專利名稱：具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及ー種具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
隨著近來家用電器或個人數(shù)碼產(chǎn)品朝外形 薄、重量輕的方向發(fā)展，作為使用者輸入裝置的按鈕開關(guān)已被觸摸感應(yīng)器取代。應(yīng)用于顯示設(shè)備中的觸摸屏包括多個觸摸感應(yīng)器。所述觸摸感應(yīng)器可按照內(nèi)嵌式(in-cell)集成在顯示面板中。電容型觸摸感應(yīng)器可按照互電容型來實(shí)現(xiàn)。如圖Ia所示，電容型觸摸感應(yīng)器包括形成在彼此交叉的信號線Tx和Rx之間交叉處的互電容。如圖Ib所示，當(dāng)手指到達(dá)形成在電容型觸摸感應(yīng)器的電容電極之間時，電極之間的電場被切斷，從而減少互電容的電荷量。于是，電容型觸摸感應(yīng)器可以通過測量觸摸之前和之后互電容電荷量的變化來識別觸摸。當(dāng)觸摸感應(yīng)器集成在顯示面板中時，連接到觸摸感應(yīng)器的信號線和連接到顯示面板的像素的信號線之間的耦連引起觸摸感應(yīng)器之間的電學(xué)效應(yīng)。例如，連接到像素的柵極線的電壓以相對大的擺動寬度擺動。這種電壓是可以降低觸摸感應(yīng)器的靈敏度和觸摸識別率的噪聲分量。所以，為了減少集成在顯示面板中的觸摸感應(yīng)器在靈敏度和觸摸識別率方面的偏差，必須減少從連接到像素的信號線施加到觸摸感應(yīng)器的噪聲影響。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的一方面提供ー種具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動方法，所述顯示器及其驅(qū)動方法可降低從連接到顯示面板的像素的信號線施加到觸摸感應(yīng)器的噪聲。根據(jù)本發(fā)明的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器包括顯示面板、顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、顯示掃描驅(qū)動電路、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路以及觸摸感應(yīng)器讀出電路。所述顯示面板包括用來將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線、用來將掃描脈沖提供給像素的柵極線、以及彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線和Rx線；所述顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路在顯示周期將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將數(shù)據(jù)線的電壓保持在相同的特定DC電壓；所述顯示掃描驅(qū)動電路在顯示周期將與模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖順序提供給柵極線；所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將驅(qū)動脈沖順序提供給Tx線；所述觸摸感應(yīng)器讀出電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期經(jīng)由Rx線從互電容接收觸摸信號。所述特定DC電壓是接地電壓或類似于接地電壓的DC電壓。所述顯示掃描驅(qū)動電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將柵極線的電壓保持在柵極低電壓。提供一種根據(jù)本發(fā)明的用來驅(qū)動具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的方法，所述顯示器包括顯示面板，所述顯示面板包括用來將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線、用來將掃描脈沖提供給像素的柵極線、以及彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線和Rx線，所述方法包括在顯示周期，通過顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線；在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路將數(shù)據(jù)線的電壓保持在相同的特定DC電壓；在顯示周期，通過顯示掃描驅(qū)動電路將與模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖順序提供給柵極線；在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路將驅(qū)動脈沖順序提供給Tx線；以及在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過觸摸感應(yīng)器讀出電路經(jīng)由Rx線從互電容接收觸摸信號。


