專(zhuān)利名稱(chēng)：具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及ー種具有集成觸摸感應(yīng)器的顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
隨著近來(lái)家用電器或個(gè)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(kāi)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(gè)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(lái)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(hào)線(xiàn)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(shí)，電極之間的電場(chǎng)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(guò)測(cè)量觸摸之前和之后互電容電荷量的變化來(lái)識(shí)別觸摸。當(dāng)觸摸感應(yīng)器集成在顯示面板中時(shí)，連接到觸摸感應(yīng)器的信號(hào)線(xiàn)和連接到顯示面板的像素的信號(hào)線(xiàn)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(xiàn)的電壓以相對(duì)大的擺動(dòng)寬度擺動(dòng)。這種電壓是可以降低觸摸感應(yīng)器的靈敏度和觸摸識(shí)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(shí)別率方面的偏差，必須減少?gòu)倪B接到像素的信號(hào)線(xiàn)施加到觸摸感應(yīng)器的噪聲影響。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)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(dòng)方法，所述顯示器及其驅(qū)動(dòng)方法可降低從連接到顯示面板的像素的信號(hào)線(xiàn)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(dòng)電路、顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路以及觸摸感應(yīng)器讀出電路。所述顯示面板包括用來(lái)將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線(xiàn)、用來(lái)將掃描脈沖提供給像素的柵極線(xiàn)、以及彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線(xiàn)和Rx線(xiàn)；所述顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(xiàn)，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓保持在相同的特定DC電壓；所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)；所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將驅(qū)動(dòng)脈沖順序提供給Tx線(xiàn)；所述觸摸感應(yīng)器讀出電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期經(jīng)由Rx線(xiàn)從互電容接收觸摸信號(hào)。所述特定DC電壓是接地電壓或類(lèi)似于接地電壓的DC電壓。所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將柵極線(xiàn)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(lái)驅(qū)動(dòng)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(lái)將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線(xiàn)、用來(lái)將掃描脈沖提供給像素的柵極線(xiàn)、以及彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線(xiàn)和Rx線(xiàn)，所述方法包括在顯示周期，通過(guò)顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線(xiàn)；在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路將數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓保持在相同的特定DC電壓；在顯示周期，通過(guò)顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)；在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)脈沖順序提供給Tx線(xiàn)；以及在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)觸摸感應(yīng)器讀出電路經(jīng)由Rx線(xiàn)從互電容接收觸摸信號(hào)。


本申請(qǐng)包括附圖以提供對(duì)于發(fā)明的進(jìn)ー步的理解，附圖被并入并構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的ー部分，圖示出本發(fā)明的實(shí)施例并與說(shuō)明書(shū)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(méi)有與連接到顯示面板的像素的信號(hào)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(dòng)信號(hào)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(xiàn)時(shí)，幾乎未受噪聲分量影響的觸摸信號(hào)流的電路圖；圖9是顯示如圖4所示的Rx線(xiàn)的電流變化的測(cè)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(xiàn)的電流變化的測(cè)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(xiàn)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(hào)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(shuō)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(chǎng)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(lái)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(dòng)電路202、顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路302、觸摸感應(yīng)器讀出電路304、觸摸控制器306以及時(shí)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(xiàn)Dl至Dm(m是正整數(shù))、多條柵極線(xiàn)Gl至Gn (η是整數(shù))、多個(gè)薄膜晶體管(圖6的TFT)、多個(gè)像素電極11、存儲(chǔ)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(xiàn)Gl至Gn與所述多條數(shù)據(jù)線(xiàn)Dl至Dm相交，所述多個(gè)薄膜晶體管形成在數(shù)據(jù)線(xiàn)Dl至Dm和柵極線(xiàn)Gl至Gn的相交處，所述多個(gè)像素電極11用數(shù)據(jù)電壓來(lái)給液晶盒(圖6的Clc)充電，所述存儲(chǔ)電容連接到像素電極11并用來(lái)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(xiàn)Gl至Gn平行的Tx線(xiàn)Tl至Tj (j是小于η的正整數(shù))、與Tx線(xiàn)Tl至Tj相交并與數(shù)據(jù)線(xiàn)Dl至Dm平行的Rx線(xiàn)Rl至Ri (i是小于m的正整數(shù))、以及形成在Tx線(xiàn)Tl至Tj和Rx線(xiàn)Rl至Ri之間的交叉處的互電容Cm。