A mechanism for generating a reception voltage by the charge amplifier will be described below.

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.DELTA V _{Tx, which} is a change in the drive voltage (V _Tx ) of the Tx electrode 212, induces a charge variation amount DELTA Q _M across the touch panel mutual capacitance 216 (C _M ), which is expressed by Equation . At this time, since the Rx electrode 214 or the RX line maintains the reference voltage V _REF as a virtual shortest, no change in the reception voltage (V _Rx ) of the Rx electrode occurs and the induced amount of charge is applied to the feedback capacitor C _F ; 222). At this time, a voltage change (DELTA V _OUT ) of the output is obtained by the amount of charge transferred, and this can be expressed by Equation (2) below.

[수학식 1]

[Equation 1]

[수학식 2]

&Quot; (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.As shown in FIG. 2, one switch S _R is connected in parallel to the feedback capacitor of the charge amplifier 220 for each channel. The switch switches the touch detection between a continuous mode or a discrete mode ).

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.That is, the continuous mode, the switch (S _R) to the user by replacing the resistor and as the drive signal of the Tx electrode sinusoidal (Sine Wave) the application to, and detects information on the touch panel, the discrete mode switch (S _R in accordance with the operation region ) Is turned on or off to detect the touch detection signal. At this time, the operation region may be a touch sensing interval T _SEN and a reset interval T _reset . In the touch sensing interval T _SEN , the switch S _R is turned off to thereby reduce the amount of charge accumulated in the feedback capacitor C _F by the thus transmitted to the output terminal measures the output voltage (V _OUT), and the reset period (T _reset) by oN the switch (S _R) to reset the output voltage (V _OUT) and discharge the amount of charge accumulated in the feedback capacitor.

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.2, a parasitic capacitor C _N is generated between the Rx electrode 214 and the common electrode Vcom of the display panel in the general touch sensing circuit. As a result, a change in the driving voltage or the common voltage of the display panel And is coupled to the Rx electrode of the touch panel, so that the noise generated in the driving of the display panel is coupled to the touch panel.

도 3은 도 2의 터치 감지 장치의 터치 출력신호와 그에 포함되는 노이즈의 영향에 대하여 도시한다.FIG. 3 illustrates the effect of the touch output signal of the touch sensing apparatus of FIG. 2 and the noise included therein.

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.In FIG. 3, the display noise voltage level 310 and the touch output voltage level 320 in each touch channel are shown. The left graph is an ideal state with no display noise at all, There is a display noise (32, 314) of a peak or pulse.

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.As shown in the left graph of FIG. 3, when no display noise is present on the display panel, the output of each charge amplifier of the touch panel, that is, the touch output voltage (V _OUT ) shows a stable voltage level.

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.3, when there are two display noise peaks 312 and 314 generated by driving the display panel, the touch output voltage V _OUT is a touch noise peak coupled by the display noise peak, (322, 324). 2, since each touch reception voltage V _Rx is input to the inverting (-) terminal of the charge amplifier and inverted, the touch noise peaks 322 and 324 cause the display noise peaks 312 and 314 ), And is added to the touch output voltage.

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.As described above, in addition to the touch sensing voltage by the touch input, the noise transferred from the display panel is added to the touch output voltage Vout for each channel, which adversely affects the performance such as the precision of the touch operation.

도 4 내지 도 6은 이러한 노이즈 커플링에 의한 터치성능 열화를 해결하기 위한 여러 가능한 방안을 예시한다.Figs. 4 to 6 illustrate various possible solutions for solving the deterioration of the touch performance due to such noise coupling.

도 4는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방안 중에서 터치 감지 타이밍을 조절하는 방식의 신호 파형도를 도시한다.FIG. 4 shows a signal waveform diagram of a method for adjusting the touch detection timing among the measures for noise reduction of the touch sensing apparatus.

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.In the method of FIG. 4, noise is avoided by setting the touch sensing period T _SEN for performing touch detection to avoid the noise introducing timing after detecting the time when noise is introduced into the touch panel.

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. In the timing diagram of FIG. 4, Sout is the touch output voltage detected at the touch receiving electrode, and SEN of the lower timing diagram is the touch sensing enable signal TEN for setting the touch sensing interval T _SEN , the reset interval T _reset , to be. That is, the touch detection operation is performed only in a section in which SEN is ON.

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. As shown in FIG. 4, the noise component 410 is included in the touch output voltage at a constant interval. That is, in the driving process of the display panel disposed under the touch panel, the coupling noise flows into the touch panel at a predetermined cycle, and the noise component 410 is included in the touch output voltage.

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.Therefore, in the noise avoiding method of FIG. 4, a certain period in which the noise component 410 exists is set as a reset period (T _reset ) or a pause period by using the touch sensing _inductive signal _SEN , Is formed in a portion where there is no noise component 410, thereby reducing noise.

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.However, since the driving timing of the display panel and the touch driving timing must be synchronized in order to apply the method as shown in FIG. 4, there is a disadvantage that an interface for communicating with a driving unit such as a driver IC of the display panel is further required on the touch panel .

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.In addition, in the noise reduction method of FIG. 4, there is a noise reduction effect only for a noise having a constant period, that is, noise of a specific frequency component, but there is a disadvantage that it can not be applied to a random noise that is not.

도 5는 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 노이즈 감지를 위한 별도의 노이즈 감지 채널을 구비하는 방식의 회로도를 도시한다.5 illustrates a circuit diagram of a method for reducing noise in a touch sensing apparatus, which includes a separate noise sensing channel for noise sensing.

