顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
【專利摘要】公開(kāi)了一種顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。該顯示裝置包括：面板，其中內(nèi)置有包括多個(gè)觸摸電極的自電容型觸摸面板；和觸摸感測(cè)單元，該觸摸感測(cè)單元被配置成在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至所述觸摸電極，在所述觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)保持各觸摸電極的觸摸電壓，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
【專利說(shuō)明】顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年11月12日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)N0.10-2012-0127354的權(quán)益，在此通過(guò)參考將其并入本文，就如本文中全部列出一樣。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種顯示裝置，更特別地，涉及一種具有內(nèi)置自電容型觸摸面板的顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著各種便攜式電子裝置諸如移動(dòng)終端和筆記本電腦的發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于便攜式電子裝置的平板顯示(FPD)裝置的需求日益增加。
[0005]在這種FPD裝置中，IXD裝置由于制造技術(shù)的發(fā)展而容易制造且實(shí)現(xiàn)了可驅(qū)動(dòng)性強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)器、高質(zhì)量圖像以及大屏幕，因此IXD裝置的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)展。
[0006]代替常規(guī)應(yīng)用于LCD裝置的輸入裝置諸如鼠標(biāo)或者鍵盤，目前采用能使用戶用手指或筆直接輸入信息的觸摸屏作為L(zhǎng)CD裝置的輸入裝置。
[0007]作為將觸摸面板設(shè)置在液晶面板中的類型，有單元上(on-cell)型、單元內(nèi)(in-cell)型和混合單元內(nèi)型。使用單元內(nèi)型或混合單元內(nèi)型的IXD裝置稱作具有內(nèi)置觸摸面板的IXD裝置。
[0008]圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置的結(jié)構(gòu)的示例性視圖，圖2是示出將公共電壓和驅(qū)動(dòng)脈沖施加至現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置中的觸摸電極的時(shí)序的示例性視圖。
[0009]如圖1中所示，具有內(nèi)置觸摸面板的現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置包括具有內(nèi)置觸摸面板60的液晶面板10和用于驅(qū)動(dòng)觸摸面板60的觸摸感測(cè)單元30。驅(qū)動(dòng)觸摸面板60的方法包括電阻型和電容型。電容型分為自電容型和互電容型。
[0010]在使用自電容型的現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置中，如圖1中所示，觸摸電極線62自多個(gè)觸摸電極61中的每一個(gè)分開(kāi)延伸；考慮到寬度方向上的觸摸電極數(shù)目“q”和長(zhǎng)度方向上的觸摸電極數(shù)目“P”，需要"q X P=n"個(gè)傳感器31。當(dāng)傳感器31的數(shù)目較小時(shí)，觸摸感測(cè)單元30自身可被配置為一個(gè)集成電路(1C);當(dāng)需要很多傳感器時(shí)，配置有多個(gè)傳感器31的多個(gè)IC (觸摸IC)可構(gòu)成觸摸感測(cè)單元30。
[0011]在具有內(nèi)置自電容型觸摸面板的上述LCD裝置中，由于將接收驅(qū)動(dòng)脈沖的觸摸電極用作公共電極，因此不能同時(shí)執(zhí)行圖像輸出和觸摸感測(cè)。因此，如圖2中所示，將由垂直同步信號(hào)Vsync確定的一個(gè)幀周期分成顯示周期和觸摸感測(cè)周期。
[0012]在觸摸感測(cè)周期期間，每個(gè)傳感器31都將十個(gè)或更多個(gè)驅(qū)動(dòng)脈沖施加至觸摸電極61，并分析自觸摸電極接收的感測(cè)信號(hào)以判定是否觸摸了相應(yīng)觸摸電極。
[0013]一般而言，在自電容型中，使用驅(qū)動(dòng)脈沖的充電或放電來(lái)判定是否有觸摸。也就是說(shuō)，在自電容型中，通過(guò)使用由有觸摸和沒(méi)有觸摸之間產(chǎn)生的電容值變化導(dǎo)致的電壓斜率變化來(lái)檢測(cè)觸摸。[0014]圖3是用于描述在使用自電容型的現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置中判定觸摸的方法的視圖。
[0015]在自電容型中，廣泛使用張弛振蕩型。
[0016]在張弛振蕩型中，基于自電容值以及充電和放電次數(shù)決定感測(cè)時(shí)間。
[0017]在張馳振蕩型中，使用由參考振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)基于自電容值決定的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0018]在張弛振蕩型中，能通過(guò)使用由參考振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)決定的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)獲得數(shù)字代碼值。
