显示装置及其触摸感测方法
【专利摘要】公开了一种显示装置及其触摸感测方法。所述显示装置包括：时序控制器，在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板，以交替驱动用于在所述显示面板中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式；以及触摸感测单元，在所述触摸模式中，设定包括至少一个或多个触摸感测块的多个补偿区域，并且按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值以感测使用者的触摸，每个触摸感测块是用于使用者的触摸的感测单元，其中，每个补偿区域基于数据驱动器与所述补偿区域之间的距离而被设定为预定的宽度，并且每个DTX补偿值是用于对由各灰度级值的变化所导致的触摸数据的错误进行补偿的值，其中所述各灰度级值被应用至与确定触摸感测块相对应的像素。
【专利说明】显示装置及其触摸感测方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2012年12月19日提交的韩国专利申请N0.10-2012-0149028的权益，通过援引的方式将该专利申请并入本文，如同在这里完全阐述一样。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种显示装置及其触摸感测方法，尤其涉及具有内置触摸传感器的显示装置及其触摸感测方法。
【背景技术】
[0004]随着诸如移动终端和笔记本电脑这样的各类便携式电子装置的发展，对于应用于便携式电子装置的平板显示装置的需求日益增加。
[0005]已经开发了液晶显示(IXD)装置、等离子体显示面板(PDP)、场致发射显示(FED)装置、发光二极管(LED)显示装置以及有机发光二极管(OLED)显示装置作为平板显示装置。
[0006]在这些平板显示装置中，IXD装置易于由先进的制造技术制造并且具有驱动器可驱动性强、功耗低、图像质量高以及屏幕大等优点，因此，LCD装置的应用领域日益扩展。包括使使用者能够通过手指或笔直接向屏幕输入信息的内置触摸屏的LCD装置备受关注。
[0007]在将触摸屏应用于LCD装置的过程中，通常将单独制备的触摸面板设置在液晶面板上，然而近来为了纤薄的目的，LCD装置被发展成将触摸屏内置于液晶面板中的类型。
[0008]特别地，将诸如形成在下基板中的公共电极这样的现有元件用作触摸感测电极的IXD装置被称为集成(in-cell)触摸式IXD装置。
[0009]在集成触摸式LCD装置中，形成在下基板(TFT阵列基板)中的多个公共电极被用于显示，并且还被用作触摸电极。在这种情形中，以像素为单位对公共电极进行划分以构造多个触摸感测块。
[0010]特别地，在设置于IXD装置中的多个像素中，确定数量的像素(例如，64 X 64个像素)构成一个触摸感测块。多个触摸感测块在X轴方向上彼此连接以构成多个触摸驱动电极，并且多个触摸感测电极以条带状布置在Y轴方向上。触摸驱动电极可布置在与栅极线的方向一致的X轴方向上，并且触摸感测电极可布置在与数据线的方向一致的Y轴方向上。
[0011]在这种情形中，触摸驱动信号被施加至触摸驱动电极，进而触摸感测电极感测电容变化。
[0012]在集成式触摸LCD装置中，由于用于显示的多个像素以及用于触摸检测的触摸屏被一起提供的结构特性，所以显示和触摸感测在时间上被分开驱动。
[0013]在触摸感测周期(非显示周期)期间，当由使用者的手指所触摸的触摸感测块中的电容被改变时，触摸感测电极感测所改变的电容，从而确定是否存在使用者的触摸以及触摸的位置。
[0014]然而，在现有技术中，当触摸传感器设置在液晶面板外部时，显示功能和触摸感测功能被分开执行，因而互不影响。另一方面，当触摸传感器被内置在液晶面板中时，显示功能和触摸感测功能彼此影响。也就是说，触摸感测驱动可影响显示驱动，或者显示驱动可影响触摸感测驱动。将参照图1对此进行更详细的描述。
[0015]图1是示出在现有技术的集成触摸式IXD装置中在显示黑色的像素中的电容变化以及在显示白色的像素中的电容变化的示图。
[0016]如图1中所见，显示黑色的像素“黑色”以及显示白色的像素“白色”在液晶的取向上不同，从而出现了液晶层的电容之间的差异。
[0017]甚至在触摸感测周期开始之后，像素之间的电容差异依然保持在像素中，并且影响触摸灵敏度。这种电容差异(如同偏差，起着对触摸感测产生的噪声的作用)被称作显示对触摸的串扰(DTX)。
[0018]图2是示出在现有技术的集成触摸式LCD装置中，在显示黑色的触摸感测块与显示白色的触摸感测块之间的触摸原始数据差异的视图。
[0019]如图2中所见，在显示黑色的触摸感测块与显示白色的触摸感测块之间的触摸原始数据差异平均为150。也就是说，即使在不存在使用者的触摸，与相应的触摸感测块相对应的像素所显示的显示信息的差异也会导致触摸原始数据差异。
[0020]为此，当用于检测是否存在使用者的触摸的触摸阈值为100时，即使不存在使用者的实际触摸，也能够感测到触摸。
【发明内容】
[0021]因此，本发明旨在提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的显示装置及其触摸感测方法。
[0022]本发明一方面旨在提供一种校正显示触摸串扰以感测使用者的触摸的显示装置及其触摸感测方法。
[0023]本发明另一方面旨在提供一种为使用者的触摸校正显不触摸串扰从而提闻触摸感测率的显示装置及其触摸感测方法。
[0024]本发明的附加优点和特点的一部分将在下面的描述中列出，一部分对于所属领域普通技术人员在研究下文后将是显而易见的，或者可以通过实施本发明而获悉。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其它优点。