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. In the method of FIG. 5, an additional channel through which noises are input without a touch input signal, that is, a noise-only Rx electrode or an Rx line is additionally formed on the touch panel and the noise effect is reduced using the additional channel.

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.5, if a noise-only channel 520 capable of only noise input is formed on the touch panel in addition to the touch receiving channel or the touch sensing electrode 510, the charge amplifier (CA1) 512 of the touch receiving channel, The touch output voltage Vout including the noise component Vnoise is output to the output terminal of the noise exclusive channel and only the noise component Vnoise is output to the output terminal of the charge amplifier CAnoise 522 of the noise exclusive channel. Therefore, if the output value Vout + Vnoise of the touch receiving channel and the noise output value Vnoise are differentiated by using a separate differential amplifier (DA) 530, the touch output voltage Vout with no noise components finally can be derived .

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.However, in the method using a noise-only channel as shown in FIG. 5, additional touch electrodes need only to be separately formed on the touch panel for noise detection, resulting in cost or complexity in the process.

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. In addition, since a differential amplifier (Differential Amplifier) 530 is additionally required as a subtractor for removing a noise component in addition to the charge amplifier CA for each channel, the chip area and chip complexity of the touch detection circuit increase and power consumption And the like.

도 6은 터치 감지 장치의 노이즈 감소를 위한 방식 중에서 2개의 인접한 채널 사이에 별도의 차동 증폭기(Differential Amplifier)를 사용하는 방식의 회로도를 도시한다.FIG. 6 shows a circuit diagram of a method of using a differential amplifier between two adjacent channels among noise reduction methods of the touch sensing device.

도 6과 같이 인접 채널 사이의 차동 증폭기를 사용하는 방식에서는, 2개의 인접 수신 채널 사이에 하나의 차동증폭기(Differential Amplifier; DA)를 배치하는 구조이다.As shown in FIG. 6, in a scheme using a differential amplifier between adjacent channels, one differential amplifier (DA) is disposed between two adjacent reception channels.

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.For example, as shown in FIG. 6, the charge amplifier CA _n-1 of the n-1th touch reception channel Rx (n-1) and the charge amplifier CA _{n of the} nth touch reception channel Rx ( _n ) And a differential amplifier DA to which the output values of the differential amplifier DA are respectively input.

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.In this case, in addition to Vout (n-1) which is the touch output voltage value of the (n-1) -th channel, the output value of the charge amplifier CA _n-1 of Rx Vnoise, and in this case, the output value of the charge amplifier CA _n of Rx (n) will include the noise component Vnoise in addition to the touch output voltage value Vout (n) of the n-th channel. Assuming that the noise components included in the output values of the two channels are equal to each other, the noise component is canceled in the output value of the differential amplifier, and only the difference value of the touch output voltages of both channels is left. The touch input is sensed based on the voltage difference value Vout (n) -Vout (n-1).

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.In the method of reducing noise using the output difference of adjacent channels as shown in FIG. 6, similar to the method using the touch-only channel and the subtractor of FIG. 5, in addition to the charge amplifier CA for each channel, An additional amplifier (Differential Amplifier) is required. Therefore, there is still a drawback that the chip area and chip complexity of the touch detection circuit increase and power consumption becomes severe.

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.Embodiments of the present invention provide a touch sensing device and a display device capable of reducing the influence of noise generated from a display panel and transferred to a touch panel while compensating for the disadvantages of the schemes of Figs.

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. Embodiment, by default, a touch-sensitive touch received in the adjacent channel than the reference voltage (V _REF) as in the prior art to one terminal of the two input terminals of the charge amplifier (CA) which is provided for each touch the reception channel of the circuit of the invention By allowing the voltage V _Rx (k) to be input, the noise can be canceled without an additional differential amplifier.

도 7은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 터치 패널의 구성을 도시한다.FIG. 7 shows a configuration of a touch panel to which an embodiment of the present invention is applied.

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.As shown in FIG. 7, the touch panel according to an embodiment of the present invention may be mounted inside the display panel or may be separately added to the upper part of the display panel to detect touch input to the display panel. An electrode 740 is formed on the panel and includes a touch driver 710 for providing a touch driving signal to the touch electrode, a touch sensing unit 710 for receiving a touch reception voltage or a touch reception charge from the touch reception electrode, (Touch Readout Circuit) 720 and a main processor (MCU) 730 and the like.

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. The touch electrode 740 includes a plurality of transmission (Tx) electrodes 742 extended in the first direction of the touch panel, and a plurality of reception (Rx) electrodes 742 extending in the second direction perpendicular to the first direction. (744). Such a touch electrode structure is a mutual capacitance touch method in which a touch driving signal is transmitted to a transmission electrode and a touch reception signal is sensed by a reception electrode to determine whether or not the touch is sensed. That is, when there is an external touch, the touch received signal is different from the touch driving signal by the mutual capacitance C _M between the transmitting electrode and the receiving electrode, and the changed amount is measured to determine whether to input the touch.

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.However, the embodiment of the present invention is not limited to the touch electrode structure and the mutual capacitance touch method as described above, and can be applied to the self-capacitance touch method without the distinction of the transmitting / receiving touch electrodes.

