CN104461190A - 触摸集成电路和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备 - Google Patents

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Abstract

触摸集成电路和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备。公开了一种触摸屏显示设备。所述触摸屏显示设备包括：显示面板；触摸屏面板，其被布置在所述显示面板上，并且被构造为包括多个第一电极和多个第二电极，所述多个第一电极在第一方向上平行排列，所述多个第二电极在第二方向上平行排列；开关单元，其被构造为在第一时段期间将第一触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极，并且在第二时段期间将第二触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极和所述多个第二电极；第一触摸感测单元，其被构造为将所述第一触摸扫描脉冲施加至所述开关单元；以及第二触摸感测单元，其被构造为将所述第二触摸扫描脉冲施加至所述开关单元。

Description

触摸集成电路和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备
技术领域
本发明涉及一种显示设备，并且更具体地说，涉及一种触摸集成电路(IC)和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备。
背景技术
触摸屏是被包括在诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)、电泳显示器(EPD)之类的显示设备中的一个类型的输入设备，并且使得用户能够在看着显示设备的屏幕的同时通过用手指、笔等直接触摸屏幕来输入信息。
触摸屏通过使用各种类型来感测触摸。近来，互电容型触摸屏备受关注。互电容型触摸屏向触摸驱动电极提供驱动电压，以允许在触摸驱动电极与触摸感测电极之间生成互电容，并且测量互电容的变化(该变化由触摸导致)以确定是否存在触摸。
在基于互电容型感测触摸时，当触摸面积非常小时，因为电容改变太小，所以难以感测到触摸。
详细地说，在近来主要使用的笔触摸输入中，由于笔触摸面积比平均输入的手指触摸面积小很多，因此难以感测到笔触摸，并且需要单独的笔触摸输入设备以感测笔触摸。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种触摸集成电路(IC)和包括该触摸集成电路的触摸屏显示设备，其基本上消除了因现有技术的限制和缺点引起的一个或更多个问题。
本发明的一个方面在于提供一种用于感测手指触摸和笔触摸的触摸IC以及包括该触摸IC的触摸屏显示设备，除了手指触摸之外，该触摸屏显示设备还感测笔触摸，而不需要增加单独的设备。
本发明的附加优点和特征将在下面的描述中部分阐述且部分对于本领域普通技术人员而言将在研究下文后变得明显，或可以通过本发明的实践来了解。通过书面的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如本文中具体实施和广泛描述的，提供了一种触摸屏显示设备，所述触摸屏显示设备包括：显示面板；触摸屏面板，所述触摸屏面板被布置在所述显示面板上，并且被构造为包括多个第一电极和多个第二电极，所述多个第一电极在第一方向上平行排列，所述多个第二电极在第二方向上平行排列；开关单元，所述开关单元被构造为在第一时段期间将第一触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极，并且在第二时段期间将第二触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极和所述多个第二电极；第一触摸感测单元，所述第一触摸感测单元被构造为将所述第一触摸扫描脉冲施加至所述开关单元；以及第二触摸感测单元，所述第二触摸感测单元被构造为将所述第二触摸扫描脉冲施加至所述开关单元。
应当理解，本发明的上述一般描述和下述详细描述是示例性和说明性的并且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是示意性地例示根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备的构造的图；
图2和图3是例示图1的触摸屏面板和显示面板的组合的示例的图；
图4是例示图1的开关单元的构造的示例的图；
图5是示出驱动根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备的方法的示例的时序图；
图6是例示按照图5的触摸驱动模式在第一时段和第二时段中的触摸驱动方法的示例的图；
图7和图8是例示在图5的第一时段和第二时段中多个电极之间的连接状态的示例的图；以及
图9至图11是例示包括图1的开关单元、第一触摸感测单元和第二触摸感测单元的电路单元的实施方式的图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的示例性实施方式，在附图中例示了这些示例性实施方式的示例。在可能的情况下，将使用相同的附图标记贯穿附图来指代相同或相似的部件。
在下文中，将参照附图来详细描述本发明的实施方式。
图1是示意性地例示根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备的构造的图，并且图2和图3是例示图1的触摸屏面板和显示面板的组合的示例的图。
