CN105278729B - 具有集成触摸屏的显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有集成触摸屏的显示设备。所述显示设备包括：面板，被构造成包括多个电极，所述面板在一个帧周期期间以显示驱动模式和触摸驱动模式被划分驱动；显示驱动IC，所述显示驱动IC被构造成在所述显示驱动模式期间向所述多个电极施加公共电压；以及ROIC，所述ROIC被构造成在所述触摸驱动模式为第一触摸驱动模式时向所述多个电极施加用于感测触摸的触摸扫描信号，以及在所述触摸驱动模式为第二触摸驱动模式时向所述多个电极施加用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号。

Description

具有集成触摸屏的显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年6月30日提交的韩国专利申请No.10-2014-0080754的优先权，在此通过引用将该申请并入本文，如同在本文完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种显示设备，尤其涉及一种具有集成触摸屏的显示设备。

背景技术

随着信息化社会的发展，对显示领域的各种需求日益增加。近年来，如液晶显示(LCD)设备、等离子体显示面板(PDP)和有机发光显示设备等各种显示设备得到应用。

这些显示设备采用让用户能够简单、直观和方便地输入信息或命令的基于触摸的输入方法，替代了使用按钮、键盘或者鼠标的一般输入方法。

为了提供基于触摸的输入方法，需要确定用户触摸的存在以及精确检测触摸坐标。

为此，在相关技术领域，通过采用各种触摸类型例如电阻式、电容式、电磁感应式、红外线式和超声波式之一来提供触摸感测功能。在电容式触摸类型中，利用触摸屏面板中设置的多个触摸电极(例如多个纵向电极和横向电极)之间的互电容的互电容式，或基于指示器例如触摸电极和手指之间的电容变化检测触摸的存在以及触摸坐标的自电容式得到广泛应用。

在各种触摸类型中，触摸驱动模式可以被分为用于确定是否存在触摸输入的空闲模式以及用于检测触摸输入位置的触摸激活模式。也就是说，面板在空闲模式下被驱动以确定面板是否被触摸，而在运行空闲模式的同时发生触摸输入时，面板在触摸激活模式下被驱动以检测触摸输入位置。

然而，在一般触摸屏中，空闲模式和激活模式的触摸类型之间并无驱动差别，由此，由于甚至在空闲模式也与激活模式一样执行面板的触摸操作，造成了不必要的功耗。

以下，将参照图1和图2以对上述问题进行阐述。

图1是示出在一般触摸屏显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图。

如图1所示，在一般触摸屏显示设备中，在触摸空闲驱动模式和触摸激活驱动模式下，通过读出集成电路(ROIC)连续施加触摸扫描信号。

以下更详细地描述图1中的驱动方式：在触摸激活驱动模式下，可总共感测两次电极#1至#6。换言之，在图1的例子中，在触摸激活驱动模式下，在一个帧周期期间总共两次将触摸扫描信号施加给所有的电极。在触摸空闲驱动模式下，可感测一次电极#1至#6。换言之，在图1的例子中，在触摸空闲驱动模式下，在一个帧周期期间向所有的电极施加一次触摸扫描信号。

如上所述，不同于触摸激活驱动模式，在触摸空闲驱动模式下，采用了通过降低触摸扫描信号的施加频率来减少面板被整体检测的次数的方法。因此，即便连续地执行触摸空闲模式，也不会降低功耗。

图2是示出在具有集成触摸屏的一般显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图。

具有集成触摸屏的显示设备包括内嵌式触摸屏，在一帧期间以时分方式执行显示驱动操作和触摸驱动操作。对于这种驱动，将用于显示驱动的公共电极用作触摸驱动期间的触摸电极。

请参照图2，在具有集成触摸屏的一般显示设备中，在包括触摸空闲驱动模式和触摸激活驱动模式的触摸驱动模式下，通过ROIC连续施加触摸扫描信号。

换言之，图2示出了具有集成触摸屏的一般显示设备的例子。如上所述，在一帧期间以时分方式执行显示驱动操作和触摸驱动操作，因此在除了显示驱动模式之外的触摸驱动模式下，通过ROIC连续施加触摸扫描信号。

以下更详细地描述图2中的驱动方式：在触摸驱动模式中包含的触摸激活驱动模式下，可总共感测两次电极#1至#6。换言之，在图2的例子中，在一个帧周期期间，在触摸激活驱动模式下总共两次将触摸扫描信号施加给所有的电极。而在触摸空闲驱动模式下，可总共感测两次电极#1至#3。可选择地，在触摸空闲驱动模式下，可感测一次电极#1至#3，并可感测一次电极#4至#6。

