KR20140074453A - 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함하며, 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록 마다 상기 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 일부와 중첩되는 표시 패널; 상기 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 타이밍 컨트롤러; 상기 터치 인식 모드에서 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온하는 게이트 드라이버; 및 상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하는 데이터 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 디스플레이 터치 크로스톡이 감소되어 터치 신호에 노이즈가 줄어드는 효과가 있다.

Description

디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법{Display Device and Method for touch sencing of the same}
본 발명은 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 터치 센서가 내장된 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법에 관한 것이다.
이동통신 단말기, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 평판 표시장치(Flat Panel Display Device)에 대한 요구가 증대되고 있다.
평판 표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device)가 개발되었다.
이 중 액정 표시장치는 양산 기술의 발전, 구동수단의 용이성, 저전력 소비, 고화질 구현 및 대화면 구현의 장점으로 적용 분야가 확대되었고, 나아가 이러한 액정 표시장치에 사용자가 손가락이나 펜을 이용하여 스크린에 직접 정보를 입력할 수 있는 터치 스크린이 결합된 형태의 액정 표시장치가 각광을 받고 있다.
액정 표시장치에 터치 스크린을 적용함에 있어서, 종래에는 액정 패널 상부에 별도로 마련된 터치 패널을 배치하였으나, 최근에는 슬림(Slim)화를 위해 터치 스크린이 액정 패널에 내장된 형태로 개발이 이루어지고 있다.
특히, 하부 기판에 형성된 공통 전극과 같은 기존의 구성을 터치 센싱 전극으로 활용하는 방식의 액정 표시장치를 인셀 터치(in-cell touch) 액정 표시장치라고 한다.
인셀 터치(in-cell touch) 액정 표시장치는 디스플레이를 위한 화소와 터치 검출을 위한 터치 스크린이 함께 형성되어 있는 구조적 특성으로 인해 디스플레이와 터치 센싱을 시간적으로 분할하여 구동한다.
터치 센싱 기간(비 표시 기간)에 사용자의 손가락 터치가 이루어지면 터치가 이루어진 터치 센싱 블록에 커패시턴스의 변화가 발생되고, 터치 센싱 전극(20)은 이를 통해 커패시턴스의 변화를 감지하여 사용자의 터치 유무 및 위치를 센싱 한다.
그런데, 종래기술에 따르면 터치 센서가 액정 패널의 외부에 존재할 때에는 디스플레이 기능과 터치 센싱 기능이 별도로 구동되어 서로 영향을 주지 않지만, 액정 패널 내에 터치 센서가 내장되면 각각의 구동이 상호 영향을 미치게 된다.
즉, 터치 센싱 구동이 디스플레이 구동에 영향을 미칠 수 있고, 반대로 디스플레이 구동이 터치 센싱 구동에 영향을 미칠 수도 있다. 이를 보다 상세하게 설명하기 위해 도 1을 참조한다.
도 1은 종래 기술에 따른 인셀 터치 타입의 액정 표시장치에서 블랙을 표시하는 화소와 화이트를 표시하는 화소의 커패시턴스 변화를 나타내는 도면이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 블랙을 표시하는 화소와 화이트를 표시하는 화소에서의 액정의 배열이 상이하므로 이에 따라 액정층의 커패시턴스에 차이가 발생한다.
이와 같은 화소 간 커패시턴스의 차이는 터치 센싱 기간이 시작된 후에도 화소에 잔존하여 터치 감도에 영향을 줄 수 있는데, 이러한 커패시턴스의 차이가 오프셋(off-set)처럼 작용하여 터치 인식에 노이즈로 작용하는 것을 디스플레이 터치 크로스톡(Display Touch Crosstalk)이라고 한다.
이러한 디스플레이 터치 크로스톡은 터치의 정확도 및 안정도를 저하시키므로 문제된다.
본 발명은 상술한 바와 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 디스플레이 터치 크로스톡이 감소된 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함하며, 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록 마다 상기 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 일부와 중첩되는 표시 패널; 상기 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 타이밍 컨트롤러; 상기 터치 인식 모드에서 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온하는 게이트 드라이버; 및 상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하는 데이터 드라이버를 포함된 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해서, 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법에 있어서, 상기 터치 인식 모드에서 상기 사용자의 터치를 인식하는 단위인 터치 센싱 블록과 중첩되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온하는 단계; 상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하는 단계; 및 터치 싱크 신호(touch sync)에 따라 상기 터치 센싱 블록으로부터 수신된 터치 로우 데이터를 이용하여 상기 사용자의 터치 여부를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 터치 인식 모드에서 터치 센싱 블록에 포함된 복수의 화소에 동일한 디스플레이 데이터를 인가하여 디스플레이 터치 크로스톡을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 디스플레이 터치 크로스톡이 감소함에 따라 터치 신호에 노이즈가 감소되어 사용자의 터치 인식률 및 정확성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 인셀 터치 타입의 액정 표시장치에서 블랙을 표시하는 화소와 화이트를 표시하는 화소의 커패시턴스 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 화상 구동 모드 및 터치 인식 모드가 교차되어 시분한 동작되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 센싱 블록의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예에 있어서 하나의 터치 센싱 블록에서 게이트 하이 인에이블 신호에 따라 게이트 드라이버가 동작하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 액정 표시장치일 수 있고, 이하에서는 편의상 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 액정 표시장치인 것을 기준으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 반드시 액정 표시장치에 한정되는 것은 아니고, 발광 다이오드 표시장치(Light Emitting Diode Display Device), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등의 디스플레이 장치일 수 있다.
