CN113835561B - 具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法 - Google Patents

具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

公开了具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，并且所述显示设备包括具有数据驱动器和触摸传感器驱动器的集成电路IC。所述显示设备通过将用于所述数据驱动器的电力中的至少一个和用于所述触摸传感器驱动器的电力中的至少一个分开来防止所述触摸传感器驱动器的故障。

Description

具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法
本申请是申请日为2017年10月23日、申请号为201710993749.4、发明名称为“具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及集成有集成电路(IC)的显示设备及其驱动方法，其中，用于驱动触摸传感器的触摸传感器驱动器和用于输出像素的数据电压的数据驱动器嵌入在IC中。
背景技术
用户界面(UI)使得能够在人(用户)与任何电气设备或电子设备之间进行通信，从而使用户能够容易且方便地控制设备。UI的示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕显示(OSD)以及具有红外通信或射频(RF)功能的远程控制器。UI技术仍在开发中，以提高用户灵敏度并使得能够易于操纵。近来，UI已经演进为触摸UI、语音识别UI和三维(3D)UI。
触摸UI在触摸面板上实现触摸屏以感测触摸输入，并向电子设备发送用户输入。触摸UI现在被用作诸如智能电话的移动信息设备的基本元件，并且被广泛应用于诸如笔记本电脑、计算机显示器和家用电器的设备。
基于在显示面板的像素阵列中嵌入触摸传感器的技术来实现触摸屏现在适用于各种显示设备。触摸传感器可被实现为基于触摸之前和触摸之后的电容变化来感测触摸的电容式触摸传感器。
因为触摸传感器嵌入在显示面板的像素阵列中，所以触摸传感器经由寄生电容联接至像素。为了减少像素与触摸传感器之间的由于联接而引起的干扰，盒内式(in-cell)触摸传感器技术将一个帧时段划分为显示时段和触摸感测时段，从而时分像素的操作时间和触摸传感器的操作时间。
显示设备中的具有触摸传感器的驱动器包括：数据驱动器，其被配置为在显示时段期间向显示面板的数据线提供输入图像的数据电压；选通驱动器(或扫描驱动器)，其被配置为在显示时段期间与数据电压同步地提供选通脉冲(或扫描脉冲)；以及触摸传感器驱动器，其被配置为在触摸感测时段期间驱动触摸传感器。近来，包括数据驱动器和触摸传感器驱动器的集成电路(在下文中，称为“SRIC”)已经被开发并用于显示设备。然而，如果在显示设备中使用SRIC，则触摸感测操作可能变得不稳定。
发明内容
本发明提供了具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，所述显示设备能够通过使用SRIC驱动像素和触摸传感器来防止触摸传感器驱动器的故障。
在本发明的一个总的方面，提供了一种具有触摸传感器的显示设备，该显示设备包括：显示面板，在所述显示面板中数据线和选通线彼此相交，并且在所述显示面板中布置有触摸传感器；以及集成电路(IC)，所述IC包括数据驱动器和触摸传感器驱动器，所述数据驱动器用于向所述数据线提供输入图像的数据电压，所述触摸传感器驱动器用于驱动所述触摸传感器。用于所述数据驱动器的电力中的至少一个和用于所述触摸传感器驱动器的电力中的至少一个是分开的。
所述数据驱动器和所述触摸传感器驱动器的分开的电力沿着第一电力线被施加到所述数据驱动器，并且沿着与所述第一电力线分开的第二电力线被施加到所述触摸传感器驱动器，使得所述电力被用作所述数据驱动器的数字电路的电力和所述触摸传感器驱动器的模数转换器(ADC)的电力。
该显示设备还可以包括：选通驱动器，所述选通驱动器被配置为向所述选通线提供选通脉冲；选通脉冲调制器，所述选通脉冲调制器被配置为对要被施加到所述选通驱动器的选通脉冲的电压进行调制；定时控制器，所述定时控制器被配置为向所述数据驱动器发送所述输入图像的像素数据，并且控制所述数据驱动器的操作定时和所述选通驱动器的操作定时；以及触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器被配置为控制所述触摸传感器的操作定时。
一个帧时段可以被时分为至少一个显示时段和至少一个触摸感测时段。在所述显示时段期间驱动像素。在所述触摸感测时段期间驱动所述触摸传感器。
在所述显示时段期间，所述定时控制器产生用于控制所述选通驱动器的控制信号、用于控制所述选通脉冲调制器的控制信号和用于控制所述数据驱动器的控制信号。在所述触摸感测时段期间，所述定时控制器停止输出所述控制信号中的至少一种。