[0019]但是，張弛振蕩型具有難以判定在單元內(nèi)型觸摸面板中是否有觸摸的問(wèn)題。
[0020]張弛振蕩型在單個(gè)的自電容型中是非常有用的結(jié)構(gòu)。但是，在單元內(nèi)觸摸面板中在自電容之間產(chǎn)生寄生電容，由此，當(dāng)不提供相同電壓時(shí)，寄生電容值變化極大。由于這個(gè)原因，發(fā)生串?dāng)_并且自電容的唯一值改變了，從而難以判定是否存在觸摸。
[0021]在此提供附加的描述。在現(xiàn)有技術(shù)的張弛振蕩型中，如圖3中所示，將電流提供到多個(gè)觸摸電極中的每一個(gè)以將每個(gè)觸摸電極的電壓增加至預(yù)定觸摸電壓，之后通過(guò)對(duì)觸摸電壓再次降低時(shí)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)判定是否存在觸摸。觸摸電壓降低時(shí)的時(shí)間根據(jù)是否存在觸摸而變化，由此，可通過(guò)使用時(shí)間差判定是否存在觸摸?？芍貜?fù)幾次上述操作以增加時(shí)間差。在圖3中，示出了當(dāng)重復(fù)操作四次時(shí)對(duì)時(shí)間計(jì)數(shù)的方法。
[0022]但是，當(dāng)對(duì)多個(gè)觸摸電極中的多個(gè)進(jìn)行觸摸或者對(duì)多個(gè)觸摸電極中的一個(gè)進(jìn)行觸摸時(shí)，與發(fā)生觸摸的觸摸電極相鄰的觸摸電極受到發(fā)生觸摸的觸摸電極的電容變化的影響。由于這個(gè)原因，即使在相鄰觸摸電極中也能異常地檢測(cè)到觸摸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]因此，本發(fā)明旨在提供一種顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，其基本避免了由于現(xiàn)有技術(shù)的限制和缺陷導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。
[0024]本發(fā)明的一個(gè)方面旨在提供一種顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，當(dāng)通過(guò)將電流提供至觸摸電極使得觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，其能在觸摸電極的各自觸摸電壓被保持的同時(shí)判定觸摸電極是否被觸摸。
[0025]在下面的描述中將部分地列出本發(fā)明的附加優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)的一部分在研究下面的描述之后對(duì)于所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，或者可從本發(fā)明的實(shí)施領(lǐng)會(huì)到。通過(guò)說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點(diǎn)。
[0026]為了實(shí)現(xiàn)這些和其他點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的意圖，如在此具體化和廣義描述的，提供了一種顯示裝置，包括:面板，其中內(nèi)置有包括多個(gè)觸摸電極的自電容型觸摸面板；和觸摸感測(cè)單元，該觸摸感測(cè)單元被配置成在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至所述觸摸電極，在所述觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)保持各觸摸電極的觸摸電壓，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
[0027]在本發(fā)明的另一方面中，提供了一種驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法，包括:在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至多個(gè)觸摸電極，并且當(dāng)所述觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，保持各觸摸電極的觸摸電壓；和在保持觸摸電壓的同時(shí)比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明前面的大體性描述和下面的詳細(xì)描述都是例示性的和解釋性的，意在對(duì)要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]給本發(fā)明提供進(jìn)一步理解并且并入到本申請(qǐng)中組成本申請(qǐng)一部分的附圖圖解了本發(fā)明的實(shí)施方式，并與說(shuō)明書(shū)一起用于說(shuō)明本發(fā)明的原理。在附圖中:
[0030]圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置的結(jié)構(gòu)的示例性視圖；
[0031]圖2是示出將公共電壓和驅(qū)動(dòng)脈沖施加到現(xiàn)有技術(shù)的LCD裝置中的觸摸電極的時(shí)序的不例性視圖；
[0032]圖3是用于描述在使用自電容型的現(xiàn)有技術(shù)的顯示裝置中判定觸摸的方法的視圖；
[0033]圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置結(jié)構(gòu)的示例性視圖；
