触摸显示装置、触摸驱动电路及其触摸驱动方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0179283的优先权权益，该韩国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法。

背景技术

随着信息社会的发展，对用于显示图像的显示装置的各种需求增加。近来，已经利用了各种类型的显示装置，例如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)和有机发光显示装置等。

此外，已经利用了触摸显示装置，该触摸显示装置包括在这些显示装置中实施的基于触摸的输入机制，并且允许用户相对于典型的输入机制(例如按钮、键盘和鼠标)直观且方便地输入信息或命令。

为了使这种触摸显示装置提供基于触摸的输入接口，要求触摸显示装置具有准确地检测来自用户的触摸存在并检测触摸坐标的能力。

触摸显示装置通常使用用于驱动每个像素的公共电极作为用于触摸感测的触摸电极。因此，在显示驱动周期期间，将公共电压提供给薄膜晶体管，并且在触摸感测周期期间，将触摸驱动信号提供给触摸电极。

为此，在各种类型的触摸感测方案中，基于电容的触摸感测方案已被广泛使用，其包括基于跨显示面板中布置的多个触摸电极形成的电容的变化来检测触摸存在、触摸坐标等。

这种基于电容的触摸感测方案可以包括互电容感测方案和自电容感测方案。

在互电容感测方案的情况下，多个触摸电极包括：一个或多个驱动电极，一个或多个触摸驱动信号通过一条或多条触摸驱动线施加到所述一个或多个驱动电极；以及一个或多个感测电极，其用于通过一条或多条触摸感测线感测一个或多个触摸感测信号，并使得与一个或多个驱动电极形成电容。在该方案中，可以基于根据来自手指、主动笔或被动笔等的指示器的存在或不存在而在驱动电极和感测电极之间形成的互电容的变化来检测触摸存在、触摸坐标等。

同时，在自电容感测方案的情况下，每个触摸电极既用作驱动电极又用作感测电极。即，触摸驱动信号施加到每个触摸电极，并且通过被施加了触摸驱动信号的触摸电极来接收触摸感测信号。在该方案中，可以基于在触摸电极与来自手指、主动笔或被动笔等的指示器之间形成的电容的变化来检测触摸存在、触摸坐标等。

最近，在互电容感测方案中，为了提高触摸感测的信噪比(SNR)和灵敏度，提供了一种方法，该方法将触摸驱动信号作为随时间变化的码分波形而施加到驱动电极。

然而，在自电容感测方案的情况下，由于触摸驱动信号和触摸感测信号都是通过连接到一个触摸电极的一条触摸线提供的，因此，不能将触摸驱动信号作为随时间变化的各种波形而施加。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过实施用于自电容感测方案的码分感测效应来提高触摸感测的信噪比(SNR)和灵敏度。

此外，根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过以码分形式感测多个触摸电极来实施用于自电容感测方案的码分感测效应。

此外，根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过以码分形式感测多个触摸电极来减小用于驱动触摸电极的触摸驱动信号的量级和功耗。

此外，根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于通过施加多频感测方案以及其中以码分形式感测多个触摸电极的自电容感测方案来减小噪声并执行稳定的触摸驱动。

此外，根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于通过将用于驱动触摸电极的触摸驱动信号的电平控制到不同于参考电压的电平来有效地防止触摸驱动电路的饱和。

根据本公开的一个方面，提供了一种触摸显示装置，该触摸显示装置包括：触摸面板，其包括多个触摸电极和多条触摸线；多路复用器，其通过所述触摸线连接到所述触摸电极并输出通过以码分形式将由通过码分控制信号选择的多个触摸电极提供的触摸感测信号相加而获得的码分感测信号；以及触摸感测电路，其基于来自多路复用器的码分感测信号来计算触摸电极中的电容并检测触摸存在或触摸坐标。

触摸显示装置的触摸面板可以允许实施自电容感测，其中，通过连接到一个触摸电极的一条触摸线提供触摸驱动信号和触摸感测信号。

触摸显示装置的多路复用器可以包括多个多路复用器，多个触摸电极作为一组连接到每个多路复用器。

触摸显示装置的触摸感测电路可以包括：前置放大器电路，其包括：运算放大器，其通过反相输入端子接收码分感测信号并且通过非反相输入端子接收触摸驱动信号；反馈电容器，其并联连接在运算放大器的反相输入端子和输出端子之间，以及反馈开关；积分电路，其包括多个开关和多个电容器，以累积前置放大器电路的输出电压；以及采样电路，其随时提供积分电路的输出信号。

触摸显示装置中的触摸驱动信号可以是包括多个频率分量的一个或多个正弦波信号。

触摸显示装置中的触摸驱动信号可以具有与通过多路复用器施加到多个触摸电极的无负载驱动信号不同的峰峰值。

触摸显示装置的触摸感测电路可以使用与码分控制信号的逆矩阵相对应的解码的代码来计算跨一个或多个触摸电极的电容。

根据本公开的另一方面，提供一种触摸驱动电路，该触摸驱动电路包括：多路复用器，该多路复用器通过触摸线连接到触摸电极并输出通过以码分形式将由通过码分控制信号选择的多个触摸电极提供的触摸感测信号相加而获得的码分感测信号；以及触摸感测电路，其基于来自多路复用器的码分感测信号计算触摸电极中的电容并检测触摸存在或触摸坐标。