액정 표시장치는 액정층의 배열을 조절하는 방식에 따라 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 다양하게 개발되어 있다.
이 중에서, IPS 모드와 FFS 모드는 하부 기판 상에 화소 전극(Pixel ITO)과 공통 전극(Vcom)을 배치하여, 화소 전극과 공통 전극 사이의 전계에 의해 액정층의 배열을 조절하는 수평 전계 방식이다.
본 발명의 실시 예에 따른 액정 표시장치는 IPS 모드 또는 FFS 모드와 같이, 하부 기판 상에 화소 전극 및 공통 전극이 형성되는 구조를 가지는 액정 표시장치에 적용될 수 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, TN 모드, VA 모드와 같이, 하부 기판 상에 화소 전극이 형성되고, 상부 기판 상에 공통 전극이 형성되는 구조를 가지는 액정 표시장치에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)는 타이밍 컨트롤러(110), 게이트 드라이버(120), 데이터 드라이버(130), 터치 구동부(140), 터치 인식부(150), 표시 패널(160), 및 터치 센싱 블록(170)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(110)는 표시 패널(160)에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동한다.
화상 구동 모드에서 타이밍 컨트롤러(110)는 외부로부터의 영상 신호를 정렬하여 프레임 단위의 디지털 영상 데이터(R, G, B)로 변환하고, 디지털 영상 데이터를 데이터 드라이버(130)에 공급한다.
화상 구동 모드에서 타이밍 컨트롤러(110)는 외부로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync) 및 클럭신호(CLK)를 이용하여 게이트 드라이버(120)의 제어를 위한 게이트 제어 신호(GCS) 및 데이터 드라이버(130)의 제어를 위한 데이터 제어 신호(DCS)를 생성한다.
생성된 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 드라이버(120)에 공급되고, 데이터 제어 신호(DCS)는 데이터 드라이버(130)에 공급된다.
여기서, 상기 데이터 제어 신호(DCS)는 소스 스타트 펄스(SSP: Source Start Pulse), 소스 샘플링 클럭(SSC: Source Sampling Clock), 소스 출력 인에이블(SOE: Source Output Enable) 및 극성 제어(POL: Polarity)신호를 포함할 수 있다.
상기 게이트 제어 신호(GCS)는 게이트 스타트 펄스(GSP: Gate Start Pulse), 게이트 쉬프트 클럭(GSC: Gate Shift Clock) 및 게이트 출력 인에이블(GOE: Gate Output Enable)을 포함할 수 있다.
터치 인식 모드에서 타이밍 컨트롤러(110)는 터치 인식 모드에서 사용자의 터치를 인식하는 최소 단위인 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 턴 온하는 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호를 게이트 드라이버(120)에 출력한다.
터치 인식 모드에서 타이밍 컨트롤러(110)는 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호에 따라 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)이 출력되어 해당 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온 된 후, 터치 싱크 신호(touch sync)를 출력하여 상기 터치 센싱 블록(170)에서 사용자의 터치 여부를 감지하도록 한다.
이하, 타이밍 컨트롤러(110)에 의해 표시 패널(160)에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 하나의 프레임 기간에서 시분할되어 교차 구동되는 것에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 화상 구동 모드 및 터치 인식 모드가 교차되어 시분할 동작하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)의 타이밍 컨트롤러(110)는 표시 패널(160)에 영상을 구현하는 화상 구동 모드(Display Mode; DM) 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드(Touch Mode; TM)가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동한다.
화상 구동 모드는 표시 패널(160) 상에 디스플레이 하고자 하는 화상을 표현하는 모드를 말하고, 터치 인식 모드는 표시 패널(160)을 터치하는 사용자의 터치 위치를 인식하는 모드를 말한다.
일 실시예에 있어서, 표시 패널(150)에 게이트 라인과 평행한 방향으로 n개의 열만큼 터치 센싱 블록(170)이 형성되어 있는 경우, 타이밍 컨트롤러(110)는 한 프레임 동안 모든 열의 터치 센싱 블록(170)으로부터 사용자의 터치를 센싱할 수 있도록 터치 인식 모드(TM) 및 화상 구동 모드(DM)을 n 번 반복하여 교차 구동한다.
즉, 타이밍 컨트롤러(110)는 하나의 프레임 동안 1열에 배치된 터치 센싱 블록(170)에 터치 인식 모드(TM1) 및 화상 구동 모드(DM1)를 구동하고, 2열에 배치된 터치 센싱 블록(170)에 터치 인식 모드(TM2) 및 화상 구동 모드(DM2)를 구동하고, n-1열에 배치된 터치 센싱 블록(170)에 터치 인식 모드(TMn-1) 및 화상 구동 모드(DMn-1)를 구동하고, n열에 배치된 터치 센싱 블록(170)에 터치 인식 모드(TMn) 및 화상 구동 모드(DMn)를 구동하여 총 n열의 터치 센싱 블록(170)을 시분할 제어한다.