在所述触摸感测时段期间，所述定时控制器可以停止输出要被施加到所述选通脉冲调制器的控制信号。
所述选通脉冲调制器包括触摸传感器，所述选通脉冲调制器仅在除了所述触摸感测时段以外的所述显示时段期间对所述选通脉冲的电压进行调制。
在本发明的另一总的方面，提供了一种具有触摸传感器的显示设备，该显示设备包括：显示面板，在所述显示面板中数据线和选通线彼此相交并且在所述显示面板中布置有触摸传感器；集成电路(IC)，所述IC包括数据驱动器和触摸传感器驱动器，所述数据驱动器用于向所述数据线提供输入图像的数据电压，所述触摸传感器驱动器用于驱动所述触摸传感器；选通驱动器，所述选通驱动器被配置为向所述选通线提供选通脉冲；选通脉冲调制器，所述选通脉冲调制器被配置为对要被施加到所述选通驱动器的选通脉冲的电压进行调制；以及定时控制器，所述定时控制器被配置为向所述数据驱动器发送所述输入图像的像素数据，并且控制所述数据驱动器的操作定时和所述选通驱动器的操作定时。用于所述数据驱动器的数字电路的电力和用于所述触摸传感器驱动器的模数转换器ADC的电力沿着附加的电力路径分开，以分别被提供到所述数据驱动器和所述触摸传感器驱动器。所述定时控制器可以包括触摸传感器，在驱动所述触摸传感器的时段期间，所述定时控制器停止输出要被施加到所述选通脉冲调制器的控制信号。
在本发明的又一总的方面，提供一种驱动显示设备的方法，该方法包括以下步骤：将用于所述数据驱动器的电力中的至少一个和用于所述触摸传感器驱动器的电力中的至少一个分开。
在本发明的又一总的方面，提供了一种驱动显示设备的方法，该方法包括以下步骤：将用于要被施加到所述数据驱动器的数字电路的电力的供电路径和用于要被施加到所述触摸传感器驱动器的模数转换器(ADC)的电力的供电路径分开；以及在驱动所述触摸传感器的时段期间，在所述定时控制器处停止输出要被施加到所述选通脉冲调制器的控制信号。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与本说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1、图2和图3是例示根据本发明的实施方式的显示设备的图；
图4是例示根据闪烁信号对选通脉冲进行调制的示例的波形图；
图5和图6是例示像素和触摸传感器的驱动方法的波形图；
图7是具体例示在触摸感测时段期间的传感器驱动信号的波形图；
图8是例示触摸传感器中的MUX块的示例的图；
图9是示意性地例示SRIC的数据驱动器和选通驱动器共享电力的结构的图；
图10是例示在使用数据驱动器和选通驱动器共享电力的SRIC的***中改变帧率时发生的ADC误差的图；
图11是例示在显示时段和触摸感测时段期间激活选通脉冲的调制的示例的图；
图12和图13是例示在触摸感测时段期间由于选通脉冲调制而发生的传感器驱动信号的噪声和触摸数据的抖动的图；
图14是例示SRIC的数据驱动器的电力和选通驱动器的电源分开的示例的图；
图15是例示在触摸感测时段期间不产生用于选通脉冲调制的闪烁信号的示例的波形图；
图16是例示在显示时段期间和触摸感测时段期间停用选通脉冲调制的示例的图；以及
图17是例示在停用选通脉冲调制的实验中解决触摸数据的抖动的示例的实验结果图。
具体实施方式
本公开的优点和特征以及实现它们的方法将从下面参照附图的示例性实施方式的描述中变得显而易见。然而，本公开不限于本文所公开的示例性实施方式，而是可以以各种不同的方式来实现。提供示例性实施方式以使本公开的公开内容详尽，并且将本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。应当注意，本公开的范围仅由权利要求限定。
附图中给出的元件的图形、尺寸、比例、角度、数量仅仅是说明性的，因此本发明不限于附图中所示的内容。在整个描述中，相同的附图标记表示相同的元件。此外，在描述本公开时，可省略关于公知技术的描述，以免使本公开的要点模糊不清。
应该注意的是，除非另有特别说明，否则在说明书和权利要求中使用的术语“包括”、“具有”、“包含”等不应该被解释为仅限于此后列出的装置。当提及单数名词，使用例如“一”、“一个”、“该”的不定冠词或定冠词时，除非另有特别说明，否则单数名词包括该名词的复数。
在描述元件时，即使没有明确说明，也将它们解释为包括误差裕度。
在描述诸如“元件B上的元件A”、“元件B上方的元件A”、“元件B下方的元件A”和“元件B旁边的元件A”的位置关系时，除非明确地使用术语“直接”或“立即”，否则可在元件A与元件B之间设置另一元件C。
在说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述顺序次序或时间次序。元件的功能和结构不受这些术语或元件名称的限制。