根据本公开的另一方面，提供一种触摸驱动方法，该触摸驱动方法从布置在触摸面板中的多个触摸电极接收触摸感测信号，并检测触摸存在或触摸坐标，所述方法包括：将码分控制信号施加到通过多条触摸线连接到多个触摸电极的多路复用器；通过多路复用器输出通过以码分形式将由通过码分控制信号选择的多个触摸电极提供的触摸感测信号相加而获得的码分感测信号；以及通过基于来自多路复用器的码分感测信号计算触摸电极中的电容来检测触摸存在或触摸坐标。

根据本公开的又一方面，提供了一种触摸显示装置，该触摸显示装置包括：触摸面板，其包括多个触摸电极和多条触摸线；以及触摸驱动电路，其用于通过触摸线感测触摸电极。触摸驱动电路包括第一多路复用器，该第一多路复用器包括n个触摸线通道端口(n是大于或等于3的自然数)，该端口通过n条触摸线电连接到n个触摸电极，并且在触摸板的第一周期期间，同时将触摸驱动信号施加到与n个触摸线通道端口连接的触摸电极中的(n-k)个触摸电极(k是比n小1或更多的数)，并同时将与触摸驱动信号具有相同相位的无负载驱动信号施加到k个触摸电极。

根据本公开的实施例，可以提供触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过实施用于自电容感测方案的码分感测效应来提高触摸感测的信噪比(SNR)和灵敏度。

此外，根据本公开的实施例，可以提供触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过以码分形式感测多个触摸电极来实施用于自电容感测方案的码分感测效应。

此外，根据本公开的实施例，可以提供触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过以码分形式感测多个触摸电极来减小用于驱动触摸电极的触摸驱动信号的量级和功耗。

此外，根据本公开的实施例，可以提供触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过施加多频感测方案以及其中以码分形式感测多个触摸电极的自电容感测方案来减小噪声并执行稳定的触摸驱动。

此外，根据本公开的实施例，可以提供触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其用于使得能够通过将用于驱动触摸电极的触摸驱动信号的电平控制到不同于参考电压的电平来有效地防止触摸驱动电路的饱和。

附图说明

图1示出根据本公开的实施例的触摸显示装置。

图2示出根据本公开的实施例的触摸显示装置中的触摸驱动和感测操作的示例。

图3是示出根据本公开的实施例的被施加了自电容感测方案的触摸显示装置中的触摸面板的平面图。

图4示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中以码分形式感测触摸感测信号的方法。

图5示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中用作码分控制信号的循环代码和解码矩阵的示例。

图6示出根据本公开的实施例的触摸显示装置的触摸驱动电路。

图7是将根据本公开的实施例的在触摸显示装置中以码分形式感测多个触摸电极时从触摸驱动电路输出的电压与典型情况中的电压进行比较的曲线图。

图8示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中用于与码分感测信号进行比较的参考电压由多个频率的正弦波构成的情况的示例。

图9示出根据本公开的实施例的当在触摸显示装置中施加与触摸驱动信号的峰峰值不同的前置放大器电路的参考电压时的触摸驱动电路。

具体实施方式

在以下对本发明的示例或实施例的描述中，将参考附图，在附图中通过图示的方式示出了可以实施的具体示例或实施例，并且在附图中，相同的附图标记可以用于指定相同或相似的部件，即使这些附图标记是在彼此不同的附图中示出的。此外，在本发明的示例或实施例的以下描述中，当确定本文中的公知功能和部件的详细描述可能使本发明的某些实施例的主题相当不清楚时，将省略该描述。本文使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“形成”之类的术语通常旨在允许添加其他部件，除非该术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。

本文中可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”之类的术语来描述本发明的要素。这些术语中的每一个不用于限定要素的本质、次序、顺序或数量等，而仅用于将对应的要素与其他要素区分开。

当提到第一要素与第二要素“连接或耦合”、“接触或交叠”等时，其应当被解释为不仅第一要素可以与第二要素“直接连接或耦合”或“直接接触或交叠”，而且第三要素也可以“插入”在第一要素和第二要素之间，或者第一要素和第二要素可以经由第四要素而彼此“连接或耦合”、“接触或交叠”等。在此，第二要素可以包括在彼此“连接或耦合”、“接触或交叠”等的两个或更多要素中的至少一个中。

当使用诸如“在…之后”、“继…之后”、“接下来”、“在…之前”等时间相对术语来描述要素或构造的过程或操作、或操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可以用于描述非连续或非顺序的过程或操作，除非与术语“直接”或“立即”一起使用。

此外，当提及任何尺寸、相对大小等时，应考虑要素或特征或对应的信息(例如水平、范围等)的数值包括的公差或误差范围可能由各种因素(例如，过程因素、内部或外部影响、噪声等)引起，即使未指定相关说明。此外，术语“可以”完全涵盖术语“能够”的所有含义。

图1示出根据本公开的实施例的触摸显示装置。

参考图1，根据本公开的实施例的显示装置100可以具有显示图像的功能和感测来自用户或导电物体的触摸的功能。

为了同时实施图像显示功能和触摸感测功能两者，触摸显示装置100可以包括：显示面板110，在显示面板110上布置有多条数据线和多条栅极线；显示驱动电路120，其用于驱动显示面板110；等等。

就功能而言，显示驱动电路120可以包括：用于驱动数据线的数据驱动电路；用于驱动栅极线的栅极驱动电路；用于控制数据驱动电路和栅极驱动电路的控制器；等等。显示驱动电路120可以被实施为一个或多个集成电路。

