專利名稱：具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備，更特別地，涉及一種可在時(shí)間上劃分并且交替驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器和顯示區(qū)域的顯示設(shè)備，從而減少噪聲的產(chǎn)生并減少感測(cè)時(shí)間；以及涉及一種用于驅(qū)動(dòng)該顯示設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，可通過(guò)觸摸各種顯示設(shè)備的屏幕來(lái)輸入信息的觸摸傳感器(觸摸屏或觸摸面板)被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中作為信息輸入設(shè)備。該觸摸傳感器使用戶能夠通過(guò)手指或指示筆簡(jiǎn)單地觸摸屏幕來(lái)移動(dòng)或選擇屏幕上顯示的信息。因此，不分年齡段和性別，人們可以輕易地使用觸摸傳感器。觸摸傳感器感測(cè)顯示設(shè)備屏幕上的觸摸位置并輸出觸摸信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析該觸摸信息并執(zhí)行命令。主要使用平面顯示面板例如液晶顯示面板、等離子體顯示面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板作為該顯示設(shè)備。根據(jù)觸摸傳感器的感測(cè)原理，觸摸傳感器可以有電阻膜型、電容型、光學(xué)型、紅外線型、超聲波型或電磁型。一般地，觸摸傳感器被制造為面板形式，其被附接到顯示設(shè)備的頂部以執(zhí)行觸摸輸入功能。然而，由于觸摸面板與顯示設(shè)備是分別制造的，所以增加了制造成本。此外，還增加了顯示設(shè)備的總厚度和重量。因此導(dǎo)致顯示設(shè)備的移動(dòng)性變差，而且限制了顯示設(shè)備的設(shè)計(jì)。為了解決上述問(wèn)題，近年來(lái)發(fā)展出了一種通過(guò)將觸摸傳感器放置在顯示面板例如液晶顯示面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板中而形成的單元內(nèi)(in-cell)觸摸傳感器。主要將利用光電晶體管根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)識(shí)別觸摸的光電觸摸傳感器或者根據(jù)電容變化來(lái)識(shí)別觸摸的電容式觸摸傳感器用作單元內(nèi)觸摸傳感器。光電觸摸傳感器根據(jù)光電晶體管的光漏電流來(lái)識(shí)別觸摸，所述光漏電流是由于光入射到觸摸體上或者從觸摸體上反射而產(chǎn)生的。電容式觸摸傳感器根據(jù)當(dāng)導(dǎo)電體例如人體或指示筆觸摸時(shí)使得少量電荷移動(dòng)到觸摸點(diǎn)而產(chǎn)生的電容變化來(lái)識(shí)別觸摸。在附接到常規(guī)顯示設(shè)備上的觸摸傳感器中，顯示設(shè)備和觸摸傳感器是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的，因此可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備和觸摸傳感器。然而，在安裝在顯示設(shè)備的像素陣列中的單元內(nèi)觸摸傳感器中，不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備和觸摸傳感器。因此，需要一種驅(qū)動(dòng)具有單元內(nèi)觸摸傳感器的顯示設(shè)備的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法，其基本上克服了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種可在時(shí)間上劃分并且交替驅(qū)動(dòng)單元內(nèi)觸摸傳感器和顯示區(qū)域以便減少噪聲的產(chǎn)生并減少感測(cè)時(shí)間的顯示設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目的和特點(diǎn)的一部分在下面的具體說(shuō)明中給出，一部分對(duì)于所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀下文后將變得顯而易見或者可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而獲悉。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)以下說(shuō)明書及其權(quán)利要求書以及附圖中所具體給出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。為了實(shí)現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如這里具體化和廣義描述的， 一種顯示設(shè)備包括包括像素陣列和觸摸傳感器陣列的顯示面板，所述像素陣列包括多個(gè)像素，所述觸摸傳感器陣列包括形成在該像素陣列中的多個(gè)觸摸傳感器，所述像素陣列和觸摸傳感器陣列被劃分成多個(gè)塊并被驅(qū)動(dòng)；柵極驅(qū)動(dòng)器，用于以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)該像素陣列中的多條柵極線；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，用于每當(dāng)所述柵極線被驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)該像素陣列中的多條數(shù)據(jù)線；觸摸控制器，用于以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)所述觸摸傳感器陣列；以及時(shí)序控制器， 用于將一幀劃分為至少一個(gè)顯示模式和至少一個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且控制所述柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸控制器以使所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式交替，其中在所述顯示模式下驅(qū)動(dòng)該像素陣列，在所述觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)所述觸摸傳感器陣列。