[0034]圖5是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸感測(cè)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示例性視圖；
[0035]圖6是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸電壓和斜坡電壓的時(shí)序圖；
[0036]圖7是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸感測(cè)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示例性視圖；以及
[0037]圖8是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸電壓和斜坡電壓的時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，附圖中圖解了這些實(shí)施方式的一些實(shí)例。盡可能地在整個(gè)附圖中使用相同的參考標(biāo)記指代相同或相似的部件。
[0039]以下，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。在下文描述中，為了便于描述，將描述LCD裝置作為本發(fā)明的實(shí)例，但是本發(fā)明不限于此。也就是說(shuō)，本發(fā)明可應(yīng)用于通過(guò)使用公共電極和公共電壓顯示圖像的各種顯示裝置。
[0040]圖4是示意性示出根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置結(jié)構(gòu)的示例性視圖。
[0041]本發(fā)明涉及一種混合單元內(nèi)型或單元內(nèi)型顯示裝置。在用于驅(qū)動(dòng)具有內(nèi)置觸摸面板的顯示裝置中的觸摸面板的方法中，有電阻型和電容型。
[0042]電容型可再次分成自電容型和互電容型。本發(fā)明使用自電容型。
[0043]如圖4中所示，根據(jù)本發(fā)明的IXD裝置包括:面板100，其中形成由多條數(shù)據(jù)線和多條柵極線之間的交點(diǎn)限定的多個(gè)像素；內(nèi)置到面板100中的多個(gè)觸摸電極510 ;自電容型觸摸面板500，其中形成分別連接到多個(gè)觸摸電極的多條觸摸電極線520的；觸摸感測(cè)單元600，在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至觸摸電極，當(dāng)觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)保持各觸摸電極的觸摸電壓，并且比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以在保持觸摸電壓的同時(shí)判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸；和驅(qū)動(dòng)器400，輸出圖像信號(hào)至在面板100中形成的各條數(shù)據(jù)線，輸出掃描信號(hào)至柵極線，并且輸出公共電壓至觸摸電極。
[0044]將其中形成有多個(gè)觸摸電極510的自電容型觸摸面板500內(nèi)置到面板100中。
[0045]面板100可根據(jù)顯示裝置類型改變。特別地，當(dāng)顯示裝置是IXD裝置時(shí)，面板100可以是在兩個(gè)玻璃基板之間形成有液晶層的液晶面板。
[0046]在這種情況下，將多條數(shù)據(jù)線、與多條數(shù)據(jù)線交叉的多條柵極線、分別形成在多條柵極線和多條數(shù)據(jù)線之間的多個(gè)交叉區(qū)域中的多個(gè)薄膜晶體管(TFT)、用于將數(shù)據(jù)電壓充入至相應(yīng)像素中的多個(gè)像素電極、以及用于與相應(yīng)像素電極一起驅(qū)動(dòng)被充入到液晶層中的液晶的多個(gè)觸摸電極510設(shè)置到面板100的下玻璃基板上。此處，通過(guò)數(shù)據(jù)線和柵極線的交叉結(jié)構(gòu)將多個(gè)像素布置為矩陣型。將多個(gè)黑矩陣(BM)和多個(gè)濾色器形成在面板100的上玻璃基板上。
[0047]本發(fā)明涉及到具有內(nèi)置觸摸面板的顯示裝置，其中在如上所述的面板100中包括構(gòu)成觸摸面板500的觸摸電極510。
[0048]觸摸面板500實(shí)施判定是否存在用戶觸摸的功能，特別地，應(yīng)用于本發(fā)明的觸摸面板500使用采用了自電容型的電容型。觸摸面板500包括多個(gè)觸摸電極510和多條觸摸電極線520。
[0049]可在形成于面板100中的全部多個(gè)像素上設(shè)置多個(gè)觸摸電極510。在觸摸感測(cè)周期期間，觸摸電極510產(chǎn)生隨著由觸摸感測(cè)單元600施加的電流而增大至預(yù)定平均電壓的各觸摸電壓，從而能夠判定是否存在觸摸。在顯示周期期間，觸摸電極510與形成在相應(yīng)像素中的相應(yīng)像素電極一起驅(qū)動(dòng)液晶。
[0050]多條觸摸電極線520中的每一條都連接至相應(yīng)觸摸電極510，其一個(gè)末端連接到觸摸感測(cè)單元600。
[0051]如上文所述的應(yīng)用于本發(fā)明的觸摸面板500使用電容型，并被內(nèi)置到面板100中。也就是說(shuō)，應(yīng)用于本發(fā)明的觸摸面板500的觸摸電極510用作與相應(yīng)像素電極一起驅(qū)動(dòng)液晶的公共電極，并被設(shè)置在面板100中。