Tx線(xiàn)Tl至Tj和Rx線(xiàn)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(dòng)周期，提供用來(lái)驅(qū)動(dòng)觸摸感應(yīng)器的驅(qū)動(dòng)脈沖給Tx線(xiàn) Tl至Tj，提供觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線(xiàn)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(xiàn)Dl至Dm和柵極線(xiàn)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(lái)施加電場(chǎng)，由所施加的電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)每個(gè)像素的液晶盒以調(diào)節(jié)入射光的透過(guò)量。TFT響應(yīng)于來(lái)自柵極線(xiàn)Gl至Gn的柵極脈沖而導(dǎo)通，以將來(lái)自數(shù)據(jù)線(xiàn)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(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(chǎng)切換(FFS)模式的水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Tl至Tj和Rx線(xiàn)Rl至Ri中的一個(gè)或多個(gè)，以通過(guò)Tx線(xiàn)Tl至Tj和Rx線(xiàn)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(gè)上，用來(lái)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(lái)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(dòng)電路202包括多個(gè)源驅(qū)動(dòng)集成電路1C。源驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(lèi)似的DC電壓。源驅(qū)動(dòng)IC鎖存從時(shí)序控制器104輸入的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)RGB。源驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Dl至Dm。顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204包括ー個(gè)或多個(gè)掃描驅(qū)動(dòng)1C。在顯示周期中，在時(shí)序控制器104的控制下，掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Gl至Gn，并選擇顯示面板的寫(xiě)入所述模擬視頻數(shù)據(jù)電壓的線(xiàn)。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(dòng)的脈沖。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204將柵極低電壓VGL連續(xù)提供給柵極線(xiàn)Gl至Gn，而不產(chǎn)生掃描脈沖。于是，柵極線(xiàn)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(xiě)入數(shù)據(jù)的線(xiàn)，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路302在顯示周期將公共電壓Vcom提供給Tx線(xiàn)Tl至Tj，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期 將驅(qū)動(dòng)脈沖順序施加給Tx線(xiàn)Tl至Tj以?huà)呙栌|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(xiàn)Rl至Ri，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將觸摸基準(zhǔn)電壓Vref提供給Rx線(xiàn)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(guò)Rx線(xiàn)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(guò)預(yù)設(shè)的觸摸識(shí)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(shí)序控制器104接收諸如垂直同步信號(hào)Vsync、水平同步信號(hào)Hsync、數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE以及主時(shí)鐘MCLK等時(shí)序信號(hào)，并產(chǎn)生用來(lái)控制顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路202和顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204的操作時(shí)序的時(shí)序控制信號(hào)。顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204的時(shí)序控制信號(hào)包括柵極啟動(dòng)脈沖GSP、柵極移位時(shí)鐘GSC、柵極輸出使能信號(hào)GOE和移位方向控制信號(hào)DIR。顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路202的時(shí)序控制信號(hào)包括源采樣時(shí)鐘SSC、偏振控制信號(hào)POL和源輸出使能信號(hào)SOE。時(shí)序控制器104產(chǎn)生時(shí)序控制信號(hào)Ctx和Crx用來(lái)控制觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路302和觸摸感應(yīng)器讀出電路304的操作時(shí)序。時(shí)序控制器104控制時(shí)序控制信號(hào)，以將ー巾貞周期時(shí)分(time-divide)成顯示周期和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期。例如，如果ー幀周期為1/60秒(16. 