KR20140108059A - 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 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 타이밍 컨트롤러; 및 상기 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하고, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하여, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 터치 데이터를 보상하여 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치에 관한 것으로,
본 발명에 따르면, 디스플레이 터치 크로스톡을 보상하여 사용자의 터치 신호에 노이즈가 감소되어 사용자의 터치 인식률이 향상되는 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 전극은 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 화소(black)와 화이트를 표시하는 화소(white)에서의 액정의 배열이 상이하므로 이에 따라 액정층의 커패시턴스에 차이(Cm_w - Cm_b)가 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 크로스톡을 보정하여 사용자의 터치를 인식하는 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 디스플레이 터치 크로스톡을 보정하여 사용자의 터치를 인식하므로 터치 인식률이 향상된 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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 타이밍 컨트롤러; 및 상기 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하고, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하여, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 터치 데이터를 보상하여 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 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 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하는 단계; 상기 터치 인식 모드에서, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하는 단계; 및 상기 터치 인식 모드에서, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 DTX 보상값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 우선, 디스플레이 터치 크로스톡을 보정하여 터치 신호에 노이즈를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치 신호에 노이즈가 감소되어 사용자의 터치 인식률이 향상되는 효과가 있다.
또한, 터치 신호에 노이즈가 감소되어 사용자 터치 인식의 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 3은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 화상 구동 모드 및 터치 인식 모드가 교차되어 시분할 동작하는 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 DTX 보상 블록의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 터치 센싱 블록의 그레이값의 평균을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 터치 센싱 블록의 DTX 보상값을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 룩업 테이블 작성을 위한 보간법을 나타내는 도면이다.
도 10은 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 아니다.
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 인식부(140), 표시 패널(150), 및 터치 센싱 블록(160)을 포함한다.
타이밍 컨트롤러(110)는 표시 패널(150)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.
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(150)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 모드(DM)는 표시 패널(150) 상에 디스플레이 하고자 하는 화상을 표현하는 모드를 말하고, 터치 인식 모드(TM)는 표시 패널(150)을 터치하는 사용자의 터치 위치를 인식하는 모드를 말한다.
일 실시예에 있어서, 표시 패널(150)에 게이트 라인과 평행한 방향으로 n개의 열만큼 터치 센싱 블록(160)이 형성되어 있는 경우, 타이밍 컨트롤러(110)는 한 프레임 동안 모든 열의 터치 센싱 블록(160)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(160)에 터치 인식 모드(TM1) 및 화상 구동 모드(DM1)를 구동하고, 2열에 배치된 터치 센싱 블록(160)에 터치 인식 모드(TM2) 및 화상 구동 모드(DM2)를 구동하고, n-1열에 배치된 터치 센싱 블록(160)에 터치 인식 모드(TMn-1) 및 화상 구동 모드(DMn-1)를 구동하고, n열에 배치된 터치 센싱 블록(160)에 터치 인식 모드(TMn) 및 화상 구동 모드(DMn)를 구동하여 총 n열의 터치 센싱 블록(160)을 시분할 제어한다.
일 실시예에 있어서, 게이트 라인이 768개인 XGA급 TFT-LCD 디스플레이 장치는, 게이트 라인의 TFT(Thin Film Transistor) 턴 온 시간은 21usec 이하이고, 초당 60 프레임의 속도로 리프레쉬(refresh)되는 경우 하나의 프레임 시간은 16.7msec이다. 따라서, 16.7ms의 시간을 주기로 터치 인식 모드(TM) 및 화상 구동 모드(DM)가 반복하여 실행된다.
이때, 터치 인식 모드(TM)는 화상 구동 모드(DM)의 유지 시간에 비해 상대적으로 짧은 시간 동안에만 유지된다. 즉, 터치 인식 모드(TM)는 화상 구동 모드(DM)의 사이 사이에서 짧은 시간 동안에만 유지되도록 구동됨으로써, 액정 패널에 디스플레이되는 화상의 품질에 영향이 없도록 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 터치 인식 모드(TM)는 화상 구동 모드(DM)의 1/10, 1/40, 또는 그 이하의 시간에만 구동될 수 있다.