도시하지는 않았지만, 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널이 사용되는 표시패널은 액정표시패널(LCD), 유기전계발광 표시패널(OLED) 등을 포함하는 모든 종류의 표시패널일 수 있다.Although not shown, the display panel using the touch panel according to the embodiment of the present invention may be any kind of display panel including a liquid crystal display panel (LCD), an organic light emitting display panel (OLED), and the like.

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. A plurality of data lines DL and a plurality of gate lines GL are arranged in a display panel used in an embodiment of the present invention, N * M subpixels SP are formed in a matrix of N rows and M columns, And a driving unit for driving the lines.

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. In addition, a data driver for driving the plurality of data lines DL disposed on the display panel, and a gate driver for sequentially driving the plurality of gate lines GL in a predetermined order may be included.

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.The touch sensing device in the embodiment of the present invention refers to a touch sense circuit (Touch Readout Circuit) 720 that receives a touch reception voltage or touch reception charge from the touch receiving electrode illustrated in FIG. 7 and generates a touch output voltage And a touch panel as a superordinate concept for finally performing touch detection including the touch sensing circuit.

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. That is, although the touch sensing device according to the present embodiments may have a meaning of a touch sense circuit, a touch lead-out circuit (Touch R / O circuit), etc., Such as a touch panel or a touch screen.

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.In addition, the touch panel 700 according to the embodiment of the present invention may be an add-on type separately manufactured and coupled to the outside of a display panel (not shown) - In-cell method.

이하에서는 편의상 본 발명의 실시예에 의한 터치 패널이 인-셀 터치 방식이고, 표시패널은 유기발광표시패널(OLED)인 것으로 가정하여 설명한다.Hereinafter, it is assumed that the touch panel according to an embodiment of the present invention is an in-cell touch type display panel and the display panel is an organic light emitting display panel (OLED).

인 셀(In-Cell) 타입의 터치 구조를 갖는 유기발광표시장치는 디스플레이 모드와 터치 모드로 동작할 수 있다. An organic light emitting display having an in-cell type touch structure can operate in a display mode and a touch mode.

가령, 한 프레임(Frame) 구간을 디스플레이 모드 구간과 터치 모드 구간으로 나누어, 디스플레이 모드 구간에서는 디스플레이 모드로 동작하고, 터치 모드 구간에서는 터치 모드로 동작한다. For example, one frame period is divided into a display mode section and a touch mode section, and operates in a display mode in a display mode section and in a touch mode in a touch mode section.

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. An organic light emitting display having an in-cell type touch structure includes a first substrate, a transistor formation layer in which at least two transistors are formed in each pixel region on the first substrate, A first electrode formation layer in which a first electrode (for example, an anode electrode) of the organic light emitting diode OLED is formed on the transistor formation layer, and an organic layer formed on the first electrode formation layer and emitting light for each pixel region. On the organic layer, a second electrode forming layer in which a second electrode (e.g., a cathode electrode) of the organic light emitting diode OLED corresponding to the first electrode (e.g., anode electrode) of the organic light emitting diode OLED is formed, An encapsulation layer formed on the forming layer and a touch electrode forming layer having a plurality of touch electrodes formed on the sealing layer.

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. A touch sensing device according to an embodiment of the present invention is constituted by the touch electrode forming layer, and a resin layer formed to cover a plurality of touch electrodes on the touch electrode forming layer and a plurality of color filters A color conversion layer formed with a filter, a second substrate formed on the color conversion layer, an adhesive layer formed on the second substrate, and a cover disposed on the adhesive layer.

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. A detailed description of the various layers of the organic light emitting display panel will be omitted. A touch electrode forming layer positioned on the sealing layer of the display panel may be a touch panel according to an embodiment of the present invention. And so on.

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.Meanwhile, a touch sensing device or a touch sensing device of a touch panel according to an embodiment of the present invention includes n reception electrodes and a charge amplifier provided for each channel of each reception electrode, and a k-th channel (k = 2, ..., n-1) charge amplifier (CA _k) a first input terminal of the channel (touch received voltage (V _Rx (k of the k-th channel))) is applied, of; k = 2, ... (k-th channel) is applied to the second input terminal of the charge amplifier CA _k of the k-th channel (k = 2, ..., n-1) adjacent channel (k-1 or k + 1) receives the touch voltage (V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1)) of which is adapted to be applied.

여기서, 전하 증폭기의 제1입력 단자는 반전(-) 입력 단자이고, 제2입력 단자는 비반전(+) 입력 단자일 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 그와 반대일 수도 있다. Here, the first input terminal of the charge amplifier may be an inverting (-) input terminal and the second input terminal may be a non-inverting (+) input terminal, but not limited thereto, and vice versa.

이하에서는 편의상 인접 채널의 터치 수신 전압이 인가되는 제2입력 단자가 비반전(+) 단자인 것으로 설명하지만, 제2입력단자가 반전(-) 단자인 경우에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.Hereinafter, the second input terminal to which the touch reception voltage of the adjacent channel is applied is a non-inverting (+) terminal, but the same applies to the case where the second input terminal is the inverting (-) terminal.

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.That is, according to an embodiment of the present invention, the touch receiving voltage of the channel k is applied to the inverting (-) terminal of the charge amplifier CA for each receiving channel constituting the touch sensing circuit, ) Terminal is applied to the touch reception voltage of the adjacent channel (k-1 or k + 1) in place of the conventional reference voltage (V _REF ).