触摸显示装置100可以包括：触摸面板TSP，其上布置了用于触摸感测的多个触摸电极TE；触摸驱动电路200，其用于驱动触摸面板TSP并处理触摸的感测；等等。

触摸显示装置100中的触摸面板TSP可以是外部类型，其中触摸面板TSP与显示面板110分开制造，并且然后与显示面板110接合，或者触摸面板TSP可以是嵌入式类型，其中当显示面板110被制造并位于显示面板110的内部时，触摸面板TSP与显示面板110一起制造。

因此，根据本公开的实施例的触摸显示装置100中的触摸面板TSP可以是具有触摸感测功能的独立面板，或者可以表示具有显示功能以及触摸感测功能的显示面板110。在下文中，为了便于描述，假定显示面板110包括触摸面板TSP。

为了驱动显示面板110，触摸驱动电路200可以向显示面板110提供触摸驱动信号，从显示面板110接收触摸感测信号，并基于此检测触摸存在或触摸坐标。

触摸驱动电路200可以包括：触摸感测电路，其提供触摸驱动信号并接收触摸感测信号；以及触摸控制器，其检测触摸存在或触摸坐标。

触摸驱动电路200可以被实施为一个或多个部件(例如，一个或多个集成电路)，或者可以与显示驱动电路120分开实施。

此外，触摸驱动电路200的全部或至少一部分可以通过与显示驱动电路120或显示驱动电路120内部的电路集成来实施。例如，触摸驱动电路200的触摸感测电路可以通过与显示驱动电路120的数据驱动电路集成而实施为集成电路。

同时，触摸显示装置100可以基于通过触摸电极TE形成的电容来感测触摸存在或触摸坐标。

触摸显示装置100可以使用互电容感测方案或自电容感测方案作为基于电容的触摸感测方案来感测触摸。

在互电容感测方案的情况下，多个触摸电极TE可以包括：驱动电极，通过驱动线向驱动电极施加了触摸感测信号；以及感测电极，其被配置为通过感测线提供感测信号并与驱动电极形成电容。这里，驱动线和感测线可以被称为触摸线TL。

在互电容感测方案的情况下，可以基于根据诸如手指、笔等指示器的存在或不存在而在驱动电极和感测电极之间形成的互电容的变化来检测触摸存在和触摸坐标。

在自电容感测方案的情况下，每个触摸电极既用作驱动电极又用作感测电极。即，触摸驱动信号通过一条触摸线施加到触摸电极TE，并且通过相同的触摸线接收从被施加了触摸驱动信号的触摸电极提供的触摸感测信号。因此，在自电容感测方案的情况下，在驱动电极与感测电极之间以及在驱动线与感测线之间没有区别。

在自电容感测方案的情况下，可以基于在诸如手指、笔等的指示器与触摸电极之间形成的电容的变化来检测触摸存在和触摸坐标。

因此，触摸显示装置100可以使用互电容感测方案或自电容感测方案来感测触摸。

此外，这种触摸显示装置100可以是各种类型的显示装置，例如液晶显示装置、有机发光显示装置、等离子体显示面板、量子点显示器等。

例如，当根据本公开的实施例的触摸显示装置100是液晶显示装置时，多个触摸电极TE可以布置在显示面板110上，并且是被施加了用于显示驱动的公共电压的公共电极。

图2示出根据本公开的实施例的触摸显示装置中的触摸驱动和感测操作的示例。

参考图2，根据本公开的实施例的触摸显示装置100包括：多个触摸电极TE，其用作提供触摸感测功能的触摸传感器；触摸驱动电路200，其通过顺序驱动触摸电极TE来感测触摸；等等。

触摸驱动电路200可以通过在其中执行触摸感测的触摸感测周期中顺序地驱动并感测多个触摸电极TE来检测触摸存在和触摸坐标。

更具体地，触摸驱动电路200可以选择多个触摸电极TE中的一个或多个作为要感测的触摸电极TE，并且向选择的触摸电极TEs提供触摸驱动信号TDS。此后，触摸驱动电路200可以通过基于从每个选择的触摸电极TEs和每个未选择的触摸电极TEo接收的触摸感测信号TSS确定每个触摸电极TE的电容变化(或电压变化、电荷量变化等)，来检测触摸存在或触摸坐标。

触摸驱动电路200可以包括例如：触摸控制器220，其控制与触摸感测有关的信号的产生，并且执行用于检测触摸存在并计算触摸坐标的过程；触摸感测电路210，其将触摸驱动信号TDS提供给显示面板110，检测来自被提供了触摸驱动信号TDS的触摸电极TE的触摸感测信号TSS，并将检测到的信号提供给触摸控制器220等。

这里，执行触摸感测的触摸感测周期可以在时间上与其中在显示面板110上显示图像的显示驱动周期分开，或者与显示驱动周期同时执行。

此外，通过在触摸感测周期中将与触摸驱动信号TDS具有相同的相位和幅度的交流信号提供给显示面板110的至少一条数据线和至少一条栅极线，可以执行用于减小通过至少一个触摸电极TE形成的寄生电容的无负载驱动，并且在这种情况下，触摸驱动信号TDS可以对应于无负载驱动信号。

图3示出根据本公开的实施例的被施加了自电容感测方案的触摸显示装置中的触摸面板。

参考图3，根据本公开的实施例的被施加了自电容感测方案的触摸显示装置100包括：显示面板110，其上布置有多个触摸电极TE和多条触摸线TL；以及触摸驱动电路200，其将触摸驱动信号TDS提供给触摸电极TE，并从触摸电极TE接收触摸感测信号TSS。

触摸显示装置100可以包括其中布置有多个触摸电极(TE11～TE54)的有源区域AA和位于有源区域AA之外的非有源区域，例如边框区域BA，触摸驱动电路200位于非有源区域上。