[0025]为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，如在此具体化和概括描述的，提供一种显示装置，包括:时序控制器，所述时序控制器在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板，以交替驱动用于在所述显示面板中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式；以及触摸感测单元，在所述触摸模式中，所述触摸感测单元设定包括至少一个或多个触摸感测块的多个补偿区域，并且按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值以感测使用者的触摸，每个所述触摸感测块是用于使用者的触摸的感测单元，其中，每个所述补偿区域基于数据驱动器与所述补偿区域之间的距离而被设定为预定的宽度，并且每个所述DTX补偿值是用于对由各灰度级值的变化所导致的触摸数据的错误进行补偿的值，其中所述各灰度级值被应用至与确定触摸感测块相对应的像素。
[0026]在本发明的另一方面，提供一种显示装置的触摸感测方法，所述显示装置在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板，以交替驱动用于在所述显示面板中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式，所述触摸感测方法包括:根据与数据驱动器隔开的距离在所述触摸模式中设定多个补偿区域，所述多个补偿区域包括至少一个或多个触摸感测块，每个所述触摸感测块是用于使用者的触摸的感测单元；以及按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值，以感测使用者的触摸。
[0027]应当理解，本发明前面的大致描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]给本发明提供进一步理解并结合在本申请中组成本申请一部分的附图图解了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中:
[0029]图1是示出在现有技术的集成触摸式IXD装置中，显示黑色的像素中的电容变化以及显示白色的像素中的电容变化的示图；
[0030]图2是示出在现有技术的集成触摸式LCD装置中，显示黑色的触摸感测块与显示白色的触摸感测块之间的触摸原始数据差异的示图；
[0031]图3是示出根据本发明显示装置的一个实施方式的示图；
[0032]图4是示出根据本发明显示装置的另一实施方式的示图；
[0033]图5是示出在根据本发明的显示装置中显示模式和触摸模式以时分方式交替驱动的示图；
[0034]图6是示出根据本发明显示装置中的触摸感测单元的一个实施方式的示图；
[0035]图7是示出根据本发明显示装置的补偿区域的一个实施方式的示图；
[0036]图8是示出根据本发明显示装置的补偿区域的另一实施方式的示图；
[0037]图9A至图9C是根据本发明的显示装置在DTX补偿之前所测量的DTX幅度(amplitude)的曲线图；
[0038]图1OA至图1OC是在根据本发明的显示装置中，当不划分补偿区域而对DTX进行补偿时所测量的DTX幅度的曲线图；
[0039]图1lA至图1lC是示出在根据本发明的显示装置中为划分后的补偿区域所测量的DTX幅度的补偿结果的曲线图；以及
[0040]图12是示出根据本发明显示装置的触摸感测方法的一个实施方式的流程图。【具体实施方式】
[0041]在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的显示装置及其触摸感测方法。
[0042]在一个实施方式中，根据本发明的显示装置可以是IXD装置。在下文中，为了方便起见，将LCD装置作为根据本发明的显示装置的实例进行描述。然而，根据本发明的显示装置并不限于IXD装置。
[0043]根据调整液晶取向的方式，IXD装置已被不同地开发为扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式、边缘场切换(FFS)模式。
[0044]在这些模式中，IPS模式和FFS模式是这样的模式，其中多个像素电极和公共电极布置在下基板上，从而通过像素电极与公共电极之间的电场调整液晶的取向。
[0045]本发明可应用于具有如在IPS模式或FFS模式中将多个像素电极和公共电极设置在下基板上的结构的IXD装置。
[0046]然而，本发明并不限于此，本发明可以是具有如在TN模式或VA模式中将像素电极设置在下基板上并且将公共电极设置在上基板上的结构的IXD装置。
[0047]显示装置的第一实施方式
[0048]图3是示出根据本发明显示装置的一个实施方式的示图。
[0049]如图3中所见，根据本发明的显示装置100包括时序控制器110、栅极驱动器120、数据驱动器130、触摸感测单元140、显示面板150以及多个触摸感测块160。
[0050]时序控制器110在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板150，以便交替驱动用于在显示面板150中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式。
[0051]在显示模式中，时序控制器110排列外部视频信号以将视频信号转换成以帧为单位的数字图像数据RGB，并且将数字图像数据提供给数据驱动器130。
[0052]在显示模式中，时序控制器110使用从外部输入的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync以及时钟信号CLK产生用于控制栅极驱动器120的栅极控制信号GCS以及用于控制数据驱动器130的数据控制信号DCS。
[0053]栅极控制信号GCS被提供给栅极驱动器120，数据控制信号DCS被提供给数据驱动器 130。
[0054]这里，数据控制信号DCS可包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能信号SOE以及极性控制信号P0L。