本申請包括附圖以提供對于發(fā)明的進(jìn)ー步的理解，附圖被并入并構(gòu)成說明書的ー部分，圖示出本發(fā)明的實(shí)施例并與說明書一起解釋發(fā)明的原理。在附圖中圖Ia和Ib是顯示觸摸電容型觸摸感應(yīng)器之前和之后的操作的圖；
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的框圖；圖3是顯示像素陣列和集成在圖2中所示的顯示面板中的觸摸感應(yīng)器的一部分的平面圖；圖4是顯示沒有與連接到顯示面板的像素的信號線耦連的理想觸摸感應(yīng)器的等效電路圖；圖5是顯示與連接到顯示面板的像素的信號線耦連的觸摸感應(yīng)器的等效電路圖；圖6是顯示經(jīng)由連接到顯示面板的像素的信號線流進(jìn)觸摸感應(yīng)器的噪聲分量的電路圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的驅(qū)動信號波形圖；圖8是顯示當(dāng)提供相同的特定DC電壓給數(shù)據(jù)線時，幾乎未受噪聲分量影響的觸摸信號流的電路圖；圖9是顯示如圖4所示的Rx線的電流變化的測試結(jié)果圖；圖10是顯示觸摸LTPS系顯示面板之前和之后，Rx線的電流變化的測試結(jié)果圖；圖11是顯示觸摸根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的觸摸感應(yīng)器之前和之后，Rx線的電流變化圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在全文中使用相同的標(biāo)號表示相同或相似的部件。下面在本發(fā)明的描述中，將省略不必要地模糊本發(fā)明的主題的相關(guān)已知功能或結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。本發(fā)明的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器可實(shí)現(xiàn)為平板顯示設(shè)備和按照內(nèi)嵌式(in-cell)集成在所述平板顯示設(shè)備的顯示面板中的觸摸感應(yīng)器，所述平板顯示設(shè)備例如是液晶顯示器(LCD)、場發(fā)射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(PDP)、有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)或電泳顯示器(EH))。在下面的示例實(shí)施方式中，值得注意的是，盡管將液晶顯示設(shè)備作為平板顯示設(shè)備的例子來描述，但是本發(fā)明的顯示設(shè)備不局限于液晶顯示設(shè)備。參考圖2和3，根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器包括顯示面板100、顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路202、顯示掃描驅(qū)動電路204、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路302、觸摸感應(yīng)器讀出電路304、觸摸控制器306以及時序控制器104。顯示面板100具有形成在兩塊玻璃基板之間的液晶層。多條數(shù)據(jù)線Dl至Dm(m是正整數(shù))、多條柵極線Gl至Gn (η是整數(shù))、多個薄膜晶體管(圖6的TFT)、多個像素電極11、存儲電容(圖6的Cst)以及觸摸感應(yīng)器形成在顯示面板100的下玻璃基板上，所述多條柵極線Gl至Gn與所述多條數(shù)據(jù)線Dl至Dm相交，所述多個薄膜晶體管形成在數(shù)據(jù)線Dl至Dm和柵極線Gl至Gn的相交處，所述多個像素電極11用數(shù)據(jù)電壓來給液晶盒(圖6的Clc)充電，所述存儲電容連接到像素電極11并用來保持液晶盒的電壓。如圖4至6所示，觸摸感應(yīng)器包括與柵極線Gl至Gn平行的Tx線Tl至Tj (j是小于η的正整數(shù))、與Tx線Tl至Tj相交并與數(shù)據(jù)線Dl至Dm平行的Rx線Rl至Ri (i是小于m的正整數(shù))、以及形成在Tx線Tl至Tj和Rx線Rl至Ri之間的交叉處的互電容Cm。Tx線Tl至Tj和Rx線Rl至Ri連接到公共電極12，以在顯示周期將公共電壓Vcom提供給公共電極12。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，提供用來驅(qū)動觸摸感應(yīng)器的驅(qū)動脈沖給Tx線 Tl至Tj，提供觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線Rl至Ri。顯示面板100的像素形成在像素區(qū)域中，所述像素區(qū)域由按矩陣形式布置的數(shù)據(jù)線Dl至Dm和柵極線Gl至Gn限定。根據(jù)施加給像素電極11的數(shù)據(jù)電壓和施加給公共電極12的公共電壓Vcom之間的電壓差來施加電場，由所施加的電場驅(qū)動每個像素的液晶盒以調(diào)節(jié)入射光的透過量。