如上所述，不同于触摸激活驱动模式，在触摸空闲驱动模式下，采用了通过降低触摸扫描信号的施加频率来减少面板被整体感测的次数的方法；即便在触摸空闲驱动模式下，ROIC也如同在触摸激活驱动模式下一样总是处于开启状态。因此，在图2例示的内嵌式触摸屏的触摸驱动模式下，即使连续执行触摸空闲模式，也不会降低功耗。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种基本克服了由现有技术的局限性和缺点导致的一个或多个问题的具有集成触摸屏的显示设备。

本发明的一个方面旨在提供一种具有集成触摸屏的显示设备，其能降低触摸空闲驱动模式下的功耗。

本发明的附加优点和特征的一部分将在随后的说明书中描述，一部分对于所属领域普通技术人员来说在研究下面的内容后将变得明显，或者可在实施本发明时获悉。可以通过书面说明书和权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现本发明的这些和其它优点，根据本发明的意图，如在此具体化和概括描述的，本发明提供了一种具有集成触摸屏的显示设备，包括：面板，所述面板被构造成包括多个电极，其中所述面板在一个帧周期期间以显示驱动模式和触摸驱动模式被划分驱动；显示驱动IC，所述显示驱动IC被构造成在所述显示驱动模式期间向所述多个电极施加公共电压；以及ROIC，所述ROIC被构造成在所述触摸驱动模式为第一触摸驱动模式时向所述多个电极施加用于感测触摸的触摸扫描信号，以及在所述触摸驱动模式为第二触摸驱动模式时向所述多个电极施加用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号，其中，在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时在一个帧周期期间向所述多个电极施加触摸扫描信号的次数少于在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时在一个帧周期期间向所述多个电极施加触摸扫描信号的次数。

所述第一触摸驱动模式可以是空闲驱动模式，所述第二触摸驱动模式可以是激活驱动模式。在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时，可在一个帧周期期间向所述多个电极施加一次触摸扫描信号。在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时，可在一个帧周期期间向所述多个电极施加两次或更多次触摸扫描信号。

如上所述，在触摸驱动模式中包括的触摸空闲驱动模式中，以最少化的时间执行用于感测触摸的触摸驱动操作，所以与现有技术相比，能够降低功耗。

应理解的是，本发明前面的大致性描述和随后的详细描述都是示例性和解释性的，旨在对要求保护的发明提供进一步的解释。

附图说明

附图用于提供对本发明的进一步理解，包含在申请文件中构成本申请的一部分，图示了本发明的实施方式，并与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：

图1是示出在一般触摸屏显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图；

图2是示出在具有集成触摸屏的一般显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图；

图3是示出根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备的配置的视图；以及

图4是示出在根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图。

具体实施方式

现在将详细说明本发明的示例性实施方式以供参考，这些实施方式的一些例子在附图中示出。在所有附图中，尽可能使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。

以下，将参照附图对本发明的一些实施方式进行详细描述。在说明书中，在对每个附图中的元件添加附图标记时，需注意的是，尽可能对元件使用已经在其它附图中用来指代相似元件的相似附图标记。在随后的描述中，当已经确定对相关的已知功能或配置的详细描述会不必要地模糊本发明的重点时，这些详细描述将被省略。

在描述本发明的元件时，可使用如第一、第二、A、B、(a)和(b)等术语。这些术语仅用于区分对应元件与其它元件，而这些对应元件并不因为使用这些术语而受限于它们的实质、顺序或优先级。将理解，当一元件或层被描述为“位于……之上”或“连接到”另一元件或者层时，它可以直接位于其它元件或层上或直接连接到其它元件或者层，或者可存在中间元件或层。

图3是示出根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备的配置的视图。

根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备包括面板，面板包括薄膜晶体管(TFT)基板和滤色器(C/F)基板，在这两个基板之间设置有液晶层。

在面板100中，多条数据线310沿第一方向(比如面板100的纵向)布置，多条栅极线210沿第二方向(比如面板100的横向)布置，多个像素(图中未示出)由多条数据线310和多条栅极线210之间的交叉限定。

在多个像素的每个像素的像素区域内都设有晶体管。这里，晶体管包括连接到数据线的源极或漏极、连接到栅极线的栅极、以及连接到像素电极的源极或漏极。

面板100包括多个电极110。当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，电极110作为根据施加的触摸扫描信号来感测面板100的触摸输入的触摸电极被驱动；当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，电极110作为根据施加的公共电压与设置在面板100中的像素电极一起产生电场的公共电极被驱动。多个电极110可设置在面板100的TFT基板上，或可设置在面板100的C/F基板上。