67毫秒)，則時(shí)序控制器104將觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期設(shè)定為5. 67毫秒，以在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期驅(qū)動(dòng)觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路302和觸摸感應(yīng)器讀出電路304，從而檢測(cè)觸摸屏的觸摸位置?？筛鶕?jù)顯示面板100的類(lèi)型，考慮面板特征來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)顯示周期和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)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(xiàn)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(gè)被構(gòu)圖成比每個(gè)像素大。透明導(dǎo)電塊圖案Tl至T23的每ー個(gè)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(lèi)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(xiàn)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(xiàn)Rl和R2重疊，在所述鏈接圖案Lll至L22與所述Rx線(xiàn)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(lèi)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(xiàn)包括由鏈接圖案Lll和L12沿橫向連接的多個(gè)透明導(dǎo)電塊圖案Tll至T13。第二 Tx線(xiàn)包括多個(gè)透明導(dǎo)電塊圖案。
Rx線(xiàn)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(xiàn)Rl和R2可由諸如ITO之類(lèi)的透明導(dǎo)電材料形成。Rx線(xiàn)Rl和R2的每ー個(gè)可與多個(gè)像素(沒(méi)有顯示)重疊。在圖3中，“Dl D3... ”代表數(shù)據(jù)線(xiàn)，“G1 G3... ”代表柵極線(xiàn)。圖4是顯示沒(méi)有與連接到顯示面板100的像素的信號(hào)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(xiàn)的寄生電容，“Cr”代表連接到Rx線(xiàn)的寄生電容，“ Cgr ”代表在柵極線(xiàn)Gx和Rx線(xiàn)之間的寄生電容，“ Rt ”代表Tx線(xiàn)的電容，“ Rr ”代表Rx線(xiàn)的電容。
在電容型觸摸感應(yīng)器沒(méi)有與連接到像素的信號(hào)線(xiàn)耦連的理想條件下(圖4)，可以在沒(méi)有噪聲的情況下檢測(cè)出觸摸之前和之后形成在Tx線(xiàn)和Rx線(xiàn)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(xiàn)Gx和電容型觸摸感應(yīng)器耦連吋，噪聲分量電流流徑Tx線(xiàn)、柵極線(xiàn)Gx、和柵極線(xiàn)Gx和Rx線(xiàn)之間的寄生電容Cgr，且該電流混入通過(guò)Rx輸出的觸摸信號(hào)。觸摸信號(hào)是從互電容Cm輸出的電壓。由于這個(gè)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(shí)別觸摸的存在，從而降低了觸摸靈敏度。當(dāng)噪聲分量通過(guò)連接到柵極線(xiàn)Gx的電阻Ron放電時(shí)，可減少混入觸摸信號(hào)的噪聲分量。所以，連接到柵極線(xiàn)Gx的電阻Ron減小，混入觸摸信號(hào)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(dòng)電路204的輸出單元。顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路204的輸出單元40包括用來(lái)將柵極高電壓VGH提供給柵極線(xiàn)Gx的上拉晶體管Tl和用來(lái)將柵極低電壓VGL提供給柵極線(xiàn)Gx的下拉晶體管T2。如圖6所示，在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期連接到柵極線(xiàn)Gx的電阻Ron包括形成在顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Gx的電阻Ron。顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)信號(hào)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(shí)分(time-divide)為顯示周期Tl和觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期T2，以驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Dl至D4，提供與數(shù)據(jù)電壓同步的柵極脈沖給柵極線(xiàn)Gl至G3。提供公共電壓Vcom給Tx線(xiàn)Tl至Tj和Rx線(xiàn)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(dòng)周期T2，提供例如接地電壓GND的特定DC電壓給數(shù)據(jù)線(xiàn)Dl至D4，提供柵極低電壓VGL給柵極線(xiàn)Gl至G3。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期T2，順序提供驅(qū)動(dòng)脈沖給Tx線(xiàn)Tl至Tj。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期T2，提供觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線(xiàn)Rl至Ri。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)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(xiàn)Dl至D4時(shí)，如圖8所示，可最小化通過(guò)連接到像素的信號(hào)線(xiàn)混入觸摸信號(hào)的噪聲分量。同時(shí)，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(dòng)電路202的源驅(qū)動(dòng)IC在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)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(dòng)周期T2，第一數(shù)據(jù)線(xiàn)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(dòng)周期提供給Tx線(xiàn)Tl至Tj的驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓是在2V和18V之間的電壓，所述驅(qū)動(dòng)脈沖的電壓可根據(jù)觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路302的IC驅(qū)動(dòng)特征變動(dòng)。