게이트 드라이버(120)는 화상 구동 모드에서 화상을 표현하고자 하는 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자를 턴 온 한다. 일 실시예에 있어서, 게이트 드라이버(120)는 타이밍 컨트롤러(110)로부터 신호를 받아 게이트 라인에 게이트 하이전압(VGH)을 인가하여 스위칭 소자를 턴 온 할 수 있다.
데이터 드라이버(130)는 게이트 라인에 연결된 스위칭 소자가 턴 온되면, 데이터 라인에 디스플레이 데이터를 출력한다. 이떼, 디스플레이 데이터는 화상을 표현하기 위해 계조 정보가 담긴 그레이 값일 수 있다.
터치 인식부(140)는 터치 인식 모드에서 인접하는 터치 센싱 블록(160)으로부터 입력된 터치 로우 데이터를 이용하여 상기 사용자의 터치를 인식한다.
일 실시예에 있어서, 터치 인식부(140)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 화상 구동 모드에서 상기 인접하는 터치 센싱 블록(160)에 표시되는 디스플레이 정보의 편차를 이용하여 상기 사용자의 터치를 인식할 수 있으나, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
터치 인식부(140)는 상기 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하고, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하여, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 터치 데이터를 보상하여 상기 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
이하, 터치 인식부(140)를 보다 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조한다.
도 4는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식부의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 보상 블록 결정부(141), 대표값 산출부(143), DTX 변환부(145), 보상값 연산부(147), 및 터치 연산부(149)를 포함한다. 이 경우, 화소에 표시되는 데이터값인 그레이값에 대응하는 DTX 값에 대한 룩업 테이블은 데이터 드라이버에 저장될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8에서 알 수 있듯이, 보상 블록 결정부(141), 대표값 산출부(143), DTX 변환부(145), 보상값 연산부(147), 및 터치 연산부(149)를 포함하고, 룩업 테이블 저장부(142)를 더 포함할 수 있다.
터치 인식부(140)는 상기 표시 패널을 적어도 하나 이상의 상기 DTX 보상 블록으로 구분하여, 상기 DTX 보상 블록 별로 생성된 상기 보상 대표값을 기준으로 상기 터치 데이터를 보상한다.
도 5는 본 발명에 따른 DTX 보상 블록의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 5에서 알 수 있듯이, 보상 블록 결정부(141)는 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록(160)을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록(170)을 설정한다. 도 5에 따른 일 실시예에 있어서 설명의 편의를 위해, 표시 패널(150)은 두 개의 DTX 보상 블록(171, 및 173)을 포함하고, 하나의 DTX 보상 블록(170)은 2열*6행의 터치 센싱 블록(160)을 포함하는 것으로 도시하였지만 본 발명에 따른 DTX 보상 블록(170)이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 터치 인식부(140)가 터치 센싱 블록(160)으로부터 인가되는 신호를 입력 받을 때, 채널 수를 줄이기 위해 멀티 플렉서를 사용하는 경우, 보상 블록 결정부(141)는 소정의 순서에서 동일한 멀티 플렉서(MUX)의 입력으로 선택되는 상기 터치 센싱 블록(160)이 하나의 상기 DTX 보상 블록(170)에 포함되도록 상기 DTX 보상 블록(170)을 결정할 수 있다.
룩업 테이블 저장부(142)는 화소에 표시되는 그레이값에 대응하는 DTX 값을 저장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 룩업 테이블 저장부(142)에 저장되는 DTX 값은 다음의 표 1과 같이 예시될 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
일 실시예에 있어서, 그레이값에 대응하는 DTX 값은 총 20개만 샘플링하여 저장할 수 있는데, 룩업 테이블에 저장되지 않는 그레이값에 해당하는 DTX 값은 도 9에서와 같이 보간법을 이용하여 계산할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 대표값 산출부(143)는 데이터 드라이버로부터 입력 받아, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 영역에 포함된 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균값에 대응하는 DTX 값으로 상기 보상 대표값을 산출한다.
이를 구체적으로 설명하면, 대표값 산출부(143)는 데이터 드라이버로부터 화소에 인가되는 데이터값인 그레이값에 대응되는 DTX 값을 입력받는다. 대표값 산출부(143)는 DTX 보상 블록에 오버랩되는 영역에 포함된 복수의 화소들의 그레이값에 대응되는 DTX 평균값을 계산한다. 대표값 산출부(143)는 이렇게 산출된 DTX 보상 블록 전체의 DTX 평균값인 보상 대표값을 산출한다.