依据面板100的驱动模式，通过使用用作触摸电极或公共电极的多个电极，面板100可在一个帧周期期间以显示驱动模式和触摸驱动模式被划分驱动(division-driven)。面板100可用作显示面板，或用作触摸屏面板(TSP)。

也就是说，面板100可为将显示面板和触摸屏面板整合为一体的面板，或可为内置有内嵌式触摸屏面板的显示面板。

如图3所示，根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备可进一步包括形成在多个电极110上的背部电阻层150。这里，背部电阻层150可接触用于构成面板100的C/F基板的顶部，且可通过采用AS POL和Y1涂覆来形成。特别地，背部电阻层150可以由如氧化铟锡(ITO)之类的透明材料形成。当驱动模式为触摸驱动模式时，背部电阻层150可接收触摸扫描信号或对应于触摸扫描信号的信号，由此减小由多个电极产生的寄生电容。

根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备包括显示驱动集成电路(IC)。如图3所示，显示驱动IC包括栅极驱动器200、数据驱动器300以及公共电压发生器。这里，公共电压发生器可设置在栅极驱动器200和数据驱动器300中，或者可作为单独的元件设置在面板100之外或之内。

当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，显示驱动IC所包括的栅极驱动器200按顺序向多条栅极线施加扫描信号，数据驱动器300将多个数据电压分别提供给多条数据线，并且公共电压发生器在显示驱动模式下将公共电压施加给多个电极。

这里，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，栅极驱动器200按顺序地向多条栅极线210施加用于显示的扫描信号。

也就是说，栅极驱动器200提供作为用于显示的扫描信号的栅极信号，因此，在显示周期期间，多个数据电压被分别施加给面板的多个像素。

例如，栅极驱动器200向多条栅极线提供栅极信号以选择被施加数据电压的面板100的数据线；响应于栅极信号，向面板100的像素充入在显示周期期间从数据驱动器施加的数据电压Vdata。

当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，数据驱动器300向多条数据线310施加用于显示的数据电压Vdata。

数据驱动器300将从时序控制器(图中未示出)输入的RGB数据转换为多个数据电压，并输出数据电压。从数据驱动器输出的数据电压被分别提供给数据线310。

数据驱动器300根据源极移位时钟SSC，对来自时序控制器(图中未示出)的源极起始脉冲SSP进行移位，以产生采样信号。数据驱动器300根据采样信号锁存根据源极移位时钟SSC输入的图像数据RGB，并将图像数据转换为数据电压。然后，响应于源极输出使能信号SOE，数据驱动器300以水平行为单位将数据电压分别提供给数据线。

为此，数据驱动器300可包括数据采样单元、锁存器、数模转换器(DAC)以及输出缓存器。数据驱动器300可包括ROIC。

公共电压发生器产生公共电压，并且在显示驱动模式下，将所产生的公共电压施加给面板100的所有电极。通过由施加的公共电压在公共电极和像素电极之间所产生的电场来驱动液晶。

作为参考，时序控制器接收时序信号，包括从***(图中未示出)输入的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟CLK，以产生用于控制栅极驱动器200和数据驱动器300的操作时序的多个控制信号GCS和DCS，并且时序控制器重新排列从***(图中未示出)输入的RGB数据，以将重新排列后的RGB数据输出至数据驱动器300。

根据发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备包括ROIC。ROIC可设置在数据驱动器300内，或者ROIC和数据驱动器可设置在一个芯片内。可选地，根据面板100的尺寸或者类型，ROIC可以设置在栅极驱动器中，或者可设置在栅极驱动器和数据驱动器之外。

当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，ROIC将触摸扫描信号施加给多个电极110的全部或部分。这里，触摸扫描信号被称为触摸感测信号、触摸感测电压或者触摸驱动电压。

例如，当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，ROIC将触摸扫描信号施加给多个电极。这里，当多个电极被分组时，ROIC可将触摸扫描信号施加给多个电极组的全部或部分。

根据本发明实施方式的触摸驱动模式分为触摸空闲驱动模式和触摸激活驱动模式，也就是说，分为用于确定触摸输入的存在的空闲驱动模式以及用于检测触摸输入位置的激活驱动模式。

当触摸驱动模式为空闲驱动模式时，根据本发明实施方式的ROIC将用于确定是否存在触摸输入的触摸扫描信号施加给多个电极，并确定面板100是否被触摸。当触摸驱动模式为激活驱动模式时，ROIC将用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号施加给多个电极，并检测面板100上的触摸输入位置。