如图1所示，触摸屏显示设备包括显示面板10、触摸屏面板100、开关单元200、第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400。
在以下本发明中，出于方面描述的目的，LCD设备将被描述为根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备的显示面板10的示例，但是本发明可以应用于各种显示设备，诸如LCD设备、FED、PDP、ELD和EPD，但是不限于此。此外，将简要地描述LCD设备的一般构造。
显示面板10包括两个基板GLS1和GLS2，并且在所述两个基板GLS1和GLS2之间形成液晶层。下基板GLS2可以包括多个数据线、多个选通线和多个薄膜晶体管(TFT)，并且上基板GLS1可以包括黑底和滤色器。显示面板10可以按照滤色器上TFT(COT)(a color filter-on TFT)结构来构造，在该结构中，在下基板GLS2上形成黑底和滤色器。
显示面板10可以按照本领域技术人员已知的所有液晶模式来实现，诸如扭曲向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式、面内切换(IPS)模式、边缘场切换(FFS)模式等。
触摸屏面板100布置在显示面板10上，并且包括多个第一电极112和多个第二电极114。多个第一电极112在第一方向上平行排列，并且多个第二电极114在第二方向上平行排列。
例如，如图2所示，触摸屏面板100可以布置在显示面板10的上偏振片POL1上。另选地，如图3所示，触摸屏面板100可以布置在上偏振片POL1与上基板GLS1之间。
多个第一电极112可以通过多个第一电极线1122连接到开关单元200，并且多个第二电极114可以通过多个第二电极线1142连接到开关单元200。
例如，多个第一电极112和多个第二电极114可以布置在一个基板上的同一层或不同层上，或者可以布置在不同基板上。在这种情况下，多个第一电极112与多个第二电极114电绝缘。
此外，触摸屏面板100布置在显示面板10上，并且因此，为了使观看者观看显示面板10的屏幕，被包括在触摸屏面板100中的多个第一电极112和多个第二电极114可以由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明材料形成。
开关单元200在第一时段期间将第一触摸扫描脉冲施加至多个第一电极112，并且在第二时段期间将第二触摸扫描脉冲施加至多个第一电极112和多个第二电极114。
在下文中，将参照图4至图8更加详细地描述开关单元200的详细构造和驱动定时。
图4是例示图1的开关单元的构造的示例的图。图5是示出驱动根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备的方法的示例的时序图。图6是例示按照图5的触摸驱动模式在第一时段和第二时段中的触摸驱动方法的示例的图。图7和图8是例示在图5的第一时段和第二时段中多个电极之间的连接状态的示例的图。
如图4所示，开关单元200可以包括同步信号生成器210、开关2100、第一触摸感测单元连接器2300和第二触摸感测单元连接器2400。
同步信号生成器210可以生成用于区分第一时段和第二时段的同步信号。例如，同步信号可以包括：第一同步信号，其指示在第一时段期间的触摸感测模式；以及第二同步信号，其指示在第二时段期间的触摸感测模式。
例如，如图5所示，根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备可以在时间上将一帧划分成第一时段和第二时段，以在于一帧期间显示图像的同时感测触摸，并且在第一时段和第二时间期间感测触摸。
因此，当在第一时段期间以触摸感测模式操作时，同步信号生成器210可以向开关2100输出第一同步信号，并且当在第二时段期间以触摸感测模式操作时，同步信号生成器210向开关2100输出第二同步信号。
例如，如图6所示，根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备可以在第一时段期间基于互电容型感测手指触摸，并且在第二时段期间，该显示设备可以基于自电容型感测笔触摸。尽管没有示出，但是触摸屏显示设备可以在第一时段期间基于自电容型感测笔触摸，并且在第二时段期间，该触摸屏显示设备可以基于互电容型感测手指触摸。
当输入第一同步信号时，开关2100将多个第一电极112和多个第二电极114连接到第一触摸感测单元连接器2300。当输入第二同步信号时，开关2100将多个第一电极112和多个第二电极114连接到第二触摸感测单元连接器2400。
根据开关2100的操作，第一触摸感测单元连接器2300可以将多个第一电极112分组为至少两组以将分组后的第一电极连接到第一触摸感测单元300，并且将多个第二电极114分组为至少两组以将分组后的第二电极连接到第二触摸感测单元400，在第一时段期间由第二同步信号执行开关2100的操作。
例如，如图4所示，第一触摸感测单元连接器2300可以将多个第一电极112分组为至少两组以将分组后的第一电极连接到第一触摸感测单元300，并且可以将多个第二电极114分组为至少两组，以将分组后的第二电极连接到第二触摸感测单元400。此外，尽管没有示出，但是第一触摸感测单元连接器2300可以将多个第一电极112和多个第二电极114分组为至少两组或更多组，以将分组后的第一电极和第二电极连接到第一触摸感测单元300。