[0052]驅(qū)動(dòng)器400可配置有用于控制被輸入至各柵極線的信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)器，用于控制被輸入至各數(shù)據(jù)線的信號(hào)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和用于控制柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的時(shí)序控制器?？蓪?gòu)成驅(qū)動(dòng)器400的柵極驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和時(shí)序控制器構(gòu)造成如圖4中所示的一個(gè)集成電路(IC)，或者可分開(kāi)設(shè)置。
[0053]時(shí)序控制器自外部系統(tǒng)接收時(shí)序信號(hào)，包括數(shù)據(jù)使能信號(hào)(DE)、點(diǎn)時(shí)鐘(CLK)等，以產(chǎn)生用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和柵極驅(qū)動(dòng)器中每一個(gè)的操作時(shí)序的控制信號(hào)(GCS和DCS)。而且，時(shí)序控制器重新排列自外部系統(tǒng)輸入的視頻數(shù)據(jù)，以將重新排列后的圖像數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器。
[0054]時(shí)序控制器可控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器和柵極驅(qū)動(dòng)器。而且，時(shí)序控制器可產(chǎn)生用于控制觸摸感測(cè)單元600的輸入/輸出操作時(shí)序的控制信號(hào)和用于使觸摸感測(cè)單元600能夠?qū)⒐搽妷汉万?qū)動(dòng)脈沖之一施加至觸摸電極的控制信號(hào)，并將控制信號(hào)傳送至觸摸感測(cè)單元600。
[0055]也就是說(shuō)，輸出至觸摸電極510的公共電壓可通過(guò)公共電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器400輸出，或者可經(jīng)由從驅(qū)動(dòng)器400接收控制信號(hào)的觸摸感測(cè)單元600輸出。而且，可經(jīng)由從控制器400接收控制信號(hào)的觸摸感測(cè)單元600輸出驅(qū)動(dòng)脈沖。[0056]數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器將自時(shí)序控制器輸入的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬數(shù)據(jù)電壓，并在將掃描信號(hào)提供至柵極線的每一水平周期將用于一個(gè)水平行的數(shù)據(jù)電壓提供至各數(shù)據(jù)線。
[0057]柵極驅(qū)動(dòng)器根據(jù)柵極移位時(shí)鐘(GSC)移位自時(shí)序控制器傳送的柵極起始脈沖(GSP)，以將柵極導(dǎo)通電壓(Von)順序地提供至柵極線(GLl至GLn)。
[0058]最后，如上所述，在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，觸摸感測(cè)單元600將電流提供至觸摸電極，當(dāng)觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)保持各觸摸電極的觸摸電壓，然后產(chǎn)生斜坡電壓，并且比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以在保持觸摸電壓的同時(shí)判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
[0059]也就是說(shuō)，在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，觸摸感測(cè)單元600將電流提供至觸摸電極510，直到觸摸電極510的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓為止。當(dāng)平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，觸摸感測(cè)單元600保持各觸摸電極的觸摸電壓，并且比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以在保持觸摸電壓的同時(shí)判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
[0060]為此，如圖4中所示，觸摸感測(cè)單元600包括多個(gè)比較器610、控制器620和觸摸判定器630。
[0061]將參照?qǐng)D4至8具體描述觸摸感測(cè)單元600的具體功能和操作方法。
[0062]圖5是示出應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸感測(cè)單元600的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示例性視圖，圖6是示出應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸電壓和斜坡電壓的時(shí)序圖。圖7是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸感測(cè)單元600的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示例性視圖，圖8是示出應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的顯示裝置的觸摸電壓和斜坡電壓的時(shí)序圖。