特别地，在ROIC中，在空闲驱动模式下在一个帧周期期间向所有电极施加触摸扫描信号的次数少于在激活驱动模式下在一个帧周期期间向所有电极施加触摸扫描信号的次数。

例如，在空闲驱动模式下，在一个帧周期期间向所有电极施加一次触摸扫描信号；而在激活驱动模式下，在一个帧周期期间向所有电极施加两次或更多次触摸扫描信号。

由于这样的驱动方式，在根据本发明实施方式中的具有集成触摸屏的显示设备中，减少了在空闲驱动模式下触摸扫描信号的施加次数，因而降低了功耗。此外，在空闲驱动模式下，缩短了触摸驱动时间，而增加了显示驱动时间，所以提高了显示驱动时的图像质量。

另外，根据施加给用作触摸电极的多个电极110的触摸扫描信号，ROIC接收由ROIC测量的感测数据(例如，电容、电容变化量、电压等等)，确定是否存在触摸，并检测触摸坐标。为了实现此操作，ROIC可进一步包括触摸控制器(图中未示出)。

换言之，触摸控制器从多个电极接收基于用于感测触摸的触摸扫描信号的反馈信号和基于用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号的反馈信号(即，感测数据)，并确定面板100是否被触摸或检测触摸输入位置。

根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备的面板100重复执行显示驱动模式和触摸驱动模式，并且可根据从时序控制器或触摸控制器输出的控制信号，控制每个显示驱动模式和触摸驱动模式的时序。根据具体情况，通过时序控制器、触摸控制器之间的交互操作，可控制每个显示驱动模式和触摸驱动模式的时序。

在将触摸扫描信号施加给多个电极110的全部或部分时，ROIC可通过数据驱动器300施加触摸扫描信号，或通过栅极驱动器200施加触摸扫描信号。在图3中，示出了通过数据驱动器施加触摸扫描信号，但是本发明不限于此。

作为参考，由公共电压发生器产生的用于显示驱动的公共电压通过信号线320传输至多个电极。

基于是通过数据驱动器还是栅极驱动器来传输触摸扫描信号和公共电压，可改变用于设置连接到多个电极中的每个电极的至少一条信号线的方向。

然而，当触摸扫描信号或公共电压通过栅极驱动器传输至多个电极时，将栅极驱动器连接到多个电极的多条信号线的方向可以平行于多条栅极线的设置方向。

如上所述，提供信号线320，信号线320允许由ROIC产生的触摸扫描信号通过数据驱动器或栅极驱动器传输至多个电极。

为了避免降低开口率，信号线320可以设置在面板100的TFT基板的与设置在面板100的C/F基板上的黑色矩阵区域相对应的区域中。

当多个电极110通过两个或更多接触孔连接到信号线时，能够减小多个电极和信号线之间的电阻。

在根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备的上述操作中，将参照图4再次详细地描述ROIC的操作。

图4是示出在根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备中在空闲模式和激活模式下施加触摸扫描信号的视图。

如图4所示，在触摸驱动模式中包含的触摸激活驱动模式下，电极#1至#6总共被感测两次。换言之，在一个帧周期期间的触摸激活驱动模式下，向所有电极总共施加两次触摸扫描信号。在触摸空闲驱动模式下，电极#1至#6被感测一次。

在根据本发明实施方式的具有集成触摸屏的显示设备中，显示驱动模式和触摸驱动模式可在一个帧周期期间被交替划分驱动。

特别地，根据本发明的实施方式，显示驱动模式和触摸激活模式分别被交替划分驱动两次。当在一帧期间在触摸激活驱动模式下驱动面板100时，ROIC保持开启状态；当在显示驱动模式下驱动面板100时，ROIC保持关闭状态。

然而，当驱动模式为触摸空闲驱动模式时，ROIC仅在一个帧周期内的向所有电极施加触摸扫描信号的时段内保持开启状态，而在其它时段，ROIC保持关闭状态。在示出了如图4所示的ROIC的操作的附图(对应于空闲驱动模式)中可以看到这种驱动。换言之，当驱动模式是触摸空闲驱动模式时，尽管显示驱动模式已关闭，ROIC仍保持关闭状态。

因此，尽管关闭了显示驱动模式，ROIC也不会无条件地保持开启状态。即，ROIC在空闲驱动模式下仅在一个帧周期内的向所有电极施加触摸扫描信号的时段保持开启状态，而在其它时段，ROIC保持关闭状态，从而降低功耗。

