KR102568925B1 - 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법 - Google Patents

터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102568925B1
KR102568925B1 KR1020160139568A KR20160139568A KR102568925B1 KR 102568925 B1 KR102568925 B1 KR 102568925B1 KR 1020160139568 A KR1020160139568 A KR 1020160139568A KR 20160139568 A KR20160139568 A KR 20160139568A KR 102568925 B1 KR102568925 B1 KR 102568925B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
period
section
driving signal
display
Prior art date
Application number
KR1020160139568A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180045944A (ko
Inventor
박재규
장현우
강형원
이수원
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020160139568A priority Critical patent/KR102568925B1/ko
Priority to CN201710981355.7A priority patent/CN107977107B/zh
Priority to US15/793,262 priority patent/US10656741B2/en
Publication of KR20180045944A publication Critical patent/KR20180045944A/ko
Priority to US16/843,252 priority patent/US11009985B2/en
Priority to US17/233,182 priority patent/US11526223B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102568925B1 publication Critical patent/KR102568925B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04184—Synchronisation with the driving of the display or the backlighting unit to avoid interferences generated internally
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires

Abstract

본 실시예에 의하면, 영상을 표시하며, 터치센서를 내장하는 표시패널, 표시패널을 디스플레이구간과 터치감지구간에 대응하여 구동하게 제어하는 제어부, 및, 터치감지구간에서 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 전달받아 터치좌표를 감지하되, 터치감지구간 중 제1구간에서 터치구동신호를 터치센서에 전달되지 않도록 제어하고 터치감지구간 중 제2구간에서 터치구동신호를 터치센서에 전달되도록 제어하는 터치 IC를 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그의 터치감지방법을 제공하는 것이다.
본 실시예에 의하면, 표시장치에 손과 펜이 동시에 접촉하더라도 펜의 터치를 감지할 수 있는 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법을 제공할 수 있다.

Description

터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법{DISLAY INCULDING TOUCH SENSSOR AND TOUCH SENSING METHOD FOR THE SAME}
본 실시예들은 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 액티브 매트릭스 타입의 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지 타입의 표시장치가 활용되고 있다.
또한, 표시장치는 키보드, 마우스 등의 다양한 입력장치를 통해 사용자의 명령을 입력받아 동작할 수 있는데, 화면을 터치하여 직관적이고 편리하게 사용자의 명령을 입력할 있도록 하는 터치패널이 표시장치의 입력장치로 개발되고 있다. 터치패널은 표시장치의 화면 상에 배치되고 사용자가 표시장치의 화면의 특정 지점을 터치함으로써 표시장치는 사용자의 명령을 입력받게 될 수 있다. 하지만, 표시장치 상에 위치하는 터치패널로 인하여 표시장치가 두껍고 무겁게 될 수 있으며 휘도저하가 발생하여 시인성이 나빠질 수 있다. 그리고, 모발일 장치의 보급과 미관의 수려함으로 인해 표시장치를 보다 얇고 가볍게 구현하려는 경향이 있어 표시장치 내에 터치센서를 배치하는 인셀(Incell) 타입의 표시장치가 개발되고 있다.
또한, 표시장치는 터치입력방법으로 손가락과 같은 신체를 접촉하여 터치를 입력하거나 터치펜을 이용하여 터치를 입력하는 방법이 있다. 터치펜을 사용하는 경우 손으로 표시장치를 잡거나 누르는 경우가 발생할 수 있다. 손의 접촉면적은 터치펜의 접촉면적보다 매우 커기 때문에 터치펜을 사용하는 경우 손에 의한 화면을 터치하는 것에 의해 터치펜의 터치를 인식을 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
따라서, 인셀타입의 표시장치에서 손에 의한 터치와 터치펜에 의한 터치를 구별할 방안이 필요하다.
본 실시예들의 목적은 인셀방식의 터치센서를 포함하는 펜 터치와 손가락 터치를 구별할 수 있는 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법을 제공하는 것이다.
본 실시예들의 다른 목적은, 펜 터치가 손가락 터치의 영향을 최소화하여 펜터치를 정상적으로 인식할 수 있는 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법을 제공하는 것이다.
일측면에서, 본 실시예들은, 영상을 표시하며, 터치센서를 내장하는 표시패널, 표시패널을 디스플레이구간과 터치감지구간에 대응하여 구동하게 제어하는 제어부, 및, 터치감지구간에서 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 전달받아 터치좌표를 감지하되, 터치감지구간 중 제1구간에서 터치구동신호를 터치센서에 전달되지 않도록 제어하고 터치감지구간 중 제2구간에서 터치구동신호를 터치센서에 전달되도록 제어하는 터치 IC를 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
다른 일측면에서, 본 실시예들은, 영상을 표시하며, 터치구동신호에 대응하여 터치를 감지하는 터치센서가 내장되어 있는 표시패널, 및, 터치센서로 터치구동신호를 출력하되, 제1구간에서 터치구동신호는 소정의 레벨을 갖는 직류전압이고 제2구간에서 터치구동신호는 교번신호이며, 터치센서로부터 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 수신하고 터치좌표를 감지하는 터치 IC를 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치를 제공하는 것이다.
다른 일측면에서, 본 실시예들은, 제1구간에서 터치구동신호가 소정의 레벨을 갖는 직류전압을 갖도록 출력하고, 제2구간에서 터치구동신호가 교번신호로 출력하는 단계, 및, 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 수신하여 터치좌표를 산출하는 단계를 포함하는 터치감지방법을 제공하는 것이다.
본 실시예들에 의하면, 표시장치에 손과 펜이 동시에 접촉하더라도 펜의 터치를 감지할 수 있는 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 의하면, 손터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 실시예 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시패널과 드라이브 IC 의 구조의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2b는 도 2에 도시된 표시패널에 채용된 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치에서 채용된 터치센서의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 표시패널에 터치센서가 내장된 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 터치 IC의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 6은 도 5에 도시된 터치감지회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 표시패널에서 손 터치와 펜의 터치의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 8은 표시패널에서 터치를 감지하는 방법에 대한 제1실시예를 나타내는 개념도이다.
도 9는 표시패널에서 터치를 감지하는 방법에 대한 제2실시예를 나타내는 개념도이다.
도 10은 도 1에 도시된 표시장치의 구동방법에 대한 제1실시예를 나타내는 타미밍도이다.
도 11은 도 1에 도시된 표시장치의 구동방법에 대한 제2실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 12는 도 1에 도시된 표시장치에서 터치를 감지하는 터치감지방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 13a는 도 1에 도시된 표시패널에 펜이 터치된 경우에 터치감도의 제1실시예를 나타내는 그래프이다.