[0063]在一幀中的顯示周期期間根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置將公共電壓施加到觸摸電極510，并且在一幀中的觸摸感測(cè)周期期間通過(guò)使用觸摸電極510判定觸摸面板500中是否發(fā)生觸摸?？筛鶕?jù)驅(qū)動(dòng)器400和觸摸感測(cè)單元630中每一個(gè)的結(jié)構(gòu)和功能不同地實(shí)施將公共電壓施加到觸摸電極510的方法。由此，下面的描述將聚焦在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置功能當(dāng)中的在觸摸感測(cè)周期期間判定觸摸面板500中是否發(fā)生觸摸的功能。
[0064]以下，在判定是否存在觸摸的觸摸感測(cè)單元600的結(jié)構(gòu)和功能中，特別地，將具體描述用于判定是否存在觸摸的結(jié)構(gòu)和功能。
[0065]如圖5中所示，應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的觸摸感測(cè)單元600包括:多個(gè)比較器610，其根據(jù)電流提供控制信號(hào)將電流提供到每個(gè)觸摸電極510，根據(jù)保持控制信號(hào)保持每個(gè)觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)比較觸摸電壓Vtouch與斜坡電壓Vslope以產(chǎn)生計(jì)數(shù)信息；控制器620，當(dāng)用于將電流提供至觸摸電極510的時(shí)序(或時(shí)機(jī))到達(dá)時(shí)其將電流提供控制信號(hào)傳送至比較器610，當(dāng)用于保持觸摸電壓Vtouch的時(shí)序到達(dá)時(shí)其將保持控制信號(hào)傳送至比較器610，并且其將斜坡電壓Vslope與保持控制信號(hào)一起傳送至比較器610 ;和觸摸判定器630，其通過(guò)使用自比較器610傳送的計(jì)數(shù)信息判定每個(gè)觸摸電極510是否被觸摸。
[0066]比較器610以一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系連接至觸摸電極510。每個(gè)比較器610都包括:轉(zhuǎn)換器619，其根據(jù)保持控制信號(hào)保持相應(yīng)觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch，在保持觸摸電壓Vtouch的同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓Vtouch和斜坡電壓Vslope具有相同值為止，將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并且輸出計(jì)數(shù)信息；和充電泵611，其根據(jù)電流提供控制信號(hào)提供電流或不提供電流至觸摸電極501。
[0067]轉(zhuǎn)換器619包括:至少一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)單元618a和618b，其根據(jù)保持控制信號(hào)保持觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch，并且在保持觸摸電壓Vtouch的同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓Vtouch和斜坡電壓Vslope具有相同值為止；和輸出單元614，其將至少一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并輸出計(jì)數(shù)信息至觸摸判定器630。
[0068]至少一個(gè)計(jì)數(shù)單元618a和618b中的每一個(gè)都包括:保持器(S/H) 612，其根據(jù)保持控制信號(hào)保持觸摸電壓Vtouch ;和比較器613，其在觸摸電壓Vtouch被保持的同時(shí)，比較觸摸電壓Vtouch與自控制器620傳送的斜坡電壓Vslope，并進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓Vtouch和斜坡電壓Vslope具有相同值為止。
[0069]在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的顯示裝置中，如圖5中所示，僅將一個(gè)計(jì)數(shù)單元618a設(shè)置在轉(zhuǎn)換器619中。在這種情況下，如圖6中所示，觸摸電壓Vtouch升高的部分不與斜坡電壓Vslope下降的部分交疊。
[0070]在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的顯示裝置中，如圖7中所示，將兩個(gè)計(jì)數(shù)單元618a和618b設(shè)置在轉(zhuǎn)換器619中。在這種情況下，如圖8中所示，觸摸電壓Vtouch升高的部分可與斜坡電壓Vslope降低的部分交疊。
[0071]除了第一和第二實(shí)施方式之外，應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的顯示裝置的轉(zhuǎn)換器619可包括各種數(shù)量的計(jì)數(shù)單元。
[0072]隨著計(jì)數(shù)單元的數(shù)量增加，可執(zhí)行更多次的感測(cè)，由此，能更精確地判定是否存在觸摸。
[0073]輸出單元614將由比較器613計(jì)數(shù)的值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并將計(jì)數(shù)信息輸出至觸摸判定器630。也就是說(shuō)，可將由比較器613產(chǎn)生的計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成被傳送至觸摸判定器630的數(shù)字信息。
[0074]充電泵611根據(jù)電流提供控制信號(hào)提供電流或者不提供電流至觸摸電極501。也就是說(shuō)，如圖6和8中所示，在觸摸感測(cè)周期期間，充電泵611在充電模式下將電流提供至觸摸電極510從而增大觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch。