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 의한 터치 감지 장치의 등가 회로를 도시한다.8 shows an equivalent circuit of the touch sensing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

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.The touch sensing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a charge amplifier for receiving a touch reception voltage or a touch reception charge for each touch reception channel or touch reception electrode, accumulating the touch reception voltage or touch reception charge for a predetermined period of time, . For convenience, a k-th touch receive channel or the touch receiving electrode to Rx (k), the output value of the touch received voltage or touch receive charges enter the charge amplifier to CA _k, the charge amplifier V _Rx (k), the charge amplifier CA _k k And the touch output voltage value of the channel is represented by Vout (k).

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.8, a k-th reception channel Rx (k) 810 and a k-1th reception channel Rx (k-1) 810 'are shown, and each channel is provided with a charge amplifier CA _k 820 and CA _k-1 820 'are provided.

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.Among the two input terminals of the charge amplifier of each channel, the touch reception voltage of the corresponding channel is input to the inversion terminal, that is, the minus terminal, and the touch reception voltage of the adjacent channel is input to the non-inversion terminal, that is, the plus terminal.

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.For example, as shown in FIG. 8, the kth touch receiving voltage V _Rx (k) generated at the kth receiving electrode is inputted to the inverting (-) terminal of the charge amplifier CA _k of the kth channel, The non-inverted (+) terminal of the charge amplifier CA _k of the channel receives the touch reception voltage V _Rx (k-1) of the (k-1) th channel immediately preceding the adjacent channel.

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.In addition, an inverting terminal input and has the feedback capacitor between the output of each charge amplifier; may include (C _F 826) and switches S _R (828), the feedback capacitor (C _F; 826) is a touch of a channel for the touch-sensitive region The switch S _R 828 has a function of outputting the charge accumulated in the feedback capacitor C _F 826 to the output terminal of the charge amplifier and a function of charging the received charge by a continuous mode or a discrete mode (Discrete Mode).

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.On the other hand, in the first embodiment of the present invention, since the touch reception voltage of the adjacent channel can not be inputted to the charge amplifier of the first or last channel among the various reception channels, The voltage V _REF may be input.

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.That is, if the touch reception voltage of the adjacent channel (k-1) preceding the non-inverting terminal of the charge amplifier of the specific channel (k) is applied according to the embodiment of the present invention, The reference voltage V _REF is input to the non-inverting terminal of the charge amplifier CA1 since there is no adjacent channel.

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. Similarly, if the non-inverting terminal of the charge amplifier of the specific channel k is applied with the touch reception voltage of the adjacent channel (k + 1), there is no adjacent channel in the case of the last channel (n) The reference voltage V _REF is input to the non-inverting terminal of the charge amplifier CA _n .

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.The touch sensing apparatus according to the first exemplary embodiment of the present invention includes a touch sensing period T _SEN for performing touch sensing again and a reset period T _reset for performing a touch sensing operation ).

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.In the touch sensing circuit as shown in FIG. 8, all the charge amplifiers have a unit gain (i.e., all the switches S _R are closed) in the reset period. At this time, in the conventional touch sensing circuit, the reference voltage is connected to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier of all the receiving channels, whereas the non-inverting (+ Is connected to a line of an adjacent touch channel. In this case, the reception line of all the channels becomes a virtual short condition due to the feedback operation of the charge amplifier and is biased to the reference voltage V _REF .

아래에서는 도 8과 같은 실시예에서 노이즈가 상쇄되는 기술적 원리에 대하여 설명한다.In the following, the technical principle in which noise is canceled in the embodiment as shown in FIG. 8 will be described.

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.Normally, the noise component coupled to the touch panel from the display panel is a common-mode noise having the same value without any difference depending on the position of the panel. Therefore, it can be assumed that the sizes of noise generated in adjacent two touch reception channels are similar. That is, the amount of charge induced by two adjacent Rx lines is similar.

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.In this case, since the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier of each channel in the touch sensing circuit is connected to the adjacent Rx line instead of the fixed reference voltage as in the related art, It can be said that the amount of charge induced by the noise at the terminal is almost the same.

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.Therefore, considering the two adjacent receive channels, if common noise occurs in the Rx lines of two channels, a similar amount of charge is induced in the two Rx lines and the touch receive voltage also changes in a similar magnitude.

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.The Rx line of the reference channel and the reference voltage V _REF are virtual grounds and noise is generated so that the touch voltage is restored to the reference voltage V _REF through a settled time even if the touch reception voltage is changed. At this time, when the non-inverting (+) terminal input and the inverting (-) terminal input of each of the charge amplifiers show a similar voltage change while being restored to the reference voltage V _REF , they are transferred to the pad back capacitor C _F Thereby reducing the amount of charge. Through this process, the magnitude of the noise or the peak voltage generated in the output voltage Vout can be reduced.

도 9는 본 발명의 제 1실시예의 한 형태와, 그러한 구조에서의 채널별 노이즈 감소 특성과 안정성(Stability)의 변화를 도시한다.Fig. 9 shows one form of the first embodiment of the present invention and a change in noise reduction characteristic and stability of each channel in such a structure.

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. On the other hand, in simulation of the first embodiment of the present invention, as the distance from the channel using the fixed reference voltage V _REF is increased, the magnitude of the peak voltage due to the influence of the noise in the touch output voltage Vout (k) gradually decreases .

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. That is, for a particular channel (k) non-inverting (+) is connected with the touch receiving line of the preceding channels (k-1) to the terminal, and therefore a charge amplifier of the first channel (CA ₁₎ of the charge amplifier as in the upper portion of FIG. 9 In the embodiment in which the reference voltage V _REF is applied to the non-inverting (+) terminal, the noise component is directly included in the touch output voltage Vout (1) of the first channel, And as the channel number increases, more noise is canceled.