優(yōu)選地，所述時(shí)序控制器可將一幀在時(shí)間上劃分為多個(gè)顯示模式和多個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且可生成和輸出用以控制所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式進(jìn)行交替的模式切換信號(hào)。優(yōu)選地，所述柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器可響應(yīng)于該模式切換信號(hào)，在每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊中的像素陣列，以及該觸摸控制器可響應(yīng)于該模式切換信號(hào)，在每個(gè)觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊中的觸摸傳感器陣列。優(yōu)選地，所述時(shí)序控制器可包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于以塊為單位存儲(chǔ)和輸出數(shù)據(jù)，并且所述時(shí)序控制器可以以比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中的頻率更快的頻率，將存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)提供到該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。并且，該時(shí)序控制器可將多個(gè)輸入同步信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為比輸入頻率更快的頻率，并且生成用于控制所述柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸控制器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序的多個(gè)控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述顯示面板可以包括液晶面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。并且，每個(gè)觸摸傳感器可包括光電觸摸傳感器或電容式觸摸傳感器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括像素陣列和觸摸傳感器陣列，所述像素陣列包括多個(gè)像素，所述觸摸傳感器陣列包括形成在該像素陣列中的多個(gè)觸摸傳感器，該方法包括將所述像素陣列和觸摸傳感器陣列劃分成多個(gè)塊；將一幀在時(shí)間上劃分為至少一個(gè)顯示模式和至少一個(gè)觸摸感測(cè)模式并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中在所述顯示模式下驅(qū)動(dòng)在至少一個(gè)塊中的像素陣列，在所述觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)在所述至少一個(gè)塊中的觸摸傳感器陣列。優(yōu)選地，可將所述幀在時(shí)間上劃分為多個(gè)顯示模式和多個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且可響應(yīng)于模式切換信號(hào)使所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式交替。優(yōu)選地，可在每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)在一個(gè)塊中的像素陣列，并且可在每個(gè)觸摸感測(cè)模式下依次驅(qū)動(dòng)在多個(gè)塊中的觸摸傳感器陣列。應(yīng)當(dāng)理解，前面對(duì)本發(fā)明的概括說(shuō)明和以下對(duì)本發(fā)明的具體說(shuō)明都是示例性和解釋性的，其意圖是為所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步解釋。


附圖用于提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被結(jié)合在本申請(qǐng)中構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的框圖；圖2是示出了安裝有圖1中的觸摸傳感器的顯示面板的垂直結(jié)構(gòu)截面圖；圖3是示出了安裝有圖1中的觸摸傳感器的顯示面板的一個(gè)示例等效電路圖；圖4是示出了安裝有圖1中的觸摸傳感器的顯示面板的另一示例等效電路圖；圖5是示出了安裝有圖1中的觸摸傳感器的顯示面板的驅(qū)動(dòng)波形視圖；以及圖6A-6D是依次示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的、基于依次劃分驅(qū)動(dòng)順序 (sequential division driving sequence)的顯示面板的驅(qū)動(dòng)區(qū)域視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行具體說(shuō)明，在附圖中示出了其中的多個(gè)例子。盡可能地在整個(gè)附圖中使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或相似的部分。圖1是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元的框圖，圖2是示出了圖1所示顯示面板10的垂直結(jié)構(gòu)的截面圖。參照?qǐng)D1，該顯示設(shè)備包括顯示面板10，其中安裝有多個(gè)觸摸傳感器TS ；用于驅(qū)動(dòng)顯示面板10的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14 ；用于控制面板驅(qū)動(dòng)單元的時(shí)序控制器， 該面板驅(qū)動(dòng)單元包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14 ；以及用于控制顯示面板10中的觸摸傳感器TS的觸摸控制器20。