한편, 도 8을 참조하면, 대표값 산출부(143)는 데이터 드라이버로부터 화소에 인가되는 데이터값인 그레이값을 입력받는다. 대표값 산출부(143)는 DTX 보상 블록에 오버랩되는 영역에 포함된 복수의 화소들의 그레이값의 평균값을 계산한다. 대표값 산출부(143)는 이렇게 산출된 그레이값의 평균값에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값을 산출한다.
DTX 변환부(145)는 데이터 드라이버로부터 화소에 인가되는 데이터값인 그레이값에 대응되는 DTX값을 입력받는다. DTX 변환부(145)는 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소들의 DTX값의 평균인 센싱 블록 평균값을 산출한다.
보상값 연산부(147)는 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따른 DTX 보상값을 산출하여, DTX 보상값을 터치 연산부(149)에 출력하여 터치 데이터를 보상하는데 사용될 수 있도록 한다.
일 실시예에 있어서, 보상값 연산부(147)는 상기 센싱 블록 평균값에서 상기 보상 대표값을 차감하여 DTX 보상값을 산출할 수 있다.
이하, 표시 패널이 20열*12행의 터치 센싱 블록을 포함하고, 터치 인식부가 3 채널의 입력라인을 갖는 멀티 플랙서를 2개 포함하는 경우를 예로 들어, 터치 인식부에서 상기 DTX 보상값을 산출하는 것을 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 터치 센싱 블록의 그레이값의 평균을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 터치 센싱 블록의 DTX 보상값을 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 블록 안에 표시된 숫자는 터치 센싱 블록에 오버랩된 복수의 화소에 표시된 그레이값의 평균을 나타내고, 도 7에 있어서, 블록 안에 표시된 숫자는 터치 센싱 블록의 DTX 보상값을 나타낸다. 인접한 MUX1, MUX2, 및 MUX3는 하나의 멀티 플랙서에 포함된 3개의 입력라인을 나타낸다.
도 6의 좌측 상단의 터치 센싱 블록의 그레이값은 60임을 알 수 있다. 그레이값 60에 대응하는 DTX값은 상기 표 1에서 알 수 있듯이 118임을 알 수 있다.
한편, MUX3에 해당하는 터치 센싱 블록 전체를 하나의 DTX 보상 블록으로 결정하면, DTX 보상 블록 전체의 그레이값 평균은 66이 되고, 그레이값 66에 해당하는 DTX값은 상기 표 1에서 알 수 있듯이, 124가 됨을 알 수 있다.
즉, 118은 센싱 블록 평균값이 되고, 124는 보상 대표값이 된다.
보상값 연산부는 센싱 블록 평균값에서 보상 대표값을 차감하여 DTX 보상값을 산출할 수 있으므로, 이때 좌측 상단의 터치 센싱 블록의 DTX 보상값은 도 7에서 알 수 있듯이, 118-124= -6 이 된다.
터치 연산부(149)는 상기 터치 센싱 블록에서 측정된 사용자의 터치 로우 데이터에 DTX 보상값을 합산하여 상기 터치 로우 데이터를 보상 한 후, 상기 터치 로우 데이터 및 터치 임계값을 비교하여 상기 사용자의 터치 여부를 연산한다.
터치 연산부(149)는 터치 센싱 라인(RX)을 통해 터치 센싱 블록(160)에서 측정된 터치 로우 데이터를 입력받고, 보상값 연산부(147)에서 DTX 보상값을 입력받는다.
일 실시예에 있어서, DTX 보상값은 해당 터치 센싱 블록(160)의 터치 로우 데이터의 오차이므로, 터치 연산부(149)는 터치 로우 데이터에 상기 DTX 보상값을 합산하여 상기 터치 로우 데이터를 보상한다.
일 실시예에 있어서, 터치 연산부(149)는 보상된 터치 로우 데이터가 사전에 설정된 터치 임계값을 초과하면 사용자의 터치가 있는 것으로 결정하고, 보상된 터치 로우 데이터가 사전에 설정된 터치 임계값 이하이면 사용자의 터치가 없는 것으로 결정한다.
다시 도 2를 참조하면, 표시 패널(150)은 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 화소 전극, 공통 전극을 포함한다. 표시 패널(150)은 화상 구동 모드에서 표시 패널(150) 상에 디스플레이 하고자 하는 화상을 표현하며, 터치 인식 모드에서 사용자의 터치를 입력 받는다.