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.As shown in the left graph of FIG. 9, in the first embodiment of the present invention, as the distance from the channel to which the reference voltage is applied is increased, the level of the noise included in the touch signal continuously decreases. This is in increasing in due doemeuro applied the reference voltage (V _REF), so the farther from the first channel can not be expected noise reduction effect to reduce the influence of the reference voltage (V _REF) As a result, the offset noise effect.

도 10 및 도 12는 이러한 채널별 노이즈 감소효과가 상이한 점을 이용하는 본 발명의 제2실시예를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 10 and 12 are views for explaining a second embodiment of the present invention in which the effect of reducing the noise by channel is different.

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. In the second embodiment of the present invention, basically, the basic concept of connecting the Rx line of the adjacent reception channel (k-1 or k + 1) to the non-inverted (+) terminal of the charge amplifier of the corresponding channel (k) (PHASE 1) which is an operation mode for connecting the channel (k + 1) following the adjacent channel and a second phase (PHASE 2) which is an operation mode for connecting the preceding channel (k-1) And operates in a divided manner. That is, the touch sensing period T _SEN of one cycle is divided into the first phase and the second phase, which are two sections.

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.In the second embodiment, all the n reception channels are divided into two groups in order, and only the touch output voltage of the group to which the reference voltage is not applied is used in the above-described first and second phases of operation modes Thereby detecting the touch input.

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.In other words, the second embodiment of the present invention focuses on the fact that the noise reduction effect increases as the distance from the channel to which the reference voltage V _REF is applied is increased, and the entire reception channels are divided into two groups according to the channel order, The first channel 1 is connected to the reference voltage V _REF and the second channel is connected to the previous Rx line. In the second phase, the second group of touch outputs The touch input is sensed using only the voltage of the first group and the reference voltage V _REF is applied to the last channel. In the first phase, which is connected to the following Rx line, only the touch output voltage of the first group, . As a result, the noise reduction effect can be maximized.

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.As described above, in the touch sensing apparatus according to the second embodiment of the present invention, the non-inverting terminal of the charge amplifier of the ith channel (i = 2, 3, 4 ... n-1) (J = n / 2 + 1, n / 2 + 2, ...) of the n channels is controlled so that the touch reception voltage V _Rx (i + 1) and a second phase (PHASE 2) for controlling the touch reception voltage V _Rx (j-1) of the (j-1) th channel to be applied to the non-inverting terminal of the charge amplifier of the (n-1) th channel.

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.In addition, the n channels are divided into a first channel group having 1 to n / 2 channels and a second channel group having n / 2 + 1 to n channels according to the order of the touch sensing interval T _SEN in the first phase (pHASE 1) in the first by using only the touch output voltage (VOUT) of the charge amplifier which is included in the channel group, detecting a touch input, the touch-sensitive region (T _SEN) of the second phase (pHASE 2) the The touch input is detected using only the touch output voltage VOUT of the charge amplifier included in the two-channel group.

도 10 본 발명의 제2 실시예에 의한 터치 감지 장치의 채널별 등가 회로를 도시한다.10 shows an equivalent circuit for each channel of the touch sensing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도 10을 참고로, 본 발명의 제2실시예를 다시 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 10, the second embodiment of the present invention will be described again.

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.In FIG. 10, the receiving channels of the touch panel are 1 to 40, and the channels 1 to 20 are represented as the first channel group, and the channels 21 to 40 are represented as the second channel group.

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.First, in the second embodiment of the present invention, the touch sensing period T _SEN of one cycle is divided into two equal sub-intervals according to time, and then the first and second phases are operated in each of the sub- .

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.In the first phase, the reference voltage V _REF is applied to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier CA40 of the final channel CH40 and the non-inverting terminal of the charge amplifier of the remaining channel (i) +1) is inputted. Meanwhile, during the first phase operation, the second channel group CH21 including the final channel to which the reference voltage V _REF is applied among the touch output voltage values Vout (1) to Vout (40) output from the 40 charge amplifiers in total The touch output voltage values Vout (21) to Vout (40) of the channel groups CH1 to CH40 are ignored and only the touch output voltage values Vout (1) to Vout .

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.Similarly, in the second phase, the reference voltage (V _REF ) is applied to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier (CA1) of the first channel CH1 and the non- The touch reception voltage of the channel (j-1) is input. During the second phase operation, the first channel group CH1 (including the first channel to which the reference voltage V _REF is applied) among the touch output voltage values Vout (1) to Vout The touch output voltage values Vout (1) to Vout (20) of the channel groups CH21 to CH40 are ignored and only the touch output voltage values Vout (21) to Vout .

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.In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 10, in the first phase and the second phase, the n-th channel and the adjacent channel can not be connected to the first channel and the second channel, respectively. Thus, the first phase the n ratio of the non-inverting (+) is the applied, and the second face the reference voltage (V _REF) to the input terminal 1, the second charge amplifier (CA ₁₎ of the charge amplifier (CA _n) of the second channel And the reference voltage (V _REF ) is applied to the inverting (+) input terminal.

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.As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent a phenomenon that a reference voltage is applied to a channel having no noise removing effect, and that the noise reduction effect increases as the distance from the reference voltage applying channel is increased , The touch performance can be improved.