TFT響應(yīng)于來自柵極線Gl至Gn的柵極脈沖而導(dǎo)通，以將來自數(shù)據(jù)線Dl至Dm的電壓提供給像素電極11。顯示面板100的上玻璃基板包括黑矩陣、濾色器等等。顯示面板100的下玻璃基板可實(shí)現(xiàn)為COT (濾色器在TFT上)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，黑矩陣和濾色器可形成在顯示面板100的下玻璃基板上。在諸如扭曲向列(TN)模式和垂直排列(VA)模式的垂直電場驅(qū)動方式中，公共電極12形成在上玻璃基板上，而在諸如共平面切換(IPS)模式和邊緣場切換(FFS)模式的水平電場驅(qū)動方式中，公共電極12與像素電極11 一起形成在下玻璃基板上。提供給公共電極12的公共電壓Vcom可以是7V至8V的DC電壓。公共電極12連接到Tx線Tl至Tj和Rx線Rl至Ri中的一個或多個，以通過Tx線Tl至Tj和Rx線Rl至Ri接收公共電壓Vcom。偏振板粘接在顯示面板100的上玻璃基板和下玻璃基板的每ー個上，用來設(shè)定液晶的預(yù)傾角的取向膜形成在與液晶接觸的內(nèi)表面上。用來保持液晶盒的盒間隙的襯墊料可形成在顯示面板100的上玻璃基板和下玻璃基板之間。顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路202包括多個源驅(qū)動集成電路1C。源驅(qū)動IC在預(yù)設(shè)顯示周期輸出模擬視頻數(shù)據(jù)電壓，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期輸出特定DC電壓。所述特定DC電壓是能夠在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期最小化充電到觸摸感應(yīng)器的互電容Cm中的電壓變化的電壓。特定DC電壓可以是接地電壓GND或類似的DC電壓。源驅(qū)動IC鎖存從時序控制器104輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB。源驅(qū)動IC將所述數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB轉(zhuǎn)換成模擬正/負(fù)伽馬補(bǔ)償電壓并輸出模擬視頻數(shù)據(jù)電壓。所述模擬視頻數(shù)據(jù)電壓被提供給數(shù)據(jù)線Dl至Dm。顯示掃描驅(qū)動電路204包括ー個或多個掃描驅(qū)動1C。在顯示周期中，在時序控制器104的控制下，掃描驅(qū)動IC將與模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖(或柵極脈沖)順序提供給柵極線Gl至Gn，并選擇顯示面板的寫入所述模擬視頻數(shù)據(jù)電壓的線。掃描脈沖產(chǎn)生為在柵極高電壓VGH和柵極低電壓VGL之間擺動的脈沖。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，顯示掃描驅(qū)動電路204將柵極低電壓VGL連續(xù)提供給柵極線Gl至Gn，而不產(chǎn)生掃描脈沖。于是，柵極線Gl至Gn在顯示周期將柵極脈沖提供給像素的TFT以順序選擇在顯示面板100上寫入數(shù)據(jù)的線，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期保持柵極低電壓VGL。柵極高電壓VGH可以是約18V至20V的電壓，柵極低電壓VGL可以是約OV至-15V的電壓。觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路302在顯示周期將公共電壓Vcom提供給Tx線Tl至Tj，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期 將驅(qū)動脈沖順序施加給Tx線Tl至Tj以掃描觸摸感應(yīng)器。觸摸感應(yīng)器讀出電路304在顯示周期將公共電壓Vcom提供給Rx線Rl至Ri，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將觸摸基準(zhǔn)電壓Vref提供給Rx線Rl至Ri。觸摸基準(zhǔn)電壓Vref可設(shè)定為高于OV低于3V的DC電壓。觸摸感應(yīng)器讀出電路304將通過Rx線Rl至Ri輸入的觸摸感應(yīng)器的模擬輸出(互電容的電壓)放大，將放大的輸出轉(zhuǎn)換成HID形式的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),和將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳送入觸摸控制器306。觸摸控制器306通過預(yù)設(shè)的觸摸識別算法，分析從觸摸感應(yīng)器讀出電路304輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以計(jì)算坐標(biāo)值。傳送觸摸控制器306輸出的觸摸位置的坐標(biāo)值數(shù)據(jù)到外部主系統(tǒng)。主系統(tǒng)執(zhí)行由觸摸位置的坐標(biāo)值指示的應(yīng)用程序(application)。