这里，讨论在显示面板110中布置成5行和4列的触摸电极TE的示例；然而，这仅仅是为了便于描述的一个示例。例如，触摸电极TE可以以各种结构布置在显示面板110中。

多个触摸电极(TE11～TE54)布置在有源区域AA中的第一方向x和与第一方向x交叉的第二方向y上，并且多条触摸线(TL11～TL54)分别连接到多个触摸电极(TE11～TE54)。多条触摸线(TL11～TL54)在第二方向y上从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。

更具体地，将1-1触摸线TL11连接到第一行和第一列中的触摸电极TE11。1-1触摸线TL11在第二方向y上从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。此外，2-1触摸线TL21连接到第二行和第一列中的触摸电极TE21。2-1触摸线TL21平行于1-1触摸线从有源区域AA延伸到边框区域BA，并连接到触摸驱动电路200。同样，连接到第三行和第一列中的触摸电极TE31的3-1触摸线TL31、连接到第四行和第一列中的触摸电极TE41的4-1触摸线TL41、以及连接到第五行和第一列中的触摸电极TE51的5-1触摸线TL51平行于1-1触摸线TL11和2-1触摸线TL21从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。

同样，布置在第二列中的处于第一行和第二列中的触摸电极TE12至处于第五行和第二列中的触摸电极TE52分别连接到1-2触摸线TL12至5-2触摸线TL52。1-2触摸线TL12至5-2触摸线TL52彼此平行地从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。

此外，布置在第三列中的处于第一行和第三列中的触摸电极TE13至处于第五行和第三列中的触摸电极TE53也分别连接到1-3触摸线TL13至5-3触摸线TL53。1-3触摸线TL13至5-3触摸线TL53彼此平行地从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。

此外，布置在第四列中的处于第一行和第四列中的触摸电极TE14至处于第五行和第四列中的触摸电极TE54也分别连接到1-4触摸线TL14至5-4触摸线TL54。1-4触摸线TL14至5-4触摸线TL54彼此平行地从有源区域AA延伸到边框区域BA，并且连接到触摸驱动电路200。

这样的触摸显示装置100可以被实施为有机发光显示装置。有机发光显示装置包括由多条栅极线和多条数据线限定的多个子像素。每个子像素包括自发光的有机发光二极管(OLED)，并且有机发光二极管(OLED)包括阳极电极、阴极电极以及插入于它们之间的有机化合物层。有机化合物层可以还包括空穴相关层和电子相关层以及发射层。空穴相关层可以包括空穴注入层HIL和空穴传输层HTL，并且电子相关层可以包括电子注入层EIL和电子传输层ETL。

在根据本公开的实施例的触摸显示装置100是有机发光显示装置的情况下，显示面板110可以具有其中光被引导向上行进的顶部发射结构或其中光被引导向下行进的底部发射结构。

在作为有机发光显示装置的触摸显示装置100的情况下，多个触摸电极TE被包括在显示面板110中，并且可以被设置在位于晶体管和有机发光二极管之上的包封层上。触摸电极TE的这种布置可以更适合于顶部发射结构。

在作为有机发光显示装置的触摸显示装置100的情况下，多个触摸电极TE可以布置在显示面板110的基板上，在其上设置薄膜晶体管(TFT)。例如，多个触摸电极TE可以是显示面板110中包括的有机发光二极管的阳极电极、形成在与阳极电极相同的层上的电极、或者位于阳极之上或之下的各种层中的至少一层上的电极。这样，其中触摸电极TE设置在其上形成薄膜晶体管的基板之上的构造更适合于显示面板110具有底部发射结构的情况。

为了子像素SP的发光效率，根据本公开的实施例的触摸显示装置100中包括的多个触摸电极TE可以形成为不具有开口的板型或具有开口的网格型。多个触摸电极TE可以是透明电极，或者还包括用于子像素SP的发光效率的一个或多个透明电极。根据本公开的实施例的包括在触摸显示装置100中的多个触摸电极TE可以是用于触摸感测的专用电极，或者可以是用于显示驱动和触摸感测两者的电极。

根据本公开的实施例，提供了触摸显示装置、触摸驱动电路和触摸驱动方法，其能够通过在自电容感测方案中以码分形式感测通过多条触摸线TL从多个触摸电极TE提供的触摸感测信号TSS来减小功耗和感测时间。

图4示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中以码分形式感测触摸感测信号的方法。

参考图4，根据本公开的实施例的触摸显示装置100使用自电容感测方案，并且每个触摸电极TE既用作驱动电极又用作感测电极。即，借助于通过一条触摸线TL向触摸电极TE施加触摸驱动信号TDS，并通过同一条触摸线TL接收从已经被施加了触摸驱动信号TDS的触摸电极TE提供的触摸感测信号TSS，可以基于在诸如手指、笔等的指示器与触摸电极TE之间形成的电容的变化来检测触摸存在、触摸坐标等。

多个触摸电极TE通过相应的触摸线TL连接到一个多路复用器MUX，并且来自连接到由多路复用器MUX选择的触摸线TL的触摸电极TE的触摸感测信号TSS被提供给触摸感测电路210的感测单元。

为此，多路复用器MUX可以包括多个触摸线通道端口TLP，多条触摸线TL连接到多个触摸线通道端口TLP以与多个触摸电极TE电连接。

在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，通过利用随着时间的推移相互正交的信号来控制与多个触摸电极TE连接的多路复用器MUX，码分感测信号可以通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210。