[0055]栅极控制信号GCS可包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC以及栅极输出使能信号GOE。
[0056]下文将描述如下操作，其中，在一个帧周期期间，用于在显示面板150中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式通过时序控制器110在时间上分开并交替驱动。
[0057]图5是示出在根据本发明的显示装置中显示模式和触摸模式以时分方式交替驱动的示图。
[0058]如图5中所见，根据本发明的显示装置100的时序控制器110在时间上划分一个帧周期，并且以时分方式驱动显示面板150，以便交替驱动用于在显示面板150中显示图像的显示模式DM以及用于感测使用者的触摸的触摸模式TM。
[0059]显示模式表示用于在显示面板150中显示所需图像的模式，触摸模式表示用于感测触摸显示面板150的使用者的触摸位置的模式。
[0060]在一个实施方式中，当触摸感测块160被设置成在与显示面板150中的栅极线平行的方向上的η个行时,在一个巾贞期间时序控制器110交替驱动触摸模式TM和显不模式DMη次，以便能够通过使用设置在全部行中的触摸感测块160感测使用者的触摸。
[0061]具体地，时序控制器110在一个帧周期期间驱动设置在第一行中的触摸感测块160上的触摸模式TMl和显示模式DMl，在一个帧周期期间驱动设置在第二行中的触摸感测块160上的触摸模式ΤΜ2和显示模式DM2，在一个帧周期期间驱动设置在第η_1行中的触摸感测块160上的触摸模式TM (η-1)和显示模式DM (n_l)，并且在一个帧周期期间驱动设置在第η行中的触摸感测块160上的触摸模式TMn和显示模式DMn，从而以时分方式控制设置在总共η行中的触摸感测块160。[0062]根据一个实施方式，以包括768条栅极线的XGA级TFT-1XD装置为例，与栅极线连接的薄膜晶体管(TFT)被导通的时间为21微秒或更少，并且，当TFT以每秒60帧的速度更新时，一个帧的时间为16.7毫秒。因此，触摸模式和显示模式以16.7毫秒的间隔被重复执行。
[0063]在这种情形中，触摸模式保持的时间相对短于显示模式的保持时间。也就是说，在触摸模式与显示模式中，触摸模式保持驱动很短的时间，因而并不影响由液晶面板显示的图像的质量。在一个实施方式中，触摸模式被驱动的时间可为显示模式被驱动的时间的十分之一、四十分之一或者更少。
[0064]在显示模式中，栅极驱动器120导通与栅极线连接的多个开关元件以显示图像。在一个实施方式中，栅极驱动器120可接收来自时序控制器110的信号，以将栅极高电压(VGH)施加至栅极线，从而导通开关元件。
[0065]当与栅极线连接的开关元件导通时，数据驱动器130将显示数据输出至数据线。这里，显示数据可以是包括用于显示图像的灰度级信息的灰度级值。
[0066]在触摸模式中，触摸感测单元140通过从相邻的触摸感测块160输入的触摸原始数据来确定使用者的触摸。
[0067]在一个实施方式中，在显示模式中，触摸感测单元140可通过由相邻的触摸感测块160所显示的显示信息的差异来确定使用者的触摸，但是，根据本发明的显示装置并不限于此。
[0068]在下文中，将参照附图更详细地描述触摸感测单元140。
[0069]图6是示出根据本发明显示装置中的触摸感测单元的一个实施方式的示图。
[0070]如图6中所见，在一个实施方式中，根据本发明的显示装置的触摸感测单元140包括补偿区域设定单元141、查找表存储单元143、补偿值计算单元145以及触摸计算单元147。在触摸模式中，触摸感测单元140设定包括至少一个触摸感测块(其作为用于使用者触摸的感测单元)的补偿区域，并且按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值以感测使用者的触摸。
[0071]在这种情形中，在一个实施方式中，补偿区域基于数据驱动器130与补偿区域之间的距离而被设定为预定宽度，并且每个DTX补偿值是用于对由各灰度级值的变化所导致的触摸数据的错误进行补偿的值，其中各灰度级值被应用至与确定触摸感测块相对应的像素。
[0072]补偿区域设定单元141可将由补偿值计算单元145计算的DTX补偿值与由触摸计算单元147所使用的触摸阈值进行比较，以确定补偿区域要被划分成的总数，以便在触摸感测中DTX不会产生错误。
[0073]在一个实施方式中，补偿区域设定单元141基于与数据驱动器130隔开的距离而在行方向上划分触摸感测块。将参照图7对此进行更详细的描述。
[0074]图7是示出根据本发明显示装置的补偿区域的一个实施方式的示图。
[0075]如图7中可见，基于与数据驱动器130隔开的距离，通过将在行方向上划分触摸感测块160来设定补偿区域155。
[0076]因此，在一个实施方式中，补偿区域155可包括第一补偿区域155a、第二补偿区域155b、第三补偿区域155c、第四补偿区域155d以及第五补偿区域155e，第一补偿区域155a包括设置在距数据驱动器130最近的位置处的四行触摸感测块160，第二补偿区域155b包括设置在距数据驱动器130第二近的位置处的四行触摸感测块160，第三补偿区域155c包括设置在距数据驱动器130第三近的位置处的四行触摸感测块160，第四补偿区域155d包括设置在距数据驱动器130第四近的位置处的四行触摸感测块160，第五补偿区域155e包括设置在距数据驱动器130最远的位置处的四行触摸感测块160。
[0077]在另一实施方式中，补偿区域设定单元141根据在数据驱动器130中所包括的多路复用器的布置而在列方向上划分触摸感测块160。将参照图8对此进行更详细的描述。
[0078]图8是示出根据本发明显示装置的补偿区域的另一实施方式的示图。
[0079]如图8中所见，补偿区域155基于与数据驱动器130隔开的距离而被设定为预定的宽度，并且多个触摸感测块160根据在数据驱动器130中所包括的多路复用器135的布置而在列方向上进行划分。