도 13b는 도 1에 도시된 표시패널에 펜이 터치된 경우에 터치감도의 제2실시예를 나타내는 그래프이다.
도 13c는 표시패널에 펜과 손이 터치된 경우에 터치감도를 나타내는 그래프이다.
도 13d는 표시패널에 펜과 손이 터치된 경우에 터치감도를 나타내는 그래프이다.
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. 한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 실시예 따른 표시장치의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 1을 참조하면, 표시장치(100)는 표시패널(110), 터치 IC(130), 드라이브 IC(120)를 포함할 수 있다.
표시패널(110)은 영상을 표시하며, 터치센서(102)를 내장할 수 있다. 내장되어 있는 터치센서(102)는 표시패널(110)의 내부에 복수의 전극이 형성되어 있는 것을 의미할 수 있다. 또한, 표시패널(110)의 내부에 형성되어 있는 복수의 전극은 가로 방향과 세로방향으로 교차하여 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치센서(102)는 표시패널(110)에 내에 형성되어 있는 공통전극일 수 있다. 공통전극은 복수의 전극패턴으로 형성되며 터치를 감지할 수 있다. 또한, 사용자가 표시패널(110)을 터치하면 내장된 터치센서(102)는 사용자가 터치한 터치좌표를 감지할 수 있다. 터치센서(102)는 사용자가 표시패널(110)을 터치하면 발생되는 정전용량변화량을 이용하여 터치좌표를 감지할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 터치센서(102)는 표시패널(110)의 일지점을 터치한 터치좌표를 검출하여 사용자 명령을 구별할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 표시패널(110)은 영상을 구동하는 디스플레이구간과 터치입력을 감지하는 터치감지구간에 따라 동작할 수 있고, 터치감지구간에서 발생한 터치에 따른 터치좌표를 인식할 수 있다. 따라서, 표시패널(110)은 디스플레이구간에서는 영상에 대응되는 데이터신호와 게이트신호를 전달받아 영상을 표시하도록 하며, 터치감지구간에서는 터치에 따른 터치좌표를 감지할 수 있다. 터치센서(102)가 공통전극인 경우, 디스플레이구간에서 터치센서(102)에 화소의 공통전압이 인가될 수 있고 터치감지구간에서는 터치구동신호가 인가될 수 있다. 표시패널(110)은 디스플레이구간과 터치감지구간으로 구분되어 있지만, 디스플레이구간과 터치감지구간은 영상의 한 프레임 구간을 분할하여 사용되며, 표시패널(110)은 터치감지구간에서도 디스플레이구간에 표시되는 영상이 유지되도록 할 수 있다.
터치 IC(130)는 터치감지구간에서 터치구동신호(Td)에 대응하는 터치감지신호를 전달받아 터치좌표를 감지하되, 터치감지구간 중 제1구간에서 터치구동신호(Td)를 터치센서로 전달되지 않도록 제어하고 터치감지구간 중 제2구간에서 터치구동신호(Td)를 터치센서(102)에 전달되도록 제어할 수 있다. 또한, 터치 IC(130)는 터치구동신호(Td)를 터치센서(102)로 출력할 수 있다. 또한, 터치 IC(130)에서 출력하는 터치구동신호(Td)는 제1구간에서 소정의 레벨을 갖는 직류전압이고 제2구간에서 교번신호일 수 있다. 또한, 제1구간은 터치펜(미도시)의 터치를 감지하는 구간이고, 제2구간은 손가락의 터치를 감지하는 구간일 수 있다. 터치감지구간이 제1구간과 제2구간으로 구분되고 제1구간은 터치펜의 터치를 감지하는 구간이고 제2구간은 손가락의 터치를 감지하는 구간일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1구간에서 펜의 터치와 손가락의 터치를 감지하고 제2구간에서 손가락의 터치를 감지할 수도 있다.
또한, 터치 IC(130)는 디스플레이구간과 터치감지구간으로 구분하여 동작될 수 있다. 표시패널(110)에 내장되어 있는 터치센서(102)는 디스플레이구간에서는 화소의 공통전극으로 사용되기 때문에 터치구동신호(Td)를 전송하지 않지만, 터치감지구간에서는 터치센서로 터치구동신호(Td)를 전송할 수 있다. 또한, 터치 IC(130)는 터치감지구간에서 제1구간에서는 터치구동신호를 소정의 레벨을 갖는 직류전압으로 전달하고, 제2구간에서는 터치구동신호(Td)를 교번신호로 전달할 수 있다. 또한, 터치 IC(130)는 제1구간에서 터치구동신호를 전달하지 않고 제2구간에서는 교번신호인 터치구동신호(Td)를 전달할 수 있다.
또한, 터치 IC(130)는 제1구간에서 터치펜에서 공급되는 교번신호에 대응하여 터치펜이 터치한 터치좌표를 감지할 수 있다. 터치펜이 표시패널(110)을 터치하면 터치펜에서 공급되는 교번신호에 의해 표시패널(110)에 내장되어 있는 터치전극이 저장되어 있는 정전용량이 변화되고 이러한 변화를 이용하여 터치펜이 터치한 터치좌표를 감지할 수 있다. 제1구간에서 터치펜과 손이 표시패널(110)에 동시에 터치가 되어 있더라도 구동신호가 터치센서(102)에 전달되지 않거나 소정 레벨의 전압을 갖는 직류로 전달되기 때문에 터치센서(102)는 손이 표시패널(110)을 터치를 하더라도 손의 터치에 의한 정전용량 변화가 크게 발생하지 않게 되어 터치펜의 터치가 손의 터치에 의해 받는 영향을 줄일 수 있다. 따라서, 터치센서(102)는 터치펜에 의한 터치를 감지할 수 있다. 그리고, 터치 IC(130)는 제2구간에서 터치센서(102)로 교번신호인 터치구동신호(Td)를 전달하기 때문에, 손이 표시패널(110)을 터치하게 되면 정전용량 변화가 발생하여 터치센서(102)는 손에 의한 터치를 감지할 수 있다. 따라서, 터치펜을 사용하지 않더라도 제2구간에서 손의 터치를 감지할 수 있어 별도의 모드 전환을 하지 않더라도 손의 터치와 터치펜의 터치를 구분할 수 있다.