게이트 라인이 768개인 XGA급 TFT-LCD을 예로 들면, 게이트 라인의 TFT(Thin Film Transistor) 턴 온 시간은 21usec 이하이고, 초당 60 프레임의 속도로 리프레쉬(refresh)되는 경우 하나의 프레임 시간은 16.7msec가 된다. 따라서, 16.7ms의 시간을 주기로 터치 인식 모드 및 화상 구동 모드가 반복하여 실행된다.
이때, 터치 인식 모드는 화상 구동 모드의 유지 시간에 비해 상대적으로 짧은 시간 동안에만 유지된다. 즉, 터치 인식 모드는 화상 구동 모드의 사이 사이에서 짧은 시간 동안에만 유지되도록 구동됨으로써, 액정 패널에 디스플레이되는 화상의 품질에 영향이 없도록 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 터치 인식 모드는 화상 구동 모드의 1/10, 1/40, 또는 그 이하의 시간에만 구동될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하나의 프레임에 포함된 터치 인식 모드는 터치 구동 라인(TX)과 평행한 방향으로 형성된 터치 센싱 블록(170)의 개수만큼 세분화되어 각각의 터치 구동 라인(TX)에 연결된 터치 센싱 블록(170)에서 순차적으로 사용자의 터치를 센싱한다.
예를 들어, 타이밍 컨트롤러(110)는 첫 번째 열의 터치 구동 라인(TX)에 연결된 터치 센싱 블록(170)에서 사용자의 터치를 센싱하기 위해, 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호를 입력한 후 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력한다. 이에 따라 첫 번째 열의 터치 구동 라인(TX)에 대응되는 화소 간 디스플레이 데이터가 동일해지면, 첫 번째 열의 터치 구동 라인(TX)을 가동하는 터치 싱크 신호(touch sync)을 출력하여 사용자의 터치 여부를 센싱할 수 있도록 한다.
다음, 두 번째 열의 터치 구동 라인(TX)에 연결된 터치 센싱 블록(170)에서 사용자의 터치를 센싱하기 위해, 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호를 입력한 후 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력한다. 이에 따라 첫 번째 열의 터치 구동 라인(TX)에 대응되는 화소 간 디스플레이 데이터가 동일해지면, 첫 번째 열의 터치 구동 라인(TX)을 가동하는 터치 싱크 신호(touch sync)을 출력하여 사용자의 터치 여부를 센싱할 수 있도록 한다.
이와 같은 방법으로, 터치 인식 모드가 끝나기 전까지 마지막 열에 형성된 터치 센싱 블록(170)에서 순차적으로 사용자의 터치를 센싱한다.
게이트 드라이버(120)는 터치 인식 모드에서 사용자의 터치를 인식하는 최소 단위인 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 턴 온 한다.
상기 터치 센싱 블록(170)은 상기 게이트 라인과 평행한 방향으로 배열되고, 하나의 터치 구동 전극에 연결된다.
일 실시예에 있어서, 게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호가 입력되면 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)을 인가하여 스위칭 소자를 턴 온 할 수 있다.
데이터 드라이버(130)는 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 상기 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력한다.
일 실시예에 있어서, 데이터 드라이버(130)는 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 데이터 라인에 블랙을 표현하는 디스플레이 데이터를 출력할 수 있다.
종래에는 화상 구동 모드에서 화소별로 다른 그레이 값(gray)의 데이터가 입력됨에 따라 커패시턴스가 차이 나기 때문에 터치 인식 모드에서 사용자의 터치 감지시 디스플레이 크로스톡이 발생하였는데, 이와 같이 터치 인식 모드가 시작될 때 사용자의 터치를 감지하려는 터치 센싱 블록(170)에 해당하는 화소에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 입력시킴에 따라 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.
데이터 드라이버(130)는 상기 스위칭 소자에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하여 상기 사용자의 터치를 감지한 후 상기 화상 구동 모드에서 상기 스위칭 소자에 상기 영상을 표시하기 위한 디스플레이 데이터를 출력하여 터치 인식 모드가 종료된 후 표시하고자 하는 영상이 표시될 수 있도록 한다.
터치 구동부(140)는 터치 인식 모드에서 타이밍 컨트롤러(110)에서 터치 싱크 신호(touch sync)를 입력받으면, 사용자의 터치를 감지하려는 터치 센싱 블록(170)에 터치 구동 라인(TX)을 통해 구동 신호를 인가한다.
터치 인식부(150)는 터치 인식 모드에서 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호에 따라 상기 터치 센싱 블록(170)에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)이 출력된 후, 터치 싱크 신호(touch sync)가 입력되면 상기 터치 센싱 블록(170)에서 사용자의 터치 여부를 감지한다.