例如，假定与第一触摸电极TE11至第四触摸电极TE41相对应并且布置在第一列中的四个触摸电极(TE11，…，TE41)分布通过4条触摸线TL连接到4X1的多路复用器MUX的触摸线通道端口(TLP11，...，TLP41)。

多路复用器MUX连接到4个触摸电极(TE11，…，TE41)，并且在触摸感测周期期间，触摸驱动信号TDS通过多路复用器MUX施加到触摸电极(TE11，...，TE41)。根据多路复用器MUX的控制，从4个触摸电极(TE11，…，TE41)产生的触摸感测信号TSS被提供给触摸感测电路210。

这里，通过多路复用器MUX被施加触摸驱动信号TDS的触摸电极TE和从其接收触摸感测信号TSS的触摸电极TE随着时间推移以码分模式信号来控制。

例如，通过在第一时间周期T1期间将[0，1，1，1]的码分控制信号CD_MUX施加到多路复用器MUX，可以将触摸驱动信号TDS施加到第一触摸电极TE11并且可以将从第二触摸电极TE21提供给第四触摸电极TE41的触摸感测信号TDS提供给触摸感测电路210。这里，施加到多路复用器MUX的“0”的码分控制信号CD_MUX是用于将触摸驱动信号TDS施加到对应的触摸线TL的控制信号，并且施加到多路复用器MUX的“1”的码分控制信号CD_MUX对应于用于从对应的触摸线TL向触摸感测电路210提供触摸感测信号TSS的控制信号。

据此，当在第一时间周期Tl期间将[0，1，1，1]的码分控制信号施加到多路复用器MUX时，从第二触摸电极TE21提供给第四触摸电极TE41的触摸感测信号TSS的总和被输出作为多路复用器MUX的码分感测信号CDS，并提供给触摸感测电路210。

此时，如果将通过第一触摸电极TE11至第四触摸电极TE41形成的自电容分别称为Cs1至Cs4，则在第一时间周期T1期间通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS1第一时间周期T1可以变为(Cs2+Cs3+Cs4)×Vex。在此，Vex是触摸驱动信号TDS的峰峰值。

在其中[0，1，1，1]的码分控制信号CD_MUX已被施加到多路复用器MUX的第一时间周期T1之后，可以在第二时间周期T2期间将与第一时间周期T1中的码分控制信号CD_MUX正交的[1，0，1，1]的码分控制信号CD_MUX施加到多路复用器MUX。

结果，在第二时间周期T2期间通过多路复用器MUX从第一触摸电极TE11、第三触摸电极TE31和第四触摸电极TE41提供的触摸感测信号TSS的总和被提供给触摸感测电路210作为多路复用器MUX的码分感测信号CDS。因此，在第二时间周期T2期间通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS2可以变为(Cs1+Cs3+Cs4)×Vex。

此外，在第三时间周期T3期间，可以将与第二时间周期T2中的码分控制信号CD_MUX正交的[1，1，0，1]的码分控制信号CD_MUX施加到多路复用器MUX。

结果，在第三时间周期T3期间通过多路复用器MUX从第一触摸电极TE11、第二触摸电极TE21和第四触摸电极TE41提供的触摸感测信号TSS的总和被提供给触摸感测电路210作为多路复用器MUX的码分感测信号CDS。因此，在第三时间周期T3期间通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS3可以变为(Cs1+Cs2+Cs4)×Vex。

此外，在第四时间周期T4期间，可以将与第三时间周期T3中的码分控制信号CD_MUX正交的[1，1，1，0]的码分控制信号CD_MUX施加到多路复用器MUX。

结果，在第四时间周期T4期间通过多路复用器MUX从第一触摸电极TE11、第二触摸电极TE21和第三触摸电极TE31提供的触摸感测信号TSS的总和被提供给触摸感测电路210作为多路复用器MUX的码分感测信号CDS。因此，在第四时间周期T4期间通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS4可以变为(Cs1+Cs2+Cs3)×Vex。

因此，在第一时间周期T1至第四时间周期T4期间通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号表示如下。

CDS1＝(Cs2+Cs3+Cs4)×Vex

CDS2＝(Cs1+Cs3+Cs4)×Vex

CDS3＝(Cs1+Cs2+Cs4)×Vex

CDS4＝(Cs1+Cs2+Cs3)×Vex

这些可以如下表示为矩阵，并且码分控制信号(CD_MUX)可以被视为具有正交关系的编码矩阵。

因此，可以如下计算第一触摸电极TE11至第四触摸电极TE41的自电容。

也就是说，可以基于在相应的时间周期(T1，...，T4)期间提供给触摸感测电路210的触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex、码分感测信号(CDS1，...，CDS4)的量级、以及码分控制信号CD_MUX的逆矩阵来计算第一触摸电极TE11至第四触摸电极TE41的自电容。

特别地，码分控制信号CD_MUX的逆矩阵对应于作为用于计算触摸电极(TE11，…，TE41)的自电容的解码矩阵的哈达玛矩阵，其主对角线(从左上到右下)的值为-2。哈达玛矩阵是正方形矩阵，其中所有分量的值为+1或-1，并且任何两个行向量彼此正交。由于主对角线的值为-2，因此可以通过以二进制为基础将一个位移位一位来获得与-2相对应的值。

因此，通过使用码分控制信号CD_MUX的逆矩阵作为解码矩阵，可以容易地从随时间提供给触摸感测电路210的码分感测信号(CDS1，…，CDS4)获得相应触摸电极(TE11，...，TE41)的自电容(Cs1，...，Cs4)。