[0080]因此，在此实施方式中，包括设置在距数据驱动器130最近的位置处的四行触摸感测块160的第一补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115al和115a2，包括设置在距数据驱动器130第二近的位置处的四行触摸感测块160的第二补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115bl和115b2，包括设置在距数据驱动器130第三近的位置处的四行触摸感测块160的第三补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115cl和115c2，包括设置在距数据驱动器130第四近的位置处的四行触摸感测块160的第四补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115dl和115d2，包括设置在距数据驱动器130最远的位置处的四行触摸感测块160的第五补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115el和115e2。
[0081]再次参照图6，当将最大灰度级值应用于与确定触摸感测块相对应的多个像素时，查找表存储单元143可计算通过测量DTX幅度而获得的查找表，其中DTX幅度表示从触摸感测块产生的触摸数据的变化。然而，根据本发明的触摸感测单元140并不是必需包括查找表存储单元143，根据实际情形，补偿值计算单元145可包括查找表的功能。
[0082]补偿值计算单元145根据补偿区域区别性地设定用于DTX补偿的DTX补偿值。
[0083]在一个实施方式中，补偿值计算单元145可区别性地将DTX补偿值设定为与在触摸感测块中出现的DTX幅度的平均值成比例。
[0084]补偿区域包括多个触摸感测块，并且不同的DTX幅度分别出现在与多个触摸感测块中的每个触摸感测块相对应的多个像素中。补偿值计算单元145可将与在一个补偿区域中所包括的触摸感测块相对应的像素中出现的DTX幅度进行相加，并且将DTX幅度之和除以像素的总数，以计算在一个补偿区域中所包括的像素中出现的DTX幅度的平均值(平均DTX 值)。
[0085]补偿值计算单元145区别性地将DTX补偿值设定为与平均DTX值成比例。
[0086]在另一实施方式中，补偿值计算单元145可基于补偿区域的位置将(出现在显示面板150中所包括的确定触摸感测块中的)DTX幅度的平均值乘以DTX权重，以便计算用于补偿区域的DTX补偿值。
[0087]显示面板150包括多个像素，并且不同的DTX幅度出现在各个像素中。补偿值计算单元145可将在整个显示面板150中所包括的全部像素中出现的DTX幅度进行相加，并且将DTX幅度之和除以像素的总数，以计算在显示面板150中所包括的像素中出现的平均DTX 值。
[0088]补偿值计算单元145将平均DTX值乘以DTX权重，以便为每个补偿区域区别性地设定DTX补偿值。这里，DTX权重可以是与数据驱动器130和相应的补偿区域之间的距离成比例的值。
[0089]以图7为实例进行描述，可将DTX权重的10%设定在被设置在距数据驱动器130最近的位置处的第一补偿区域155a中，可将DTX权重的5%设定在第二补偿区域155b中，可将DTX权重的0%设定在第三补偿区域155c中，可将DTX权重的-5%设定在第四补偿区域155d中，可将DTX权重的-10%设定在被设置在距数据驱动器130最远的位置处的第五补偿区域155e中。然而，为提供实例的需要，将这些权重描述为数值，但并不限于此。
[0090]触摸计算单元147将从触摸感测块测量的使用者的触摸数据减去DTX补偿值，以补偿触摸数据，并且将补偿后的触摸数据与触摸阈值进行比较以计算是否存在使用者的触摸。
[0091]触摸计算单元147通过相应的触摸感测线(RX)接收从确定触摸感测块160测量的触摸原始数据，并且从补偿值计算单元145接收DTX补偿值。
[0092]DTX补偿值表示相应的触摸感测块160的触摸原始数据的误差，因此，触摸计算单元147将触摸原始数据减去DTX补偿值以对触摸原始数据进行补偿。
[0093]在一个实施方式中，当补偿后的触摸原始数据大于预定的触摸阈值时，触摸计算单元147确定存在使用者的触摸，但是当补偿后的触摸原始数据等于或小于预定的触摸阈值时，触摸计算单元147确定不存在使用者的触摸。
[0094]再次参照图3，显示面板150包括多条栅极线GL、多条数据线DL、多个像素电极以及多个公共电极。显示面板150在显示模式中显示所需图像，并且在触摸模式中，显示面板150接收使用者的触摸。
[0095]栅极线GL沿一个方向，例如宽度方向布置在基板上。数据线DL沿另一方向，例如高度方向布置在基板上。因而，栅极线GL和数据线DL被布置成彼此交叉，从而限定多个像素区域。
[0096]例如，每个像素可以是红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和白色(W)像素中的一个像素。数据线DL可以设置在与栅极线GL不同的层上。数据线DL可被形成为直线形，但是并不限于此。再如，数据线DL可被形成为曲线形。
[0097]尽管未示出，设置薄膜晶体管(TFT)作为在数据线DL与栅极线GL交叉的多个区域的每个区域中的开关元件。每个薄膜晶体管可包括栅极、半导体层、源极以及漏极。栅极可与相应的栅极线GL连接，源极可与相应的数据线DL连接，漏极可与源极相对并与源极隔开。
[0098]薄膜晶体管的结构可进行各种变化，例如具有底部栅极结构或顶部栅极结构，其中在底部栅极结构中，栅极设置在半导体层的下方；在顶部栅极结构中，栅极设置在半导体层上。此外，可将每个电极的形状变为所属领域技术人员已知的各种形状。
[0099]像素电极设置在每个像素区域中，并且与薄膜晶体管的漏极电连接。特别地，像素电极可直接与漏极连接，但是并不限于此。
[0100]在显示图像的显示模式中，公共电极接收公共电压(Vcom)，从而能够显示图像。此夕卜，在感测使用者的触摸的触摸模式中，将公共电极作为触摸电极而驱动，以检测触摸。[0101]具体地，在显示模式中，公共电极与像素电极一起产生电场从而驱动液晶层。在一个实施方式中，在相应的像素区域中，公共电极或像素电极中的每个可包括至少一个或多个狭缝。在相应的公共电极与像素电极之间可通过狭缝产生边缘场，进而可通过边缘场驱动液晶。