표시 패널(160)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 화소 전극, 공통 전극을 포함한다. 표시 패널(160)은 화상 구동 모드에서 표시 패널(160) 상에 디스플레이 하고자 하는 화상을 표현하며, 터치 인식 모드에서 사용자의 터치를 입력 받는다.
표시 패널(160)은 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함하며, 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록 마다 상기 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 일부와 중첩된다.
게이트 라인(GL)은 기판 상에서 일 방향, 예로서 가로 방향으로 배열되어 있다. 데이터 라인(DL)은 상기 기판 상에서 타 방향, 예로서 세로 방향으로 배열되어 있다. 따라서, 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)은 교차 배열됨으로써 복수 개의 화소영역을 정의한다. 예를 들어, 상기 화소는 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 백색(W) 중 적어도 어느 하나의 화소일 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 상기 게이트 라인(GL)과 상이한 층에 형성될 수 있다. 상기 데이터 라인(DL)은 곧은 직선 형태로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 굽은 직선 형태로 형성될 수도 있다.
도시하진 않았지만, 박막 트랜지스터는 스위칭 소자로서 상기 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 형성된다. 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극은 상기 게이트 라인(GL)에서 분기되어 형성되고, 상기 소스 전극은 상기 데이터 라인(DL)에서 분기되어 형성되고, 상기 드레인 전극은 상기 소스 전극과 마주보고 이격되어 형성될 수 있다. 이와 같은 박막 트랜지스터의 구성은, 상기 게이트 전극이 상기 반도체층 아래에 위치하는 바텀 게이트 구조 또는 상기 게이트 전극이 상기 반도체층 위에 위치하는 탑 게이트 구조 등 다양하게 변경될 수 있고, 각각의 전극의 형태 등도 당업계에 공지된 다양한 형태로 변경될 수 있다.
화소 전극은 상기 화소영역 각각에 형성되어 있으며, 이와 같은 화소 전극은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결되어 있다. 특히, 상기 화소 전극은 상기 드레인 전극과 직접 연결될 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.공통
공통 전극은 화상을 표시하는 화상 구동 모드에서 공통 전압(Vcom)을 공급하여 화상을 표시한다. 그리고, 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드에서 공통 전극은 터치 전극으로 구동되어 터치를 검출한다.
즉, 공통 전극은 화상 구동 모드에서 상기 화소 전극과 함께 전계를 형성하여 액정층을 구동시키는 역할을 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 공통 전극 또는 화소 전극은 상기 화소영역에서 적어도 하나 이상의 슬릿(slit)을 포함할 수 있다. 상기 슬릿을 통해 상기 공통 전극 및 화소 전극 사이에는 프린지 필드(fringe field)가 형성되고, 이와 같은 프린지 필드에 의해서 액정이 구동될 수 있다.
공통 전극은 전술한 바와 같이 전계를 형성하여 액정을 구동시키는 역할을 수행함과 더불어 터치 인식 모드에서 사용자의 터치 위치를 센싱할 수 있도록 사용자의 터치 물체와 커패시턴스를 형성하는 역할을 수행한다.
터치 센싱 블록(170)은 사용자의 터치에 대하여 하나의 영역으로 인식되는 영역으로, 표시 패널(160)에 형성되어 화상 구동 모드에서 화소 전극과 함께 전계를 형성하여 영상을 표시하는 공통 전극을 패터닝하여 형성될 수 있다.
이 경우 공통 전극은 화상 구동 모드에서는 기판 상에서 교차 배열되는 게이트 라인 및 데이터 라인에 의해 정의되는 화소 영역 내에 형성된 화소 전극과 함께 전계를 형성하여 영상을 표시할 수 있도록 동작하고, 터치 인식 모드에서는 사용자의 터치에 따른 커패시턴스의 변화를 감지하는 터칭 전극으로 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 센싱 블록의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(100)의 터치 센싱 블록(170)의 일 실시예는 터치 전극으로 사용되는 TX전극(171a 내지 171i) 및 RX전극(173)을 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해 표시 패널(160)이 가로 3개 세로 3개의 TX전극(171a 내지 171i)을 포함하고 하나의 TX전극에는 게이트 라인 4개 데이터 라인 3개를 포함하여 총 12개의 화소를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.
터치 센싱 블록(170)은 사용자의 터치를 인식하는 최소 단위이다. 일 실시예에 있어서 터치 센싱 블록(170)을 구성하는 터치 전극은 공통 전극을 패터닝하여 형성될 수 있다.
TX전극(171)은 패터닝된 공통 전극 중 일부로, 게이트 라인과 평행한 방향으로 형성된 하나의 터치 구동 라인은 복수의 TX전극과 연결된다. 즉, 제1 터치 구동 라인 TX1에는 세 개의 TX전극(171a, 171b, 및 171c)이 연결될 수 있고, 제2 터치 구동 라인 TX2에는 세 개의 TX전극(171d, 171e, 및 171f)이 연결될 수 있고, 제3 터치 구동 라인 TX3에는 세 개의 TX전극(171g, 171h, 및 171i)이 연결될 수 있다.
각각의 터치 구동 라인(TX1, TX2, TX3)은 터치 구동부(140)와 연결되어 터치 구동 신호를 입력받는다.