時(shí)序控制器16和觸摸控制器20連接到主機(jī)系統(tǒng)30。時(shí)序控制器16和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12可以集成在不同的集成電路(IC)中。替代地，時(shí)序控制器16可以安裝在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12中，從而集成在單個(gè)IC中。觸摸控制器20和時(shí)序控制器16可以集成在不同的IC中。替代地，觸摸控制器20可以安裝在時(shí)序控制器16中， 從而集成在單個(gè)IC中。顯示面板10可以包括平面顯示面板例如液晶顯示面板(下文稱為“液晶面板”)、 等離子體顯示面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。作為一個(gè)例子，下文將描述液晶面板作為顯示面板10。當(dāng)使用液晶面板作為顯示面板10時(shí)，如圖2所示，顯示面板10包括形成有濾色器陣列40的濾色器基板42 ；形成有薄膜晶體管陣列44和觸摸傳感器陣列45的薄膜晶體管基板46 ；位于濾色器基板42和薄膜晶體管基板46之間的液晶層48 ；分別附接到濾色器基板42和薄膜晶體管基板46的外側(cè)上的上、下偏振板50和52 ；以及附接到上偏振板 50上的鋼化玻璃基板M。可以通過(guò)在扭曲向列(TN)模式或垂直對(duì)準(zhǔn)(VA)模式中的垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶層48。替代地，可以通過(guò)在面內(nèi)切換(IPQ模式或邊緣場(chǎng)切換(FR5)模式中的水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)液晶層48。顯示面板10包括布置有多個(gè)像素的像素陣列和在該像素陣列中布置有多個(gè)觸摸傳感器TS的觸摸傳感器陣列。
該像素陣列中的每個(gè)像素通過(guò)組合紅、綠、藍(lán)色子像素以根據(jù)液晶排列的改變 (該液晶排列的改變是基于數(shù)據(jù)信號(hào)而發(fā)生的)來(lái)調(diào)節(jié)透光率，從而實(shí)現(xiàn)期望的顏色。每個(gè)子像素PX包括連接到柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的薄膜晶體管，以及并行連接到該薄膜晶體管的液晶電容器和存儲(chǔ)電容器。利用通過(guò)該薄膜晶體管供給到像素電極的數(shù)據(jù)信號(hào)與供給到公共電極的公共電壓之間的電壓差對(duì)該液晶電容器充電，并且該液晶電容器驅(qū)動(dòng)液晶以調(diào)節(jié)透光率。存儲(chǔ)電容器穩(wěn)定地保持充入該液晶電容器中的電壓。該觸摸傳感器陣列包括連接到傳感器驅(qū)動(dòng)線SL和讀出線ROL的多個(gè)觸摸傳感器 TS。每個(gè)觸摸傳感器TS可以包括利用光電晶體管根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度來(lái)識(shí)別觸摸的光電觸摸傳感器或根據(jù)電容變化來(lái)識(shí)別觸摸的電容式觸摸傳感器。該光電觸摸傳感器根據(jù)光電晶體管的光漏電流來(lái)識(shí)別觸摸，所述光漏電流是由于光入射到觸摸體上或者從觸摸體上反射而產(chǎn)生的。該電容式觸摸傳感器根據(jù)當(dāng)導(dǎo)電體例如人體或指示筆觸摸時(shí)使得少量電荷移動(dòng)到觸摸點(diǎn)而產(chǎn)生的電容變化來(lái)識(shí)別觸摸。例如，電容式觸摸傳感器TS與觸摸體形成觸摸電容器 Cf，以改變電容并通過(guò)讀出線ROL輸出對(duì)應(yīng)于電容變化的信號(hào)?？紤]到觸摸點(diǎn)的尺寸為大約3-5mm，每個(gè)觸摸傳感器TS由多個(gè)像素構(gòu)成。例如，當(dāng)觸摸點(diǎn)的線寬度為大約4mm時(shí)，每個(gè)觸摸傳感器TS可以由大約50個(gè)像素構(gòu)成。如圖5所示，安裝有觸摸傳感器TS的顯示面板10在時(shí)間上被劃分為將數(shù)據(jù)記錄在像素陣列中的顯示模式DM和驅(qū)動(dòng)該觸摸傳感器陣列的觸摸感測(cè)模式SM，顯示模式DM 和觸摸感測(cè)模式SM是交替驅(qū)動(dòng)的。為此，該像素陣列和觸摸傳感器陣列被劃分為多個(gè)塊 (block)。像素塊和觸摸傳感器塊被交替驅(qū)動(dòng)。主機(jī)系統(tǒng)30將圖像數(shù)據(jù)和多個(gè)同步信號(hào)提供到時(shí)序控制器16，分析從觸摸控制器20輸入的觸摸信息，并執(zhí)行命令。時(shí)序控制器16對(duì)從主機(jī)系統(tǒng)30輸入的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種信號(hào)處理，并且將數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12。例如，為了提高液晶的響應(yīng)速度，時(shí)序控制器16可以通過(guò)根據(jù)相鄰幀之間的數(shù)據(jù)差添加一過(guò)沖值(overshoot value)或下沖值(undershoot value)的過(guò)驅(qū)動(dòng)方式來(lái)校正和輸出數(shù)據(jù)。而且，時(shí)序控制器16通過(guò)使用從主機(jī)系統(tǒng)30輸入的多個(gè)同步信號(hào)，例如垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)、數(shù)據(jù)使能信號(hào)和點(diǎn)時(shí)鐘，生成用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器 12的驅(qū)動(dòng)時(shí)序的數(shù)據(jù)控制信號(hào)以及用于控制柵極驅(qū)動(dòng)器14的驅(qū)動(dòng)時(shí)序的柵極控制信號(hào)， 并將該數(shù)據(jù)控制信號(hào)和柵極控制信號(hào)分別輸出到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14。