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.Meanwhile, the touch sensing circuit according to the embodiment of the present invention basically uses the touch reception voltage of the adjacent reception channel (k-1 or k + 1) as a non-inverting terminal of the charge amplifier to be used as a kind of reference . Accordingly, if the touch reception voltage of the adjacent reception channel (k-1 or k + 1) is not sufficiently stabilized, the touch output voltage Vout (k) of the current channel k will not be stabilized.

이러한 현상은 기준전압(V_REF)을 이용하는 채널, 즉 최초 또는 최종 채널로부터 멀어질수록 심화된다. This phenomenon is exacerbated from the channel using the reference voltage (V _REF ), i.e., from the initial or final channel.

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.That is, in the embodiment as shown in FIG. 9, as the channel number increases, the settling time, which is the time for stabilizing the output voltage, increases and oscillation may occur. Therefore, there is a problem that an error may be issued to the touch sensing when switching from the non-safety state to the touch sensing period in the _reset phase (T _reset ).

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.Meanwhile, as described above, the touch display device sequentially performs the display mode and the touch mode for one period, and the touch mode of one period can be divided into the touch sensing interval T _SEN and the reset interval T _reset have.

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. The increasing problem of the settling time is that the input voltage to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier is not stabilized during the _reset period (T _reset ) as the distance from the channel using the reference voltage (V _REF ) This is caused by measuring the mutual capacitance value of the touch panel.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 리셋 구간에서 세틀링을 완료하여야 하며, 이를 위해서는 아래와 같은 2가지 방식이 고려될 수 있을 것이다.Therefore, in order to solve such a problem, settling must be completed in the reset period. For this purpose, the following two methods can be considered.

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.First, it is possible to consider a first method of quickly setting a touch reception voltage of all channels by applying a fixed reference voltage (V _REF ) instead of inputting a touch reception voltage of an adjacent channel in a reset period.

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.Next, the touch receiving voltage of the adjacent channel is input to the charge amplifier non-inverting (+) terminal only until the channel where settlement is completed in the reset period, and then the channel starts a new connection again with the fixed reference voltage (V _REF ) A second scheme would be possible.

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.However, in the second scheme, the number of channels connected to the adjacent channel is decreased, and the noise reduction effect is greater as the channel from the channel to which the reference voltage (V _REF ) is applied. In the second scheme, The effect may be inhibited.

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.Therefore, in the third embodiment of the present invention, in order to solve the stability degradation due to the connection to the adjacent channel, in the reset period (T _reset ), the reference voltage V _REF ) is applied.

도 11은 이러한 본 발명의 제3실시예에 의한 터치 감지 장치의 구동 방식 및 전하 증폭기의 입력 방식를 도시한다.11 shows a driving method of the touch sensing apparatus and an input method of the charge amplifier according to the third embodiment of the present invention.

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.As shown in Figure 11, by the period the touch mode is composed of a touch-sensitive region (T _SEN) and the reset period (T _reset), a touch according to a third embodiment of the present invention, sensing device, the touch-sensitive region (T _SEN) The touch reception voltage V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1) of the adjacent channel k-1 or k + 1 is applied to the non-inverted (+) terminal of the corresponding charge amplifier CAk In the reset period Treset, the reference voltage V _REF fixed to the charge amplifier non-inverting (+) terminal of all the channels is applied.

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.As described above, according to the third embodiment of the present invention, the touch reception voltage of all channels is quickly stabilized in the reset period (T _reset ), so that the time when the output voltage becomes stable as the distance from the channel to which the reference voltage is applied is stabilized It is possible to solve the problem of increasing the settling time.

도 12는 본 발명의 제2 및 제3실시예를 적용하기 위한 각 수신 채널별 전하 증폭기의 입력 구조를 도시한다.12 shows an input structure of a charge amplifier for each reception channel for applying the second and third embodiments of the present invention.

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.In order to simultaneously apply the second and third embodiments of the present invention, the non-inverted (+) terminal of the charge amplifier CA _k of each channel is connected to the touch of the adjacent channel (k + 1) One of the reception voltage V _Rx (k + 1), the touch reception voltage V _Rx (k-1) of the preceding adjacent channel (k-1), and the fixed reference voltage V _REF must be selectively input.

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.That is, the touch sensitive region (T _SEN) of the first phase (PHASE 1) in the V _Rx (k + 1) of the touch received voltage of the adjacent channel (k + 1) the following is input, the touch-sensitive region (T _SEN) the second phase (pHASE 2) the V _Rx (k-1) of the touch received voltage of the preceding adjacent channel (k-1) this is input, the reset period (T _reset) the input is a fixed reference voltage (V _REF) of .

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.Therefore, as shown in FIG. 12, the touch reception voltages V _Rx (k + 1) and V _Rx (k-1) of two adjacent channels and the reference voltage V A multiplexer 1210 for selectively applying one of three signals including a _REF signal.

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.The multiplexer 1210 is operated by two selection signals S0 and S1. In the touch sensing period T _SEN , the touch reception voltages V _Rx (i + 1) and V _Rx (j-1) ), And the reference voltage (V _REF ) is applied in the _{reset period} (T _reset ).

도 13은 n개의 수신 채널을 구비하는 터치 감지 장치에 본 발명의 제2 및 제3 실시예가 적용되는 경우의 회로도를 도시한다.13 shows a circuit diagram when the second and third embodiments of the present invention are applied to a touch sensing apparatus having n reception channels.