本公开的各种示例性实施方式的特征可部分组合或全部组合。如本领域技术人员将清楚地理解的，技术上各种相互作用和操作是可能的。各种示例性实施方式可单独地或组合地实现。
本发明的显示设备可被实现为诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器的平面显示设备。在以下的实施方式中，作为平面显示设备的示例，主要描述了LCD，但是本发明的各方面不限于此。例如，本发明可被应用于具有触摸传感器的任何显示设备。
触摸传感器可被实现为布置在显示面板的屏幕上的盒上式(on-cell type)触摸传感器或外挂式(add-on type)触摸传感器。触摸传感器可被实现为嵌入在显示面板中的盒内式触摸传感器。在下面的实施方式中，主要描述了盒内式触摸传感器，但是本发明的触摸传感器不限于此。
图1至图3是例示根据本发明的实施方式的显示设备的图。图1是示意性地例示显示设备的框图。图2是例示图1所示的像素阵列的图，该像素阵列被划分为多个块。图3是具体例示触摸传感器和触摸传感器驱动器的图。
参照图1至图3，根据本发明的实施方式的显示设备包括显示面板100、SRIC 102、触摸传感器控制器220、寄生电容控制器210、选通驱动器104、选通脉冲调制器108和电源电路300。
显示面板100包括数据线12、选通线14以及像素阵列10，所述选通线14与数据线12相交，在所述像素阵列10上，像素被布置在由数据线12和选通线14所限定的矩阵中。像素阵列10实现了显示输入图像的屏幕。像素阵列包括触摸传感器20和分别连接至触摸传感器20的传感器线16。
像素阵列10中的像素可包括红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素。除了RGB子像素之外，每一个像素还可包括白色(W)像素。
每一个触摸传感器20的电极图案可被形成为连接至多个像素11的公共电极的划分的图案。多个像素11连接至一个触摸传感器20，以在显示时段中向多个像素11提供公共电压Vcom。此外，多个像素11在触摸感测时段中由触摸传感器驱动器RIC驱动以感测触摸输入。
显示面板100的一个帧时段被时分为至少一个显示时段和至少一个触摸感测时段，以驱动嵌入在像素阵列中的触摸传感器20和像素11。如图2所示，利用两个或更多个块B1至BM对显示面板100的像素阵列进行时分驱动。如图2所示，可基于两个或更多个块B1至BM以时分方式对显示面板100的像素阵列进行驱动。在显示时段中驱动显示面板100的像素阵列，每个显示时段在驱动触摸传感器20的两个触摸感测时段之间。
不需要在屏幕上物理地划分块B1至BM。块B1至BM以时分方式在触摸感测时段之间被驱动。例如，在第一显示时段中驱动第一块BQ中的像素以将当前帧的数据写入像素11，然后在第一触摸感测时段中从整个屏幕感测触摸输入。在第一触摸感测时段之后的第二显示时段中，驱动第二块B2中的像素11以将当前帧的数据写入像素11中。然后，在第二触摸感测时段中从整个屏幕感测触摸输入。触摸输入包括手指或触笔的直接触摸输入、接近触摸输入、指纹触摸输入等。
触摸传感器的驱动方法可使触摸报告速率比屏幕的帧率更快。帧率是用于更新屏幕上的帧的数据的频率。根据国家电视标准委员会，帧率为60Hz。根据相位交替线，帧率为50Hz。
触摸报告速率是用于在整个屏幕上生成触摸输入的坐标的频率。本发明可将屏幕划分成预设的块单元并且在显示时段之间驱动触摸传感器以产生触摸输入的坐标，使得触摸报告速率是屏幕的帧率的两倍，从而提高触摸灵敏度。
显示面板100的像素阵列10可分为薄膜晶体管(TFT)阵列和滤色器阵列。TFT阵列可形成在显示面板100的顶表面或底表面上。TFT阵列可包括形成在数据线12与选通线14之间的交叉处的TFT、用于对数据电压进行充电的像素电极、连接到像素电极以保持数据电压的存储电容器Cst等，并且显示输入图像。TFT阵列包括传感器线16和触摸传感器20的连接至传感器线16的电极。
滤色器阵列可形成在显示面板100的顶表面或底表面上。滤色器阵列可包括黑底、滤色器等。在TFT上滤色器(COT)或滤色器上TFT(TOC)的情况下，滤色器或黑底可与TFT阵列一起设置在同一基板上。
触摸传感器20可被实现为电容式触摸传感器(例如，互电容传感器或自电容传感器)。自电容在一个方向上形成的单层上沿着导线形成。自电容形成在彼此正交的两条导线之间。图3例示了自电容式触摸传感器，但是本发明的触摸传感器不限于此。
触摸传感器20可被实现为从像素11的公共电极分开的电极。触摸传感器20可经由传感器线16连接至SRIC 102。
SRIC 102包括数据驱动器SIC和触摸传感器驱动器RIC。数据驱动器在显示时段期间向数据线12提供输入图像的数据电压。触摸传感器驱动器RIC经由传感器线16连接至触摸传感器20，以在触摸感测时段期间驱动触摸传感器20。