[0102]如上所述，每个公共电极产生电场以驱动液晶，而且，在触摸模式中，每个公共电极与触摸物体(例如，手指或笔)一起产生电容，以便能够感测使用者触摸的位置。
[0103]每个触摸感测块160被识别为根据使用者触摸的一个区域，并且可通过对设置在显示面板150中并且与像素电极一起产生电场以在显示模式中实现图像显示的公共电极进行图案化来形成。
[0104]在这种情形中，公共电极与像素电极一起产生电场以便能够在显示模式期间显示图像，其中像素电极设置在由在基板上布置成彼此交叉的栅极线与数据线的交叉所限定的各个像素区域中。在触摸模式中，公共电极可用作用于感测由于使用者的触摸所导致的电容变化的触摸电极。
[0105]显示装置的第二实施方式
[0106]图4是示出根据本发明显示装置的另一实施方式的示图。
[0107]如图4中所见，根据本发明的显示装置100包括时序控制器110、栅极驱动器120、数据驱动器130、触摸感测单元140、显示面板150、多个触摸感测块160以及触摸驱动器170。
[0108]时序控制器110在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板150，以便交替驱动用于在显示面板150中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式。
[0109]在显示模式中，时序控制器110排列外部视频信号以将视频信号转换成以帧为单位的数字图像数据RGB，并且将数字图像数据提供给数据驱动器130。
[0110]在显示模式中，时序控制器110使用从外部输入的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync以及时钟信号CLK产生用于控制栅极驱动器120的栅极控制信号GCS以及用于控制数据驱动器130的数据控制信号DCS。
[0111]栅极控制信号GCS被提供给栅极驱动器120，数据控制信号DCS被提供给数据驱动器 130。
[0112]这里，数据控制信号DCS可包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能信号SOE以及极性控制信号P0L。
[0113]栅极控制信号GCS可包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC以及栅极输出使能信号GOE。
[0114]下文将描述如下操作，其中，在一个帧周期期间，用于在显示面板150中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式通过时序控制器110在时间上分开并交替驱动。
[0115]图5是示出在根据本发明的显示装置中显示模式和触摸模式以时分方式交替驱动的示图。
[0116]如图5中所见，根据本发明的显示装置100的时序控制器110在时间上划分一个帧周期，并且以时分方式驱动显示面板150，以便交替驱动用于在显示面板150中显示图像的显示模式DM以及用于感测使用者的触摸的触摸模式TM。[0117]显示模式表示用于在显示面板150中显示所需图像的模式，触摸模式表示用于感测触摸显示面板150的使用者的触摸位置的模式。
[0118]在一个实施方式中，当触摸感测块160被设置成在与显示面板150中的栅极线平行的方向上的η个行时,在一个巾贞期间时序控制器110交替驱动触摸模式TM和显不模式DMη次，以便能够通过使用设置在全部行中的触摸感测块160感测使用者的触摸。
[0119]具体地，时序控制器110在一个帧周期期间驱动设置在第一行中的触摸感测块160上的触摸模式TMl和显示模式DMl，在一个帧周期期间驱动设置在第二行中的触摸感测块160上的触摸模式ΤΜ2和显示模式DM2，在一个帧周期期间驱动设置在第η_1行中的触摸感测块160上的触摸模式TM (η-1)和显示模式DM (n_l)，并且在一个帧周期期间驱动设置在第η行中的触摸感测块160上的触摸模式TMn和显示模式DMn，从而以时分方式控制设置在总共η行中的触摸感测块160。
[0120]根据一个实施方式，以包括768条栅极线的XGA级TFT-1XD装置为例，与栅极线连接的薄膜晶体管(TFT)被导通的时间为21微秒或更少，并且，当TFT以每秒60帧的速度更新时，一个帧的时间为16.7毫秒。因此，触摸模式和显示模式以16.7毫秒的间隔被重复执行。
[0121]在这种情形中，触摸模式保持的时间相对短于显示模式的保持时间。也就是说，在触摸模式与显示模式中，触摸模式保持驱动很短的时间，因而并不影响由液晶面板显示的图像的质量。在一个实施方式中，触摸模式被驱动的时间可为显示模式被驱动的时间的十分之一、四十分之一或者更少。
[0122]在显示模式中，栅极驱动器120导通与栅极线连接的多个开关元件以显示图像。在一个实施方式中，栅极驱动器120可接收来自时序控制器110的信号，以将栅极高电压(VGH)施加至栅极线，从而导通开关元件。
[0123]当与栅极线连接的开关元件导通时，数据驱动器130将显示数据输出至数据线。这里，显示数据可以是包括用于显示图像的灰度级信息的灰度级值。
[0124]在触摸模式中，触摸感测单元140通过触摸感测线180 (RX)使用从相应的触摸感测块160输入的触摸数据来检测使用者的触摸。
[0125]在下文中，将参照附图更详细地描述触摸感测单元140。
[0126]图6是示出根据本发明显示装置中的触摸感测单元的一个实施方式的示图。
[0127]如图6中所见，在一个实施方式中，根据本发明的显示装置的触摸感测单元140包括补偿区域设定单元141、查找表存储单元143、补偿值计算单元145以及触摸计算单元147。在触摸模式中，触摸感测单元140设定包括至少一个触摸感测块(其作为用于使用者触摸的感测单元)的补偿区域，并且按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值以感测使用者的触摸。