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.13, a charge amplifier is provided for each of the reception channels or the Rx lines, and an inverting (-) input terminal of the charge amplifier is connected to the corresponding channel (k) receiving a touch or touch voltage received _Rx charge V (k) are inputted, a non-inverting amplifier of the charge (+) input terminal receives a second touch of the adjacent-channel voltage (V _Rx (k + 1) and V _Rx (k- 1) and the reference voltage (V _REF ) are selectively inputted.

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. To this end, a multiplexer for selectively applying one of three signals is provided in front of the non-inverting (+) input terminal of the charge amplifier CA _k , and this multiplexer outputs a first phase (PHASE) of the touch sensing period T _SEN 1), V _Rx (k + 1), which is the touch reception voltage of the following adjacent channel (k + 1), is inputted. In the second phase (PHASE 2) of the touch sensing interval T _SEN , V _RX (k-1), which is a touch reception voltage of the touch _sensing unit 1, is input to the display unit 100. In the reset period Treset, the fixed reference voltage V _REF is controlled to be input.

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.13, in the first phase (PHASE 1) of the touch sensing period T _SEN , the reference voltage V _REF is input to the non-inverting terminal of the charge amplifier of the last channel n, the non-inverting terminal of the charge amplifier is doedoe adjacent channel (k + 1) touch a received voltage of V _Rx (k + 1) of the type that follows, CH1 to CH included in the first channel group is disposed on the front end of the touch panel touch detection is performed using only the touch output voltage value of (n / 2).

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.Likewise, in the second phase (PHASE 2) of the touch sensing period T _SEN , the reference voltage V _REF is input to the non-inverting terminal of the charge amplifier of the first channel 1 and the non-inverting terminal of the charge amplifier of the remaining channel doedoe the V _Rx (k-1) touch the receiving voltage of the preceding adjacent channel (k-1) input, CH (n / 2 + 1 ) through CH (n included in the second channel group is disposed on the rear end of the touch panel The touch detection is performed using only the touch output voltage value of the touch sensor.

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.On the other hand, in the third embodiment of the present invention to solve the above-described stability (stability) problem was connected to the reference voltage (V _REF) locked in the reset period are the Rx line of an adjacent channel in a touch-sensitive region (T _SEN) A phenomenon may occur in which the offset voltage of each charge amplifier is accumulated in the output of the charge amplifier during the connection. That is, in order to solve the above-described stability problem, in the third embodiment of the present invention, the reference voltage V _REF is connected to the non-inverting (+) input terminal of all the channels in the reset period. The offset voltage of the corresponding channel charge amplifier is influenced by the Rx node of the Rx node. In the readout step, the offset voltage value is accumulated in the voltage value of the receiving electrode. And due to this offset voltage is accumulated reception electrode voltage is changed, in particular means which may be affected by parasitic cache patty standing (C _P) is connected to the receiving electrode. Particularly, parasitic capacitors (C _P ) have a value of several tens of pF or more in comparison with CM and CF, which may lead to a large change in the voltage value of the receiving electrode.

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.In order to solve the problem of the offset voltage accumulation of such a charge amplifier, a chopping circuit may be provided to alternately input the sign of the touch reception voltage of the corresponding channel to the inversion (-) of the charge amplifier.

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. FIG. 14 shows such a chopping circuit, and an inverter 1410 is disposed in front of the inverting (-) terminal of the charge amplifier of each channel so as to invert the sign of the inputted touch reception voltage V _Rx (k). In the first input period, the offset voltage V _OS (k-1) of the adjacent channel is input to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier. In the next input period, -V _OS (k-1) is input.

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.In this case, the touch-output voltage difference is △ V _OUT at the first input section, touch output voltage difference is △ V _OUT, at the first input section _chop will be as shown in Equation 3 below, and as a result the offset of the charge amplifier So that the voltage can be canceled.

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.That is, in the chopping circuit shown in FIG. 14, the operation of the charge amplifier is divided into two phases in order to eliminate the offset voltage accumulation phenomenon of the amplifier, and the polarities of the offsets are changed in each phase. In this way, the chopper applied charge amplifier can be expressed as a chopper amplifier. In the chopper amplifier, the offset polarity is switched in opposite directions through an internal chopper switch connection for each phase . Therefore, the sum of the offsets generated in the two phases becomes "0" as shown in Equation (3) below, and the offset effect can be eliminated.

[수학식 3]&Quot; (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.As described above, according to the embodiment of the invention, the non-inversion of each reception channel charge amplifier (CA) that make up a touch-sensitive circuit (+) terminal of the adjacent channel (k-1 in place of the conventional reference voltage (V _REF) Or k + 1) is applied to the touch panel, it is possible to reduce the noise generated in the touch panel without using a separate differential amplifier.

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.According to another embodiment of the present invention, in addition to the basic configuration, the touch sensing section is divided into two phases and operated, and the receiving channel or receiving electrode of the touch panel is divided into two channel groups. In touch detection, only one channel group out of the two channel groups is selectively used, thereby solving the problem that the noise reduction characteristics for each channel are different.

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.According to another embodiment of the present invention, in addition to the above basic configuration, a fixed reference voltage (V _REF ) is input to the non-inverting (+) terminal of the charge amplifier (CA) It is possible to solve the problem of increasing the settling time for each channel.

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. As a result, according to the embodiments of the present invention, it is possible to effectively reduce the noise caused by the touch panel in the touch display device, thereby improving the reliability of the touch operation and the touch efficiency.