即，通过将随时间推移而彼此正交的码分控制信号CD_MUX施加到与多个触摸电极(TE11，…，TE41)连接的多路复用器MUX，并在码分方案中感测从触摸电极(TE11，…，TE41)产生的触摸感测信号TSS，基于此，可以容易地计算相应触摸电极(TE11，…，TE41)的自电容(Cs1，…，Cs4)。

结果，由于可以增加通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS的量级，因此即使使用自电容感测方案，也可以提高信噪比并增加触摸感测的灵敏度。

此外，由于通过多路复用器MUX提供给触摸感测电路210的码分感测信号CDS基于从多个触摸电极TE提供的触摸感测信号TSS的总和，因此即使减小触摸驱动信号TDS的峰-峰值，也可以保持或增加触摸感测的灵敏度；进而，可以提供减小触摸显示装置100的功耗的优点。

此外，由于同时感测多个触摸电极TE，所以即使在触摸感测信号TSS中包括噪声，也可以容易地从码分感测信号CDS中去除这些噪声，并且具有减小触摸电极TE之间的感测差异的效果。

此外，当单独感测布置在分开的位置中的触摸电极TE时，触摸电极的负载根据与触摸驱动电路200间隔开的距离而不同，并且因此，存在出现由于在提供触摸驱动信号TDS或触摸感测信号TSS的过程中的时间延迟所引起的差异的问题。然而，由于本文中的触摸显示装置100在同时感测多个触摸电极TE的过程中同时感测具有不同负载的触摸电极TE，因此可以产生减小由时间延迟引起的差异的效果。

根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以在第一时间周期T1周期通过触摸线TL同时将触摸驱动信号TDS施加到连接到一个多路复用器MUX的多个触摸电极TE中的被选择用于触摸感测的预先配置的数量的触摸电极TE。此外，可以通过至少一条触摸线TL将无负载驱动信号同时施加到连接到多路复用器MUX的多个触摸电极TE中的至少一个不执行触摸感测的触摸电极TE。

此外，可以在第二时间周期T2期间将无负载驱动信号施加到连接到多路复用器MUX的多个触摸电极TE中的在第一时间周期T1中已经被施加了触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE中的至少一个。此外，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以在第二时间周期T2期间将触摸驱动信号TDS施加到连接到多路复用器MUX的多个触摸电极TE中的在第一时间周期T1中已经被施加了无负载驱动信号的至少一个触摸电极TE中的至少一个。

换句话说，可以通过一个多路复用器MUX同时感测多个触摸电极TE，并且当所感测的触摸电极TE的数量保持在预定数量时，可以在改变要感测的触摸电极TE的同时执行感测。此外，由于被执行感测的触摸电极TE改变，所以可以通过将无负载驱动信号施加到至少一个在其上不执行感测的触摸电极TE来提高触摸感测的精度。

这里，触摸驱动信号TDS和无负载驱动信号可以具有不同的幅度。例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，并且无负载驱动信号的幅度可以是3V。又例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，而无负载驱动信号的幅度可以是0.5V。

此外，根据本公开的实施例的触摸显示装置100还可以包括显示面板110，显示面板110包括多条数据线和多条栅极线。在触摸显示装置100中的第一时间周期T1期间，与触摸驱动信号具有相同相位的栅极无负载驱动信号可以被施加到与被施加了触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE交叠的栅极线。此外，在触摸显示装置100中的第一时间周期T1期间，可以将与触摸驱动信号具有相同相位的数据无负载驱动信号施加到与被施加了触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE交叠的数据线。

这里，触摸驱动信号TDS和栅极无负载驱动信号可以具有不同的幅度。例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，并且栅极无负载驱动信号的幅度可以是3V。例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，并且栅极无负载驱动信号的幅度可以是0.5V。

这里，触摸驱动信号TDS和数据无负载驱动信号可以具有不同的幅度。例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，并且数据无负载驱动信号的幅度可以是3V。例如，触摸驱动信号TDS的幅度可以是1V，并且数据无负载驱动信号的幅度可以是0.5V。

同时，哈达玛矩阵具有2X2、4X4、8X8或16X16的结构。在一些实例中，根据触摸显示装置100的类型可以使用10X1多路复用器MUX，并且在这种情况下，可能难以使用哈达玛矩阵来根据码分感测信号CDS计算相应的触摸电极(TE1，…，TE4)的自电容(Cs1，…，Cs4)。

这样，当不使用具有与哈达玛矩阵相同的结构的多路复用器MUX时，通过将循环代码用作码分控制信号CD_MUX，可以容易地计算出触摸电极TE的自电容Cs。

图5示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中用作码分控制信号的循环代码和解码矩阵的示例。

参考图5，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以使用彼此正交的码分控制信号CD_MUX作为编码矩阵，以便控制连接到多个触摸电极TE的多路复用器MUX的操作，并使用码分控制信号CD_MUX的逆矩阵作为解码矩阵，该解码矩阵用于根据由码分控制信号CD_MUX从多路复用器MUX提供的码分感测信号CDS来计算触摸电极TE的自电容Cs。

这里，由于连接到触摸电极TE的多路复用器的数量可以根据触摸显示装置100的类型而不同，所以当多路复用器MUX的数量对应于哈达玛矩阵时，哈达玛矩阵可以用作解码矩阵；当多路复用器MUX的数量不对应于哈达玛矩阵时，通过将施加到多路复用器MUX的码分控制信号CD_MUX配置为循环代码，解码矩阵可以被配置为类似于哈达玛矩阵。