하나의 TX전극(171) 하부 구조에는 복수 개의 화소가 대응되는데, 하나의 TX전극(171) 하부에 몇 개의 게이트 라인 및 데이터 라인이 포함되는가는 응용 제품의 터치 해상도에 따라 적응적으로 변경될 수 있다. 즉, 작은 수의 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함하도록 TX전극(171)을 패터닝하면 터치 해상도가 증가하고, 많은 수의 게이트 라인 및 데이터 라인을 포함하도록 TX전극(171)을 패터닝하면 터치 해상도는 감소한다.
RX전극(173)은 패터닝된 공통 전극 중 일부이거나 공통 전극과 분리되어 별도로 형성된 전극으로, 터치 감지 라인(RX1)을 따라 터치 인식부(150)와 연결되어 사용자 터치에 의한 커패시턴스의 변화를 센싱한다. RX전극(173)은 데이터 라인의 방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있다.
이러한 TX전극(171) 및 RX전극(173)은 공통 전극을 분할하여 터치 전극을 구성하므로 동일 레이어에 위치할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
사용자의 터치가 표시 패널(160) 상에 존재하면, TX전극(171) 및 RX전극(173)에 형성되는 전계의 변화로 인해 커패시턴스의 변화가 발생하는데, 터치 인식부(150)는 이러한 커패시턴스의 변화를 통해 사용자의 터치 여부를 인식할 수 있다.
<디스플레이 장치의 터치 인식 방법>
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하, 설명의 편의를 위해 표시 패널(160)이 가로 3개 세로 3개의 TX전극(171a 내지 171i)을 포함하고 하나의 TX전극에는 게이트 라인 4개 데이터 라인 3개를 포함하여 총 12개의 화소를 포함하는 것으로 가정하여 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 일 실시예에 있어서 하나의 터치 센싱 블록에서 게이트 하이 인에이블 신호에 따라 게이트 드라이버(120)가 동작하는 것을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 6에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법은 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동한다.
이를 간략하게 설명하면, 우선 터치 인식 모드에서 사용자의 터치를 인식하는 최소 단위인 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 턴 온한다(S1100).
일 실시예에 있어서, 스위칭 소자를 턴 온하는 단계(S1100)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호가 입력되면 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)을 인가하여 스위칭 소자를 턴 온할 수 있다.
다음, 상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력한다(S1200).
일 실시예에 있어서, 디스플레이 데이터를 출력하는 단계(S1200)는 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 터치 센싱 블록에 포함되는 모든 복수의 데이터 라인에 블랙을 표현하는 레벨의 디스플레이 데이터를 출력할 수 있다.
다음, 터치 싱크 신호(touch sync)에 따라 상기 터치 센싱 블록에서 사용자의 터치 여부를 감지한다(S1300).
다음, 상기 화상 구동 모드에서, 상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 데이터 라인에 상기 영상을 표시하기 위한 디스플레이 데이터를 출력한다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 5는 도 4와 같이 총 3 개의 터치 구동 라인(TX1, TX2, TX3)이 형성된 경우 게이트 드라이버의 구동을 나타내는 도면이다.
먼저, 제1 터치 인식 모드(TM1)에서, 제1 터치 구동 라인(TX1)에 연결된 TX전극들(171a, 171b, 171c)을 구동하기 위해서 GHE1 신호가 인가되면, 게이트 드라이버는 TX전극들(171a, 171b, 171c)이 포함하는 게이트 라인들(GL1 내지 GL4)에 게이트 하이전압(VGH)을 출력한다. 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 데이터 드라이버는 해당 스위칭 소자에 동일한 디스플레이 데이터를 출력한다.
다음, 제1 터치 구동 라인(TX1)에 연결된 TX전극들(171a, 171b, 171c)에서 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 싱크 신호(touch sync1)이 입력되면 터치 구동부는 제1 터치 구동 라인(TX1)에 구동 신호를 인가하여 터치 감지 라인을 통해 사용자의 터치를 센싱한다.
다음, 제1 화상 구동 모드(DM1)에서 화상을 표현하기 위해 게이트 라인들(GL1 내지 GL4)을 턴 온하고 데이터 라인을 통해 디스플레이 데이터를 인가한다.
이와 같이 제1 터치 구동 라인(TX1)에서 사용자의 터치를 센싱한 후 제2 터치 구동 라인(TX2)에서 사용자의 터치를 센싱하기 위해 다음과 같은 과정을 수행한다.
먼저, 제2 터치 인식 모드(TM2)에서, 제2 터치 구동 라인(TX2)에 연결된 TX전극들(171d, 171e, 171f)을 구동하기 위해서 GHE2 신호가 인가되면, 게이트 드라이버는 TX전극들(171d, 171e, 171f)이 포함하는 게이트 라인들(GL5 내지 GL8)에 게이트 하이전압(VGH)을 출력한다. 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 데이터 드라이버는 해당 스위칭 소자에 동일한 디스플레이 데이터를 출력한다.
다음, 제2 터치 구동 라인(TX2)에 연결된 TX전극들(171d, 171e, 171f)에서 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 싱크 신호(touch sync2)이 입력되면 터치 구동부는 제2 터치 구동 라인(TX2)에 구동 신호를 인가하여 터치 감지 라인을 통해 사용자의 터치를 센싱한다.