時序控制器104接收諸如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數(shù)據(jù)使能信號DE以及主時鐘MCLK等時序信號，并產(chǎn)生用來控制顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路202和顯示掃描驅(qū)動電路204的操作時序的時序控制信號。顯示掃描驅(qū)動電路204的時序控制信號包括柵極啟動脈沖GSP、柵極移位時鐘GSC、柵極輸出使能信號GOE和移位方向控制信號DIR。顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路202的時序控制信號包括源采樣時鐘SSC、偏振控制信號POL和源輸出使能信號SOE。時序控制器104產(chǎn)生時序控制信號Ctx和Crx用來控制觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路302和觸摸感應(yīng)器讀出電路304的操作時序。時序控制器104控制時序控制信號，以將ー巾貞周期時分(time-divide)成顯示周期和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期。例如，如果ー幀周期為1/60秒(16. 67毫秒)，則時序控制器104將觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期設(shè)定為5. 67毫秒，以在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期驅(qū)動觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路302和觸摸感應(yīng)器讀出電路304，從而檢測觸摸屏的觸摸位置。可根據(jù)顯示面板100的類型，考慮面板特征來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)顯示周期和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期。圖3是顯示像素陣列和集成在圖2所示的顯示面板100中的觸摸感應(yīng)器的一部分的平面圖。在圖3中，Tx線Tl至Tj包括透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T23和鏈接圖案Lll至L22。透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T23的每ー個被構(gòu)圖成比每個像素大。透明導(dǎo)電塊圖案Tl至T23的每ー個與像素重疊，在透明導(dǎo)電塊圖案和像素中間有絕緣層，可用諸如氧化銦錫(ITO)之類的透明導(dǎo)電材料構(gòu)圖所述透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T23。鏈接圖案Lll至L22橫跨Rx線Rl至R2地電連接橫向(或水平方向)相鄰的透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T23。鏈接圖案Lll至L22與Rx線Rl和R2重疊，在所述鏈接圖案Lll至L22與所述Rx線Rl和R2之間有絕緣層。鏈接圖案Lll至L22可由具有高電導(dǎo)率的諸如鋁(Al)、鋁釹(AlNd)、鑰(Mo)、鉻(Cr)、銅(Cu)和銀(Ag)之類的金屬構(gòu)圖，或由透明導(dǎo)電材料構(gòu)圖。在圖3中，第一 Tx線包括由鏈接圖案Lll和L12沿橫向連接的多個透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T13。第二 Tx線包括多個透明導(dǎo)電塊圖案。
Rx線Rl和R2在橫向相鄰的透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T23之間沿縱向(或垂直方向)縱向地構(gòu)圖。Rx線Rl和R2可由諸如ITO之類的透明導(dǎo)電材料形成。Rx線Rl和R2的每ー個可與多個像素(沒有顯示)重疊。在圖3中，“Dl D3... ”代表數(shù)據(jù)線，“G1 G3... ”代表柵極線。圖4是顯示沒有與連接到顯示面板100的像素的信號線耦連的理想觸摸感應(yīng)器的等效電路圖。圖5是顯示與連接到顯示面板100的像素的信號線耦連的觸摸感應(yīng)器的等效電路圖。圖6是顯示經(jīng)由連接到顯示面板100的像素的信號線流入觸摸感應(yīng)器的噪聲分量。在圖4至6中，“Ct”代表連接到Tx線的寄生電容，“Cr”代表連接到Rx線的寄生電容，“ Cgr ”代表在柵極線Gx和Rx線之間的寄生電容，“ Rt ”代表Tx線的電容，“ Rr ”代表Rx線的電容。