[0075]觸摸判定器630通過(guò)使用經(jīng)由每個(gè)比較器610的輸出單元614傳送的計(jì)數(shù)信息來(lái)判定是否觸摸了觸摸電極510。
[0076]最終，當(dāng)用于將電流提供至觸摸電極510的時(shí)序到達(dá)時(shí)，控制器620將電流提供控制信號(hào)傳送至比較器610，并且當(dāng)用于保持觸摸電壓Vtouch的時(shí)序到達(dá)時(shí)，控制器620將保持控制信號(hào)傳送至比較器610，并與保持控制信號(hào)一起將斜坡電壓Vslope傳送至比較器610。
[0077]為此，控制器620包括:控制信號(hào)產(chǎn)生單元621，當(dāng)通過(guò)使用由各觸摸電極510檢測(cè)的觸摸電壓Vtouch而計(jì)算的觸摸電極平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓Vref時(shí)，其將電流提供控制信號(hào)和保持控制信號(hào)傳送到比較器610 ;和斜坡電壓產(chǎn)生單元622，當(dāng)將保持控制信號(hào)施加至比較器610時(shí)，其將斜坡電壓Vslope施加至比較器610。
[0078]控制信號(hào)產(chǎn)生單元621包括:平均電壓計(jì)算器621a，其通過(guò)使用由各觸摸電極510檢測(cè)的觸摸電壓Vtouch來(lái)計(jì)算觸摸電極510的平均電壓；數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 621d，其存儲(chǔ)關(guān)于參考電壓Vref的信息；驅(qū)動(dòng)單元621c，其控制DAC621d的驅(qū)動(dòng)；參考電壓比較器621d，其比較平均電壓與參考電壓以判定平均電壓是否與參考電壓相同；選擇器621e，當(dāng)作為參考電壓比較器621b的比較結(jié)果，平均電壓與參考電壓相同時(shí)，其選擇并產(chǎn)生確定信號(hào)；移位寄存器621f，其順序地移位由選擇器621e產(chǎn)生的信號(hào)；和時(shí)序產(chǎn)生器621g，其根據(jù)經(jīng)由移位寄存器621f傳送的信號(hào)產(chǎn)生電流提供控制信號(hào)和保持控制信號(hào)，并將電流提供控制信號(hào)和保持控制信號(hào)傳送至比較器610。
[0079]斜坡電壓產(chǎn)生單元622包括:增益緩存器622a，當(dāng)平均電壓增大至某一電平時(shí)其準(zhǔn)備產(chǎn)生斜坡電壓；和斜坡電壓產(chǎn)生器622b，其根據(jù)自增益緩存器622a傳送的信號(hào)產(chǎn)生斜坡電壓Vslope。
[0080]以下，將參照?qǐng)D6和7具體描述根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法。此處，如上所述，在圖7和8中所示的本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，將兩個(gè)計(jì)數(shù)單元618a和618b設(shè)置在比較器610中。因此，除了斜坡電壓Vslope的局部部分與觸摸電壓Vtouch的局部部分交疊之外，本發(fā)明的第二實(shí)施方式與圖5和6中不出的本發(fā)明的第一實(shí)施方式相同。由此,下文將描述本發(fā)明的第一實(shí)施方式。
[0081]首先，在一幀中的觸摸感測(cè)周期期間，比較器610根據(jù)自控制器620傳送的電流提供控制信號(hào)將電流提供至觸摸電極510。因此，如圖6的充電模式中所示，觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch升高。
[0082]在將電流提供至觸摸電極510之前，可執(zhí)行移除保留在觸摸電極510中的電流的操作。也就是說(shuō)，在圖6中所示的復(fù)位模式中，通過(guò)將某一電壓施加至每個(gè)初始通道(觸摸電極)，將觸摸電極的電荷設(shè)置為O。
[0083]構(gòu)成控制器620的控制信號(hào)產(chǎn)生單元621的平均電壓計(jì)算器621a通過(guò)使用自各觸摸電極510傳送的觸摸電壓Vtouch來(lái)計(jì)算觸摸電壓的平均電壓。
[0084]控制器620的控制信號(hào)產(chǎn)生單元621判定觸摸電壓的平均電壓是否與預(yù)定參考電壓Vref相同。
[0085]當(dāng)判定平均電壓與預(yù)定參考電壓相同時(shí)，控制器620產(chǎn)生用于防止提供保持控制信號(hào)和電流的電流提供控制信號(hào)，并將電流提供控制信號(hào)傳送至比較器610。
[0086]接收電流提供控制信號(hào)的充電泵611防止提供電流，保持器612以圖6中所示的電壓保持模式保持觸摸電極510的觸摸電壓Vtouch。因此，各觸摸電極的增大的了觸摸電壓Vtouch保持在恒定電平。
[0087]控制器620將斜坡電壓Vslope傳送至比較器610。
[0088]在圖6中所示的比較模式下，轉(zhuǎn)換器619對(duì)周期計(jì)數(shù)直到觸摸電壓Vtouch變?yōu)榈扔谛逼码妷篤slope為止。將計(jì)數(shù)值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并傳送到觸摸判定器630。
[0089]也就是說(shuō)，盡管將電流施加到觸摸電極510直到達(dá)到觸摸電壓的平均電壓，但是每個(gè)觸摸電極510的觸摸電壓電平可根據(jù)每個(gè)觸摸電極510是否被觸摸而變化。例如，如圖6中所示，一旦平均電壓達(dá)到參考電壓Vref，根據(jù)是否存在觸摸，各觸摸電極510的觸摸電壓就會(huì)立即具有不同值。