該數(shù)據(jù)控制信號(hào)包括用于控制數(shù)據(jù)信號(hào)的鎖存(latch)的源極起始脈沖和源極采樣時(shí)鐘，用于控制數(shù)據(jù)信號(hào)的極性的極性控制信號(hào)，和用于控制數(shù)據(jù)信號(hào)的輸出時(shí)間段的源極輸出使能信號(hào)。該柵極控制信號(hào)包括用于控制柵極信號(hào)的掃描的柵極起始脈沖和柵極移位時(shí)鐘，以及用于控制柵極信號(hào)的輸出時(shí)間段的柵極輸出使能信號(hào)。特別地，為了如圖5所示將各個(gè)幀在時(shí)間上劃分為多個(gè)顯示模式DM和多個(gè)觸摸感測(cè)模式SM,并且交替驅(qū)動(dòng)顯示模式DM和觸摸感測(cè)模式SM,時(shí)序控制器16生成用以控制顯示模式DM和觸摸感測(cè)模式SM進(jìn)行交替的模式切換信號(hào)，從而控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12、柵極驅(qū)動(dòng)器14和觸摸控制器20。時(shí)序控制器16控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14在顯示模式 DM下被驅(qū)動(dòng)，控制觸摸控制器20在觸摸感測(cè)模式SM下被驅(qū)動(dòng)。并且，時(shí)序控制器16將圖像數(shù)據(jù)以塊為單位存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，并輸出該圖像數(shù)據(jù)用以將顯示面板10在時(shí)間上劃分為多個(gè)塊并驅(qū)動(dòng)這多個(gè)塊。以比正常周期(normal cycle)更短的周期驅(qū)動(dòng)該像素陣列，從而在不增加每幀的時(shí)間段的同時(shí)確保觸摸傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)間。為此，時(shí)序控制器16控制從存儲(chǔ)器讀出數(shù)據(jù)的時(shí)鐘頻率比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的時(shí)鐘頻率更快，并且以較快的頻率控制用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14的數(shù)據(jù)控制信號(hào)和柵極控制信號(hào)。為此，控制同步信號(hào)例如垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)、數(shù)據(jù)使能信號(hào)和點(diǎn)時(shí)鐘的頻率，將其轉(zhuǎn)換為比來(lái)自主機(jī)系統(tǒng)的輸入頻率更快的頻率。例如，時(shí)序控制器16以比正常60Hz幀頻率更快的 100HzU20Hz或180Hz幀頻率控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12和柵極驅(qū)動(dòng)器14。而且，時(shí)序控制器16 將以快速頻率控制的至少一個(gè)同步信號(hào)提供到觸摸控制器20，從而使得觸摸控制器20能夠控制觸摸傳感器陣列以較快速度被驅(qū)動(dòng)。這里，存儲(chǔ)器可以安裝在時(shí)序控制器16的內(nèi)部或外部。柵極驅(qū)動(dòng)器14響應(yīng)于來(lái)自時(shí)序控制器16的柵極控制信號(hào)和模式切換信號(hào)，以塊為單位劃分在顯示面板10的薄膜晶體管陣列上形成的多條柵極線GL，并且在每個(gè)顯示模式DM下依次驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊中的柵極線GL。為此，柵極驅(qū)動(dòng)器14可以被劃分為多個(gè)塊。每個(gè)塊可以響應(yīng)于模式切換信號(hào)，在每個(gè)顯示模式DM下開始掃描操作。柵極驅(qū)動(dòng)器14不會(huì)響應(yīng)于模式切換信號(hào)在觸摸感測(cè)模式SM下驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O線GL。柵極驅(qū)動(dòng)器16在每條柵極線GL 的相應(yīng)掃描時(shí)間段期間提供柵極導(dǎo)通電壓(gate on voltage)的掃描脈沖，在其余時(shí)間段期間提供柵極關(guān)斷電壓(gate off voltage) 0柵極驅(qū)動(dòng)器14由至少一個(gè)柵極IC構(gòu)成。柵極驅(qū)動(dòng)器14可以安裝在電路薄膜例如載帶封裝(TCP)、覆晶薄膜(chip on film，即C0F) 或柔性印刷電路(FPC)上，并且可以使用卷帶自動(dòng)接合(TAB)方法附接到顯示面板10上， 或者可以使用玻載芯片(COG)方法安裝到顯示面板10上。而且，柵極驅(qū)動(dòng)器14可以使用板內(nèi)選通(gate in panel,即GIP)方法安裝在顯示面板10中，使得柵極驅(qū)動(dòng)器14與像素陣列和觸摸傳感器陣列一起形成在薄膜晶體管基板上。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12響應(yīng)于來(lái)自時(shí)序控制器16的數(shù)據(jù)控制信號(hào)和模式切換信號(hào)，在每個(gè)顯示模式DM下向顯示面板10的多條數(shù)據(jù)線DL提供數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12不會(huì)響應(yīng)于模式切換信號(hào)在觸摸感測(cè)模式SM下驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)線GL。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12使用伽馬電壓將從時(shí)序控制器16輸入的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為正/負(fù)模擬數(shù)據(jù)信號(hào)，并且每當(dāng)每條柵極線GL被驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)像素陣列中的多條數(shù)據(jù)線DL，以向數(shù)據(jù)線DL提供數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12由至少一個(gè)數(shù)據(jù)IC構(gòu)成。