在显示时段期间，数据驱动器SIC的数字电路从定时控制器TCON 106接收输入图像的像素数据(数字数据)，锁存像素数据，并将锁存的像素数据提供给数模转换器(DAC)。DAC将像素数据转换为伽玛补偿电压以产生数据电压。从SIC输出的数据电压被提供给数据线12。图中未示出的复用器可设置在数据驱动器SIC与数据线12之间。在定时控制器106的控制下，复用器将从数据驱动器SIC接收的数据电压分配到数据线12。在实现1:3复用器的情况下，复用器将经由数据驱动器SIC的单个输出通道(channel)接收的数据电压进行时分，并且以时分方式将经时分的数据电压提供给两条数据线。当使用1:3复用器时，数据驱动器SIC的通道数量可减少至1/3。
在触摸感测时段期间，SRIC 102的触摸传感器驱动器RIC根据从触摸传感器控制器220接收的传感器驱动信号PWM_TX，通过向触摸传感器20提供电荷来驱动触摸传感器。在触摸感测时段中，触摸传感器驱动器RIC可向触摸传感器20输出表示触摸输入之前和触摸输入之后的电容变化的触摸原始数据。
如图3所示，触摸传感器驱动器RIC包括复用器111和感测电路112。在触摸传感器控制器220的控制下，复用器111选择要连接至感测电路112的传感器线16。在触摸传感器控制器220的控制下，复用器111可在显示时段中提供公共电压Vcom。各复用器111可将传感器线16依次连接至感测电路112的通道，从而可减少感测电路112的通道数量。
感测电路112通过将经由复用器111和传感器线16从寄生电容控制器210接收的无负载驱动信号LFD提供给触摸传感器来对触摸传感器20的电荷进行充电。以这种方式，感测电路112对从经由复用器111连接的传感器线接收的触摸传感器20的电荷量进行放大和积分，将电荷量转换为数字数据，并且感测触摸输入之前和触摸输入之后的电容变化。为此，感测电路112包括：放大器，其用于对从触摸传感器20接收的触摸传感器信号进行放大；积分器，其用于累积放大器的输出电压；以及模数转换器(ADC)，其用于将积分器的电压转换为数字数据。从ADC输出的数字数据作为指示触摸传感器20在触摸输入之前和触摸输入之后的电容变化的触摸数据被发送到触摸传感器控制器220。在触摸传感器控制器220的控制下，如图8所示，各感测电路112可基于MUX块单元(MUX1和MUX2)依次驱动触摸传感器20。
通过将从触摸传感器驱动器RIC接收的触摸数据与预设阈值进行比较，触摸传感器控制器220可检测具有大于阈值的值的触摸数据并且生成每个触摸输入的坐标。触摸传感器控制器220将每个触摸输入的坐标XY发送到图中未示出的主机***。触摸传感器控制器220通过输出传感器驱动信号PWM_TX、ADC时钟等来控制触摸传感器驱动器RIC的操作定时。触摸传感器控制器220可被实现为微控制单元(MCU)，但是本发明的方面不限于此。
寄生电容控制器210在触摸感测时段期间使触摸传感器与像素之间的寄生电容最小化，以提高触摸传感器信号的信噪比(SNR)。为此，寄生电容控制器210响应于来自触摸传感器控制器220的传感器驱动信号PWM_TX，生成无负载驱动信号(LFD)。如图5和图6所示，无负载驱动信号LFD被施加到数据线12、选通线14和传感器线16。施加到传感器线16的无负载驱动信号LFD对触摸传感器20的电荷进行充电，并使相邻的传感器线16之间的寄生电容最小化。
选通驱动器104可包括响应于来自选通脉冲调制器108的选通定时控制信号而输出选通脉冲的移位寄存器。来自选通脉冲调制器108的选通定时控制信号可包括起始脉冲、移位时钟等。通过在移位时钟定时对选通脉冲进行移位，移位寄存器依次向选通线14提供选通脉冲。移位寄存器可在相同工艺中与像素阵列的TFT阵列一起直接形成在显示面板100的基板上。在图1中，“GIP(面板中选通)”表示直接安装在显示面板100的基板上的移位寄存器。
选通脉冲调制器108从定时控制器106接收数字信号电平的选通定时信号。由定时控制器106产生的选通定时信号包括起始脉冲、移位时钟、闪烁信号FLK等。选通脉冲调制器108将起始脉冲的电压和移位时钟的电压移位到选通高电压(VGH)和选通低电压(VGL)。此外，如图4所示，选通脉冲调制器108响应于闪烁信号FLK减小VGH以对选通移位时钟GCLK1至GCLK6的VGH进行调制。
因为选通驱动器104将选通线14充电到移位时钟GCLK1至GCLK6的电压，所以选通脉冲被调制成与移位时钟GCLK1至GCLK6的波形类似的波形。在图1中，“GPM(选通脉冲调制)”表示选通脉冲调制器108。
调制选通脉冲的方法可基于以下原理来改进闪烁。
液晶中改变的电压受到由于TFT的寄生电容而发生的并且被定义为以下等式的跳变电压△Vp(或馈通电压△Vp)的影响。当数据电压被施加到像素时，数据电压改变得与跳变电压ΔVp一样多。因此，亮度改变得与跳变电压△Vp一样多，并由此出现闪烁。
这里，“Clc”表示像素的液晶的电容，“Cst”表示存储电容器(Cst)像素的存储电容器Cst，并且“Cgs”表示形成在TFT的连接至选通线14的栅极和TFT的连接至像素电极11的源极之间的寄生电容。VGH-VGL表示施加到选通线14的选通脉冲的电压。