드라이브 IC(120)는 로드프리신호(LFD)를 출력할 수 있다. 로드프리구동신호(LFD)는 표시패널(110) 내에 포함되어 있는 배선(미도시)과 터치센서(102)가 커플링될 수 있고 이러한 커플링에 의해 터치구동신호(Td)가 변화되어 터치를 감지못하게 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 드라이브 IC(120)는 터치구동신호(Td)와 동기하는 로드프리신호(LFD)를 출력하여 커플링에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 표시장치(100)는 제어부(140)를 더 포함할 수 있다. 제어부(140)는 표시패널(110)이 디스플레이구간과 터치감지구간에 대응하여 구동할 수 있도록 제어할 수 있다. 제어부(140)는 터치 IC(130)와 드라이브 IC(120)를 제어할 수 있다. 제어부(140)는 디스플레이구간에서 터치 IC(130)가 터치구동신호(Td)를 출력하지 않게 하고 드라이브 IC(120)가 데이터신호에 대응하는 데이터전압과 게이트신호를 출력하게 할 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 터치구동구간에서 터치 IC(130)가 터치구동신호를 출력하고 드라이브 IC(120)는 로드프리구동동신호(LFD)를 출력하게 할 수 있다. 로드프리구동신호(LFD)는 터치구동신호(Td)와 동기될 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 터치구동구간이 제1구간과 제2구간으로 구분되도록 할 수 있고, 제1구간에서는 터치 IC(130)가 터치구동신호(Td)를 출력하지 않게 하거나 소정의 레벨을 갖는 직류전압으로 출력되도록 하고 제2구간에서는 터치구동신호(Td)가 교번신호로 출력하도록 할 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 드라이브 IC(120)가 터치구동신호(Td)와 동기하는 로드프리구동신호(LFD)를 출력하도록 할 수 있고, 로드프리구동신호(LFD)는 제1구간에서는 소정의 전압레벨을 갖는 직류전압으로 출력되고 제2구간에서는 교번신호로 출력되도록 할 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 표시패널과 드라이브 IC 의 구조의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 2a를 참조하면, 표시패널(110)은 복수의 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)과 복수의 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm)이 교차하며, 복수의 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)과 복수의 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm)이 교차되는 영역에 화소가 형성될 수 있다. 또한, 드라이브 IC(220)는 게이트드라이버(221), 데이터드라이버(222)를 포함할 수 있고, 게이트드라이버(221)는 복수의 게이트라인(G1,G2,,Gn-1,Gn)과 연결되고 순차적으로 복수의 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)으로 게이트신호가 전달되도록 할 수 있고 데이터드라이버(222)는 복수의 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm)과 연결되어 데이터신호에 대응하는 데이터전압이 복수의 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm)으로 전달되도록 할 수 있다.
또한, 표시패널(110)의 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm) 및/또는 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)에 인가되는 전압은 도 1에 도시되어 있는 터치구동신호가 전달되는 터치센서(102)와 커플링될 수 있고 터치센서(102)가 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm) 및/또는 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)과 커플링되면, 터치센서(102)로 전달되는 터치구동신호가 왜곡되어 터치감지를 정확히 하지 못하게 될 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm) 및/또는 게이트라인(G1,G2,…,Gn-1,Gn)에 터치구동신호와 동기하는 로드프리구동신호를 출력하여 터치센서(102)가 데이터라인(D1,D2,…,Dm-1,Dm) 및/또는 게이트라인이 커플링되어 터치구동신호의 전압이 변화되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 동기는 신호가 동일한 위상과 주파수를 갖는 것을 의미할 수 있다. 하지만, 동일은 완전 동일뿐만 아니라 약간의 오차가 있는 것을 포함할 수 있다.
여기서, 드라이브 IC(220)는 별도의 게이트드라이버(221)를 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 게이트드라이버(221)는 GIP(Gate In Panel)회로의 형태로 표시패널(210)의 측면에 배치되는 것도 가능하다.
도 2b는 도 2에 도시된 표시패널에 채용된 화소의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 2b를 참조하면, 화소(201)는 스위칭트랜지스터(TR)과 스토리지 캐패시터(Cst) 및 액정(LC)를 포함할 수 있다. 스위칭트랜지스터(TR)의 일단은 데이터라인(DL)에 연결되고 타단은 액정셀(LC)과 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1전극에 연결될 수 있다. 그리고, 스위칭트랜지스터(TR)의 게이트는 게이트라인(GL)에 연결될 수 있다. 또한, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제2전극과 액정은 공통전극(Vcom)에 연결될 수 있다. 여기서, 공통전극(Vcom)은 터치센서로 동작할 수 있다.
따라서, 화소(201)는 공통전극(Vcom)으로 공통전압이 전달되고 디스플레이구간에서는 게이트라인(GL)을 통해 전달되는 게이트신호에 의해 스위칭트랜지스터(TR)가 턴온될 수 있다. 스위칭트랜지스터(TR)의 턴온되면, 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1전극과 액정셀(LC)에 데이터라인(DL)을 통해 흐르는 데이터전압에 대응하는 데이터신호가 전달되고, 터치감지구간에서는 게이트신호에 의해 스위칭트랜지스터(TR)가 턴오프되어 데이터라인(DL)을 통해 전달되는 데이터신호가 스토리지 캐패시터(Cst)와 액정셀(LC)에 전달되는 것을 차단한다. 하지만, 스토리지 캐패시터(Cst)에 의해 데이터신호에 대응하는 데이터전압이 유지되어 터치감지구간에서도 액정셀(LC)에는 데이터신호에 대응하는 데이터 전압이 유지될 수 있다.
또한, 터치감지구간 중 제2구간에서 터치구동신호가 공통전극(Vcom)에 교번적으로 전달될 수 있다. 또한, 데이터라인(DL) 및/또는 게이트라인(GL)으로 로드프리구동신호가 전달될 수 있다. 터치구동신호가 전달되는 공통전극(Vcom)과 데이터라인(DL) 및/또는 공통전극(Vcom)과 게이트라인(GL) 간의 커플링에 ?覃? 터치구동신호가 변하게 되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 표시장치에서 채용된 터치센서의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 복수의 터치전극(TE)은 도전성을 갖는 금속층을 패터닝하여 형성할 수 있다. 또한, 각 터치전극(TE)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명물질로 형성될 수 있다. 또한, 패터닝된 각 터치전극(TE)은 메쉬(Mesh) 형태의 개구부를 포함할 수 있다. 이로 인해, 빛이 개구부를 통과하거나 ITO 전극을 투과하여 외부로 방출될 수 있다. 개구부를 메쉬 형태로 형성하는 각 터치전극(TE)의 패턴들을 터치전극배선이라고 칭할 수 있고, 터치전극(TE)을 구동하는 구동신호가 터치전극에 인가되도록 하는 구동라인(221a)과 터치전극에서 감지한 터치에 대응하여 생성되는 센싱신호가 전달되도록 하는 센싱라인(221b)을 터치배선이라고 칭할 수 있다. 또한, 개구부에는 컬러필터가 배치될 수 있다.