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12可以安裝在電路薄膜例如TCP、COF或FPC上，并且可以使用TAB方法附接到顯示面板10上，或者可以使用COG方法安裝到顯示面板10上。觸摸控制器20響應(yīng)于來(lái)自時(shí)序控制器16的至少一個(gè)同步信號(hào)和模式切換信號(hào)， 在每個(gè)觸摸感測(cè)模式SM下在時(shí)間上劃分并且驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器陣列。根據(jù)通過(guò)讀出線ROL從觸摸傳感器TS輸出的讀出信號(hào)來(lái)感測(cè)觸摸，計(jì)算觸摸坐標(biāo)并將所計(jì)算的坐標(biāo)提供給主機(jī)系統(tǒng)30。為此，觸摸控制器20可以包括讀出電路，用于使用從觸摸傳感器TS輸入的讀出信號(hào)來(lái)生成感測(cè)數(shù)據(jù)；以及信號(hào)處理器，用于響應(yīng)于至少一個(gè)同步信號(hào)和模式切換信號(hào)在每個(gè)觸摸感測(cè)模式SM下在時(shí)間上劃分和驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器陣列(即傳感器驅(qū)動(dòng)線)，并使用來(lái)自讀出電路的感測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算觸摸坐標(biāo)值。讀出電路可以包括放大器，用于將讀出信號(hào)與預(yù)定參考電壓相比較，并生成用于指示是否發(fā)生觸摸的感測(cè)信號(hào)；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)， 用于將模擬感測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字感測(cè)數(shù)據(jù)并將該數(shù)字感測(cè)數(shù)據(jù)輸出到信號(hào)處理器。該信號(hào)處理器基于讀出線ROL的位置信息(X坐標(biāo))和被驅(qū)動(dòng)的傳感器驅(qū)動(dòng)線SL的位置信息(Y坐標(biāo))計(jì)算觸摸坐標(biāo)值(XY坐標(biāo))。觸摸控制器20不會(huì)響應(yīng)于模式切換信號(hào)在顯示模式DM下驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器陣列。圖3是圖1所示的顯示面板10的一個(gè)示例等效電路圖。特別地，圖3示出了其中安裝有光電觸摸傳感器PTS的液晶面板的等效電路。參照?qǐng)D3，光電觸摸傳感器PTS安裝在液晶面板的像素陣列中。每個(gè)子像素包括在通過(guò)柵極線GL與數(shù)據(jù)線DL之間的交叉所限定的每個(gè)像素區(qū)域上形成的像素薄膜晶體管 Tpx，和并行連接到像素薄膜晶體管Tpx的液晶電容器Clc和存儲(chǔ)電容器Cst。液晶電容器 Clc包括連接到像素薄膜晶體管Tpx的像素電極，用于供給公共電壓的公共電極，以及液晶層，其中通過(guò)該像素電極和公共電極向該液晶層施加垂直電場(chǎng)或水平電場(chǎng)。像素薄膜晶體管Tpx響應(yīng)來(lái)自相應(yīng)柵極線GL的柵極信號(hào)，將來(lái)自數(shù)據(jù)線DL的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在液晶電容器Clc和存儲(chǔ)電容器Cst中。根據(jù)存儲(chǔ)在液晶電容器Clc中的數(shù)據(jù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶。存儲(chǔ)電容器Cst穩(wěn)定地保持用以驅(qū)動(dòng)液晶電容器Clc的數(shù)據(jù)信號(hào)。光電觸摸傳感器PTS包括用于根據(jù)發(fā)光強(qiáng)度感測(cè)觸摸的傳感器薄膜晶體管Tss ； 用于向傳感器薄膜晶體管Tss供給偏置電壓的偏置線BL(圖1的傳感器驅(qū)動(dòng)線SL)；用于存儲(chǔ)傳感器薄膜晶體管Tss的輸出信號(hào)的存儲(chǔ)電容器Cst2 ；用于輸出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器Cst2 中的信號(hào)的開關(guān)薄膜晶體管Tsw ；和連接到開關(guān)薄膜晶體管Tsw的讀出線R0L。傳感器薄膜晶體管Tss的柵極和第一電極連接到偏置線BL，并且傳感器薄膜晶體管Tss的第二電極連接到存儲(chǔ)電容器Cst2 ；所述第一電極和第二電極根據(jù)電流方向成為源極和漏極。存儲(chǔ)電容器Cst2連接在傳感器薄膜晶體管Tss的第二電極和柵極之間。開關(guān)薄膜晶體管Tsw的柵極連接到柵極線GL，并且開關(guān)薄膜晶體管Tsw的第一和第二電極分別連接到存儲(chǔ)電容器Cst2和讀出線ROL。傳感器薄膜晶體管Tss響應(yīng)于由于觸摸而產(chǎn)生的入射光或反射光的發(fā)光強(qiáng)度，生成光漏電流，并且將該光漏電流存儲(chǔ)到存儲(chǔ)電容器Cst2中。開關(guān)薄膜晶體管Tsw響應(yīng)于柵極線GL的柵極信號(hào)，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)電容器Cst2中的電壓輸出到讀出線R0L。因此，光電觸摸傳感器PTS基于入射光或反射光的發(fā)光強(qiáng)度，向讀出線ROL輸出用于指示是否發(fā)生觸摸的信號(hào)。圖4是圖1所示的顯示面板10的另一個(gè)示例等效電路圖。特別地，圖4示出了其中安裝有電容式觸摸傳感器CTS的液晶面板的等效電路。參照?qǐng)D4，電容式觸摸傳感器CTS安裝在液晶面板的像素陣列中。如前所述，每個(gè)子像素包括連接到柵極線GL和數(shù)據(jù)線DL的像素薄膜晶體管Tpx，以及并行連接到像素薄膜晶體管Tpx的液晶電容器Clc和存儲(chǔ)電容器Cst。電容式觸摸傳感器CTS包括與觸摸體一起形成感測(cè)電容器Cf的感測(cè)電極20 ； — 對(duì)傳感器柵極線SGLa和SGLb(圖1的傳感器驅(qū)動(dòng)線SL)；第一開關(guān)薄膜晶體管Tswl，其響應(yīng)于對(duì)第一傳感器柵極線SGLa的控制，利用電源線PL與感測(cè)電極20的一端形成電流路徑；和第二開關(guān)薄膜晶體管Tsw2，其響應(yīng)于對(duì)第二傳感器柵極線SGLb的控制，利用讀出線 ROL與感測(cè)電極20的另一端之間形成電流路徑。