如果VGH从选通脉冲的下降沿减小，则能够减小上式中的VGH-VGL，并因此减小ΔVp，从而可改进闪烁。
使用DC-DC转换器，电源电路300产生驱动显示面板100所需的DC电力。DC-DC转换器包括电荷泵、调节器、降压转换器、升压转换器等。电源电路300可被实现为电力集成电路(PIC)。电源电路300可输出驱动显示面板100的像素和触摸传感器所需的诸如AVDD、VGH、VGL和Vcom的电力。AVDD(1.8V)用作数据驱动器SIC的数据接收电路和数字电路的电力，并用作触摸传感器驱动器RIC的模拟电力。在触摸传感器驱动器RIC中，AVDD用作ADC和基准块电力的偏置(bias)。
定时控制器106向SRIC 102的数据驱动器RIC发送从图中未示出的主机***接收的输入图像的像素数据。定时控制器106接收与像素数据同步的定时信号，该定时信号包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK。定时控制器106响应于定时信号，产生用于控制数据驱动器SIC的操作定时的数据定时控制信号和用于控制选通驱动器104的操作定时的选通定时控制信号。
定时控制器106基于垂直同步信号Vsync产生用于使SRIC 102和选通驱动器104同步的同步信号Tsync。同步信号Tsync的高电平可定义显示时段，而同步信号Tsync的低电平可定义触摸感测时段；然而，本发明的方面不限于此。同步信号Tsync被提供给触摸传感器控制器220。如上所述，选通定时控制信号包括起始脉冲、移位时钟、闪烁信号等。
主机***可以是电视***、机顶盒、导航***、个人计算机(PC)、家庭影院***、移动***和可穿戴***中的任一种。主机***将输入图像的数字视频数据转换为适于在显示面板100上显示数字视频数据的格式的数据。主机***将定时信号Vsync、Hsync、De和MCLK连同输入图像的数字视频数据一起发送到定时控制器106。主机***执行与从触摸传感器控制器220接收的触摸输入的坐标信息相关联的应用程序。
图5和图6是例示如何驱动像素和触摸传感器的波形图。
参照图5和图6，一个帧时段可被时分为显示时段D1或D2和触摸感测时段S1或S2。当显示帧率为60Hz时，一个帧时段大约为16.7ms。在显示时段D1和D2之间分配一个触摸感测时段S1或S2。
SRIC 102的数据驱动器SIC和选通驱动器104在第一显示时段D1期间将当前帧数据写入第一块B1的像素中，以便用当前帧数据更新在第一块中表示的图像。在第一显示时段D1期间，除了第一块B1之外的其它块B2的像素保持前一帧数据。在第一显示时段D1期间，触摸传感器驱动器RIC向触摸传感器20提供作为像素的基准电压的公共电压Vcom。
在第一触摸感测时段S1期间，SRIC 102的触摸传感器驱动器RIC可基于MUX块单元(MUX1和MUX2)依次驱动屏幕中的所有触摸传感器20，以便感测触摸输入。从触摸传感器驱动器RIC输出的触摸数据可经由串行外设接口(SPI)被发送到触摸传感器控制器220。触摸传感器控制器220分析触摸数据，生成包括每个触摸输入的坐标信息和标识符信息(ID)的触摸报告数据，并将触摸报告数据发送到主机***。
在第二显示时段D2期间，SRIC 102的数据驱动器SIC和选通驱动器104将当前帧数据写入第二块B2的像素中，以便用当前帧数据更新在第二块B2中表示的图像。在第二显示时段D2期间，除了第二块B2之外的其它块B1中的像素保持前一帧数据。在第二显示时段D2期间，触摸传感器驱动器RIC向触摸传感器20提供作为像素的公共电压的公共电压Vcom。
在第二触摸感测时段S2期间，SRIC 102的触摸传感器驱动器RIC基于MUX块单元(MUX1和MUX3)依次驱动屏幕中的所有触摸传感器20，以便感测触摸输入。从触摸传感器驱动器RIC输出的触摸数据可经由SPI被发送到触摸传感器控制器220。触摸传感器控制器220分析触摸数据，生成包括每个触摸输入的坐标信息和标识符信息(ID)的触摸报告数据，并将触摸报告数据发送到主机***。
由于触摸传感器20连接至像素11，所以在触摸传感器20与像素11之间存在大的寄生电容。这种寄生电容导致触摸传感器信号的SNR降低。
在显示时段期间，将像素驱动信号Vcom、Vdata、Vgate提供给像素。Vcom是在显示时段期间沿着传感器线16提供给触摸传感器电极(即，公共电极)的公共电压。Vdata是在显示时段期间提供给数据线12的输入图像的数据电压。Vgate是在显示时段期间提供给选通线14的选通脉冲的电压。如图6所示，在触摸感测时段期间，无负载驱动信号LFD被施加到数据线12、选通线14和传感器线16。无负载驱动信号LFD驱动触摸传感器20，并使像素与触摸传感器20之间的寄生电容最小化。