在電容型觸摸感應(yīng)器沒有與連接到像素的信號線耦連的理想條件下(圖4)，可以在沒有噪聲的情況下檢測出觸摸之前和之后形成在Tx線和Rx線之間交叉處的互電容Cm的變化。另ー方面，如圖5所示，當(dāng)連接到像素的柵極線Gx和電容型觸摸感應(yīng)器耦連吋，噪聲分量電流流徑Tx線、柵極線Gx、和柵極線Gx和Rx線之間的寄生電容Cgr，且該電流混入通過Rx輸出的觸摸信號。觸摸信號是從互電容Cm輸出的電壓。由于這個噪聲分量，在觸摸之前和之后的互電容的電壓變化減小，所以很難識別觸摸的存在，從而降低了觸摸靈敏度。當(dāng)噪聲分量通過連接到柵極線Gx的電阻Ron放電時，可減少混入觸摸信號的噪聲分量。所以，連接到柵極線Gx的電阻Ron減小，混入觸摸信號的噪聲分量也可減小。在圖6中，參考數(shù)字“40”代表顯示掃描驅(qū)動電路204的輸出單元。顯示掃描驅(qū)動電路204的輸出單元40包括用來將柵極高電壓VGH提供給柵極線Gx的上拉晶體管Tl和用來將柵極低電壓VGL提供給柵極線Gx的下拉晶體管T2。如圖6所示，在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期連接到柵極線Gx的電阻Ron包括形成在顯示掃描驅(qū)動電路204的輸出單元40的下拉晶體管T2的源-漏電阻。所以，必須增加下拉晶體管T2的尺寸，以減小連接到柵極線Gx的電阻Ron。顯示掃描驅(qū)動電路204可按照面板內(nèi)柵極(GIP)形式直接安裝在顯示面板100的下玻璃基板中。在這種情況下，像素陣列的TFT和顯示掃描驅(qū)動電路204的晶體管可形成在非晶硅(a-Si)上。非晶硅系晶體管的電阻Ron比形成在低溫多晶硅(LTPS)系顯示面板上的晶體管的電阻高很多。于是，應(yīng)增加晶體管的尺寸，以充分降低非晶硅系晶體管的電阻Ron。如果增加顯示掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管T2的尺寸，則作為非顯示區(qū)域的邊框區(qū)域變大，所以很難使顯示面板100實(shí)現(xiàn)為窄邊框面板。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的驅(qū)動信號的波形圖。參考圖7，根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器將ー幀周期時分(time-divide)為顯示周期Tl和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，以驅(qū)動其中集成有觸摸感應(yīng)器的顯不面板100。在顯示周期Tl，提供正/負(fù)模擬視頻數(shù)據(jù)電壓給數(shù)據(jù)線Dl至D4，提供與數(shù)據(jù)電壓同步的柵極脈沖給柵極線Gl至G3。提供公共電壓Vcom給Tx線Tl至Tj和Rx線Rl至Ri,所述公共電壓Vcom將要在顯示周期Tl提供到公共電極12。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，提供例如接地電壓GND的特定DC電壓給數(shù)據(jù)線Dl至D4，提供柵極低電壓VGL給柵極線Gl至G3。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，順序提供驅(qū)動脈沖給Tx線Tl至Tj。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，提供觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線Rl至Ri。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，如圖7所示，當(dāng)提供相同的特定DC電壓給所有數(shù)據(jù)線Dl至D4時，如圖8所示，可最小化通過連接到像素的信號線混入觸摸信號的噪聲分量。同時，在傳統(tǒng)的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器中，顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路202的源驅(qū)動IC在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2保持最末正/負(fù)數(shù)據(jù)電壓，然后在下ー幀周期的顯示周期Tl輸出新的正/負(fù)數(shù)據(jù)電壓。例如，在傳統(tǒng)的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器中，在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，第一數(shù)據(jù)線Dl保持負(fù)的數(shù)據(jù)電壓，所述負(fù)的數(shù)據(jù)電壓是顯示周期T2的最末數(shù)據(jù)電壓。在圖7中，在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期提供給Tx線Tl至Tj的驅(qū)動脈沖的電壓是在2V和18V之間的電壓，所述驅(qū)動脈沖的電壓可根據(jù)觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路302的IC驅(qū)動特征變動。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，施加提供給Rx線Rl至Ri的觸摸基準(zhǔn)電壓Vref。在本發(fā)明中，參考圖4至7，施加驅(qū)動脈沖給Tx線Tl至Tj，根據(jù)Rx線Rl至Ri的電荷變化檢測觸摸的存在。