[0128]在这种情形中，在一个实施方式中，补偿区域基于数据驱动器130与补偿区域之间的距离而被设定为预定宽度，并且每个DTX补偿值是用于对由各灰度级值的变化所导致的触摸数据的错误进行补偿的值，其中各灰度级值被应用至与确定触摸感测块相对应的像素。
[0129]补偿区域设定单元141可将由补偿值计算单元145计算的DTX补偿值与由触摸计算单元147所使用的触摸阈值进行比较，以确定补偿区域要被划分成的总数，以便在触摸感测中DTX不会产生错误。
[0130]在一个实施方式中，补偿区域设定单元141基于与数据驱动器130隔开的距离而在行方向上划分触摸感测块。将参照图7对此进行更详细的描述。
[0131]图7是示出根据本发明显示装置的补偿区域的一个实施方式的示图。
[0132]如图7中可见，基于与数据驱动器130隔开的距离，通过将在行方向上划分触摸感测块160来设定补偿区域155。
[0133]因此，在一个实施方式中，补偿区域155可包括第一补偿区域155a、第二补偿区域155b、第三补偿区域155c、第四补偿区域155d以及第五补偿区域155e，第一补偿区域155a包括设置在距数据驱动器130最近的位置处的四行触摸感测块160，第二补偿区域155b包括设置在距数据驱动器130第二近的位置处的四行触摸感测块160，第三补偿区域155c包括设置在距数据驱动器130第三近的位置处的四行触摸感测块160，第四补偿区域155d包括设置在距数据驱动器130第四近的位置处的四行触摸感测块160，第五补偿区域155e包括设置在距数据驱动器130最远的位置处的四行触摸感测块160。
[0134]在另一实施方式中，补偿区域设定单元141根据在数据驱动器130中所包括的多路复用器的布置而在列方向上划分触摸感测块160。将参照图8对此进行更详细的描述。
[0135]图8是示出根据本发明显示装置的补偿区域的另一实施方式的示图。
[0136]如图8中所见，补偿区域155基于与数据驱动器130隔开的距离而被设定为预定的宽度，并且多个触摸感测块160根据在数据驱动器130中所包括的多路复用器135的布置而在列方向上进行划分。
[0137]因此，在此实施方式中，包括设置在距数据驱动器130最近的位置处的四行触摸感测块160的第一补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115al和115a2，包括设置在距数据驱动器130第二近的位置处的四行触摸感测块160的第二补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115bl和115b2，包括设置在距数据驱动器130第三近的位置处的四行触摸感测块160的第三补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115cl和115c2，包括设置在距数据驱动器130第四近的位置处的四行触摸感测块160的第四补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115dl和115d2，包括设置在距数据驱动器130最远的位置处的四行触摸感测块160的第五补偿区域可在列方向上被划分成两个子补偿区域115el和115e2。
[0138]再次参照图6，当将最大灰度级值应用于与确定触摸感测块相对应的多个像素时，查找表存储单元143可计算通过测量DTX幅度而获得的查找表，其中DTX幅度表示从触摸感测块产生的触摸数据的变化。然而，根据本发明的触摸感测单元140并不是必需包括查找表存储单元143，根据实际情形，补偿值计算单元145可包括查找表的功能。
[0139]补偿值计算单元145根据补偿区域区别性地设定用于DTX补偿的DTX补偿值。
[0140]在一个实施方式中，补偿值计算单元145可区别性地将DTX补偿值设定为与在触摸感测块中出现的DTX幅度的平均值成比例。
[0141]补偿区域包括多个触摸感测块，并且不同的DTX幅度分别出现在与多个触摸感测块中的每个触摸感测块相对应的多个像素中。补偿值计算单元145可将与在一个补偿区域中所包括的触摸感测块相对应的像素中出现的DTX幅度进行相加，并且将DTX幅度之和除以像素的总数，以计算在一个补偿区域中所包括的像素中所出现的平均DTX值。[0142]补偿值计算单元145区别性地将DTX补偿值设定为与平均DTX值成比例。
[0143]在另一实施方式中，补偿值计算单元145可基于补偿区域的位置将(出现在显示面板150中所包括的确定触摸感测块中的)DTX幅度的平均值乘以DTX权重，以便计算用于补偿区域的DTX补偿值。
[0144]显示面板150包括多个像素，并且不同的DTX幅度出现在各个像素中。补偿值计算单元145可将在整个显示面板150中所包括的全部像素中出现的DTX幅度进行相加，并且将DTX幅度之和除以像素的总数，以计算在显示面板150中所包括的像素中出现的平均DTX 值。
[0145]补偿值计算单元145将平均DTX值乘以DTX权重，以便为每个补偿区域区别性地设定DTX补偿值。这里，DTX权重可以是与数据驱动器130和相应的补偿区域之间的距离成比例的值。
[0146]以图7为实例进行描述，可将DTX权重的10%设定在被设置在距数据驱动器130最近的位置处的第一补偿区域155a中，可将DTX权重的5%设定在第二补偿区域155b中，可将DTX权重的0%设定在第三补偿区域155c中，可将DTX权重的-5%设定在第四补偿区域155d中，可将DTX权重的-10%设定在被设置在距数据驱动器130最远的位置处的第五补偿区域155e中。然而，为提供实例的需要，将这些权重描述为数值，但并不限于此。
[0147]触摸计算单元147将从触摸感测块测量的使用者的触摸数据减去DTX补偿值，以补偿触摸数据，并且将补偿后的触摸数据与触摸阈值进行比较以计算是否存在使用者的触摸。
[0148]触摸计算单元147通过相应的触摸感测线(RX)接收从确定触摸感测块160测量的触摸原始数据，并且从补偿值计算单元145接收DTX补偿值。