在触摸感测时段S1或S2期间，SRIC 102将来自寄生电容控制器210的无负载驱动信号LFD提供给数据线12和传感器线16。在触摸感测时段S1或S2期间，选通驱动器104将来自寄生电容控制器210的无负载驱动信号LFD提供给选通线14。
施加到传感器线16的无负载驱动信号LFD的电压Vtouch与触摸传感器20的驱动电压相同。在图6中，ΔVtouch＝ΔVd＝ΔVg。ΔVd表示施加到数据线12的无负载驱动信号LFD的电压，ΔVg是施加到选通线14的无负载驱动信号LFD的电压。因此，在触摸感测时段S1或S2期间，在数据线12与触摸传感器20之间、选通线14与触摸传感器20之间以及传感器线16之间的寄生电容的两端不存在电压差，因此可使寄生电容最小化。
当显示时段D1或D2转变到触摸感测时段S1或S2时，可花费时间Δtd直到无负载驱动信号LFD的波形和电压稳定为止。根据显示面板100的寄生电容和触摸传感器的驱动电压Vtouch，可调整时间Δtd。
图7是例示在触摸感测时段期间传感器驱动信号PWM_TX的细节的波形图。图8是例示触摸传感器中的诸如MUX1和MUX2的MUX块的示例的图。
参照图7和图8，触摸传感器控制器220在触摸感测时段S1期间产生传感器驱动信号PWM_TX。传感器驱动信号PWM_TX包括预PWM信号Pre-PWM、虚拟信号DUM和通道激活信号MUX1和MUX2。
在操作模式从显示时段D1转变到触摸感测时段S1之后，像素驱动信号Vcom、Vdata和Vgate立即变为无负载驱动信号LFD。在触摸感测时段S1开始时，花费时间Δtd直到无负载驱动信号LFD的波形和电压稳定为止。在时间Δtd期间，产生预PWM信号Pre-PWM。
SRIC 102的触摸传感器驱动器RIC在预PWM信号Pre-PWM和虚拟信号DUM的时段期间不将传感器线连接至感测电路112的通道。相反，SRIC 102的触摸传感器驱动器RIC在随后的通道激活信号时段CHMUX1和CHMUX2期间将传感器线16连接至感测电路112的通道。在第一通道激活信号时段CHMUX1期间，感测电路112通过使用ADC将来自第一MUX块MUX1中的触摸传感器20的信号转换为数字数据(即，触摸数据)，并将数字数据发送到触摸传感器控制器220。在第二通道激活时段CHMUX2期间，感测电路112通过使用ADC将来自第二MUX块MUX2中的触摸传感器的信号转换为数字数据，并经由SPI将数字数据发送到触摸传感器控制器220。在第二通道激活时段CHMUX2期间，能够发送从第一MUX块MUX1中的触摸传感器20获取的ADC输出数据，并且同时接收、放大和积分来自第二MUX块MUX2中的触摸传感器20的信号。虚拟信号DUM可在第一通道激活时段CHMUX1与第二通道激活时段CHMUX2之间产生。
如图9所示，SIRC 102可被设计为允许数据驱动器SIC和触摸传感器驱动器RIC共享电力。在图9中，“FPCB”表示柔性印刷电路板，“PCB”表示印刷电路板。
如图9所示，如果数据驱动器SIC和触摸传感器驱动器ROC共享AVDD，则在施加到触摸传感器驱动器RIC的电压AVDD中可存在相当大的电压下降，这可能导致触摸传感器驱动器RIC的故障。下降了与数据驱动器SIC的电阻R1和串联连接至电阻R1的电力线R2的电阻的总和一样多的AVDD被施加到触摸传感器驱动器RIC。因此，触摸传感器驱动器RIC可能发生如下故障。
根据实验结果，如果ADC操作时段与显示时段交叠，则像素连接至数据驱动器SIC，并且这会增加数据驱动器SIC的电阻R1。这可能导致提供给触摸传感器驱动器RIC的AVDD中的相当大的IR电压下降，并且导致识别幽灵触摸(ghost touch)，该幽灵触摸指示在没有输入任何触摸的触摸传感器中发生触摸输入。该问题不仅可发生在基于显示时段和触摸感测时段驱动的盒内式触摸传感器的驱动方法中，而且还可发生在像素和触摸传感器被同时驱动时。
图10示出了这样的示例，在该示例中，因为与来自第二MUX块中的触摸传感器20的信号相关的ADC操作与在实现无缝显示刷新率切换(SDRRS)功能的情况下用于驱动像素的显示时段交叠，所以发生ADC输出误差，所述SDRRS功能用于在切换到省电模式时降低显示刷新率或帧率。假定与AC适配器连接的笔记本电脑***以60Hz的显示刷新率操作，并且在没有与AC适配器连接的DC电池状态下以50Hz的显示刷新率操作，以便降低功耗。在这种情况下，如果电力状态从DC电池状态(50Hz)改变为AC适配器连接状态(60Hz)，则触摸传感器信号的ADC时间可能与显示时段交叠，因此可识别到幽灵触摸输入。
如图12和图13的实验结果所示，如果选通脉冲调制器108在触摸感测时段中操作，则可能发生触摸感测误差。图12和图13示出了由于触摸感测时段期间的选通脉冲调制GPM而发生的传感器驱动信号PWM_TX的噪声和触摸数据的抖动。在图12中，“GPM(VGHM)”表示VGH根据闪烁信号FLK由选通脉冲调制器108进行调制的电压。在图12中，0.7V表示在闪烁信号FLK的反转定时(reverse timing)发生的传感器驱动信号PWM_TX的噪声。在图13中，噪声在闪烁信号FLK的上升沿/下降沿处被施加到传感器驱动信号PWM_TX，因此在触摸数据中发生抖动。