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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. , Separation, substitution, and alteration of the invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

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)700: touch panel 710: touch driver
720: touch sensing circuit 730: main processor (MCU)
740: touch electrode 742: transmission (Tx) electrode
744 Receive (Rx) electrode 810: kth receive channel Rx (k)
820: The charge amplifier (CA _k ) of the _k-

Claims (9)

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 장치.1. A touch sensing apparatus for sensing touch input to a display panel, the touch sensing apparatus comprising:
Wherein the touch sensing apparatus includes n reception electrodes and a charge amplifier provided for each channel of the reception electrodes,
The touch reception voltage V _Rx (k) of the channel (k-th channel) is applied to the first input terminal of the charge amplifier CA _k of the k-th channel (k = 2, (K-1 or k + 1) adjacent to the channel (k-th channel) is applied to the second input terminal of the charge amplifier CA _k of the k-th channel (k = 2, (V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1)) of the touch sensing device is applied. 제1항에 있어서,
상기 제1입력 단자는 반전(-) 입력 단자이고, 상기 제2입력 단자는 비반전(+) 입력 단자인 터치 감지 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first input terminal is an inverting (-) input terminal and the second input terminal is a non-inverting (+) input terminal. 제2항에 있어서,
상기 전하 증폭기 중에서 첫번째 채널 또는 마지막 채널의 전하 증폭기(CA₁ 또는 CA_n)의 비반전(+) 입력 단자에는 기준 전압(V_REF)이 인가되는 터치 감지 장치.3. The method of claim 2,
Wherein a reference voltage (V _REF ) is applied to a non-inverting (+) input terminal of a charge amplifier (CA ₁ or CA _n ) of a first channel or a last channel of the charge amplifier. 제2항에 있어서,
상기 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 포함하는 터치 감지 장치.3. The method of claim 2,
The touch sensing device receives the touch reception voltage V _Rx (i + 1) of the (i + 1) th channel at the non-inverting terminal of the charge amplifier of the i- ) Of the n-th channel and the charge amplifier of the jth (j = n / 2 + 1, n / 2 + 2, ..., And a second phase (PHASE 2) for controlling a touch reception voltage (V _Rx (j-1)) of the (j-1) th channel to be applied to the inversion terminal. 제4항에 있어서,
상기 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 상기 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 상기 제2채널 그룹에 포함되는 전하 증폭기의 터치 출력 전압(VOUT)만을 이용하여 터치 입력을 검출하는 터치 감지 장치.5. The method of claim 4,
Of said n channels is in the order is divided into 1 ~ n / 2, a first channel group consisting of channels, and n / 2 + 1 ~ n a second channel group consisting of channels, and a touch-sensitive region (T _SEN) the In the first phase (PHASE 1), the touch input is detected using only the touch output voltage (VOUT) of the charge amplifier included in the first channel group. In the second phase (PHASE 2) of the touch sensing period (T _SEN ) And detects the touch input using only the touch output voltage (VOUT) of the charge amplifier included in the second channel group. 제4항에 있어서,
상기 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 제어하는 터치 감지 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the non-inverting (+) is applied to the reference voltage (V _REF) to the input terminal, and the second face in the first non-inversion of the charge amplifier (CA ₁₎ of the first phase the n charge amplifier (CA _n) of the second channel And the reference voltage (V _REF ) is applied to the (+) input terminal. 제6항에 있어서,
상기 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 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 제어되는 터치 감지 장치.The method according to claim 6,
Three signals including a non-inverting (+) input terminal in front of two touch and receive adjacent-channel voltage (V _Rx (i + 1) and V _Rx (j-1)) and the reference voltage (V _REF) of the charge amplifier (I + 1) and V _Rx (j-1) of the two adjacent channels in the touch sensing period T _SEN , and the multiplexer selects one of the touch reception voltages V _Rx And a reference voltage (V _REF ) is applied in a _{reset period} (T _reset ). 제2항에 있어서,
상기 전하 증폭기의 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 터치 감지 구간(T_SEN)에서는 인접 채널(k-1 또는 k+1)의 터치 수신 전압(V_Rx(k-1) 또는 V_Rx(k+1))이, 리셋 구간(T_reset)에서는 기준 전압(V_REF)이 인가되도록 제어되는 터치 감지 장치.3. The method of claim 2,
Non reversal of the charge amplifier (+) input terminal in front of the adjacent channel (k-1 or k + 1) of the touch received voltage (V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1)) and a reference voltage (V _REF The multiplexer detects the touch reception voltage V _Rx (k-1) or V _Rx (k-1) of the adjacent channel k-1 or k + 1 in the touch sensing period T _SEN k + 1) is controlled so that the reference voltage (V _REF ) is applied during the _{reset period} (T _reset ). 표시패널;
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 장치.Display panel;
And a touch sensing device disposed on the display panel and sensing a touch input to the display panel,
The touch sensing apparatus includes n number of reception electrodes and a charge amplifier provided for each channel of each of the reception electrodes. The number of charge amplifiers CA _k of the k-th channel (k = 2, ..., n-1) the first input terminal of the touch received voltage (V _Rx (k)) is applied, k-th channel (k = 2, ..., n -1) charge amplifier (CA _k) of the channel (k-th channel) 2 input terminal receives a touch reception voltage V _Rx (k-1) or V _Rx (k + 1) of the adjacent channel (k-1 or k + 1) adjacent to the channel Display device.

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