當(dāng)提供預(yù)定的觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線Rl至Ri時，互電容Cm的電荷量因Tx線Tl至Tj的脈沖而改變，Rx線Rl至Ri的電荷量與互電容Cm的電荷量變化成比例地改變(shift)。Rx線Rl至Ri的電荷變化(shift)再次轉(zhuǎn)變?yōu)橛|摸基準(zhǔn)電壓Vref。在這個過程中，可感測到Rx線Rl至Ri中的變化。當(dāng)互電容Cm的電荷量因觸摸而改變時，波形發(fā)生輕微變化。這種改變的整合(integration)顯示為電荷的改變。在這種情況下，如果已施加觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線Rl至Ri，則在施加驅(qū)動脈沖給Tx線Tl至Tj之前，用觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線Rl至Rj充電。當(dāng)Tx線Tl至Tj的電壓因Tx線Tl至Tj的脈沖而擺動時，Rx線Rl至Ri的電荷量改變。當(dāng)Rx線Rl至Ri的電勢再一次穩(wěn)定在觸摸基準(zhǔn)電壓Vref吋，Rx線Rl至Ri的電荷恢復(fù)至施加驅(qū)動脈沖之前的狀態(tài)。然后，可檢測Rx線Rl至Ri的電荷量的改變，將Rx線Rl至Ri的電荷量的改變當(dāng)做由互電容Cm中的改變引起的電荷量的改變。按照這種方式，當(dāng)在觸摸感測周期將設(shè)定為恒定DC電壓的觸摸基準(zhǔn)電壓Vref施加給Rx線Rl至Ri時，可檢測到互電容Cm中的變化，所述變化對連接到Rx線Rl至Ri的寄生電容的電荷變化幾乎沒有影響。在圖8中，“Cdt”代表數(shù)據(jù)線和Tx線之間的寄生電容，“Cgd、Cgdl、Cgd2”代表柵極線Gx和數(shù)據(jù)線之間的寄生電容，“Cgt”代表柵極線Gx和Tx線之間的寄生電容，“Cgrl”代表柵極線和Rx線之間的寄生電容,“Cdrl、Cdr2”代表數(shù)據(jù)線和Rx線之間的寄生電容。參考數(shù)字“61”代表包含在觸摸感應(yīng)器讀出電路304中的放大電路。放大電路61包括運(yùn)算放大器(OP amp.)和電容器Cop。經(jīng)由Rx線輸入觸摸信號到運(yùn)算放大器的非反相輸入端，提供基準(zhǔn)電壓Vrx到運(yùn)算放大器的反相輸入端?；鶞?zhǔn)電壓Vrx可設(shè)定為觸摸基準(zhǔn)電壓Vref。電容器Cop連接在運(yùn)算放大器的非反相輸入端和運(yùn)算放大器的輸出端之間，以積累和儲存觸摸信號。已經(jīng)檢測觸摸的觸摸感應(yīng)器的互電容Cm連接到信號線，所述信號線通過寄生電容Cdt、Cgd、Cgt、Cgrl、Cgdl和Cdrl連接到像素。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2，提供接地電壓VND或類似的特定DC電壓給數(shù)據(jù)線，提供柵極低電壓VGL給柵極線Gx。所以，在寄生電容Cdt、Cgd、Cgt、Cgrl、Cgdl和Cdrl中沒有變化。特別地，因?yàn)樘峁┙拥仉妷篤ND或類似的特定DC電壓提供給數(shù)據(jù)線，流經(jīng)連接到像素的數(shù)據(jù)線和柵極線的噪聲分量不會流向Rx線，而是經(jīng)由數(shù)據(jù)線放電。因此，噪聲分量幾乎不會混入觸摸信號，所述觸摸信號從互電容Cm輸出且經(jīng)由Rx線傳送到觸摸感應(yīng)器讀出電路304。所以，可以增加觸摸之前和之后的觸摸信號變化，從而提高觸摸靈敏度和觸摸識別率。在本發(fā)明的另ー示例實(shí)施方式中，在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期T2提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線，并且將連接到柵極線的顯示掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron設(shè)計(jì)成很小。在掃描驅(qū)動電路204按照GIP形式直接形成在非晶硅系顯示面板100里的一個實(shí)例中，掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron設(shè)計(jì)成約IOkQ至150k Ω。在這種情況下，可増加邊框區(qū)域，但是混入觸摸信號的噪聲分量信號仍可通過數(shù)據(jù)線和柵極線有效地放電。在掃描驅(qū)動電路204按照帶式自動貼裝(TAB) IC形式制造并粘接在顯示面板100的基板上的另ー個實(shí)例中，掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron可設(shè)計(jì)為大于OkQ并小于2k Ω。圖9是顯示如圖4所示的Rx線的電流變化的測試結(jié)果圖。圖10是顯示觸摸LTPS系顯示面板之前和之后，Rx線的電流變化的測試結(jié)果圖。圖10是顯示觸摸集成在LTPS系顯示面板中的觸摸感應(yīng)器之前和之后，電流變化的測試結(jié)果圖。形成在LTPS系顯示面板上的掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron是形成在非晶硅系顯示面板100上的掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron的約1/10。