在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，施加提供給Rx線(xiàn)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(dòng)脈沖給Tx線(xiàn)Tl至Tj，根據(jù)Rx線(xiàn)Rl至Ri的電荷變化檢測(cè)觸摸的存在。當(dāng)提供預(yù)定的觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線(xiàn)Rl至Ri時(shí)，互電容Cm的電荷量因Tx線(xiàn)Tl至Tj的脈沖而改變，Rx線(xiàn)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(xiàn)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(gè)過(guò)程中，可感測(cè)到Rx線(xiàn)Rl至Ri中的變化。當(dāng)互電容Cm的電荷量因觸摸而改變時(shí)，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(xiàn)Rl至Ri，則在施加驅(qū)動(dòng)脈沖給Tx線(xiàn)Tl至Tj之前，用觸摸基準(zhǔn)電壓Vref給Rx線(xiàn)Rl至Rj充電。當(dāng)Tx線(xiàn)Tl至Tj的電壓因Tx線(xiàn)Tl至Tj的脈沖而擺動(dòng)時(shí)，Rx線(xiàn)Rl至Ri的電荷量改變。當(dāng)Rx線(xiàn)Rl至Ri的電勢(shì)再一次穩(wěn)定在觸摸基準(zhǔn)電壓Vref吋，Rx線(xiàn)Rl至Ri的電荷恢復(fù)至施加驅(qū)動(dòng)脈沖之前的狀態(tài)。然后，可檢測(cè)Rx線(xiàn)Rl至Ri的電荷量的改變，將Rx線(xiàn)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(cè)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(xiàn)Rl至Ri時(shí)，可檢測(cè)到互電容Cm中的變化，所述變化對(duì)連接到Rx線(xiàn)Rl至Ri的寄生電容的電荷變化幾乎沒(méi)有影響。在圖8中，“Cdt”代表數(shù)據(jù)線(xiàn)和Tx線(xiàn)之間的寄生電容，“Cgd、Cgdl、Cgd2”代表柵極線(xiàn)Gx和數(shù)據(jù)線(xiàn)之間的寄生電容，“Cgt”代表柵極線(xiàn)Gx和Tx線(xiàn)之間的寄生電容，“Cgrl”代表柵極線(xiàn)和Rx線(xiàn)之間的寄生電容,“Cdrl、Cdr2”代表數(shù)據(jù)線(xiàn)和Rx線(xiàn)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(xiàn)輸入觸摸信號(hào)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(chǔ)存觸摸信號(hào)。已經(jīng)檢測(cè)觸摸的觸摸感應(yīng)器的互電容Cm連接到信號(hào)線(xiàn)，所述信號(hào)線(xiàn)通過(guò)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(dòng)周期T2，提供接地電壓VND或類(lèi)似的特定DC電壓給數(shù)據(jù)線(xiàn)，提供柵極低電壓VGL給柵極線(xiàn)Gx。所以，在寄生電容Cdt、Cgd、Cgt、Cgrl、Cgdl和Cdrl中沒(méi)有變化。特別地，因?yàn)樘峁┙拥仉妷篤ND或類(lèi)似的特定DC電壓提供給數(shù)據(jù)線(xiàn)，流經(jīng)連接到像素的數(shù)據(jù)線(xiàn)和柵極線(xiàn)的噪聲分量不會(huì)流向Rx線(xiàn)，而是經(jīng)由數(shù)據(jù)線(xiàn)放電。因此，噪聲分量幾乎不會(huì)混入觸摸信號(hào)，所述觸摸信號(hào)從互電容Cm輸出且經(jīng)由Rx線(xiàn)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(hào)變化，從而提高觸摸靈敏度和觸摸識(shí)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(dòng)周期T2提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線(xiàn)，并且將連接到柵極線(xiàn)的顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(gè)實(shí)例中，掃描驅(qū)動(dòng)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(hào)的噪聲分量信號(hào)仍可通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和柵極線(xiàn)有效地放電。在掃描驅(qū)動(dòng)電路204按照帶式自動(dòng)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(gè)實(shí)例中，掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)的電流變化的測(cè)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(xiàn)的電流變化的測(cè)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(cè)試結(jié)果圖。形成在LTPS系顯示面板上的掃描驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路204的下拉晶體管電阻Ron的約1/10。如在圖10的測(cè)試結(jié)果中可見(jiàn)，在LTPS系顯示面板上的Rx線(xiàn)中測(cè)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(lái)說(shuō)，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(xiàn)Rl至Ri，并感測(cè)小于10 μ A的電流變化。當(dāng)在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線(xiàn)時(shí)，流經(jīng)Rx線(xiàn)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(xiàn)的電流變化圖。如在圖11中可見(jiàn)，當(dāng)數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期Τ2保持為特定DC電壓時(shí)，盡管與LTPS系顯示面板100相比，掃描驅(qū)動(dòng)電路204的下拉晶體管電阻Ron相對(duì)較高，但仍會(huì)出現(xiàn)在觸摸所述觸摸感應(yīng)器之前和之后的觸摸信號(hào)差異。