또한, 복수의 터치전극(TE) 중 가로 방향으로 연결되어 있는 각 행에 각각 순차적으로 터치구동신호를 전달하는 구동라인(221a)이 연결되고, 복수의 터치 전극 중 세로방향으로 연결되어 있는 각 행에 터치전극에서 발생된 터치감지신호를 외부로 전달하는 감지라인(221b)이 연결될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 표시패널에 터치센서가 내장된 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시패널(410)은 제1기판(411)과, 제1기판(411)에 대향되는 제2기판(421)을 포함할 수 있다. 제1기판(411)과 제2기판(421) 사이에는 액정셀(431)이 배치될 수 있다. 제1기판(411) 상에는 회로부(412)가 형성되어 도 2b에 도시되어 있는 화소의 스위칭트랜지스터(TR), 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1전극이 형성될 수 있다. 또한, 회로부(412)에는 데이터라인(DL), 게이트라인(GL)이 배치될 수 있다. 여기서, 제1기판(411) 상에 회로부(412)가 형성되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제1기판(411)이 회로부(412)를 포함할 수 있다.
제2기판(421)에는 공통전극(422)이 패터닝되어 있을 수 있다. 그리고, 공통전극(422)이 패터닝되어 있는 부분에 컬러필터(미도시)가 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 제2기판(421)에 패터닝되어 있는 공통전극(422)는 도 1에 도시된 터치센서(102)가 되도록 할 수 있다. 이로써, 터치센서가 표시패널(110) 내에 실장되어 표시패널의 두께를 얇게 구현할 수 있다.
그리고, 제1기판(411)과 제2기판(421) 사이에 배치되는 액정층(430)은 제1기판(411)과 제2기판(421) 사이에 인가되는 전압에 의해 액정층(430)에서 액정의 배열이 결정되어 액정이 빛을 투과하거나 차단하여 영상이 표시되도록 할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 터치 IC의 일 실시예를 나타내는 구조도이다.
도 5를 참조하면, 터치 IC(530)는 도 1에 도시된 표시패널(110)에 내장되어 있는 터치센서(102)와 연결되고 터치감지신호를 전달받는 복수의 터치감지회로(531,532,,53n), 복수의 터치감지회로(531,532,…,53n)와 연결되어 복수의 터치감지회로(531,532,…,53n)에서 출력되는 복수의 신호를 하나의 출력단으로 출력하는 먹스(5301), 먹스(5301)로부터 출력되는 신호를 디지털신호로 전달하는 아날로그디지털컨버터부(5302)를 포함할 수 있다. 또한, 터치 IC(530)는 아날로그디지털컨버터부(5302)에서 출력되는 디지털신호를 이용하여 터치좌표를 산출하고 표시패널(110)에 인가되는 터치구동신호를 제어하는 MCU(5303)를 포함할 수 있다. 먹스(5301)에 의해 복수의 터치감지회로(531,532,…,53n)에서 아날로그 디지털 컨버터(5302)로 감지신호를 출력하는 단자의 수를 줄일 수 있다. MCU(5303)는 터치감지회로(531,532,…,53n)와 터치센서(102)에 인가되는 신호를 제어할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 터치감지회로의 일 실시예를 나타내는 회로도이다.
도 6을 참조하면, 터치감지회로(631)는 적분기(632)를 포함할 수 있다. 적분기(632)에는 터치센서(634)가 연결될 수 있다. 터치센서(634)는 도 1에 도시된 표시패널(110) 내의 복수의 터치센서(102)에 의해 형성되는 제1캐패시터(Cs)와 손가락과의 터치에 의배 발생되는 제2캐패시터(Cf)를 포함할 수 있다. 여기서, 제2캐패시터(Cf)는 손가락이 표시패널을 터치하지 않으면 발생하지 않을 수 있다.
적분기(632)는 양(+)의 입력단에 공통전극 전압(Vcom)이 연결되고 음(-)의 입력단에 터치센서(634)가 연결되는 앰프(633)과 앰프(633)의 출력단과 앰프(633)의 양의 입력단에 연결되는 적분캐패시터(Cb)를 포함할 수 있다. 그리고, 공통전극 전압(Vcom)은 터치펜의 터치를 감지하는 제1구간에서 소정의 레벨을 갖는 직류전압이 인가되고 손가락의 터치를 감지하는 제2구간에서 교번신호가 인가될 수 있다.
도 7은 표시패널에서 손 터치와 펜의 터치의 관계를 나타내는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 표시패널(710) 상에 손가락(720)으로 일지점을 터치하고 터치펜(730)으로 다른 일지점을 터치하게 되면 손가락(720)과 터치펜(730)이 커플링될수 있다. 또한, 터치펜(730)에 의한 터치면적과 손가락(720)에 의한 터치면적은 차이가 커 손가락(720)에 의한 터치에 의해 터치펜(730)에 의한 터치가 인식되지 않게 되는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 제1구간에서는 표시패널(730)은 터치센서(711)로 터치구동신호를 인가받지 않고 터치펜(730)에서 터치구동신호 또는 터치구동신호에 대응하는 교번신호를 출력하도록 할 수 있다. 제1구간에서 터치구동신호가 터치센서(711)로 인가되지 않지만 터치센서(711)는 터치펜(730)에서 출력되는 교번신호를 전달받을 수 있고 이로 인해 터치센서(711)는 터치펜의 터치에 의한 정전용량변화가 발생할 수 있다. 또한, 손가락(720)은 터치펜(730)과 커플링되어 있기 때문에 터치펜(730)의 교번신호가 손가락에 전달되어 손가락(720)이 표시패널(710) 상의 터치한 지점에서 정전용량변화가 발생할 수 있다. 이때, 손가락(720)이 표시패널(710) 상을 터치하여 발생된 정전용량의 변화가 크지 않아 터치펜(730)에 의한 터치를 인식할 수 있다. 그리고, 제2구간에서는 손가락(720)에 의한 터치와 터치펜(730)에 의한 터치가 발생하게 되면 손가락(720)에 의한 터치에 의해 터치펜(730)에 의한 터치가 인식되지 않게 될 수 있다. 하지만, 제1구간에서 터치펜의 터치를 인식할 수 있어 손가락(720)의 터치와 터치펜(730)의 터치를 구분할 수 있다.
또한, 사용자가 터치펜(730)을 사용하지 않는 경우, 제1구간에서는 터치구동신호가 터치센서(711)에 전달되지 않기 때문에 사용자가 손가락을 이용하여 표시패널(710)을 터치하더라도 정전용량변화가 발생하지 않게 된다. 하지만, 제2구간에서 터치구동신호가 터치센서(711)에 인가되기 때문에 사용자의 손가락의 터치를 인식할 수 있어 사용자는 터치펜을 사용하지 않더라도 터치센서(711)는 손가락의 터치를 감지할 수 있다. 따라서, 사용자가 별도의 모드 설정을 하지 않고 손가락의 터치와 터치펜이 터치를 모두 인식하도록 할 수 있다.