如在圖10的測試結(jié)果中可見，在LTPS系顯示面板上的Rx線中測量的電流范圍在70μ A至80 μ A之間，從而增加了能耗。一般來說，觸摸感應(yīng)器讀出電路304的IC可將小于10 μ A的電流提供給Rx線Rl至Ri，并感測小于10 μ A的電流變化。當(dāng)在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線時，流經(jīng)Rx線的電流可減少到小于ΙΟμΑ。圖11是顯示在觸摸根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施方式的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器之前和之后的Rx線的電流變化圖。如在圖11中可見，當(dāng)數(shù)據(jù)線的電壓在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期Τ2保持為特定DC電壓時，盡管與LTPS系顯示面板100相比，掃描驅(qū)動電路204的下拉晶體管電阻Ron相對較高，但仍會出現(xiàn)在觸摸所述觸摸感應(yīng)器之前和之后的觸摸信號差異。所以，可以確信的是，觸摸感應(yīng)器的輸出幾乎沒有受到連接到像素的信號線的影響。 本發(fā)明適用于具有非晶娃系或LTPS系顯不面板100的顯不器。如上所述，通過在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線，可將不利地影響觸摸感應(yīng)器輸出的噪聲分量信號經(jīng)由數(shù)據(jù)線放電。結(jié)果，本發(fā)明可最小化從連接到顯示面板的像素的信號線施加到觸摸感應(yīng)器的噪聲。進(jìn)ー步，本發(fā)明可最小化不利地影響觸摸感應(yīng)器的噪聲，而不增加非晶硅系顯示面板的邊框區(qū)域。盡管參考多個說明性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但應(yīng)理解的是，可以由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員構(gòu)思出落入本公開內(nèi)容的精神和原理范圍內(nèi)的許多其它的修改和實(shí)施例。特別地，可以有很多落入本公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的主題組合排列的組成部分和/或配置的各種變型和修改。除了組成部分和/或配置的變型和修改外，替代使用對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說也是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.ー種具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器，包括 顯示面板，所述顯示面板包括用來將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線、用來將掃描脈沖提供給像素的柵極線、和彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線和Rx線； 顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路，所述顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路在顯示周期將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給所述數(shù)據(jù)線，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將所述數(shù)據(jù)線的電壓保持在相同的特定DC電壓； 顯示掃描驅(qū)動電路，所述顯示掃描驅(qū)動電路在顯示周期將與所述模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖順序提供給所述柵極線； 觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路，所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將驅(qū)動脈沖順序提供給所述Tx線；以及 觸摸感應(yīng)器讀出電路，所述觸摸感應(yīng)器讀出電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期經(jīng)由所述fcc線接收來自所述互電容的觸摸信號。
2.如權(quán)利要求I所述的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器，其中所述特定DC電壓是接地電壓或類似于接地電壓的DC電壓。
3.如權(quán)利要求I所述的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器，其中所述掃描脈沖在柵極高電壓和柵極低電壓之間擺動，以及 所述顯示掃描驅(qū)動電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將所述柵極線的電壓保持在所述柵極低電壓。