這里，可以用連接到存儲(chǔ)電容器Cst的公共電極的公共線替代電源線PL，因此可以省略電源線PL。第一開關(guān)薄膜晶體管Tswl的柵極連接到第一傳感器柵極線SGLa，第一開關(guān)薄膜晶體管Tswl的第一電極連接到電源線PL，并且第一開關(guān)薄膜晶體管Tswl的第二電極連接到感測(cè)電極20的一端；所述第一電極和第二電極根據(jù)電流方向成為源極和漏極。第二開關(guān)薄膜晶體管Tsw2的柵極連接到第二傳感器柵極線SGLb，第二開關(guān)薄膜晶體管Tsw2的第一電極連接到讀出線R0L，并且第二開關(guān)薄膜晶體管Tsw2的第二電極連接到感測(cè)電極20的另一端；所述第一電極和第二電極根據(jù)電流方向成為源極和漏極。第一開關(guān)薄膜晶體管Tswl響應(yīng)于第一傳感器柵極線SGLa，將來(lái)自電源線PL的驅(qū)動(dòng)電壓Vd供給到感測(cè)電極20。這時(shí)，當(dāng)觸摸體觸摸該液晶顯示設(shè)備的表面時(shí)，就在該觸摸體與感測(cè)電極20之間形成感測(cè)電容器Cf。隨后，第二開關(guān)薄膜晶體管Tsw2響應(yīng)于第二傳感器柵極線SGLb的柵極信號(hào)，將來(lái)自電源線PL的驅(qū)動(dòng)電壓Vd供給到感測(cè)電極20，使之輸出與通過(guò)觸摸電容器Cf引入到感測(cè)電極20上的電荷量相應(yīng)的信號(hào)。圖5是安裝有圖1所示觸摸傳感器的顯示面板10的驅(qū)動(dòng)波形視圖。參照?qǐng)D5，一幀(60Hz，16. 7ms)在時(shí)間上被劃分為多個(gè)顯示模式DM和多個(gè)觸摸感測(cè)模式SM。顯示模式DM和觸摸感測(cè)模式SM被交替驅(qū)動(dòng)。在每個(gè)顯示模式DM下，通過(guò)各掃描脈沖SPl依次驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊的多條柵極線GL。在每個(gè)觸摸感測(cè)模式SM下，通過(guò)各掃描脈沖SP2依次驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊的多條傳感器驅(qū)動(dòng)線SL。顯示模式DM和觸摸感測(cè)模式SM被交替重復(fù)。在每個(gè)顯示模式DM下驅(qū)動(dòng)的柵極線GL的數(shù)量與在每個(gè)觸摸感測(cè)模式SM下驅(qū)動(dòng)的傳感器驅(qū)動(dòng)線SL的數(shù)量可以彼此不同。每個(gè)顯示模式DM的時(shí)間段可以與每個(gè)觸摸感測(cè)模式 SM的時(shí)間段相等或不等。例如，假定傳感器驅(qū)動(dòng)線SL的數(shù)量為16，將一幀劃分為16個(gè)顯示模式DM1-DM16 和16個(gè)觸摸感測(cè)模式SM1-SM16，并且顯示模式DM和觸摸感測(cè)模式SM被交替驅(qū)動(dòng)。這里， 可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算可能進(jìn)行感測(cè)的最大時(shí)間來(lái)設(shè)定各觸摸感測(cè)模式SM1-SM16的時(shí)間段。 例如，一幀 16. 7ms 可以在時(shí)間上被劃分為 DMl (0. 5ms) — SMl (0. 5ms) — DM2 (0. 5ms) — SM2 (0 5ms) — · · · DM16 (0. 5ms) — SM16 (0. 5ms)—空閑時(shí)間段(0. 7ms)，并按照上述劃分進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。圖6A-6D是依次示出了顯示面板10被劃分為16個(gè)塊并且在16個(gè)顯示模式 DM1-DM16和16個(gè)觸摸感測(cè)模式SM1-SM16下被依次驅(qū)動(dòng)的視圖。參照?qǐng)D6A-6D，在16個(gè)顯示模式DM1-DM16的每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)包含在一個(gè)塊中的像素，而在16個(gè)觸摸感測(cè)模式SM1-SM16的每個(gè)觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)包含在四個(gè)塊中的觸摸傳感器。因此，在一幀中，像素陣列被掃描一次，而觸摸傳感器陣列被掃描四次，從而提高了觸摸傳感器的感測(cè)能力和速度。特別地，參照?qǐng)D6A，在第一顯示模式DMl的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第一塊#1中的像素， 然后在第一觸摸感測(cè)模式SMl的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第一到第四塊#1_#4中的觸摸傳感器。在第二顯示模式DM2的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第二塊#2中的像素，然后在第二觸摸感測(cè)模式SM2的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第五到第八塊#5-#8中的觸摸傳感器。在第三顯示模式DM3的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第三塊#3中的像素，然后在第三觸摸感測(cè)模式SM3的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第九到第十二塊 #9-#12中的觸摸傳感器。在第四顯示模式DM4的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第四塊#4中的像素，然后在第四觸摸感測(cè)模式SM4的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十三到第十六塊#13-#16中的觸摸傳感器。參照?qǐng)D6B，在第五顯示模式DM5的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第五塊#5中的像素，然后在第五觸摸感測(cè)模式SM5的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第一到第四塊#1_#4中的觸摸傳感器。