根据本发明的实施方式，在具有集成触摸屏的显示设备中，在触摸激活驱动模式下在一帧期间施加触摸扫描信号的次数不同于在触摸空闲驱动模式下在一帧期间施加触摸扫描信号的次数，因而能够降低在触摸空闲模式下的功耗。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明的各种修改和变化对所属领域技术人员是显而易见的。因此，本发明意在涵盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (13)

1.一种具有集成触摸屏的显示设备，所述显示设备包括：

面板，所述面板被构造成包括多个电极，其中所述面板在一个帧周期期间以显示驱动模式和触摸驱动模式被划分驱动，一个帧周期至少包括第一显示周期、第二显示周期、第一非显示周期和第二非显示周期；

显示驱动IC，所述显示驱动IC被构造成在所述显示驱动模式时在一个帧周期的第一显示周期和第二显示周期期间向所述多个电极施加公共电压，其中在一个帧周期的第一显示周期和第二显示周期期间向所述面板的像素施加数据电压，并且在一个帧周期的第一非显示周期和第二非显示周期期间不向所述面板的像素施加数据电压；以及

ROIC，所述ROIC被构造成在所述触摸驱动模式为第一触摸驱动模式时在一个帧周期的第一非显示周期期间且不在一个帧周期的第二非显示周期期间向所述多个电极施加用于感测触摸的触摸扫描信号，以及在所述触摸驱动模式为第二触摸驱动模式时在一个帧周期的第一非显示周期期间以及第二非显示周期期间向所述多个电极施加用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号，

其中，所述第一触摸驱动模式是空闲驱动模式，所述第二触摸驱动模式是激活驱动模式。

2.根据权利要求1所述的显示设备，其中在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时，在一个帧周期期间向所述多个电极施加一次触摸扫描信号。

3.根据权利要求1所述的显示设备，其中在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时，在一个帧周期期间向所述多个电极施加两次或更多次触摸扫描信号。

4.根据权利要求1所述的显示设备，其中在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时，所述ROIC在一个帧周期的第一非显示周期期间开启且在一个帧周期的第二非显示周期期间关闭。

5.根据权利要求1所述的显示设备，其中在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时，所述ROIC在一个帧周期内的显示驱动模式期间关闭，且在一个帧周期的第一非显示周期期间以及第二非显示周期期间开启。

6.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示驱动模式和所述第二触摸驱动模式在一个帧周期期间被交替划分驱动。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述ROIC从所述多个电极接收基于用于感测触摸的触摸扫描信号的反馈信号以及基于用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号的反馈信号，以确定所述面板是否被触摸或检测触摸输入位置。

8.一种用于具有集成触摸屏的显示设备的ROIC，所述显示设备包括面板，所述面板被构造成包括多个电极，其中所述面板在一个帧周期期间以显示驱动模式和触摸驱动模式被划分驱动，一个帧周期至少包括第一非显示周期和第二非显示周期，

其中所述ROIC被构造成在所述触摸驱动模式为第一触摸驱动模式时在一个帧周期的第一非显示周期期间且不在一个帧周期的第二非显示周期期间向所述多个电极施加用于感测触摸的触摸扫描信号，以及在所述触摸驱动模式为第二触摸驱动模式时在一个帧周期的第一非显示周期期间以及第二非显示周期期间向所述多个电极施加用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号，

其中，所述第一触摸驱动模式是空闲驱动模式，所述第二触摸驱动模式是激活驱动模式。

9.根据权利要求8所述的ROIC，其中在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时，在一个帧周期期间向所述多个电极施加一次触摸扫描信号。

10.根据权利要求8所述的ROIC，其中在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时，在一个帧周期期间向所述多个电极施加两次或更多次触摸扫描信号。

11.根据权利要求8所述的ROIC，其中在所述触摸驱动模式为所述第一触摸驱动模式时，所述ROIC在一个帧周期的第一非显示周期期间开启且在一个帧周期的第二非显示周期期间关闭。

12.根据权利要求8所述的ROIC，其中在所述触摸驱动模式为所述第二触摸驱动模式时，所述ROIC在一个帧周期内的显示驱动模式期间关闭，且在一个帧周期的第一非显示周期期间以及第二非显示周期期间开启。

13.根据权利要求8所述的ROIC，其中所述ROIC从所述多个电极接收基于用于感测触摸的触摸扫描信号的反馈信号以及基于用于检测触摸输入位置的触摸扫描信号的反馈信号，以确定所述面板是否被触摸或检测触摸输入位置。