即，当将码分控制信号CD_MUX配置为如图5(a)所示的10×10的循环代码时，则该循环代码的逆矩阵具有如图5(b)所示的结构。

此时，可以通过将基于二进制数系统移位了2位的值(值增加4)与其自身的值相加来获得循环代码的逆矩阵中除1以外的值5，并且可以通过将基于二进制数系统移位了4位的值(值增加16)、移位了1位(值增加2)的值与其自身的值相加来获得19。

这样，即使当多路复用器MUX的数量不对应于哈达玛矩阵时，在码分控制信号CD_MUX被配置为循环代码的情况下，也可以从多路复用器MUX提供的码分感测信号CDS有效地计算自电容Cs。

图6示出根据本公开的实施例的触摸显示装置的触摸驱动电路。

参考图6，根据本公开的实施例的触摸显示装置100的触摸驱动电路200可以在电荷转移方法中使用开关电容器电路来执行触摸感测。

触摸驱动电路200可以包括多路复用器MUX、前置放大器电路(PreAmp，212)、积分电路214、采样电路216和电荷去除器218。

用于将感测电压Sout转换为数字值的模数转换器ADC可以连接到采样电路216的输出端子。

多路复用器MUX通过多条触摸线TL连接到布置在显示面板110中的多个触摸电极TE，并且通过随时间推移而彼此正交的码分控制信号CD_MUX从多个触摸电极TE通过多个触摸线通道端口(TLP1，…，TLPn)提供的多个触摸感测信号(TSS1，…，TSSn)以码分形式相加，并且然后作为码分感测信号CDS输出。

前置放大器电路212可以包括：运算放大器，其经由反相输入端子(-)接收码分感测信号CDS；反馈电容器Cfb，其并联连接在运算放大器的反相输入端子(-)和输出端子之间；以及反馈开关SWfb。用于与码分感测信号CDS进行比较的参考电压Vref被施加到运算放大器的非反相输入端子(+)，并且来自前置放大器电路212的输出电压Vout1被提供给积分电路214。

这时，施加到前置放大器电路212的运算放大器的参考电压Vref可以是具有恒定频率的正弦波或脉冲形式的方波。这里，参考电压Vref的峰峰值Vp可以等于或不同于触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex。

积分电路214可以包括多个开关和至少一个电容器以累积来自前置放大器电路212的输出电压Vout1，并且开关和电容器可以改变为各种结构。

采样电路216可以包括用于对来自积分电路214的输出信号Vout2进行充电的电容器，并且通过控制采样电路内部的至少一个开关，将电容器中充电的电压作为感测电压Vout提供给模数转换器ADC。

此外，为了去除留在前置放大器电路212的反相输入端子(-)中的初始电荷，触摸驱动电路200可以包括电荷去除器218。在触摸电极TE的数量或触摸电极TE的电容由于在具有大尺寸的显示面板110中而增加的情况下，前置放大器电路212的输出电压Vout1增加；因此，触摸驱动电路200可能饱和到超出限定范围。在这种情况下，用于去除饱和电荷的电荷去除器218可以连接到前置放大器电路212的前部。

电荷去除器218可以被实施为其中多个电容器Ccr彼此并联连接的结构，并且可以对多个电容器Ccr施加电荷去除脉冲电压Vcr。

图7是将根据本公开的实施例的在触摸显示装置中以码分形式感测多个触摸电极时从触摸驱动电路输出的电压与典型情况中的电压进行比较的曲线图。

参考图7，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，当感测从多个触摸电极TE以码分形式产生的触摸感测信号TSS并且产生码分感测信号CDS时，由于从多个触摸电极TE产生的触摸感测信号TSS以码分形式相加，即使设置了施加到显示面板110的触摸驱动信号TDS的较低的峰峰值Vex，也可以获得与在感测来自一个触摸电极TE的触摸感测信号TSS的情况下相等的感测信号Vout。

例如，图7(a)表示当触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex设置为3V时的典型情况，通过前置放大器电路212将从一个触摸电极TE提供的触摸感测信号TSS放大到Vout1，放大后的信号Vout1通过积分电路214累积，并作为输出信号Vout2提供。

相反，图7(b)表示根据本公开的实施例的当触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex设置为对应于图7(a)所示的典型情况中的电压的1/3时的情况，随着时间推移，将从4个触摸电极(TE1，…，TE4)提供的触摸感测信号TSS以码分形式相加，并且进而产生码分感测信号CDS。

如图7(b)所示，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，当将从4个触摸电极(TE1，…，TE4)提供的触摸感测信号TSS以码分形式相加并且然后产生码分感测信号CDS时，可以看出，与典型情况相比，从前置放大器电路212输出的信号Vout1增加了大约3倍。可以理解，这是因为在一个时间周期内，通过将从3个触摸电极TE提供的所有触摸感测信号TSS相加而产生码分感测信号CDS。

这里，应注意，尽管在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中施加的触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex为1V，但是在典型情况下触控驱动信号TDS的峰峰值Vex为3V；因此，通过积分电路214累积的电压Vout2具有大约三倍的差。

然而，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100的情况下，由于通过多路复用器MUX提供的码分感测信号CDS具有比从一个触摸电极TE接收触摸感测信号TSS的典型情况大了大约3倍的值，即使触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex具有对应于典型情况的值的1/3的电平，在同一时间周期期间通过触摸驱动电路200输出的感测电压Vout显示几乎相同的值。

这样，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，由于触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex被配置为减小，所以在降低功耗的同时提高了触摸驱动电路200的感测电压Vout，并且进而可以提供获得出色的触摸感测灵敏度的效果。