因此，第一触摸感测单元连接器2300可以在第一时段期间将一个第一触摸扫描脉冲传递给两个第一电极112，并且将第一触摸感测信号传递给第一触摸感测单元300，第一触摸扫描脉冲中的每一个均从第一触摸感测单元300施加，第一触摸感测信号中的每一个均从第二电极114接收。换句话说，当根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备在第一时段期间以触摸感测模式操作时，多个第一电极112可以执行触摸驱动电极的功能，并且多个第二电极114可以执行触摸感测电极的功能。
结果，如图7所示，当根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备根据第一同步信号在第一时段期间以触摸感测模式操作时，多个第一电极112和多个第二电极114可以以两个电极为单位连接到第一触摸感测单元300。
第二触摸感测单元连接器2400可以根据开关2100的操作将多个第一电极112和多个第二电极114中的每一个连接到第二触摸感测单元400，在第二时段期间由第二同步信号执行开关2100的操作。
例如，如图4所示，第二触摸感测单元连接器2400可以按照一对一的对应关系将多个第一电极112和多个第二电极114连接到第二触摸感测单元400。
因此，第二触摸感测单元连接器2400可以在第二时段期间将从第二触摸感测单元400施加的第二触摸扫描脉冲传递给多个第一电极112和多个第二电极114，并且将从多个第一电极112和多个第二电极114中的每一个接收到的第二触摸感测信号传递给第二触摸感测单元400。
结果，如图8所示，当根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备根据第二同步信号在第二时段期间以触摸感测模式操作时，多个第一电极112和多个第二电极114可以连接到第二触摸感测单元400。
换句话说，在第一时段期间，触摸屏显示设备可以将多个第一电极112和多个第二电极114分组为至少两组以确定在互电容型中是否存在触摸，并且在第二时段期间，触摸屏显示设备在自电容型中确定针对第一电极112和第二电极114中的每一个是否存在触摸。与第一时段相比，在第二时段期间，触摸感测单元的尺寸减小了，并且因此，触摸感测单元的尺寸很小。因此，第二时段适合于基于能够感测单一触摸的自电容型来感测笔触摸，而第一时段适合于基于能够感测多点触摸的互电容型来感测手指触摸。
因此，根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备在按照时间划分的第一时段和第二时段中驱动多个第一电极112和多个第二电极114，并且因此感测基于自电容型的笔触摸及基于互电容型的手指触摸，而不提供用于感测笔触摸的单独设备。此外，用于感测笔触摸的触摸感测单元的尺寸小于用于感测手指触摸的触摸感测单元的尺寸，并且因此，用于感测笔触摸的准确度可以增强。
再次参照图1，第一触摸感测单元300将第一触摸扫描脉冲施加至开关单元200，并且第二触摸感测单元400将第二触摸扫描脉冲施加至开关单元200。
例如，第一触摸感测单元300可以基于互电容型确定是否存在触摸。第一触摸感测单元300可以在第一时段期间通过开关单元200将第一触摸扫描脉冲施加至多个第一电极112，并且通过开关单元200从多个第二电极114接收多个第一触摸感测信号以确定是否存在触摸。
第二触摸感测单元400可以基于自电容型确定是否存在触摸。第二触摸感测单元400可以在第二时段期间通过开关单元200将第二触摸扫描脉冲施加至多个第一电极112和多个第二电极114，并且通过开关单元200从多个第一电极112和多个第二电极114接收多个第二触摸感测信号以确定是否存在触摸。
因此，根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备可以基于用于感测手指触摸的互电容型感测触摸，而且可以基于用于感测笔触摸的自电容型感测触摸。
开关单元、第一出门感测单元和第二触摸感测单元可以被包括在电路单元中，以驱动根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备。在下文中，将参照图9至图11更加详细地进行描述。
图9至图11是例示包括图1的开关单元、第一触摸感测单元和第二触摸感测单元的电路单元的实施方式的图。上面已经详细描述了开关单元、第一触摸感测单元和第二触摸感测单元的功能，因此，在下面不再重复它们的描述。
首选，如图9所示，开关单元200、第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400可以被包括在一个触摸IC500中。
例如，一个触摸IC500可以执行对被施加至多个第一电极112和多个第二电极114的触摸扫描脉冲执行开关操作的开关单元200的开关功能、基于互电容型感测触摸的第一触摸感测单元300的功能和基于自电容型感测触摸的第二触摸感测单元400的功能。
而且，如图10所示，第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400可以被包括在一个触摸IC500中。
此外，如图11所示，第一触摸感测单元300可以被包括状况第一触摸IC30中，并且第二触摸感测单元400可以被包括中第二触摸IC40中。换句话说，第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400中的每一个都可以被包括在单独的触摸IC中。
例如，包括基于互电容型感测触摸的第一触摸感测单元300的第一触摸IC30可以感测手指触摸，并且包括基于自电容型感测触摸的第二触摸感测单元400的第二触摸IC40可以感测笔触摸。
因此，根据本发明的实施方式的触摸屏显示设备在按照时间划分的第一时段和第二时段中驱动多个第一电极和多个第二电极，并且因此感测基于自电容型的笔触摸以及基于互电容型的手指触摸，而不提供用于感测笔触摸的单独设备。此外，用于感测笔触摸的触摸感测单元的尺寸小于用于感测手指触摸的触摸感测单元的尺寸，并且因此，用于感测笔触摸的准确度可以增强。