다음, 제2 화상 구동 모드(DM2)에서 화상을 표현하기 위해 게이트 라인들(GL5 내지 GL8)을 턴 온하고 데이터 라인을 통해 디스플레이 데이터를 인가한다.
이와 같이 제2 터치 구동 라인(TX2)에서 사용자의 터치를 센싱한 후 마지막 열인 제3 터치 구동 라인(TX3)에서 사용자의 터치를 센싱하기 위해 다음과 같은 과정을 수행한다.
먼저, 제3 터치 인식 모드(TM3)에서, 제3 터치 구동 라인(TX3)에 연결된 TX전극들(171g, 171h, 171i)을 구동하기 위해서 GHE3 신호가 인가되면, 게이트 드라이버는 TX전극들(171g, 171h, 171i)이 포함하는 게이트 라인들(GL9 내지 GL12)에 게이트 하이전압(VGH)을 출력한다. 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 데이터 드라이버는 해당 스위칭 소자에 동일한 디스플레이 데이터를 출력한다.
다음, 제3 터치 구동 라인(TX3)에 연결된 TX전극들(171g, 171h, 171i)에서 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 싱크 신호(touch sync1)이 입력되면 터치 구동부는 제3 터치 구동 라인(TX3)에 구동 신호를 인가하여 터치 감지 라인을 통해 사용자의 터치를 센싱한다.
다음, 제3 화상 구동 모드(DM3)에서 화상을 표현하기 위해 게이트 라인들(GL9 내지 GL12)을 턴 온하고 데이터 라인을 통해 디스플레이 데이터를 인가한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 구성을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 - 디스플레이 장치
110 - 타이밍 컨트롤러
120 - 게이트 드라이버
130 - 데이터 드라이버
140 - 터치 구동부
150 - 터치 인식부
160 - 표시 패널
170 - 터치 센싱 블럭
171 - TX전극
173 - RX전극
175 - 화소전극

Claims (11)

  1. 복수의 게이트 라인 및 복수의 데이터 라인을 포함하며, 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록 마다 상기 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인 중 일부와 중첩되는 표시 패널;
    상기 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 타이밍 컨트롤러;
    상기 터치 인식 모드에서 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온하는 게이트 드라이버; 및
    상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하는 데이터 드라이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    상기 타이밍 컨트롤러로부터 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호가 입력되면 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)을 인가하여 상기 스위칭 소자를 턴 온 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    상기 터치 인식 모드에서 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온 시킨 후,
    상기 화상 구동 모드에서 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인과 연결된 상기 스위칭 소자를 순차적으로 턴 온 시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 드라이버는,
    상기 터치 인식 모드에서 상기 스위칭 소자에 상기 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력한 후, 상기 화상 구동 모드에서 상기 스위칭 소자에 상기 영상을 표시하기 위한 디스플레이 데이터를 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동일한 레벨의 디스플레이 데이터는 블랙을 표현하는 레벨의 디스플레이 데이터인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    상기 터치 인식 모드에서 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호를 출력하여 상기 게이트 드라이버가 게이트 하이전압(VGH)을 출력하도록 한 후, 터치 싱크 신호(touch sync)를 출력하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식 모드에서 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호에 따라 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 상기 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)이 출력된 후, 터치 싱크 신호(touch sync)가 입력되면 상기 터치 센싱 블록으로부터 수신된 터치 로우 데이터를 이용하여 상기 사용자의 터치 여부를 감지하는 터치 인식부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    기판 상에서 교차 배열되는 상기 복수의 게이트 라인 및 상기 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 화소 영역 내에 형성된 화소 전극; 및
    상기 화상 구동 모드에서 상기 화소 전극과 함께 전계를 형성하고, 상기 터치 인식 모드에서 상기 사용자의 터치에 따른 커패시턴스의 변화를 감지하는 공통 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법에 있어서,
    상기 터치 인식 모드에서 상기 사용자의 터치를 인식하는 단위인 터치 센싱 블록과 중첩되는 복수의 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 동시에 턴 온하는 단계;
    상기 스위칭 소자가 턴 온되면, 상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 데이터 라인에 동일한 레벨의 디스플레이 데이터를 출력하는 단계; 및
    터치 싱크 신호(touch sync)에 따라 상기 터치 센싱 블록으로부터 수신된 터치 로우 데이터를 이용하여 상기 사용자의 터치 여부를 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스위칭 소자를 턴 온하는 단계는,
    타이밍 컨트롤러로부터 게이트 하이 인에이블(GHE) 신호가 입력되면 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 복수의 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)을 인가하여 상기 스위칭 소자를 턴 온하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 사용자의 터치 여부를 감지하는 단계 후,
    상기 화상 구동 모드에서, 상기 터치 센싱 블록과 중첩되는 복수의 데이터 라인에 상기 영상을 표시하기 위한 디스플레이 데이터를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
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US13/859,399 US9477111B2 (en) 2012-12-09 2013-04-09 Display device and touch sensing method thereof
JP2013249865A JP5815014B2 (ja) 2012-12-09 2013-12-03 ディスプレイ装置及びディスプレイ装置のタッチ認識方法

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160079969A (ko) * 2014-12-26 2016-07-07 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 그 구동방법