所以，可以確信的是，觸摸感應(yīng)器的輸出幾乎沒(méi)有受到連接到像素的信號(hào)線(xiàn)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(guò)在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期提供特定DC電壓給數(shù)據(jù)線(xiàn)，可將不利地影響觸摸感應(yīng)器輸出的噪聲分量信號(hào)經(jīng)由數(shù)據(jù)線(xiàn)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(hào)線(xiàn)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(gè)說(shuō)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(kāi)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(kāi)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(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)也是顯而易見(jiàn)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(lái)將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線(xiàn)、用來(lái)將掃描脈沖提供給像素的柵極線(xiàn)、和彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線(xiàn)和Rx線(xiàn)； 顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，所述顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)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(xiàn)，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將所述數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓保持在相同的特定DC電壓； 顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路，所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)； 觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路，所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將驅(qū)動(dòng)脈沖順序提供給所述Tx線(xiàn)；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(dòng)周期經(jīng)由所述fcc線(xiàn)接收來(lái)自所述互電容的觸摸信號(hào)。
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(lèi)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(dòng)，以及 所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期將所述柵極線(xiàn)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(dòng)電路的輸出端包括連接到所述柵極線(xiàn)的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個(gè)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(dòng)電路的輸出端包括連接到所述柵極線(xiàn)的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個(gè)的源-漏電阻大于OkQ且小于2k Ω。
6.ー種用來(lái)驅(qū)動(dòng)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(lái)將數(shù)據(jù)電壓提供給像素的數(shù)據(jù)線(xiàn)、用來(lái)將掃描脈沖提供給像素的柵極線(xiàn)、和彼此相交并在相交處形成有互電容的Tx線(xiàn)和Rx線(xiàn)，所述方法包括 在顯示周期，通過(guò)顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路將模擬視頻數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線(xiàn)； 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路將所述數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓保持在相同的特定DC電壓； 在顯示周期，通過(guò)顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)； 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路將驅(qū)動(dòng)脈沖順序提供給所述Tx線(xiàn)；以及 在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，通過(guò)觸摸感應(yīng)器讀出電路經(jīng)由所述Rx線(xiàn)從所述互電容接收觸摸信號(hào)。
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(lèi)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(dòng)周期將所述柵極線(xiàn)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(dòng)。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路的輸出端包括連接到所述柵極線(xiàn)的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個(gè)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(dòng)電路的輸出端包括連接到所述柵極線(xiàn)的下拉晶體管，以及 所述下拉晶體管的每ー個(gè)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(dòng)方法。顯示器包括顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路、顯示掃描驅(qū)動(dòng)電路、觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(xiàn)，并在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，將數(shù)據(jù)線(xiàn)的電壓保持在相同特定的DC電壓；所述顯示掃描驅(qū)動(dòng)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(xiàn)；所述觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，將驅(qū)動(dòng)脈沖順序提供給顯示面板的Tx線(xiàn)；以及所述觸摸感應(yīng)器讀出電路在觸摸感應(yīng)器驅(qū)動(dòng)周期，經(jīng)由顯示面板的Rx線(xiàn)從互電容接收觸摸信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102693703SQ20111042409
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)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(wàn)協(xié), 黃相守 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司