根据本发明的实施方式，除了手指触摸之外，具有内置面板的一个触摸屏显示设备还感测笔触摸，而不需要增加单独的笔触摸输入设备。
对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围情况下，能够对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落在所述权利要求及其等同物的范围内的对本发明的修改和变型。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年9月13日提交的韩国专利申请No.10-2013-0110389的优先权，通过引用将该韩国专利申请并入本文，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (17)

1.一种触摸屏显示设备，所述触摸屏显示设备包括：
显示面板；
触摸屏面板，所述触摸屏面板被布置在所述显示面板上，并且被构造为包括多个第一电极和多个第二电极，所述多个第一电极在第一方向上平行排列，所述多个第二电极在第二方向上平行排列；
开关单元，所述开关单元被构造为在第一时段期间将第一触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极，并且在第二时段期间将第二触摸扫描脉冲施加至所述多个第一电极和所述多个第二电极；
第一触摸感测单元，所述第一触摸感测单元被构造为将所述第一触摸扫描脉冲施加至所述开关单元；以及
第二触摸感测单元，所述第二触摸感测单元被构造为将所述第二触摸扫描脉冲施加至所述开关单元。
2.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，在所述第一时段期间，所述开关单元将所述多个第一电极分组为至少两组，以将分组后的第一电极连接到所述第一触摸感测单元。
3.根据权利要求2所述的触摸屏显示设备，其中，在所述第一时段期间，所述开关单元将所述多个第二电极分组为至少两组，以将分组后的第二电极连接到所述第一触摸感测单元。
4.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，
所述开关单元从所述多个第二电极接收多个第一触摸感测信号并且在所述第一时段期间将所述多个第一触摸感测信号传递给所述第一触摸感测单元，并且
所述第一触摸感测单元通过使用所述多个第一触摸感测信号来确定是否存在触摸。
5.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，在所述第二时段期间，所述开关单元将所述第一电极和所述第二电极连接到所述第二触摸感测单元。
6.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，
所述开关单元从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收多个第二触摸感测信号并且在所述第二时段期间将所述多个第二触摸感测信号传递给所述第二触摸感测单元，并且
所述第二触摸感测单元通过使用所述多个第二触摸感测信号来确定是否存在触摸。
7.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元包括在一个触摸IC中。
8.根据权利要求7所述的触摸屏显示设备，其中，所述开关单元包括在所述一个触摸IC中。
9.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元分别包括在不同的触摸IC中。
10.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述第一触摸感测单元基于互电容型和自电容型中的一种感测触摸，并且所述第二触摸感测单元基于所述互电容型和所述自电容型中的另一种感测触摸。
11.根据权利要求1所述的触摸屏显示设备，其中，所述第二触摸感测单元感测所述触摸屏面板上的笔触摸。
12.一种触摸集成电路IC，该触摸IC通过使用被包括在触摸面板中的多个第一电极和多个第二电极来确定是否存在触摸，所述触摸IC包括：
开关单元，所述开关单元被构造为向所述多个第一电极输出第一触摸扫描脉冲，并且按照时间划分方式向所述多个第一电极和所述多个第二电极输出第二触摸扫描脉冲；
第一触摸感测单元，所述第一触摸感测单元被构造为将所述第一触摸扫描脉冲施加至所述开关单元；以及
第二触摸感测单元，所述第二触摸感测单元被构造为将所述第二触摸扫描脉冲施加至所述开关单元。
13.根据权利要求12所述的触摸IC，其中，
在每一帧的第一时段期间，所述开关单元输出所述第一触摸扫描脉冲；并且
在每一帧的第二时段期间，所述开关单元输出所述第二触摸扫描脉冲。
14.根据权利要求13所述的触摸IC，其中，在所述第一时段期间，所述开关单元将所述多个第一电极分组为至少两组，以将分组后的第一电极连接到所述第一触摸感测单元。
15.根据权利要求14所述的触摸IC，其中，在所述第一时段期间，所述开关单元将所述多个第二电极分组为至少两组，以将分组后的第二电极连接到所述第一触摸感测单元。
16.根据权利要求13所述的触摸IC，其中，在所述第二时段期间，所述开关单元将所述第一电极和所述第二电极连接到所述第二触摸感测单元。
17.根据权利要求12所述的触摸IC，其中，所述第一触摸感测单元基于互电容型和自电容型中的一种感测触摸，并且所述第二触摸感测单元基于所述互电容型和所述自电容型中的另一种感测触摸。
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