WO2016186328A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Lg Electronics Inc. Display device using semiconductor light emitting diode
US9575592B1 (en) 2015-10-07 2017-02-21 Lg Display Co., Ltd. Display device with data line precharging at boundary between touch driving period and display driving period
KR20170051730A (ko) * 2015-10-30 2017-05-12 삼성디스플레이 주식회사 영상 표시 시스템
US10001873B2 (en) 2016-01-08 2018-06-19 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus and driving method thereof
US10234997B2 (en) 2014-08-01 2019-03-19 Lg Display Co., Ltd. Touch sensor
KR20190068375A (ko) * 2017-12-08 2019-06-18 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 그 구동방법

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866815B (zh) * 2012-09-03 2015-07-01 北京京东方光电科技有限公司 一种电容式内嵌触摸屏及显示装置
KR102011435B1 (ko) * 2013-03-07 2019-08-19 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린패널 일체형 표시장치 및 그 구동방법
KR102057660B1 (ko) 2013-03-07 2019-12-23 삼성디스플레이 주식회사 터치스크린패널 일체형 표시장치 및 그 구동방법
CN103207720B (zh) * 2013-03-29 2015-09-16 北京京东方光电科技有限公司 一种触控显示面板的控制方法及装置和显示装置
CN103488342A (zh) * 2013-09-26 2014-01-01 北京京东方光电科技有限公司 触控显示装置及其驱动方法
JP6074625B2 (ja) * 2013-10-29 2017-02-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 入力装置および表示装置
JP6074626B2 (ja) * 2013-10-30 2017-02-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 入力装置および表示装置
KR101637174B1 (ko) 2014-06-30 2016-07-21 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치
CN104182108B (zh) * 2014-08-07 2017-04-05 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、触控显示装置及驱动方法
CN104280920A (zh) * 2014-10-17 2015-01-14 深圳市华星光电技术有限公司 集成触摸屏的液晶显示面板及液晶显示装置
KR102250847B1 (ko) * 2014-11-13 2021-05-13 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 일체형 표시장치
TWI530855B (zh) * 2014-12-09 2016-04-21 敦泰電子股份有限公司 運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統
US9703439B2 (en) 2014-12-26 2017-07-11 Lg Display Co., Ltd. Touch sensor integrated type display device
CN104536609B (zh) * 2014-12-30 2018-01-30 深圳市华星光电技术有限公司 具有触控功能的显示面板以及故障检测方法
US9874968B2 (en) * 2015-01-05 2018-01-23 Synaptics Incorporated Point to point interface communication and reference
CN104484077B (zh) * 2015-01-05 2018-09-18 深圳市华星光电技术有限公司 具有触控功能的显示面板及其触控检测方法
CN104536631B (zh) * 2015-01-26 2018-01-12 京东方科技集团股份有限公司 触控显示基板、触控显示装置
CN104750345A (zh) * 2015-03-30 2015-07-01 深圳市华星光电技术有限公司 触控面板及触控显示屏
CN104881167B (zh) 2015-03-31 2018-01-12 深圳市华星光电技术有限公司 一种触控面板和显示装置
CN104793825B (zh) * 2015-04-30 2018-04-20 京东方科技集团股份有限公司 一种触控输入设备和触摸显示设备
CN105138177A (zh) * 2015-09-10 2015-12-09 深圳市华星光电技术有限公司 触控显示面板及触控显示装置
CN105138179B (zh) * 2015-09-15 2018-06-15 深圳市华星光电技术有限公司 全嵌入式触摸屏及移动装置
CN105117073B (zh) 2015-09-29 2019-02-26 京东方科技集团股份有限公司 一种触控显示面板和触控显示装置
KR102408163B1 (ko) * 2015-10-12 2022-06-14 엘지디스플레이 주식회사 터치 회로, 디스플레이 구동 회로, 터치 디스플레이 디바이스 및 그 구동 방법
CN105760017A (zh) * 2016-02-17 2016-07-13 京东方科技集团股份有限公司 一种触摸屏的驱动方法和驱动集成电路
US20190094590A1 (en) * 2016-03-07 2019-03-28 Sharp Kabushiki Kaisha Liquid crystal display device with built-in touch sensor, and drive method therefor
KR102556965B1 (ko) * 2016-05-30 2023-07-19 엘지디스플레이 주식회사 미러 디스플레이
CN106291216A (zh) * 2016-08-04 2017-01-04 武汉华星光电技术有限公司 内嵌式触摸屏、测试电路及测试方法
WO2018073690A1 (en) 2016-10-21 2018-04-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Touch sensor, display device, display module, and electronic device
CN110023887B (zh) * 2016-11-21 2022-05-27 夏普株式会社 带触摸传感器的液晶显示装置及其驱动方法
TWI607263B (zh) * 2016-12-27 2017-12-01 友達光電股份有限公司 顯示面板
JP6857563B2 (ja) 2017-07-04 2021-04-14 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
KR102411704B1 (ko) 2017-09-29 2022-06-23 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그의 구동 방법
KR102385631B1 (ko) * 2017-10-24 2022-04-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치
KR102412232B1 (ko) * 2017-11-17 2022-06-23 엘지디스플레이 주식회사 터치센서를 포함하는 표시장치 및 그의 제조방법
KR102507830B1 (ko) * 2017-12-29 2023-03-07 엘지디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
CN108459772B (zh) 2018-03-26 2021-05-11 京东方科技集团股份有限公司 触控模组及其驱动方法和显示装置
CN108594552B (zh) * 2018-05-08 2023-07-11 京东方科技集团股份有限公司 显示基板、显示面板、显示装置及其驱动方法
JP7112928B2 (ja) * 2018-09-28 2022-08-04 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US20200212141A1 (en) * 2018-12-26 2020-07-02 Int Tech Co., Ltd. Display panel, associated display system, and associated method