为了防止SRIC 102的故障，如图14所示，本发明将用于数据驱动器SIC的电力中的至少一个和用于触摸传感器驱动器RIC的电力中的至少一个分开。具体地，如图14所示，具有单独的供电路径的AVDD可被独立地提供给数据驱动器SIC和触摸传感器驱动器RIC。AVDD可被用作数据驱动器SIC的数字电路和触摸传感器驱动器RIC的ADC的电力。
参照图14，AVDD沿着SRIC 102的第一电力线被施加到触摸传感器驱动器RIC。此外，AVDD沿着SRIC 102的第二电力线被施加到数据驱动器SIC。第一电力线和第二电力线是分开的。触摸传感器驱动器RIC可与它们之间的数据驱动器SIC分开，但是本发明的方面不限于此。如图14所示，第一电力线和第二电力线可在PCB和FPCB上是分开的。
本发明可通过在触摸感测时段期间停止输出用于驱动像素的至少一种控制信号来防止触摸传感器驱动器的故障。在显示时段期间，定时控制器通过产生用于控制选通驱动器的控制信号、用于控制选通脉冲调制器的控制信号和用于控制数据驱动器的控制信号来驱动像素。在触摸感测时段期间，定时控制器停止输出控制信号中的至少一种。具体地，如图15所示，定时控制器106可停止输出要输入到选通脉冲调制器108的闪烁信号FLK。结果，在显示时段期间调制选通脉冲的选通高电压(参见图4中的实线)，而在触摸感测时段期间不调制选通脉冲的选通高电压(参见图4中的虚线)。
在触摸感测时段期间，定时控制器106可不仅停止输出闪烁信号FLK，而且还可停止输出另一选通定时控制信号。此外，在触摸感测时段期间，定时控制器106可停止输出用于控制数据驱动器SIC的操作定时的至少一种数据定时控制信号。
参照图15和图16，定时控制器106在触摸感测时段S1期间不产生闪烁信号FLK。结果，选通脉冲调制器108不对移位时钟的VGH进行调制，并因此在触摸感测时段期间停用选通脉冲调制GPM。
图17是例示在停用选通脉冲调制的实验中解决触摸数据的抖动的示例的实验结果图。在该实验中，在每个显示时段和每个触摸感测时段中不产生闪烁信号FLK。在实际的驱动环境中，期望仅在触摸感测时段期间停用选通脉冲调制，从而防止图像闪烁和触摸感测误差。
如上所述，本发明可将SRIC的数据驱动器和触摸传感器驱动器的电力分开，从而防止触摸传感器驱动器的故障。此外，本发明可在驱动触摸传感器的时段期间停止输出用于控制驱动电路的至少一种控制信号，从而可更明确地防止触摸传感器驱动器的故障。
尽管已经参照本公开的多个示例性实施方式描述了实施方式，但是应该理解的是，本领域技术人员能够设计出将落入本公开的原理的范围内的众多其它修改和实施方式。更具体地，可以在本公开、附图和所附权利要求的范围内对主题组合布置的组成部分和/或布置进行各种变型和修改。除了对这些组成部分和/或布置的变型和修改之外，另选用途对于本领域技术人员而言也是显而易见的。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年11月28日提交的韩国专利申请No.10-2016-0159564的权益，该韩国专利申请的全部内容出于所有目的通过引用并入本文，如同在本文中进行完全阐述。

Claims (13)

1.一种显示设备，该显示设备具有触摸传感器，该显示设备包括：
显示面板，在所述显示面板中数据线和选通线彼此相交，并且在所述显示面板中布置有触摸传感器；
集成电路IC，所述IC包括数据驱动器和触摸传感器驱动器，所述数据驱动器用于向所述数据线提供数据电压，所述触摸传感器驱动器用于驱动所述触摸传感器；以及
电源电路，所述电源电路用于至少输出用于所述数据驱动器的驱动电压和用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压，
其中，用于所述数据驱动器的驱动电压通过连接在印刷电路板PCB和所述IC之间的第一电力线被提供至所述IC，并且
其中，用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压通过连接在所述PCB和所述IC之间的第二电力线被提供至所述IC。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，用于所述数据驱动器的驱动电压用作用于所述数据驱动器的数字电路的电力，并且
其中，用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压用作用于所述触摸传感器驱动器的模数转换器ADC的电力。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，用于所述数据驱动器的驱动电压是与用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压相同的电压(AVDD)。