[0149]DTX补偿值表示相应的触摸感测块160的触摸原始数据的误差，因此，触摸计算单元147将触摸原始数据减去DTX补偿值以对触摸原始数据进行补偿。
[0150]在一个实施方式中，当补偿后的触摸原始数据大于预定的触摸阈值时，触摸计算单元147确定存在使用者的触摸，但是当补偿后的触摸原始数据等于或小于预定的触摸阈值时，触摸计算单元147确定不存在使用者的触摸。
[0151]再次参照图4，显示面板150包括多条栅极线GL、多条数据线DL、多个像素电极以及多个公共电极。显示面板150在显示模式中显示所需图像，并且在触摸模式中，显示面板150接收使用者的触摸。
[0152]栅极线GL沿一个方向，例如宽度方向布置在基板上。数据线DL沿另一方向，例如高度方向布置在基板上。因而，栅极线GL和数据线DL被布置成彼此交叉，从而限定多个像素区域。
[0153]例如，每个像素可以是红色(R)、绿色(G)、蓝色(B )和白色(W)像素中的一个像素。数据线DL可以设置在与栅极线GL不同的层上。数据线DL可被形成为直线形，但是并不限于此。再如，数据线DL可被形成为曲线形。
[0154]尽管未示出，设置薄膜晶体管(TFT)作为在数据线DL与栅极线GL交叉的多个区域的每个区域中的开关元件。每个薄膜晶体管可包括栅极、半导体层、源极以及漏极。栅极可与相应的栅极线GL连接，源极可与相应的数据线DL连接，漏极可与源极相对并与源极隔开。[0155]薄膜晶体管的结构可进行各种变化，例如具有底部栅极结构或顶部栅极结构，其中在底部栅极结构中，栅极设置在半导体层的下方；在顶部栅极结构中，栅极设置在半导体层上。此外，可将每个电极的形状变为所属领域技术人员已知的各种形状。
[0156]像素电极设置在每个像素区域中，并且与薄膜晶体管的漏极电连接。特别地，像素电极可直接与漏极连接，但是并不限于此。
[0157]在显示图像的显示模式中，公共电极接收公共电压(Vcom)，从而能够显示图像。此夕卜，在感测使用者的触摸的触摸模式中，将公共电极作为触摸电极而驱动，以检测触摸。
[0158]具体地，在显示模式中，公共电极与像素电极一起产生电场从而驱动液晶层。在一个实施方式中，在相应的像素区域中，公共电极或像素电极中的每个可包括至少一个或多个狭缝。在相应的公共电极与像素电极之间可通过狭缝产生边缘场，进而可通过边缘场驱动液晶。
[0159]如上所述，每个公共电极产生电场以驱动液晶，而且，在触摸模式中，每个公共电极与触摸物体(例如，手指或笔)一起产生电容，以便能够感测使用者触摸的位置。
[0160]每个触摸感测块160被识别为根据使用者触摸的一个区域，并且可通过对设置在显示面板150中并且与像素电极一起产生电场以在显示模式中实现图像显示的公共电极进行图案化来形成。
[0161]在这种情形中，公共电极与像素电极一起产生电场以便能够在显示模式期间显示图像，其中像素电极设置在由在基板上布置成彼此交叉的栅极线与数据线的交叉所限定的各个像素区域中。在触摸模式中，公共电极可用作用于感测由于使用者的触摸所导致的电容变化的触摸电极。
[0162]在触摸模式中，触摸驱动器170接收来自时序控制器110的信号，以通过多条触摸驱动线(TX)将驱动信号施加至触摸感测块160。
[0163]多条触摸感测线180 (RX)中的每条触摸感测线是被图案化的公共电极的一部分，或者是与公共电极分离地形成的电极。与触摸感测线(RX)连接的触摸感测单元140感测由使用者的触摸所导致的电容变化。触摸感测线(RX)可被布置成与数据线的方向平行。
[0164]触摸驱动线(TX)和触摸感测线(RX)通过划分公共电极而构造触摸电极，因此触摸驱动线(TX)和触摸感测线(RX)可设置在同一层上。然而，根据本发明的显示装置并不限于此。
[0165]当使用者触摸显示面板150时，电容由相应的触摸驱动线(TX)和相应的触摸感测线(RX)中产生的电场所改变。此时，触摸感测单元140通过电容变化确定是否存在使用者的触摸。
[0166]在下文中，将参照图9至图11描述本发明的效果。
[0167]图9A至图9C是根据本发明的显示装置在DTX补偿之前所测量的DTX幅度的曲线图。
[0168]图9A示出了当施加与黑色相对应的数据电压时以及当施加与白色相对应的数据电压时，在距数据驱动器130最近的补偿区域中的触摸感测块中出现的DTX幅度。如图9A中所见，可以看到，在两种情形的DTX幅度之间存在大约650的差异。
[0169]图9B示出了当施加与黑色相对应的数据电压时以及当施加与白色相对应的数据电压时，在距数据驱动器130第二近的补偿区域中的触摸感测块中出现的DTX幅度。如图9B中所见，可以看到，在两种情形的DTX幅度之间存在大约570的差异。
[0170]图9C示出了当施加与黑色相对应的数据电压时以及当施加与白色相对应的数据电压时，在距数据驱动器130最远的补偿区域中的触摸感测块中出现的DTX幅度。如图9C中所见，可以看到，在两种情形的DTX幅度之间存在大约500的差异。
[0171]如图9A至图9C中所见，可以看到，随着距离数据驱动器130变远，DTX幅度逐渐减小。
[0172]图1OA至图1OC是在根据本发明的显示装置中，当不划分补偿区域而对DTX进行补偿时所测量的DTX幅度的曲线图。
[0173]可以看出，当不使用用于补偿DTX的本发明而执行批补偿(batch compensation)时，在图1OB中实现了相对一致的补偿，然而，如图1OA和图1OC中所示，在远离中心的区域中仍然存在由于DTX幅度所导致的差异。
[0174]图1lA至图1lC是示出在根据本发明的显示装置中为划分后的补偿区域所测量的DTX幅度的补偿结果的曲线图。
[0175]如图1IA至图1IC中所见，可以看到，当根据本发明的显示装置通过对补偿区域进行划分而区别性地补偿DTX幅度时，不论与数据驱动器130的距离多少，都会减小由于DTX而导致的触摸数据的输入错误。
[0176]显示装置的触摸感测方法
[0177]在下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的显示装置的触摸感测方法。
[0178]图12是示出根据本发明显示装置的触摸感测方法的一个实施方式的流程图。