在第六顯示模式DM6的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第六塊#6中的像素，然后在第六觸摸感測(cè)模式SM6的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第五到第八塊#5-#8中的觸摸傳感器。在第七顯示模式DM7的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第七塊#7中的像素，然后在第七觸摸感測(cè)模式SM7的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第九到第十二塊#9-#12中的觸摸傳感器。在第八顯示模式DM8的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第八塊#8中的像素，然后在第八觸摸感測(cè)模式SM8的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十三到第十六塊#13_#16中的觸摸傳感器。參照?qǐng)D6C，在第九顯示模式DM9的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第九塊#9中的像素，然后在第九觸摸感測(cè)模式SM9的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第一到第四塊#1_#4中的觸摸傳感器。在第十顯示模式DMlO的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十塊#10中的像素，然后在第十觸摸感測(cè)模式SMlO的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第五到第八塊#5-#8中的觸摸傳感器。在第十一顯示模式DMll的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十一塊#11中的像素，然后在第十一觸摸感測(cè)模式SMll的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第九到第十二塊#9-#12中的觸摸傳感器。在第十二顯示模式DM12的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十二塊#12 中的像素，然后在第十二觸摸感測(cè)模式SM12的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十三到第十六塊#13-#16 中的觸摸傳感器。參照?qǐng)D6D，在第十三顯示模式DM13的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十三塊#13中的像素，然后在第十三觸摸感測(cè)模式SM13的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第一到第四塊#1_#4中的觸摸傳感器。在第十四顯示模式DM14的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十四塊#14中的像素，然后在第十四觸摸感測(cè)模式SM14的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第五到第八塊#5-#8中的觸摸傳感器。在第十五顯示模式DM15 的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十五塊#15中的像素，然后在第十五觸摸感測(cè)模式SM15的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第九到第十二塊#9-#12中的觸摸傳感器。在第十六顯示模式DM16的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十六塊#16中的像素，然后在第十六觸摸感測(cè)模式SM16的時(shí)間段期間驅(qū)動(dòng)第十三到第十六塊#13-#16中的觸摸傳感器。根據(jù)上述說(shuō)明可以清楚看出，在根據(jù)本發(fā)明的具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法中，在時(shí)間上劃分和交替驅(qū)動(dòng)像素陣列和單元內(nèi)觸摸傳感器，從而最小化像素陣列驅(qū)動(dòng)和觸摸傳感器陣列驅(qū)動(dòng)之間的干擾以及噪聲的產(chǎn)生，并且使觸摸感測(cè)時(shí)間最小化。因此，能夠提高觸摸傳感器的感測(cè)能力和速度。對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明精神或范圍的情況下可對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變型。因此，本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求書范圍及其等效范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的所有各種修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，包括包括像素陣列和觸摸傳感器陣列的顯示面板，所述像素陣列包括多個(gè)像素，所述觸摸傳感器陣列包括形成在該像素陣列中的多個(gè)觸摸傳感器，所述像素陣列和觸摸傳感器陣列被劃分成多個(gè)塊并被驅(qū)動(dòng)；柵極驅(qū)動(dòng)器，用于以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)該像素陣列中的多條柵極線；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，用于每當(dāng)所述柵極線被驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)該像素陣列中的多條數(shù)據(jù)線；觸摸控制器，用于以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)所述觸摸傳感器陣列；以及時(shí)序控制器，用于將一幀劃分為至少一個(gè)顯示模式和至少一個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且控制所述柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸控制器以使所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式交替，其中在所述顯示模式下驅(qū)動(dòng)該像素陣列，在所述觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)所述觸摸傳感器陣列。