[0090]因此，直到觸摸電壓Vtouch在改變模式下變?yōu)榈扔谛逼码妷篤slope之前分別獲取的時(shí)間不同，稱作處于圖6的比較模式下的a、b、c和d。
[0091]最終，觸摸判定器630使用自比較器610傳送的計(jì)數(shù)信息判定每個(gè)觸摸電極510是否存在觸摸。
[0092]將上述細(xì)節(jié)總結(jié)如下:[0093]本發(fā)明將一定電荷注入到具有自電容型的單元內(nèi)型觸摸面板的每個(gè)通道(連接至觸摸電極的節(jié)點(diǎn))以計(jì)算由各觸摸電極產(chǎn)生的觸摸電壓的平均電壓，并且根據(jù)直到觸摸電壓變?yōu)榈扔谛逼码妷褐矮@取的時(shí)間之間的差來(lái)判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。為此，本發(fā)明執(zhí)行以下功能。
[0094]首先，在復(fù)位模式中，本發(fā)明通過(guò)將某一電壓施加到每個(gè)初始通道(觸摸電極)將每個(gè)觸摸電極的電荷設(shè)置為O。
[0095]第二，在充電模式中，本發(fā)明通過(guò)使用充電泵611將某一電流注入到具有O電荷的觸摸電極中以線性增大觸摸電壓。
[0096]第三，在電壓保持模式中，當(dāng)隨著電流增加而線性增加的觸摸電壓的平均電壓達(dá)到參考電壓Vref時(shí)，本發(fā)明保持觸摸電壓。
[0097]第四，在比較模式中，本發(fā)明比較所保持的觸摸電壓和具有斜率的斜坡電壓以輸出基于觸摸的變化值作為數(shù)字代碼。
[0098]特別是，如圖7和8中所示，一個(gè)比較器610的轉(zhuǎn)換器619包括具有保持器612和比較器613的兩個(gè)計(jì)數(shù)單元618a和618b，這些元件可在奇數(shù)時(shí)間和偶數(shù)時(shí)間操作。此操作稱為管線操作(pipe line operation)。根據(jù)這種操作,將用于觸摸感測(cè)的觸摸感測(cè)功能一起執(zhí)行在一定時(shí)間，由此可減少損耗時(shí)間。
[0099]本發(fā)明將電荷注入到觸摸電極510中一定時(shí)間，比較觸摸電壓與斜坡電壓，并對(duì)觸摸電壓放電。因此，在具有自電容型的單元內(nèi)觸摸面板中，能消除在觸摸電極之間的交互寄生電容。
[0100]根據(jù)本發(fā)明，由于消除了交互寄生電容，因此不會(huì)發(fā)生由串?dāng)_引起的電壓失真。
[0101]由于本發(fā)明比較觸摸電壓(其在充電模式下線性增大)與具有一定斜率的斜坡電壓，因此能夠根據(jù)斜坡電壓的斜率增強(qiáng)觸摸檢測(cè)功能。
[0102]根據(jù)本發(fā)明，在比較模式下自外部短路之后將各觸摸電極510中的觸摸電壓與斜坡電壓進(jìn)行比較，不輸入外部噪聲。因此，觸摸檢測(cè)功能能夠增強(qiáng)。
[0103]在本發(fā)明中，如圖7和8中所示，由于能夠?qū)⒐芫€感測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于本發(fā)明，因此能在無(wú)時(shí)間損耗的情況下執(zhí)行感測(cè)。
[0104]由于將一定電荷持續(xù)注入到觸摸電極中直到觸摸電極(通道)觸摸電壓的平均電壓達(dá)到參考電壓為止，與在一定時(shí)間注入電荷的現(xiàn)有技術(shù)方法相比，本發(fā)明能更好地防止由外部噪聲引起的觸摸感測(cè)失敗。
[0105]根據(jù)本發(fā)明，由于產(chǎn)生平均電壓的平均電壓計(jì)算器621a的響應(yīng)時(shí)間，使得對(duì)于一定電荷注入時(shí)間增強(qiáng)了對(duì)高頻噪聲或峰值噪聲的抗擾性，并能增強(qiáng)信噪比(SNR)。
[0106]如上文所述，當(dāng)通過(guò)將電流提供至觸摸電極使得觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，本發(fā)明在保持觸摸電極的各觸摸電壓的同時(shí)判定是否觸摸了觸摸電極，由此減小了相鄰觸摸電極對(duì)觸摸電極的相關(guān)影響。
[0107]也就是說(shuō)，由于當(dāng)所有觸摸電極的觸摸電壓都增大到平均電壓時(shí)本發(fā)明判定是否觸摸了觸摸電極，因此施加到每個(gè)觸摸電極的噪聲分量減小，由此能增強(qiáng)觸摸靈敏度。
[0108]通常，當(dāng)自電容值等于或大于50pF時(shí)，由觸摸改變的電容量為0.5pF至0.9pF。因此，本發(fā)明能基于電容的細(xì)微變化改變數(shù)據(jù)值為高值。而且，通過(guò)逐漸增加數(shù)據(jù)值，本發(fā)明能基于細(xì)微電容變化判定是否存在觸摸。[0109]而且，本發(fā)明使用產(chǎn)生所有觸摸電極的觸摸電壓作為平均電壓的感測(cè)方法，由此能增強(qiáng)SNR。
[0110]對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變化而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。由此，本發(fā)明意在覆蓋落入所附權(quán)利要求書(shū)范圍及其等效范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的所有修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種顯示裝置，包括: 面板，其中內(nèi)置有包括多個(gè)觸摸電極的自電容型觸摸面板；和 觸摸感測(cè)單元，該觸摸感測(cè)單元被配置成在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至所述觸摸電極，在所述觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)保持各觸摸電極的觸摸電壓，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其中所述觸摸感測(cè)單元包括: 