此外，借助于通过将从多个触摸电极TE提供的触摸感测信号TSS以码分形式相加来产生码分感测信号CDS，可以提高信噪比，并且触摸感测信号TSS与感测时间之间的差可以减小。

同时，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，通过与前置放大器电路212处的码分感测信号CDS相比使用各种频率的正弦波作为参考电压Vref，可以减小由于谐波分量而产生的噪声，同时避免处于特定频带中的噪声。

图8示出根据本公开的实施例的在触摸显示装置中用于与码分感测信号进行比较的参考电压由多个频率的正弦波构成的情况的示例。

参考图8，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，将提供给前置放大器电路212的码分感测信号CDS与施加至运算放大器的非反相输入端子(+)的参考电压Vref进行比较。并且，在这种情况下，可以施加脉冲形式的方波或多个频率的正弦波作为参考电压Vref。

例如，施加到运算放大器的同相输入端子(+)的参考电压Vref可以由不同频率(f1，f2，f3，f4)的正弦波构成；当相应频率(f1，f2，f3，f4)的正弦波彼此正交时，由于可以容易地分离相应频率分量，所以可以执行有效的触摸感测。

这时，触摸驱动电路200可以通过使用诸如快速傅立叶变换(FFT)的信号处理算法在码分感测信号CDS和参考电压Vref之间进行比较来针对每个频率分离每个触摸电极TE的自电容Cs。

此后，可以基于针对每个频率的分离的自电容Cs来确定在显示面板110上的触摸存在，并且可以从确定触摸已经发生的频率来生成已经发生触摸的触摸电极TE的坐标。

这样，通过与前置放大器电路212处的码分感测信号CDS相比使用各种频率的正弦波作为参考电压Vref，可以减小由于谐波分量而产生的噪声，同时避免处于特定频带中的噪声。

同时，触摸显示装置100可以包括电荷去除器218，以防止饱和并去除留在前置放大器电路212的反相输入端子(-)处的初始电荷；然而，在触摸显示装置100中，由于被施加到前置放大器电路212的参考电压Vref的峰峰值Vp被配置为与触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex不同，在没有单独的电荷去除器218的情况下，可以防止饱和并去除留在前置放大器电路212处的初始电荷。

图9示出了根据本公开的实施例的当在触摸显示装置中施加与触摸驱动信号的峰峰值不同的前置放大器电路的参考电压时的触摸驱动电路。

参考图9，在根据本公开的实施例的触摸显示装置100中，通过将施加到前置放大器电路212的参考电压Vref的峰峰值Vp和触摸驱动信号TDS的峰峰值Vex设置为彼此不同，电荷去除器218可以不设置在触摸驱动电路200的内部。

此时，具有不同于触摸驱动信号TDS的值的参考电压Vref用于去除前置放大器电路212的电荷；因此，它可以被称为电荷控制信号。

例如，当电荷去除器218位于前置放大器电路212的前部时，从前置放大器电路212输出的电压Vout1可以表示如下。

然而，当将与前置放大器电路212处的码分感测信号CDS相比较的参考电压Vref的峰峰值Vp设置为具有不同于码分感测信号CDS的峰峰值Vex的值时，即使没有提供单独的电荷去除器218，也可以防止饱和，并且可以去除留在前置放大器电路212处的初始电荷。

即，当将与前置放大器电路212处的码分感测信号CDS相比较的参考电压Vref的峰峰值Vp设置为具有不同于码分感测信号CDS的峰峰值Vex的值时，可以如下调整前置放大器电路212的输出值Vout1，并且因此，可以防止触摸驱动电路200饱和超过限定范围。

这里，k是通过码分控制信号CD_MUX同时接收触摸感测信号TSS的触摸电极TE的数量，m是连接到前置放大器电路212的多路复用器MUX的数量。此外，Cc是被施加触摸驱动信号TDS的节点与触摸线之间的耦合电容，并且Cp表示通过一个或多个触摸电极TE形成的电容。

此时，在第一时间周期T1期间，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以向与被施加触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE交叠的栅极线施加栅极电荷控制信号。此外，在第一时间周期T1期间，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以向与被施加触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE交叠的数据线施加数据电荷控制信号。此外，在第一时间周期T1期间，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以将触摸电荷控制信号施加到与连接到被施加触摸驱动信号TDS的多个触摸电极TE的多条触摸线TL交叠的其他触摸电极TE。

此外，根据本公开的实施例的触摸显示装置100可以向与在触摸感测周期期间感测的多个触摸电极TE相邻的其他电极施加电荷控制信号，以便执行典型的电荷去除器218功能。即，当触摸驱动信号TDS施加到要感测的多个触摸电极TE时，可以通过向被布置为与要感测的多个触摸电极TE相邻的数据线或栅极线施加具有与触摸驱动信号TDS的幅度不同的幅度的电荷控制信号或预定电平的DC电压信号来控制存在于要感测的多个触摸电极TE中的电荷的量。换句话说，通过控制在要感测的多个触摸电极TE和与之相邻设置的其他电极之间形成的电容，可以控制在要感测的多个触摸电极TE中的电荷的量

已经给出了以上描述以使本领域的任何技术人员能够实现和使用本发明的技术思想，并且已经在特定应用及其要求的背景下提供了以上描述。对所描述的实施例的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用。上面的描述和附图仅出于示例性目的提供了本发明的技术思想的示例。即，所公开的实施例旨在说明本发明的技术思想的范围。因此，本发明的范围不限于所示的实施例，而是符合与权利要求一致的最宽范围。本发明的保护范围应该基于所附的权利要求来解释，并且在其等同范围内的所有技术思想都应当被解释为包括在本发明的范围内。