[0179]如图12中所见，根据本发明的显示装置的触摸感测方法在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板150，以便交替驱动用于在显示面板150中显示图像的显示模式以及用于感测使用者触摸的触摸模式。
[0180]对此将提供详细的描述。首先，在操作SllOO期间，显示装置根据DTX幅度设定多个补偿区域。
[0181]在一个实施方式中，显示装置可基于与数据驱动器130的距离设定包括至少一个触摸感测块(其作为用于使用者触摸的感测单元)的补偿区域。
[0182]在另一实施方式中，显示装置可基于与数据驱动器130的距离在行方向上划分补偿区域，并且可根据在数据驱动器130中所包括的多路复用器的布置而在列方向上划分补偿区域。
[0183]然后，在操作S1200期间，显示装置根据补偿区域计算补偿值。
[0184]在一个实施方式中，显示装置可基于补偿区域的位置将(出现在显示面板150中所包括的确定触摸感测块中的)DTX幅度的平均值乘以DTX权重，以为补偿区域计算不同的DTX补偿值。
[0185]然后，在操作S1300期间，显示装置按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值，由此通过DTX补偿值感测使用者的触摸。
[0186]显示装置将从触摸感测块测量的使用者的触摸数据减去DTX补偿值以补偿触摸数据，并将补偿后的触摸数据与触摸阈值进行比较以计算是否存在使用者的触摸。
[0187]如上所述，本发明校正了显示触摸串扰，从而从触摸信号中去除噪声。
[0188]并且，本发明减少了触摸信号的噪声，从而提高了使用者的触摸感测率。[0189]并且，本发明减少了触摸信号的噪声，从而提高了使用者的触摸感测精度。
[0190]在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。
【权利要求】
1.一种显示装置，包括: 时序控制器，所述时序控制器在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板，以交替驱动用于在所述显示面板中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式；以及 触摸感测单元，在所述触摸模式中，所述触摸感测单元设定包括至少一个或多个触摸感测块的多个补偿区域，并且按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值以感测使用者的触摸，每个所述触摸感测块是用于使用者的触摸的感测单元，其中， 每个所述补偿区域基于数据驱动器与所述补偿区域之间的距离而被设定为预定的宽度，并且 每个所述DTX补偿值是用于对由各灰度级值的变化所导致的触摸数据的错误进行补偿的值，其中所述各灰度级值被应用至与确定触摸感测块相对应的像素。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括补偿区域设定单元，所述补偿区域设定单元根据在所述数据驱动器中包括的多路复用器的布置而在列方向上对所述触摸感测块进行划分。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括补偿区域设定单元，所述补偿区域设定单元根据与所述数据驱动器隔开的距离而在行方向上对所述触摸感测块进行划分。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括查找表存储单元，并且在最大灰度级值被应用于与确定触摸感测块相对应的多个像素时，所述查找表存储单元对通过测量DTX幅度所获得的查找表进行计算，所述DTX幅度表示从所述触摸感测块产生的触摸数据的变化。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括补偿值计算单元，所述补偿值计算单元区别性地将所述DTX补偿值设定为与在所述触摸感测块中出现的DTX幅度的平均值成比例。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括补偿值计算单元，所述补偿值计算单元根据相应的补偿区域的位置，将在所述显示面板中包括的确定触摸感测块中出现的DTX幅度的平均值乘以DTX权重，以计算用于所述补偿区域的DTX补偿值。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸感测单元包括触摸计算单元，所述触摸计算单元将从确定触摸感测块测量的使用者的触摸数据减去DTX补偿值以补偿所述触摸数据，并且将补偿后的触摸数据与触摸阈值进行比较以计算是否存在使用者的触摸。
8.—种显示装置的触摸感测方法，所述显示装置在时间上划分一个帧周期并且驱动显示面板，以交替驱动用于在所述显示面板中显示图像的显示模式以及用于感测使用者的触摸的触摸模式，所述触摸感测方法包括: 根据与数据驱动器隔开的距离在所述触摸模式中设定多个补偿区域，所述多个补偿区域包括至少一个或多个触摸感测块，每个所述触摸感测块是用于使用者的触摸的感测单元；以及 按照补偿区域区别性地应用DTX补偿值，以感测使用者的触摸。
9.根据权利要求8所述的触 摸感测方法，其中所述设定多个补偿区域包括:根据与所述数据驱动器隔开的距离而在行方向上对所述补偿区域进行划分，以及根据在所述数据驱动器中包括的多路复用器的布置而在列方向上对所述补偿区域进行划分。
10.根据权利要求8所述的触摸感测方法，其中所述感测使用者的触摸包括:根据所述补偿区域的位置将在所述显示面板中包括的触摸感测块中出现的DTX幅度的平均值乘以DTX权重，以计算用于 所述补偿区域的不同DTX补偿值。
【文档编号】G06F3/044GK103885627SQ201310150420
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年4月26日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】表胜恩, 金成撤 申请人:乐金显示有限公司