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(160)은 사용자의 터치에 대하여 하나의 영역으로 인식되는 영역으로, 표시 패널(150)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.
<디스플레이 장치의 터치 인식 방법>
이하에서는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 터치 인식 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 10에서 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 상세하게 설명하면, 터치 인식 모드에서, 상기 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정한다(S1100).
다음, 상기 터치 인식 모드에서, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출한다(S1200).
다음, 상기 터치 인식 모드에서, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 DTX 보상값을 산출한다(S1300).
다음, 상기 터치 센싱 블록에서 측정된 사용자의 터치 로우 데이터에 상기 DTX 보상값을 합산하여 상기 터치 로우 데이터를 보상 한 후, 상기 터치 로우 데이터 및 터치 임계값을 비교하여 상기 사용자의 터치 여부를 연산한다(S1400).
한편, 상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 화소에 최대 그레이값을 인가했을 때, 상기 터치 센싱 블록에 나타나는 최대 DTX 크기를 측정한 룩업 테이블을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
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 이해하여야한다. 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 인식부
141 - 보상 블록 결정부
142 - 룩업 테이블 저장부
143 - 대표값 산출부
145 - DTX 변환부
147 - 보상값 연산부
149 - 터치 연산부
150 - 표시 패널
160 - 터치 센싱 블록
170 - DTX 보상 블록

Claims (10)

  1. 표시 패널에 영상을 구현하는 화상 구동 모드 및 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식 모드가 교차되도록 하나의 프레임 기간을 시분할하여 구동하는 타이밍 컨트롤러; 및
    상기 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하고, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하여, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 터치 데이터를 보상하여 상기 사용자의 터치를 감지하는 터치 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    상기 표시 패널을 적어도 하나 이상의 상기 DTX 보상 블록으로 구분하여, 상기 DTX 보상 블록 별로 생성된 상기 보상 대표값을 기준으로 상기 터치 데이터를 보상하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    소정의 순서에서 동일한 멀티 플렉서(MUX)의 입력으로 의해 선택되는 상기 터치 센싱 블록이 하나의 상기 DTX 보상 블록에 포함되도록 상기 DTX 보상 블록을 결정하는 보상 블록 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    데이터 드라이버로부터 입력 받아, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 영역에 포함된 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균값을 계산하고, 상기 보상 대표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 대표값 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 화소에 최대 그레이값을 인가했을 때, 상기 터치 센싱 블록에 나타나는 최대 DTX 크기를 측정한 룩업 테이블을 산출하는 룩업 테이블 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    상기 센싱 블록 평균값에서 상기 보상 대표값을 차감하여 DTX 보상값을 산출하는 보상값 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 인식부는,
    상기 터치 센싱 블록에서 측정된 사용자의 터치 로우 데이터에 DTX 보상값을 합산하여 상기 터치 로우 데이터를 보상 한 후, 상기 터치 로우 데이터 및 터치 임계값을 비교하여 상기 사용자의 터치 여부를 연산하는 터치 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 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 사용자의 터치를 감지하는 단위인 터치 센싱 블록을 적어도 하나 이상 포함하는 DTX 보상 블록을 결정하는 단계;
    상기 터치 인식 모드에서, 상기 DTX 보상 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 보상 대표값 및 상기 터치 센싱 블록에 오버랩되는 복수의 화소에 인가되는 그레이값의 평균에 대응하는 DTX 값인 센싱 블록 평균값을 산출하는 단계; 및
    상기 터치 인식 모드에서, 상기 보상 대표값 및 상기 센싱 블록 평균값의 차이에 따라 DTX 보상값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 DTX 보상값을 산출하는 단계 후에,
    상기 터치 센싱 블록에서 측정된 사용자의 터치 로우 데이터에 상기 DTX 보상값을 합산하여 상기 터치 로우 데이터를 보상 한 후, 상기 터치 로우 데이터 및 터치 임계값을 비교하여 상기 사용자의 터치 여부를 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 터치 센싱 블록에 포함되는 복수의 화소에 최대 그레이값을 인가했을 때, 상기 터치 센싱 블록에 나타나는 최대 DTX 크기를 측정한 룩업 테이블을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 터치 인식 방법.
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