도 8은 표시패널에서 터치를 감지하는 방법에 대한 제1실시예를 나타내는 개념도이다.
도 8을 참조하면, 공통전극(Vcom)으로 터치구동신호(Td)가 전달되고, 게이트라인(GL) 및/또는 데이터라인(DL)으로 로드프리구동신호(LFD)가 전달될 수 있다. 터치구동신호는 교번신호이며, 로드프리구동신호(LFD)는 터치구동신호와 동기하는 신호일 수 있다. 이러한 상태에서 표시패널(810) 상의 A 지점을 손가락(803)을 이용하여 터치하면 공통전극(Vcom)과 데이터라인(DL), 공통전극(Vcom)과 게이트라인(GL), 공통전극(Vcom)과 손가락(803)에는 기생캐패시터가 형성되고 이러한 기생캐패시터에 의해 공통전극(Vcom)에서 정전용량의 변화를 감지하여 터치감지신호가 출력될 수 있다. 이때, 터치구동신호와 로드프리구동신호는 동기하기 때문에 공통전극(Vcom)와 게이트라인(GL), 공통전극(Vcom)와 데이터라인(DL)에 기생캐패시터가 형성되더라도 터치감지신호에 영향을 미치지 않게 되어 터치감지신호가 손가락(803)의 터치에 의한 정전용량 변화에 대응할 수 있다.
도 9는 표시패널에서 터치를 감지하는 방법에 대한 제2실시예를 나타내는 개념도이다.
도 9를 참조하면, 공통전극(Vcom)으로 터치구동신호가 전달되지 않거나 소정의 전압레벨을 갖는 직류전압(V1)이 인가될 수 있다. 또한, 게이트라인(GL) 및/또는 데이터라인(DL)으로 로드프리구동신호(LFD)가 전달되지 않거나 소정의 전압레벨을 갖는 직류전압(V1)을 갖는 로드프리구동신호(LFD)가 전달될 수 있다. 여기서, 소정의 전압레벨은 0V 일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 터치펜(903)에서는 터치구동신호 또는 터치구동신호에 대응하는 교번신호(AS)가 출력될 수 있다. 이러한 상태에서 표시패널(910) 상의 B 지점을 터치펜(903)을 이용하여 터치하게 되면 공통전극(Vcom)은 터치펜(903)에 의해 정전용량변화가 생기고 이러한 정전용량변화에 의해 터치감지신호가 출력될 수 있다.
도 10은 도 1에 도시된 표시장치의 구동방법에 대한 제1실시예를 나타내는 타미밍도이다.
도 10을 참조하면, 영상을 표현하는 제1프레임 구간(1frame)은 하나의 터치감지구간(Touch)과 하나의 디스플레이구간(Display)으로 구분될 수 있다. 또한, 터치감지구간(Touch)은 제1구간(T11)과 제2구간(T21)으로 구분될 수 있다. 제1구간(T11)에서 공통전극(Vcom)은 터치펜으로부터 터치구동신호를 전달받아 터치감지신호를 출력할 수 있다.
제1구간(T11)에서 공통전극(Vcom)은 로우상태의 전압을 전달받을 수 있다. 로우상태의 전압은 0V일 수 있고 소정의 레벨을 갖는 직류전압일 수 있다. 또한, 로우상태의 전압은 접지전압일 수 있다. 공통전극(Vcom)이 로우상태의 전압을 전달받는 것은 터치구동신호가 전달되지 않는 것일 수 있다. 이때, 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)으로 로우상태의 전압을 전달받을 수 있다. 로우상태의 전압은 0V일 수 있고 소정의 레벨을 갖는 직류전압일 수 있다. 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)이 로우상태의 전압을 전달받는 것은 로드프리구동신호가 전달되지 않는 것일 수 있다.
제2구간(T21)에서 공통전극(Vcom)은 하이상태와 로우상태가 반복되는 교번신호인 터치구동신호(Td)를 전달받을 수 있다. 이때, 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)으로 전달되는 로드프리구동신호(LFD)는 공통전극(Vcom)으로 전달되는 터치구동신호(Td)와 동기신호일 수 있다. 동기 신호는 주파수와 위상이 동일한 신호일 수 있다. 따라서, 데이터라인(DL)과 게이트라인(GL)의 전압이 공통전극(Vcom)의 전압과 주파수와 위상이 동일해 신호왜곡의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 디스플레이구간(Display)에서는 데이터라인(DL)을 통해 데이터신호에 대응하는 데이터전압(Vdata)이 전달되고 게이트라인(GL)을 통해 게이트신호(gate signal)가 전달될 수 있다. 이로써 표시패널(110)은 데이터신호에 대응하는 영상이 표시될 수 있다.
그리고, 터치제어신호(TSYNCN)가 로우상태이면 터치감지구간(Touch)으로 동작하고, 터치제어신호(TSYNCN)가 하이상태이면 디스플레이구간(Display)으로 동작할 수 있다. 터치제어신호(TSYNCN)는 도 1에 도시된 제어부(140)에서 출력될 수 있다. 그리고, 제어부(140)의 동작에 의해 드라이브 IC(120)는 터치감지구동구간(Touch)에서는 로드프리구동신호(LFD)를 출력하고 디스플레이구간(Display)에서는 데이터신호에 대응하는 전압(Vdata)과 게이트신호(gate signal)를 출력할 수 있다.
도 11은 도 1에 도시된 표시장치의 구동방법에 대한 제2실시예를 나타내는 타이밍도이다.
도 11을 참조하면, 영상의 한 프레임 구간을 복수의 서브 디스플레이구간(sDispaly)과 복수의 서브터치감지구간(sTouch)을 포함하도록 한다. 그리고, 복수의 서브 디스플레이구간(sDispaly) 중 하나의 서브 디스플레이구간(sDispaly)과 다른 하나의 서브 디스플레이구간(sDispaly) 사이에 상기 복수의 서브터치감지구간(sTouch) 중 하나의 서브터치감지구간(sTouch)이 배치되도록 한다. 또한, 하나의 서브디스플레이구간(sDispaly)과 하나의 서브터치감지구간(sTouch)이 반복되도록 배치될 수 있다. 또한, 서브디스플레이구간(sDisplay)과 서브디스플레이구간(sDisplay) 사이에 제1터치감지구간(T21)이 배치된 후 다음 서브디스플레이구간(sDisplay)과 서브디스플레이구간(sDisplay) 사이에 제2터치감지구간(T22)이 배치될 수 있다.