4.根据权利要求1所述的显示设备，该显示设备还包括：
选通驱动器，所述选通驱动器被配置为向所述选通线提供选通脉冲；
选通脉冲调制器，所述选通脉冲调制器被配置为对要被施加到所述选通驱动器的选通脉冲的电压进行调制；
定时控制器，所述定时控制器被配置为向所述数据驱动器发送输入图像的像素数据，并且控制所述数据驱动器的操作定时和所述选通驱动器的操作定时；以及
触摸传感器控制器，所述触摸传感器控制器被配置为控制所述触摸传感器的操作定时。
5.根据权利要求4所述的显示设备，
其中，一个帧时段被时分为至少一个显示时段和至少一个触摸感测时段，
其中，在所述显示时段期间驱动像素，并且
其中，在所述触摸感测时段期间驱动所述触摸传感器。
6.根据权利要求5所述的显示设备，
其中，在所述显示时段期间，所述定时控制器产生用于控制所述选通驱动器的控制信号、用于控制所述选通脉冲调制器的控制信号和用于控制所述数据驱动器的控制信号，
其中，在所述触摸感测时段期间，所述定时控制器停止输出控制信号中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，在所述触摸感测时段期间，所述定时控制器停止输出要被施加到所述选通脉冲调制器的控制信号。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述选通脉冲调制器仅在除了所述触摸感测时段以外的所述显示时段期间对所述选通脉冲的电压进行调制。
9.一种驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，其中，所述显示设备包括集成电路IC，所述IC包括用于向显示面板的数据线提供输入图像的数据电压的数据驱动器和用于驱动所述触摸传感器的触摸传感器驱动器，所述方法包括以下步骤：
从电源电路至少输出用于所述数据驱动器的驱动电压和用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压，
通过连接在印刷电路板PCB和所述IC之间的第一电力线将用于所述数据驱动器的驱动电压提供至所述IC，以及
通过连接在所述PCB和所述IC之间的第二电力线将用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压提供至所述IC。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，用于所述数据驱动器的驱动电压用作用于所述数据驱动器的数字电路的电力，并且
其中，用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压用作用于所述触摸传感器驱动器的模数转换器ADC的电力。
11.根据权利要求9所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在驱动所述显示面板的像素的第一时段期间，对施加到所述显示面板的选通线的选通脉冲进行调制；以及
在驱动所述触摸传感器的第二时段期间，停止对所述选通脉冲的调制。
12.根据权利要求11所述的方法，该方法还包括以下步骤：仅在除了所述第二时段以外的所述第一时段期间，生成用于控制所述选通脉冲的调制的控制信号。
13.一种驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，其中，所述显示设备包括：显示面板，在所述显示面板中数据线和选通线彼此相交并且在所述显示面板中布置有触摸传感器；集成电路IC，所述IC包括用于向所述数据线提供输入图像的数据电压的数据驱动器和用于驱动所述触摸传感器的触摸传感器驱动器；选通驱动器，所述选通驱动器被配置为向所述选通线提供选通脉冲；选通脉冲调制器，所述选通脉冲调制器被配置为对要被施加到所述选通驱动器的选通脉冲的电压进行调制；以及定时控制器，所述定时控制器被配置为向所述数据驱动器发送所述输入图像的像素数据，并且控制所述数据驱动器的操作定时和所述选通驱动器的操作定时，所述方法包括以下步骤：
从电源电路至少输出用于所述数据驱动器的驱动电压和用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压；
通过连接在印刷电路板PCB和所述IC之间的第一电力线将用于所述数据驱动器的驱动电压提供至所述IC；
通过连接在所述PCB和所述IC之间的第二电力线将用于所述触摸传感器驱动器的驱动电压提供至所述IC；以及
在驱动所述触摸传感器的时段期间，在所述定时控制器处停止输出要被施加到所述选通脉冲调制器的控制信号。
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