TWI697822B (zh) * 2019-03-29 2020-07-01 友達光電股份有限公司 觸控顯示方法與觸控顯示裝置
US11282475B2 (en) * 2019-07-23 2022-03-22 Himax Technologies Limited Electronic device control method and electronic device applying the electronic device control method
US11243646B2 (en) * 2019-12-04 2022-02-08 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
JP2021189465A (ja) 2020-05-25 2021-12-13 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
KR20220093784A (ko) * 2020-12-28 2022-07-05 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시 장치
KR20230026593A (ko) 2021-08-17 2023-02-27 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233315A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Seiko Epson Corp 液晶装置、電子機器および位置検出方法
KR20120108704A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장형 표시장치와 그 구동 방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2625389B2 (ja) 1994-10-27 1997-07-02 日本電気株式会社 液晶表示装置およびその駆動方法
US8040326B2 (en) * 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
JP5407368B2 (ja) 2008-05-16 2014-02-05 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置、その駆動方法および電子機器
KR101286543B1 (ko) * 2008-05-21 2013-07-17 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP4674291B2 (ja) 2008-07-04 2011-04-20 奇美電子股▲ふん▼有限公司 タッチセンス機能付きアクティブマトリクスディスプレイ装置
CN101634917B (zh) * 2008-07-21 2013-04-24 智点科技（深圳）有限公司 一种触控式平板显示器
US8760412B2 (en) * 2009-02-02 2014-06-24 Apple Inc. Dual configuration for display data lines
US8922521B2 (en) * 2009-02-02 2014-12-30 Apple Inc. Switching circuitry for touch sensitive display
JP5178633B2 (ja) 2009-05-29 2013-04-10 株式会社ジャパンディスプレイウェスト タッチセンサ、表示装置および電子機器
US9335870B2 (en) * 2010-06-07 2016-05-10 Apple Inc. Touch-display crosstalk
JP5722573B2 (ja) 2010-08-24 2015-05-20 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
KR101761580B1 (ko) * 2010-09-08 2017-07-27 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서를 갖는 표시 장치
JP5766928B2 (ja) 2010-09-29 2015-08-19 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および電子機器
US9310916B2 (en) 2011-01-14 2016-04-12 Apple Inc. Display to touch crosstalk compensation
JP2012173469A (ja) 2011-02-21 2012-09-10 Japan Display Central Co Ltd 液晶表示装置及び液晶表示装置の駆動方法
KR101697257B1 (ko) * 2012-12-26 2017-01-17 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법
KR101675256B1 (ko) * 2013-01-30 2016-11-11 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 일체형 디스플레이 장치와 이의 구동방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008233315A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Seiko Epson Corp 液晶装置、電子機器および位置検出方法
KR20120108704A (ko) * 2011-03-25 2012-10-05 엘지디스플레이 주식회사 터치 센서 내장형 표시장치와 그 구동 방법

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10234997B2 (en) 2014-08-01 2019-03-19 Lg Display Co., Ltd. Touch sensor
KR20160079969A (ko) * 2014-12-26 2016-07-07 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 그 구동방법
WO2016186328A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Lg Electronics Inc. Display device using semiconductor light emitting diode
KR20160136917A (ko) * 2015-05-21 2016-11-30 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
US9575592B1 (en) 2015-10-07 2017-02-21 Lg Display Co., Ltd. Display device with data line precharging at boundary between touch driving period and display driving period
US10048797B2 (en) 2015-10-07 2018-08-14 Lg Display Co., Ltd. Display device with data line precharging at boundary between touch driving period and display driving period
KR20170051730A (ko) * 2015-10-30 2017-05-12 삼성디스플레이 주식회사 영상 표시 시스템
US10001873B2 (en) 2016-01-08 2018-06-19 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus and driving method thereof
KR20190068375A (ko) * 2017-12-08 2019-06-18 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 그 구동방법

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KR102004924B1 (ko) 2019-10-01
US9477111B2 (en) 2016-10-25
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CN103870050B (zh) 2017-03-01
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EP2741182A1 (en) 2014-06-11
JP2014115647A (ja) 2014-06-26

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