그리고, 각 서브터치감지구간에서는 터치구동신호와 로드프리구동신호가 출력되고 각 서브디스플레이구간에서는 데이터신호, 게이트신호가 출력되도록 할 수 있다.
그리고, 한 프레임 구간에서 하나의 디스플레이구간을 복수의 서브 디스플레이구간으로 구분하도록 하면 데이터전압의 충전시간을 짧게 할 수 있어 표시패널(110)이 고해상도 및/또는 고주파수 구동을 할 수 있다.
도 12는 도 1에 도시된 표시장치에서 터치를 감지하는 터치감지방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 12를 참조하면, 터치감지방법은 터치감지구간을 제1구간과 제2구간으로 구분하고, 제1구간에서 터치펜에 의한 터치를 감지하고, 제2구간에서는 손가락에 의한 터치를 감지할 수 있다.
이를 위해, 먼저, 터치구동신호가 출력될 수 있다.(S1200) 터치구동신호는 제1구간에서 소정의 레벨을 갖는 직류전압이 출력될 수 있고 제2구간에서 터치구동신호가 교번신호로 출력될 수 있다. 또한, 제1구간에서 터치펜은 터치구동신호 또는 터치구동신호에 대응되는 교번신호를 출력할 수 있다. 제1구간은 터치펜의 터치를 감지하는 구간이고 제2구간은 손가락의 터치를 감지하는 구간이다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1구간에서 손가락과 터치펜이 동시에 각각 표시패널(110) 상의 다른 지점을 터치하게 되면, 터치센서에 전달되는 터치구동신호는 터치펜에 의해 전달되기 때문에 터치펜에 의한 터치에 대해서만 터치감지신호가 출력될 수 있다. 그리고, 제2구간에서는 터치구동신호가 터치센서에 전달되기 때문에 손가락과 터치펜이 동시에 각각 표시패널(110) 상의 다른 지점을 터치하게 되면, 손가락에 의해 터치된 지점과 터치펜에 의해 터치된 지점 모두 정전용량 변화가 나타나게 될 수 있다. 하지만, 손가락에 의한 터치면적이 터치펜에 의한 터치면적보다 훨씬 크기 때문에 터치펜에 의한 정전용량 변화는 무시할 수 있게 되어 손가락에 의한 터치를 감지할 수 있다. 따라서, 터치구동구간에서 손가락에 의한 터치와 터치펜에 의한 터치를 구분할 수 있다.
그리고, 터치좌표를 산출할 수 있다.(S1220) 터치좌표는 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 수신하여 산출할 수 있다. 터치감지신호에 의해 정전용량의 변화량에 대응하여 표시패널 상의 터치지점을 확인할 수 있다. 이때, 제1구간에서 수신된 터치감지신호에 대응해서는 터치펜에 의해 터치된 터치지점의 좌표를 산출할 수 있고, 제2구간에서 수신된 터치감지신호에 대응해서는 손가락에 의해 터치된 터치지점의 좌표를 산출할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2구간에서 터치펜만이 표시패널을 터치하게 되면 터치펜에 의한 터치좌표를 산출할 수 있는 것도 가능하다.
여기서, 터치는 표시패널 상의 일 지점을 직접 터치하는 것뿐만 아니라 일정한 거리에 인접하여 정전용량의 변화가 발생하는 호버링 상태인 것도 포함할 수 있다.
그리고, 터치구동신호에 동기하는 로드프리구동신호를 더 출력할 수 있다.(S1210) 터치센서가 표시패널 상의 데이터라인 및/또는 게이트라인과 커플링되어 터치에 의한 터치감지신호의 크기가 왜곡될 수 있는데, 이러한 왜곡을 방지하기 위해 데이터라인 및/또는 게이트라인에 터치구동신호와 동기하는 로드프리신호를 전달하면, 데이터라인 및/또는 게이트라인의 전압이 터치센서에 전달되는 전압과 동일할 수 있어 전위차가 발생하지 않아 커플링에 의한 문제점을 해결할 수 있다.
도 12에서는 터치구동신호가 출력된 후 로드프리구동신호가 출력되는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치구동신호와 로드 프리구동신호가 동시에 출력될 수 있고, 로드프리구동신호가 터치구동신호보다 먼저 출력될 수 있다. 여기서, 동시는 시간적인 완전 동일 뿐만 아니라 약간의 오차가 있는 경우도 포함할 수 있다.
도 13a는 도 1에 도시된 표시패널에 펜이 터치된 경우에 터치감도의 제1실시예를 나타내는 그래프이고, 도 13b는 도 1에 도시된 표시패널에 펜이 터치된 경우에 터치감도의 제2실시예를 나타내는 그래프이고, 도 13c는 표시패널에 펜과 손이 터치된 경우에 터치감도를 나타내는 그래프이며, 도 13d는 표시패널에 펜과 손이 터치된 경우에 터치감도를 나타내는 그래프이다. 그래프의 높이가 높을수록 터치감도가 큰 것을 의미한다.
도 13a는 터치구동신호가 교번적으로 인가되는 상태에서 터치펜이 표시패널(110) 상의 일지점을 터치하여 나타나는 터치감도에 대한 것이다. 이 경우, 터치펜에 의해 터치된 지점에서 정전용량변화가 크게 발생하고 그 주변부에도 정전용량변화가 발생한 것을 알 수 있다. 그리고, 도 13b는 터치구동신호가 소정의 전압레벨을 갖는 직류전압이 인가된 상태에서 터치펜이 표시패널(110) 상의 일지점을 터치하여 나타나는 터치감도에 대한 것이다. 이때, 터치펜에서 터치구동신호 또는 터치구동신호에 대응하는 교번신호가 출력되었다. 이 경우, 정전용량변화를 발생이 도 13a에 도시되어 있는 것보다 작게 나타나지만 터치펜의 터치를 감지할 수 있다.