多個(gè)比較器，所述比較器被配置成根據(jù)電流提供控制信號(hào)將電流提供至每個(gè)觸摸電極，根據(jù)保持控制信號(hào)保持每個(gè)觸摸電極的觸摸電壓，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)比較觸摸電壓與斜坡電壓以產(chǎn)生計(jì)數(shù)信息； 控制器，該控制器被配置成在用于將電流提供至所述觸摸電極的時(shí)序到達(dá)時(shí)將電流提供控制信號(hào)傳送至所述比較器，在用于保持觸摸電壓的時(shí)序到達(dá)時(shí)將保持控制信號(hào)傳送至所述比較器，并且將斜坡電壓與保持控制信號(hào)一起傳送至所述比較器；和 觸摸判定器，該觸摸判定器被配置成通過(guò)使用自所述比較器傳送的計(jì)數(shù)信息來(lái)判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中每個(gè)比較器包括: 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器被 配置成根據(jù)保持控制信號(hào)保持相應(yīng)觸摸電極的觸摸電壓，在保持觸摸電壓的同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓和斜坡電壓具有相同值為止，將計(jì)數(shù)的值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并且輸出計(jì)數(shù)信息；和 充電泵，該充電泵被配置成根據(jù)電流提供控制信號(hào)提供電流或不提供電流至相應(yīng)觸摸電極。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中該轉(zhuǎn)換器包括: 至少一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)單元，所述計(jì)數(shù)單元被配置成根據(jù)保持控制信號(hào)保持相應(yīng)觸摸電極的觸摸電壓，并且在保持觸摸電壓的同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓和斜坡電壓具有相同值為止；和 輸出單元，該輸出單元被配置成將至少一個(gè)或多個(gè)計(jì)數(shù)的值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息，并輸出計(jì)數(shù)信息至所述觸摸判定器。
5.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中該控制器包括: 控制信號(hào)產(chǎn)生單元，該控制信號(hào)產(chǎn)生單元被配置成在通過(guò)使用由各觸摸電極檢測(cè)的觸摸電壓而計(jì)算的觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，將電流提供控制信號(hào)和保持控制信號(hào)傳送至所述比較器；和 斜坡電壓產(chǎn)生單元，該斜坡電壓產(chǎn)生單元被配置成在將保持控制信號(hào)施加到所述比較器時(shí)，將斜坡電壓施加到所述比較器。
6.一種驅(qū)動(dòng)顯示裝置的方法，該方法包括如下步驟: 在一個(gè)幀周期中的觸摸感測(cè)周期期間，將電流提供至多個(gè)觸摸電極，并且當(dāng)所述觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，保持各觸摸電極的觸摸電壓；和 在保持觸摸電壓的同時(shí)比較每個(gè)觸摸電壓與斜坡電壓以判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中提供電流和保持觸摸電壓的步驟包括:根據(jù)電流提供控制信號(hào)將電流提供至每個(gè)觸摸電極；和 根據(jù)保持控制信號(hào)保持每個(gè)觸摸電極的觸摸電壓。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中保持觸摸電壓的步驟包括: 當(dāng)用于保持觸摸電壓的時(shí)序到達(dá)時(shí)產(chǎn)生保持控制信號(hào)； 根據(jù)保持控制信號(hào)防止電流被施加到所述觸摸電極；和 與保持控制信號(hào)一起產(chǎn)生斜坡電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸的步驟包括: 在保持觸摸電壓的同時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)直到觸摸電壓和斜坡電壓具有相同值為止； 將計(jì)數(shù)的值轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)信息；和 通過(guò)使用計(jì)數(shù)信息判定每個(gè)觸摸電極是否被觸摸。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其中提供電流和保持觸摸電壓的步驟包括: 將電流提供至所述觸摸電極； 當(dāng)通過(guò)使用由各觸摸電極檢測(cè)的觸摸電壓而計(jì)算的觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，停止提供電流；和 當(dāng)觸摸電極的平均電壓達(dá)到預(yù)定參考電壓時(shí)，保持觸摸電壓，然后產(chǎn)生斜坡電壓。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK103809807SQ201310556834
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】金珉成 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司