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中該時(shí)序控制器將一幀在時(shí)間上劃分為多個(gè)顯示模式和多個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且生成和輸出用以控制所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式進(jìn)行交替的模式切換信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中所述柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)于該模式切換信號(hào)，在每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊中的像素陣列，以及該觸摸控制器響應(yīng)于該模式切換信號(hào)，在每個(gè)觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)相應(yīng)塊中的觸摸傳感器陣列。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中該時(shí)序控制器包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于以塊為單位存儲(chǔ)和輸出數(shù)據(jù)，并且所述時(shí)序控制器以比將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中的頻率更快的頻率，將存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)提供到該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，以及該時(shí)序控制器將多個(gè)輸入同步信號(hào)的頻率轉(zhuǎn)換為比輸入頻率更快的頻率，并且生成用于控制所述柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸控制器的驅(qū)動(dòng)時(shí)序的多個(gè)控制信號(hào)。
5.如權(quán)利要求2所述的顯示設(shè)備，其中在每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)在一個(gè)塊中的像素陣列，并且在每個(gè)觸摸感測(cè)模式下依次驅(qū)動(dòng)在多個(gè)塊中的觸摸傳感器陣列。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中該顯示面板包括液晶面板或有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中每個(gè)觸摸傳感器包括光電觸摸傳感器或電容式觸摸傳感器。
8.—種驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備的方法，所述顯示設(shè)備包括像素陣列和觸摸傳感器陣列，所述像素陣列包括多個(gè)像素，所述觸摸傳感器陣列包括形成在該像素陣列中的多個(gè)觸摸傳感器， 該方法包括將所述像素陣列和觸摸傳感器陣列劃分成多個(gè)塊；將一幀在時(shí)間上劃分為至少一個(gè)顯示模式和至少一個(gè)觸摸感測(cè)模式并進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中在所述顯示模式下驅(qū)動(dòng)在至少一個(gè)塊中的像素陣列，在所述觸摸感測(cè)模式下驅(qū)動(dòng)在所述至少一個(gè)塊中的觸摸傳感器陣列。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中將該幀在時(shí)間上劃分為多個(gè)顯示模式和多個(gè)觸摸感測(cè)模式，并且響應(yīng)于模式切換信號(hào)使所述顯示模式和觸摸感測(cè)模式交替。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中在每個(gè)顯示模式下驅(qū)動(dòng)在一個(gè)塊中的像素陣列，并且在每個(gè)觸摸感測(cè)模式下依次驅(qū)動(dòng)在多個(gè)塊中的觸摸傳感器陣列。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有觸摸傳感器的顯示設(shè)備及其驅(qū)動(dòng)方法。該顯示設(shè)備包括包括像素陣列和觸摸傳感器陣列的顯示面板，像素陣列包括多個(gè)像素，觸摸傳感器陣列包括形成在像素陣列中的多個(gè)觸摸傳感器，像素陣列和觸摸傳感器陣列被劃分成多個(gè)塊并被驅(qū)動(dòng)；柵極驅(qū)動(dòng)器，以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)像素陣列中的多條柵極線；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，每當(dāng)柵極線被驅(qū)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)像素陣列中的多條數(shù)據(jù)線；觸摸控制器，以塊為單位依次驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器陣列；及時(shí)序控制器，將一幀劃分為至少一個(gè)顯示模式和至少一個(gè)觸摸感測(cè)模式，并控制柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和觸摸控制器以使驅(qū)動(dòng)像素陣列的顯示模式和驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器陣列的觸摸感測(cè)模式交替。
文檔編號(hào)G09G3/20GK102402330SQ20111027130
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者徐正勛, 秋敎奕, 金善燁, 黃相守 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司