그리고, 도 13c는 터치구동신호가 교번적으로 인가되는 상태에서 터치펜과 손가락이 인가되어 나타나는 터치감도에 대한 것으로, 표시패널(110) 상의 일 지점을 터치펜이 터치하고 다른 일지점을 손가락이 터치를 하였다. 이 경우 손가락이 터치된 부분의 정전용량 변화가 매우 커 손가락의 터치에 의해 터치펜의 터치를 감지할 수 없게 된다. 하지만, 도 13d에 도시되어 있는 것과 같이 터치구동신호가 인가되지 않은 상태에서 손가락과 터치펜이 표시패널(110) 상의 일지점을 각각 터치하게 되면 펜에 의한 터치와 손가락에 의한 터치가 모두 나타날 수 있다. 하지만, 손가락에 의한 터치에 의해 발생하는 정전용량의 변화량의 크기가 도 13c 에 도시되어 있는 것보다 훨씬 작아 터치펜에 의한 터치를 검출할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시장치
103: 터치센서
120: 드라이브 IC
130: 터치 IC
140: 제어부
SFD: 로드프리구동신호
Td: 터치구동신호

Claims (16)

  1. 영상을 표시하며, 터치센서를 내장하는 표시패널;
    상기 표시패널을 디스플레이구간과 터치감지구간에 대응하여 구동하게 제어하는 제어부; 및
    상기 터치감지구간은 터치펜에 의한 터치를 감지하는 제1구간 및 손가락에 의한 터치를 감지하는 제2구간을 포함하고, 상기 제1구간에서 소정의 레벨을 갖는 직류전압이 상기 터치센서에 전달되도록 제어하고 상기 제2구간에서 하이상태와 로우상태가 교번되는 터치구동신호를 상기 터치센서에 전달되도록 제어하며, 상기 터치감지구간에서 상기 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 전달받아 터치좌표를 감지하는 터치 IC를 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1구간에서는 로드프리구동신호를 출력하지 않고, 상기 제2구간에서 상기 터치구동신호와 동기하는 로드 프리구동신호를 출력하는 드라이버 IC;를 더 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1구간에서 상기 터치센서는 터치펜으로부터 교번신호를 전달받아 상기 터치감지신호를 출력하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치센서는 상기 표시패널 내의 공통전극을 포함하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2구간에서 상기 로드프리구동신호는 상기 표시패널의 게이트라인과 데이터라인 중 적어도 어느 하나의 라인으로 전달되는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 영상의 한 프레임 구간을 분할하여 상기 디스플레이구간과 상기 터치감지구간을 구분하고, 상기 디스플레이구간과 상기 터치감지구간에 대응하여 상기 드라이버 IC가 동작하게 하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 디스플레이구간과 상기 터치감지구간을 각각 복수의 서브 디스플레이구간과 복수의 서브터치감지구간으로 구분하고, 상기 복수의 서브 디스플레이 구간 중 하나의 서브 디스플레이 구간과 다른 하나의 서브 디스플레이 구간 사이에 상기 복수의 서브터치감지구간 중 하나의 서브터치감지구간이 배치되도록 제어하는 터치센서를 구비하는 표시장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 터치펜에 의한 터치를 감지하는 제1구간과 손가락에 의한 터치를 감지하는 제2구간을 포함하는 터치감지구간에 대하여, 상기 제1구간에서 소정의 레벨을 갖는 직류전압이 터치센서에 전달되도록 출력하는 단계;
    상기 제2구간에서 하이상태와 로우상태가 교번되는 터치구동신호가 상기 터치센서에 전달되도록 출력하는 단계; 및
    상기 터치감지구간에 상기 터치구동신호에 대응하는 터치감지신호를 상기 터치센서로부터 수신하여 터치좌표를 산출하는 단계를 포함하는 터치감지방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치구동신호에 동기하는 로드프리구동신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 터치감지방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1구간에서 상기 터치감지신호는 터치펜으로부터 전달받은 교번신호에 대응되는 터치감지방법.
KR1020160139568A 2016-10-25 2016-10-25 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법 KR102568925B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160139568A KR102568925B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법
CN201710981355.7A CN107977107B (zh) 2016-10-25 2017-10-20 包括触摸传感器的显示装置及其触摸感测方法
US15/793,262 US10656741B2 (en) 2016-10-25 2017-10-25 Display device including touch sensor and touch sensing method for the same
US16/843,252 US11009985B2 (en) 2016-10-25 2020-04-08 Display device including touch sensor and touch sensing method for the same
US17/233,182 US11526223B2 (en) 2016-10-25 2021-04-16 Display device including touch sensor and touch sensing method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160139568A KR102568925B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180045944A KR20180045944A (ko) 2018-05-08
KR102568925B1 true KR102568925B1 (ko) 2023-08-22

Family

ID=61969628

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160139568A KR102568925B1 (ko) 2016-10-25 2016-10-25 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법

Country Status (3)

Country Link
US (3) US10656741B2 (ko)
KR (1) KR102568925B1 (ko)
CN (1) CN107977107B (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6734771B2 (ja) * 2016-12-28 2020-08-05 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR102558106B1 (ko) * 2018-05-30 2023-07-21 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 패널, 디스플레이 장치 및 가상 현실/증강 현실 장치
CN108415624B (zh) * 2018-05-31 2020-07-28 京东方科技集团股份有限公司 触控电路、触控检测方法、显示面板及显示装置
KR102553530B1 (ko) * 2018-07-20 2023-07-10 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법
FR3086079B1 (fr) * 2018-09-17 2021-04-23 Zodiac Aero Electric Dispositif tactile multitouche a detection capacitive
KR102611016B1 (ko) 2018-12-26 2023-12-07 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 그의 구동방법
KR102600924B1 (ko) * 2018-12-27 2023-11-10 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 터치구동회로
KR102206051B1 (ko) * 2019-01-22 2021-01-21 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
KR20200142343A (ko) * 2019-06-12 2020-12-22 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
CN112581894B (zh) * 2019-09-30 2022-08-26 京东方科技集团股份有限公司 显示设备及其供电方法
KR20210124649A (ko) * 2020-04-07 2021-10-15 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
US20230251743A1 (en) * 2020-06-12 2023-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd, Driving Method of Display Device
CN114237414B (zh) * 2020-09-09 2024-02-06 川奇光电科技（扬州）有限公司 触控显示装置及其感测方法
US11449149B2 (en) * 2021-02-03 2022-09-20 Google Llc Assistant device arbitration using wearable device data
KR20220125552A (ko) * 2021-03-05 2022-09-14 주식회사 엘엑스세미콘 터치파워관리회로 및 이를 포함하는 터치구동시스템
CN113553225B (zh) * 2021-07-08 2022-08-05 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 测试电路、显示面板及其测试方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101588983B1 (ko) * 2014-12-24 2016-01-27 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치와 그 구동 장치

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100453173B1 (ko) * 2002-12-26 2004-10-15 엘지.필립스 엘시디 주식회사 터치패널과 그 구동장치 및 방법
JP4148187B2 (ja) * 2004-06-03 2008-09-10 ソニー株式会社 携帯型電子機器、入力操作制御方法及びそのプログラム
US20060178949A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Mcgrath Paul T Integrated system and method for inducing, brokering and managing alternative transportation modes for commuters and generating commute statistics