4.如權(quán)利要求I所述的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器，其中所述顯示掃描驅(qū)動電路的輸出端包括連接到所述柵極線的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個的源-漏電阻的值在IOkQ至150kQ之間。
5.如權(quán)利要求I所述的具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器，其中所述顯示掃描驅(qū)動電路的輸出端包括連接到所述柵極線的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個的源-漏電阻大于OkQ且小于2k Ω。
6.ー種用來驅(qū)動具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器的方法，所述顯示器包括顯示面板，所述顯示面板包括用來將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線、用來將掃描脈沖提供給像素的柵極線、和彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線和Rx線，所述方法包括 在顯示周期，通過顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線； 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路將所述數(shù)據(jù)線的電壓保持在相同的特定DC電壓； 在顯示周期，通過顯示掃描驅(qū)動電路將與所述模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖順序提供給所述柵極線； 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路將驅(qū)動脈沖順序提供給所述Tx線；以及 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，通過觸摸感應(yīng)器讀出電路經(jīng)由所述Rx線從所述互電容接收觸摸信號。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述特定DC電壓是接地電壓或類似于接地電壓的DC電壓。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期將所述柵極線的電壓保持在柵極低電壓，其中所述掃描脈沖在柵極高電壓和所述柵極低電壓之間擺動。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述顯示掃描驅(qū)動電路的輸出端包括連接到所述柵極線的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個的源-漏電阻的值在IOkQ至150kΩ之間。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述顯示掃描驅(qū)動電路的輸出端包括連接到所述柵極線的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個的源-漏電阻大于OkQ且小于2k Ω。
全文摘要
公布了一種具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動方法。顯示器包括顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路、顯示掃描驅(qū)動電路、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路以及觸摸感應(yīng)器讀出電路。所述顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動電路在顯示周期，將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給顯示面板的數(shù)據(jù)線，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，將數(shù)據(jù)線的電壓保持在相同特定的DC電壓；所述顯示掃描驅(qū)動電路在顯示周期，將與模擬視頻數(shù)據(jù)電壓同步的掃描脈沖順序提供給顯示面板的柵極線；所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，將驅(qū)動脈沖順序提供給顯示面板的Tx線；以及所述觸摸感應(yīng)器讀出電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動周期，經(jīng)由顯示面板的Rx線從互電容接收觸摸信號。
文檔編號G06F3/044GK102693703SQ20111042409
公開日2012年9月26日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月25日
發(fā)明者金哲世, 韓萬協(xié), 黃相守 申請人:樂金顯示有限公司