JP4433035B2 (ja) * 2007-11-05 2010-03-17 エプソンイメージングデバイス株式会社 表示装置および電子機器
US20100110040A1 (en) * 2008-10-30 2010-05-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch controller having increased sensing sensitivity, and display driving circuit and display device and system having the touch controller
US9606667B2 (en) * 2009-06-29 2017-03-28 Japan Display Inc. Method of driving touch panel, capacitance-type touch panel, and display apparatus with touch detection function
KR20220005640A (ko) * 2010-04-28 2022-01-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치
JP5839173B2 (ja) * 2010-10-14 2016-01-06 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 タッチセンサ装置及び電子機器
US8658917B2 (en) * 2011-02-04 2014-02-25 Perceptive Pixel Inc. Techniques for disambiguating touch data using user devices
EP2698688A4 (en) * 2011-04-15 2015-01-14 Sharp Kk DISPLAY DEVICE, METHOD FOR CONTROLLING THE DISPLAY DEVICE AND ELECTRONIC EQUIPMENT THEREWITH
CN102915138B (zh) * 2011-08-05 2015-09-09 宸鸿光电科技股份有限公司 感测电极阵列控制电路、控制方法及其触控感测系统
US9547425B2 (en) * 2012-05-09 2017-01-17 Apple Inc. Context-specific user interfaces
US9804759B2 (en) * 2012-05-09 2017-10-31 Apple Inc. Context-specific user interfaces
JP6402884B2 (ja) * 2012-12-21 2018-10-10 Ｔｉａｎｍａ Ｊａｐａｎ株式会社 タッチセンサ装置、電子機器、位置算出方法及び位置算出プログラム
US20140267150A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for detecting position
KR102060756B1 (ko) * 2013-03-14 2019-12-30 삼성전자주식회사 보호 케이스를 갖는 전자 장치 및 그 운용 방법
KR101963317B1 (ko) * 2013-04-08 2019-03-28 주식회사 지2터치 정전식 터치 검출수단 및 검출방법
KR102149984B1 (ko) * 2013-04-22 2020-09-01 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
KR101487463B1 (ko) * 2013-07-03 2015-01-28 주식회사 더한 전자기 유도 방식의 위치감지와 정전용량 방식의 위치감지를 수행할 수 있는 타블렛
KR102088421B1 (ko) * 2013-08-01 2020-03-13 삼성디스플레이 주식회사 터치센서 내장형 액정표시장치
KR102081606B1 (ko) * 2013-09-04 2020-02-26 엘지디스플레이 주식회사 터치 ic 및 이를 이용한 터치 스크린 일체형 표시장치
KR102125404B1 (ko) * 2013-10-15 2020-06-22 엘지디스플레이 주식회사 터치감지시스템 및 표시장치
KR102112089B1 (ko) * 2013-10-16 2020-06-04 엘지디스플레이 주식회사 표시장치와 그 구동 방법
US9355118B2 (en) * 2013-11-15 2016-05-31 International Business Machines Corporation System and method for intelligently categorizing data to delete specified amounts of data based on selected data characteristics
KR102081253B1 (ko) * 2013-12-09 2020-02-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그 구동 방법
CN103914179B (zh) * 2013-12-30 2017-11-10 上海天马微电子有限公司 触控显示面板及其控制电路
CN103823589B (zh) * 2014-01-24 2017-03-15 京东方科技集团股份有限公司 一种触摸电路及驱动方法、触摸显示装置
JP6375223B2 (ja) * 2014-01-31 2018-08-15 株式会社ジャパンディスプレイ センサ付表示装置及びその駆動方法
JP6240530B2 (ja) * 2014-02-21 2017-11-29 株式会社ワコム 信号処理回路、信号処理方法、位置検出装置及び電子機器
KR20150118813A (ko) * 2014-04-15 2015-10-23 삼성전자주식회사 햅틱 정보 운용 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
CN104570418B (zh) * 2014-12-23 2018-05-11 上海天马微电子有限公司 一种液晶电子窗帘及其驱动方法
KR20160098030A (ko) * 2015-01-13 2016-08-18 시아오미 아이엔씨. 터치스크린과 지문인식 기능을 구현하는 장치 및 단말기기
KR102286893B1 (ko) * 2015-01-30 2021-08-06 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
JP6495748B2 (ja) * 2015-06-05 2019-04-03 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材
JP6549921B2 (ja) * 2015-07-06 2019-07-24 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
US9760213B2 (en) * 2015-10-13 2017-09-12 Lg Display., Ltd. Touch sensitive display device with modulated ground voltage, driving circuit, control circuit, and operating method of the touch sensitive display device
JP2017091224A (ja) * 2015-11-10 2017-05-25 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置
CN105786290A (zh) * 2016-04-28 2016-07-20 京东方科技集团股份有限公司 触摸感测器件、触控面板、显示面板和显示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101588983B1 (ko) * 2014-12-24 2016-01-27 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치와 그 구동 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20210232252A1 (en) 2021-07-29
US10656741B2 (en) 2020-05-19
US20180113549A1 (en) 2018-04-26
US11009985B2 (en) 2021-05-18
US11526223B2 (en) 2022-12-13
CN107977107A (zh) 2018-05-01
CN107977107B (zh) 2021-06-15
KR20180045944A (ko) 2018-05-08
US20200233518A1 (en) 2020-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102568925B1 (ko) 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법
US10564775B2 (en) Method and apparatus for improved input sensing using a display processor reference signal
US20230289006A1 (en) Display panel with touch detection function, method of driving the same, driving circuit, and electronic unit
JP5685132B2 (ja) タッチ検出機能付き表示パネル、駆動回路、および電子機器
CN105045423B (zh) 修改解调以避免干扰
CN103049126B (zh) 显示单元、显示方法和电子系统
US10078393B2 (en) Touch detection device, display device with touch detection function, and cover member
CN107015697B (zh) 显示装置
US9760194B2 (en) Reducing display artifacts after non-display update periods
US10732769B2 (en) Touch display device and touch driving circuit
KR20150108003A (ko) 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
US11768560B2 (en) System and method for reducing display interference
US9946404B1 (en) LED screen noise sensing for discreet capacitive sensors
US10496228B2 (en) Display device
CN112835476A (zh) 用于输入设备上的接近度感测的设备和方法
KR102149841B1 (ko) 표시장치 및 그 구동방법
US10037112B2 (en) Sensing an active device'S transmission using timing interleaved with display updates
US9298309B2 (en) Source driver touch transmitter in parallel with display drive
US10496229B2 (en) Touch sensor and a display device including the same
US11204665B2 (en) Input device having reduced electromagnetic interference
KR102611016B1 (ko) 터치표시장치 및 그의 구동방법
KR102469014B1 (ko) 통합구동회로부, 그를 이용하는 표시장치 및 구동방법
KR102520692B1 (ko) 터치 센싱 시스템
US11714473B2 (en) Closure detection for foldable devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant