觸摸控制器、具有其的顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示設(shè)備和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種觸摸控制器，其包括：觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，其連接到多個(gè)感應(yīng)線，所述觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器感應(yīng)連接到感應(yīng)線的每一個(gè)的感應(yīng)單元的電容中的變化，并且通過處理與感應(yīng)的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)；以及信號(hào)處理器，其通過從定時(shí)控制器接收用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的至少一個(gè)定時(shí)信息來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)，并且然后將定時(shí)信息或者從定時(shí)信息中產(chǎn)生的信號(hào)作為控制信號(hào)提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。
【專利說明】觸摸控制器、具有其的顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示設(shè)備和系統(tǒng)
[0001] 本案是申請(qǐng)日為2009年10月30日、申請(qǐng)?zhí)枮?00911000078. 9、發(fā)明名稱為"觸 摸控制器、具有其的顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示設(shè)備和系統(tǒng)"的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明的構(gòu)思涉及觸摸控制器，更具體地，涉及具有增強(qiáng)感測(cè)靈敏度的觸摸控制 器，以及包括該觸摸控制器的顯示驅(qū)動(dòng)電路、顯示設(shè)備和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0003] 由于需要更薄和更輕的顯示設(shè)備的緣故，平板顯示設(shè)備取代了陰極射線管（CRT)。 平板顯示設(shè)備的實(shí)例包括液晶顯示器（IXD)、場(chǎng)致發(fā)射顯示器（FED)、有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED)、和等離子顯示面板（PDP)。
[0004] 一般，上述平板顯示設(shè)備包括呈矩陣排列的多個(gè)像素以便顯示圖像。在平板顯 不設(shè)備的一個(gè)實(shí)例-液晶顯不器中，多個(gè)傳輸柵極選擇信號(hào)的掃描線和多個(gè)傳輸柵格 (gratin)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線相互交叉，從而在掃描線和數(shù)據(jù)線彼此交叉處形成多個(gè)像素。
[0005] 觸摸屏面板，例如，電容性觸摸屏面板，包括多個(gè)感測(cè)單元。如果用戶使用他/她 的手指或者觸摸筆接觸觸摸屏面板的屏幕，則相應(yīng)的感測(cè)單元的電容值就發(fā)生變化。通常， 此觸摸屏面板附在平板顯示設(shè)備的上部，當(dāng)用戶的手指或者觸摸筆接近或者接觸觸摸屏面 板的感測(cè)單元時(shí)，相應(yīng)的感測(cè)單元的電容值被提供給觸摸屏處理器。此觸摸屏處理器利用 感測(cè)線感測(cè)相應(yīng)的感測(cè)單元的電容值，并確定觸摸屏面板是否被用戶的手指或者觸摸筆接 觸，或者確定觸摸屏面板上的觸摸位置?？梢詫⒏袦y(cè)單元包括在顯示面板中以將觸摸屏面 板附到顯示面板上時(shí)導(dǎo)致的產(chǎn)量（yield)和亮度的減少以及顯示面板厚度的增加降低到 最小。
[0006] 圖1是常規(guī)觸摸屏系統(tǒng)10的框圖。參考圖1，此觸摸屏系統(tǒng)包括：觸摸屏面板11， 具有多個(gè)感測(cè)單元；以及信號(hào)處理器12,感測(cè)并處理每個(gè)感測(cè)單元的電容變化然后產(chǎn)生觸 摸數(shù)據(jù)。
[0007] 觸摸屏面板11包括沿行布置的多個(gè)感測(cè)單元、以及沿列布置的多個(gè)感測(cè)單元。參 照?qǐng)D1，觸摸屏11包括其中布置有多個(gè)感測(cè)單元的多個(gè)行，其中在每一行中排列多個(gè)感測(cè) 單元。排列在每一行中的多個(gè)感測(cè)單元相互電連接。同樣，觸摸屏11包括其中布置有多個(gè) 感測(cè)單元的多個(gè)列，其中在每一列中排列多個(gè)感測(cè)單元。排列在每一列中的多個(gè)感測(cè)單元 相互電連接。
[0008] 信號(hào)處理器12通過感測(cè)觸摸屏面板11的多個(gè)感測(cè)單元中的每一個(gè)的電容的改變 來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。例如，信號(hào)處理器12可以感測(cè)多個(gè)行中和多個(gè)列中的多個(gè)感測(cè)單元中的 每一個(gè)的電容的改變，以便確定觸摸屏面板11是否被用戶的手指或者觸摸筆接觸，或者確 定觸摸屏面板11上的觸摸位置。
[0009] 然而，觸摸屏面板11的多個(gè)感測(cè)單元包含寄生電容成分。這樣的寄生電容成分可 分為在多個(gè)感測(cè)單元之間產(chǎn)生的水平寄生電容成分、和在感測(cè)單元與顯示面板之間產(chǎn)生的 垂直電容成分。如果整個(gè)寄生電容具有較大的值，則與整個(gè)寄生電容的值相比，通過用戶手 指或者觸摸筆接觸的感測(cè)單元的電容變化具有相對(duì)小的值。用戶手指或者觸摸筆越接近感 測(cè)單元，感測(cè)單元的電容值越大?？墒牵?dāng)感測(cè)單元具有大的寄生電容值的時(shí)候，感測(cè)單元 的感測(cè)靈敏度降低。而且，施加到顯示面板上的電極電壓VCOM的改變可以通過垂直寄生電 容成分導(dǎo)致在接觸感測(cè)單元期間出現(xiàn)感測(cè)噪聲。
[0010] 另外，觸摸屏系統(tǒng)11的性能可能受到非期望的環(huán)境中產(chǎn)生的各種噪聲因素影響。 所述各種噪聲因素的示例包括空氣中的電磁噪聲、集膚效應(yīng)的噪聲、和觸摸屏系統(tǒng)10中產(chǎn) 生的噪聲。上述噪聲可能降低觸摸屏系統(tǒng)10的感測(cè)靈敏度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明構(gòu)思的具體實(shí)施例提供了觸摸顯示設(shè)備、構(gòu)件觸摸屏控制器及其操作方 法，能夠從響應(yīng)于用戶定義的觸摸數(shù)據(jù)由觸摸屏提供的電容性傳感器輸入中去除噪聲成 分。去除這些噪聲成分能夠允許改善與觸摸數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)的探測(cè)、區(qū)分和/或產(chǎn) 生。
[0012] 本發(fā)明構(gòu)思提供了一種在其中感應(yīng)單元較小地受到寄生的電容分量和噪聲的影 響的觸摸控制器，以及包括觸摸控制器的顯示驅(qū)動(dòng)電路、以及顯示設(shè)備和系統(tǒng)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種觸摸控制器，其包括：觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，其連 接到多個(gè)感應(yīng)線，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器感應(yīng)連接到感應(yīng)線的每一個(gè)的感應(yīng)單元的電容中的變 化，并且響應(yīng)于控制信號(hào)，通過處理指示所感應(yīng)到的在電容中的變化的感應(yīng)信號(hào)來產(chǎn)生觸 摸數(shù)據(jù)；以及信號(hào)處理器，其響應(yīng)于從定時(shí)控制器提供的用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的至少一個(gè)定 時(shí)信息來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)，所述信號(hào)處理器將定時(shí)信息或者從定時(shí)信息中產(chǎn)生的 信號(hào)作為控制信號(hào)提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種顯示驅(qū)動(dòng)電路，其包括：顯示面板驅(qū)動(dòng)電路單 元，其包括產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的至少一個(gè)定時(shí)信息的定時(shí)控制器；以及觸摸控制器，其 被布置為用于感應(yīng)是否觸摸了觸摸屏面板，所述觸摸控制器通過感應(yīng)在觸摸屏面板上的感 應(yīng)單元的電容中的變化來產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，并且處理感應(yīng)信號(hào)，所述觸摸控制器包括觸摸數(shù) 據(jù)產(chǎn)生器，其通過經(jīng)由感應(yīng)線來感應(yīng)在感應(yīng)單元的電容中的變化來產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，并且響 應(yīng)于控制信號(hào)，通過處理感應(yīng)信號(hào)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)，以及信號(hào)處理器，其響應(yīng)于來自定時(shí)控 制器的定時(shí)信息來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)，并且將定時(shí)信息或者從定時(shí)信息產(chǎn)生的信號(hào) 作為控制信號(hào)提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種顯示面板，其包括：顯示與接收的圖像數(shù)據(jù)相對(duì) 應(yīng)的圖像的顯示面板；具有多個(gè)感應(yīng)單元的觸摸屏面板，感應(yīng)單元的每個(gè)的電容值根據(jù)觸 摸操作來變化；用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的、連接到顯示面板的顯示面板驅(qū)動(dòng)電路單元，所述顯示 面板驅(qū)動(dòng)電路單元包括產(chǎn)生與顯示操作相關(guān)的定時(shí)信息的定時(shí)控制器；以及連接到觸摸屏 面板的觸摸控制器，以感應(yīng)觸摸屏面板是否被觸摸，所述觸摸控制器基于感應(yīng)的結(jié)果來產(chǎn) 生觸摸數(shù)據(jù)，并且根據(jù)定時(shí)信息來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種觸摸控制器，其包括：電壓讀取電路，其分別從 連接到多個(gè)感應(yīng)線的多個(gè)感應(yīng)單元讀取第一電壓；第一放大電路，其偏移由在多個(gè)感應(yīng)單 元的每個(gè)中產(chǎn)生的電容分量而引起的在讀取第一電壓中的影響，放大所產(chǎn)生的第一電壓， 并且然后輸出第二電壓，以及對(duì)第二電壓進(jìn)行積分的積分電路。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種顯示設(shè)備，其包括：包括執(zhí)行觸摸屏操作的多個(gè) 感應(yīng)單元的面板單元；顯示驅(qū)動(dòng)電路單元，其從外部主機(jī)接收至少一個(gè)第一定時(shí)信息，并且 產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以在面板單元上顯示圖像；以及連接到多個(gè)感應(yīng)單元以感應(yīng)在多個(gè)感應(yīng)單元 的電容中的變化的觸摸控制器，所述觸摸控制器從至少一個(gè)的第一定時(shí)信息和由顯示驅(qū)動(dòng) 電路單元產(chǎn)生的多個(gè)定時(shí)信息中選擇的至少一個(gè)定時(shí)信息中產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種顯示系統(tǒng)，其包括：主機(jī)控制器；面板單元， 其包括執(zhí)行觸摸屏操作的多個(gè)感應(yīng)單元；顯示驅(qū)動(dòng)單元，其從主機(jī)控制器中接收至少一個(gè) 的第一定時(shí)信息，并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以在面板單元上顯示圖像；以及觸摸控制器，其連接到 多個(gè)感應(yīng)單元上以感應(yīng)多個(gè)感應(yīng)單元的電容的變化，所述觸摸控制器基于第一定時(shí)信息和 由顯示驅(qū)動(dòng)電路單元產(chǎn)生的定時(shí)信息中的至少一個(gè)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。
[0019] 一個(gè)方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種配置用于在包括帶觸摸屏的顯示器、和 顯示驅(qū)動(dòng)電路（DDI)的觸摸顯示設(shè)備中的觸摸屏控制器（TSC)內(nèi)使用的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。 該觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器包括：放大器，包括接收交流參考電壓的正輸入端、接收感測(cè)輸入的負(fù)輸 入端、提供輸出電壓的輸出端、以及偏置放大器的電阻-電容（RC)反饋電路。該傳感器輸 入包括具有觸摸電容和電容性噪聲成分的傳感器電容。該放大器被配置為在響應(yīng)于觸摸電 容的等級(jí)而放大參考電壓的同時(shí)從傳感器輸入中去除電容性噪聲成分。
[0020] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種配置用于在包括帶觸摸屏的顯示器、和 DDI的觸摸顯示設(shè)備中的TSC內(nèi)使用的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器。該觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器包括：驅(qū)動(dòng)和 感測(cè)控制電路，將傳感器輸入傳遞到放大器，其中傳感器輸入包括觸摸電容和電容性噪聲 成分，而且該放大器包括接收交流參考電壓的正輸入端、接收感測(cè)輸入的負(fù)輸入端、提供輸 出電壓的輸出端、以及偏置放大器的電阻-電容（RC)反饋電路。該放大器被配置為在響應(yīng) 于觸摸電容的等級(jí)而放大參考電壓時(shí)從傳感器輸入中去除電容性噪聲成分。該DDI包括被 配置為提供至少一個(gè)控制/定時(shí)信號(hào)給TSC的時(shí)鐘控制器，以使得參考電壓與該至少一個(gè) 控制/定時(shí)信號(hào)同步地相關(guān)。
[0021] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種操作包括帶觸摸屏的顯示器和DDI的觸 摸顯示器設(shè)備中的TSC的方法。該方法包括：將放大器的正輸入端耦接到交流參考電壓；將 放大器的負(fù)輸入端耦接到驅(qū)動(dòng)和感測(cè)控制電路以接收傳感器輸入，其中該傳感器輸入包括 觸摸電容和電容性噪聲成分；以及利用電阻-電容（RC)反饋電路對(duì)放大器進(jìn)行偏置，以在 去除電容性噪聲成分的同時(shí)響應(yīng)于觸摸電容等級(jí)而放大參考電壓。
[0022] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種觸摸顯示器設(shè)備，包括：顯示器；DDI，被 配置為控制顯示器的操作；觸摸屏；以及TSC，被配置為控制觸摸屏的操作。該TSC包括觸摸 數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，被配置為產(chǎn)生與通過觸摸屏接收的用戶定義的觸摸數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的感測(cè)數(shù)據(jù)。該 觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器包括：放大器，包括接收交流參考電壓的正輸入端、接收傳感器輸入的負(fù)輸 入端、提供輸出電壓的輸出端、以及偏置放大器的電阻-電容（RC)反饋電路，其中該傳感器 輸入包括具有觸摸電容和電容性噪聲的傳感器電容，該放大器被配置為在響應(yīng)于觸摸電容 的等級(jí)而放大參考電壓的同時(shí)從傳感器輸入中去除電容噪聲成分。
[0023] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種在包括帶觸摸屏的顯示器和DDI的觸摸 顯示器設(shè)備中使用的TSC。該TSC包括：電壓讀出電路，被配置為接收感測(cè)輸入并產(chǎn)生與 感測(cè)輸入對(duì)應(yīng)的讀出電壓，其中該感測(cè)輸入包括具有觸摸電容和可變?cè)肼曤娙莸膫鞲衅麟?容；放大電路，被配置為接收并放大讀出電壓信號(hào)以產(chǎn)生輸出電壓，其中該輸出電壓包括與 可變?cè)肼曤娙輰?duì)應(yīng)的可變?cè)肼曤妷海灰约胺e分電路，被配置為接收輸出電壓并從輸出電壓 中去除可變?cè)肼曤妷阂援a(chǎn)生與從DDI提供給TSC的一個(gè)或多個(gè)控制/定時(shí)信號(hào)同步地相關(guān) 的區(qū)別電壓。
[0024] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種具有觸摸顯示器的系統(tǒng)，其包括：主機(jī)控 制器、由DDI和主機(jī)控制器控制的顯示器，其中該DDI包括產(chǎn)生控制/定時(shí)信號(hào)的定時(shí)控制 器。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括由TSC和主機(jī)控制器響應(yīng)于該控制/定時(shí)信號(hào)而控制的觸摸屏，其被 配置為產(chǎn)生包括具有觸摸電容和可變?cè)肼曤娙莸膫鞲衅麟娙莸膫鞲衅鬏斎搿Ｔ揟SC包括： 電壓讀出電路，被配置為接收感測(cè)輸入并響應(yīng)于感測(cè)輸入而產(chǎn)生讀出電壓；放大電路，被配 置為接收并放大讀出電壓信號(hào)以產(chǎn)生輸出電壓，其中該輸出電壓包括與可變?cè)肼曤娙輰?duì)應(yīng) 的可變?cè)肼曤妷海灰约胺e分電路，被配置為接收該輸出電壓并從輸出電壓中去除可變?cè)肼?電壓以產(chǎn)生與該控制/定時(shí)信號(hào)同步地相關(guān)的區(qū)別電壓。
[0025] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種操作包括帶觸摸屏的顯示器和DDI的觸 摸顯示器設(shè)備中的TSC的方法，該方法包括：在TSC中從DDI接收至少一個(gè)控制/定時(shí)信號(hào) 并從觸摸屏接收與用戶定義的觸摸數(shù)據(jù)相關(guān)的感測(cè)輸入，其中該感測(cè)輸入包括具有觸摸電 容和可變?cè)肼曤娙莸膫鞲衅麟娙?；從感測(cè)輸入中產(chǎn)生讀出電壓，其中該讀出電壓與該至少 一個(gè)控制/定時(shí)信號(hào)同步地相關(guān)；放大該讀出電壓以產(chǎn)生輸出電壓；以及積分該輸出電壓 以從輸出電壓中去除與可變?cè)肼曤娙輰?duì)應(yīng)的可變?cè)肼曤妷?，從而產(chǎn)生與該至少一個(gè)控制/ 定時(shí)信號(hào)同步地相關(guān)的區(qū)別電壓。
[0026] 另一方面，本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供一種包括被配置為在包括觸摸屏和顯示面板 的觸摸顯示器設(shè)備內(nèi)使用的顯示驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)。該顯示驅(qū)動(dòng)器包括：DDI，被配置為控制顯 示面板且包括被配置為產(chǎn)生至少一個(gè)控制/定時(shí)信號(hào)的定時(shí)控制器；以及TSC，被配置為根 據(jù)響應(yīng)于用戶在觸摸屏上輸入的觸摸數(shù)據(jù)由觸摸屏產(chǎn)生的感測(cè)輸入而產(chǎn)生感測(cè)數(shù)據(jù)。其中 該感測(cè)輸入包括具有觸摸電容、可變?cè)肼曤娙?、和背景電容的傳感器電容，而且感測(cè)數(shù)據(jù)的 產(chǎn)生包括以下至少一個(gè)：在將該感測(cè)輸入讀出并放大為輸出電壓期間，從傳感器電容中去 除部分背景電容；以及在將輸出電壓轉(zhuǎn)換為感測(cè)數(shù)據(jù)期間，從輸出電壓中去除與可變?cè)肼?電容對(duì)應(yīng)的可變?cè)肼曤妷骸?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，可以更清楚地理解本發(fā)明構(gòu)思的示范性實(shí)施例。 [0028]圖1是一般觸摸屏面板系統(tǒng)的框圖；
[0029] 圖2A示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的觸摸屏面板的多個(gè)感測(cè)單元中的每一個(gè)中 產(chǎn)生的寄生電容成分；
[0030] 圖2B是示出圖2A中所示的感測(cè)單元被觸摸時(shí)感測(cè)單元的電容的變化的曲線圖；
[0031] 圖2C是示出圖2A的感測(cè)單元被觸摸且產(chǎn)生噪聲時(shí)感測(cè)單元的電容的變化的曲線 圖；
[0032] 圖3A、3B、和3C是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思實(shí)施例的觸摸控制器的框圖；
[0033] 圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思實(shí)施例的用于產(chǎn)生圖3A到3C所示的控制信號(hào)的各 種信號(hào)的波形圖；
[0034] 圖5A、5B、6A、6B、7A、7B以及8A- 8D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的 各種實(shí)施例的電路圖和曲線圖；
[0035] 圖9A和9B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的框圖和電路圖；
[0036] 圖9C是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的作為圖9A中所示的積分電路的另一實(shí)施例的積分電路 的電路圖；
[0037] 圖9D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的輸入信號(hào)Vin、以及接通圖9B的開關(guān)SWl 到SWn的定時(shí)的波形圖；
[0038] 圖9E是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供給圖9B的觸摸控制器的各種信號(hào)的波形 圖；
[0039] 圖9F是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖9B的積分電路的操作的時(shí)序圖；
[0040] 圖9G是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖9B的積分電路的積分電壓的變化的曲 線圖；
[0041] 圖IOA是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包含在圖9B的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器中的積分電 路的另一實(shí)施例的電路圖；
[0042] 圖IOB是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖IOA的積分電路中使用的輸出電壓Vout 和電壓參考信號(hào)Vref、以及輸入信號(hào)Vin的波形圖；
[0043] 圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的觸摸控制器的框圖；
[0044] 圖12A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括多個(gè)觸摸控制器的一般LCD的框圖；
[0045] 圖12B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的包括觸摸控制器的一般IXD的框圖；
[0046] 圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的將觸摸控制器和顯示驅(qū)動(dòng)單元一起集成的集 成電路（IC)的框圖；
[0047] 圖14A和圖14B示出如圖13中所示的顯示驅(qū)動(dòng)單元與觸摸控制器之間的相互關(guān) 系；
[0048] 圖15A到15C示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的包括觸摸面板的顯示器設(shè)備的印刷電路板 (PCB)的結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；
[0049] 圖IOT示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖15A、15B、或15C中所示的顯示器設(shè)備的 面板結(jié)構(gòu)；
[0050] 圖16A到16C示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的其中將觸摸面板和顯示面板結(jié)合在一起的顯 示器設(shè)備800的PCB結(jié)構(gòu)的實(shí)施例；
[0051] 圖16D示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的圖16A、16B、或16C中所示的顯示器設(shè) 備的面板結(jié)構(gòu)；
[0052] 圖17A和17B示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的包括觸摸控制器和顯示驅(qū)動(dòng)電路單 元的半導(dǎo)體芯片的結(jié)構(gòu)、以及FPCB的結(jié)構(gòu)；和
[0053] 圖18A和18B示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的具有其中包括觸摸控制器和顯示驅(qū)動(dòng)電路的 半導(dǎo)體芯片的顯示器設(shè)備的實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0054]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明構(gòu)思的示范性實(shí)施例。在所有附圖中類似 的附圖標(biāo)記表示類似的元件。
[0055] 圖2A示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的觸摸屏面板21的多個(gè)感測(cè)單元SU中的每 一個(gè)中產(chǎn)生的寄生電容成分。圖2B是示出圖2A的感測(cè)單元SU被觸摸時(shí)感測(cè)單元的電容 的變化的曲線圖。圖2C是示出圖2A的感測(cè)單元SU被觸摸且產(chǎn)生噪聲時(shí)感測(cè)單元的電容 的變化的曲線圖。
[0056] 參考圖2A，觸摸屏面板21包括多個(gè)感測(cè)單元SU。該多個(gè)感測(cè)單元SU可被布置在 接近或者在顯示圖像的顯示面板22上。例如，附圖標(biāo)記"22"可表示向其施加預(yù)定電極電 壓VCOM的顯示面板的上板。具有上板22的顯示面板可以是液晶顯示器（IXD)面板，可以 向其施加電極電壓VCOM作為公共電極電壓。如果顯示面板為有機(jī)光發(fā)射顯示面板，則可以 將具有直流（DC)電壓的陰極應(yīng)用于其上板。
[0057] 觸摸屏面板21包括連接到沿行（X軸方向）排列的多條感測(cè)線的多個(gè)感測(cè)單元SU、和連接到沿列（y軸方向）排列的多條感測(cè)線的多個(gè)感測(cè)單元SU。如果用戶手指或者觸 摸筆接近或者觸摸任何感測(cè)單元SU，則特定感測(cè)單元SU的電容值被改變?？梢酝ㄟ^利用多 條感測(cè)線感測(cè)每個(gè)感測(cè)單元的電容值的變化產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)并接著處理該感測(cè)信號(hào)來確定 觸摸屏面板21是否被觸摸、以及觸摸屏面板21上的觸摸位置。
[0058] 寄生電容成分因多個(gè)感測(cè)單元SU的布置而存在。例如，寄生電容成分包括產(chǎn)生在 相鄰感測(cè)單元之間的水平寄生電容成分Ch、和產(chǎn)生在感測(cè)單元與顯示面板22之間的垂直 寄生電容成分Cv。如果寄生電容值比用戶手指或觸摸筆接近或觸摸感測(cè)單元時(shí)產(chǎn)生的電容 成分大，則即便當(dāng)感測(cè)單元的電容值由于觸摸感測(cè)單元而變化時(shí)，觸摸的感測(cè)靈敏度下降。
[0059] 參考圖2B，感測(cè)單元SU包含具有寄生電容成分的基本電容成分Cb，而且當(dāng)例如用 戶手指或者觸摸筆的物體接近或者觸摸感測(cè)單元SU時(shí)，感測(cè)單元SU的電容值被改變。例 如，當(dāng)導(dǎo)電物體接近或者觸摸感測(cè)單元SU時(shí)，感測(cè)單元SU的電容值增加。參考圖2B，在A 部分中，由于導(dǎo)電物體未接近感測(cè)單元SU，感測(cè)單元SU的電容值是Cb;在B部分中，導(dǎo)電物 體觸摸感測(cè)單元SU;而在C部分中，導(dǎo)電物體接近感測(cè)單元SU。參考圖2B，電容值Cb當(dāng)導(dǎo) 電物體觸摸感測(cè)單元SU時(shí)可能增加程度Csig，而當(dāng)導(dǎo)電物體接近感測(cè)單元SU時(shí)可能增加 程度Csig'，Csig' 小于Csig。
[0060] 如圖2C中所示，當(dāng)存在各種噪聲時(shí)，感測(cè)單元SU的電容值可能受到較大的影響。 這種情況下，處理器或者控制器（未圖示）不能通過簡(jiǎn)單檢查感測(cè)單元SU的電容值增加還 是減少來精確地確定物體是否觸摸感測(cè)單元SU以及感測(cè)單元SU上的觸摸位置，因此，極大 地降低了觸摸屏設(shè)備的感測(cè)靈敏度。
[0061] 圖3A、3B、和3C是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思實(shí)施例的觸摸控制器110的框圖。這里，為了幫 助解釋觸摸控制器110的操作而進(jìn)一步示出：顯示驅(qū)動(dòng)電路120,驅(qū)動(dòng)顯示面板（未圖示） 以顯示圖像；以及主機(jī)控制器130,控制觸摸控制器110的全部操作。
[0062] 參考圖3A，觸摸控制器110可包括信號(hào)處理器111和觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112。顯示 驅(qū)動(dòng)電路120可包括：定時(shí)控制器121，其控制將要在顯示面板上顯示的圖像；柵極驅(qū)動(dòng)器 122 ;和源極驅(qū)動(dòng)器123。
[0063] 信號(hào)處理器111控制與觸摸屏操作有關(guān)的觸摸控制器110的內(nèi)部電路的全部操 作。盡管未示出，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112通過感測(cè)線電連接到多個(gè)感測(cè)單元SU并通過感測(cè)多 個(gè)感測(cè)單元SU被觸摸時(shí)其中的每一個(gè)的電容的變化來產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。而且，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生 器112通過處理感測(cè)信號(hào)產(chǎn)生并輸出觸摸數(shù)據(jù)data。信號(hào)處理器111或主機(jī)控制器130基 于觸摸數(shù)據(jù)data執(zhí)行邏輯運(yùn)算，并確定觸摸屏（未圖示）是否被觸摸、以及觸摸屏上的觸 摸位置。
[0064] 觸摸控制器110接收用于驅(qū)動(dòng)顯示面板（未圖示）的至少一條定時(shí)信息Timing info,以及可以使用定時(shí)信息Timinginfo以便產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data。定時(shí)信息Timinginfo 可以由包括在顯示驅(qū)動(dòng)電路120中的定時(shí)控制器121、或者直接由主機(jī)控制器130產(chǎn)生。圖 3A示出定時(shí)信息Timinginfo由定時(shí)控制器121產(chǎn)生，而且觸摸控制器110從定時(shí)控制器 121接收定時(shí)信息Timinginfo。信號(hào)處理器111接收至少一條定時(shí)信息Timinginfo并 傳送基于該至少一條定時(shí)信息Timinginfo的控制信號(hào)Ctrl到觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112。
[0065] 控制信號(hào)Ctrl可基于定時(shí)信息Timinginfo的波形而產(chǎn)生。控制信號(hào)Ctrl可由 定時(shí)控制器121直接產(chǎn)生并提供給信號(hào)處理器111，或者信號(hào)處理器111可從自定時(shí)控制器 121接收的定時(shí)信息Timinginfo產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl。同樣，如上所述，主機(jī)控制器130可 產(chǎn)生定時(shí)信息Timinginfo,而且類似地，控制信號(hào)Ctrl可由主機(jī)控制器130產(chǎn)生并提供給 觸摸控制器110。如果主機(jī)控制器130產(chǎn)生控制信號(hào)ctrl，則可以將控制信號(hào)Ctrl提供給 信號(hào)處理器111、或者直接提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112。以下，假定信號(hào)處理器111產(chǎn)生控 制信號(hào)ctrl，如圖3A到3C所示。
[0066] 定時(shí)控制器121產(chǎn)生至少一個(gè)信號(hào)用于控制顯示圖像的定時(shí)。例如，定時(shí)控制器 121可直接從外部主機(jī)控制器130接收垂直同步信號(hào)Vsync和水平同步信號(hào)Hsync，或者可 基于從主機(jī)控制器130接收的數(shù)據(jù)使能信號(hào)（未圖示）來產(chǎn)生垂直同步信號(hào)Vsync和水平 同步信號(hào)Hsync。同樣，定時(shí)控制器121可通過產(chǎn)生至少一個(gè)定時(shí)信號(hào)來控制例如電極電壓 VCOM的公共電極電壓的產(chǎn)生、以及柵極線信號(hào)的產(chǎn)生。
[0067] 信號(hào)處理器111與從定時(shí)控制器121接收的至少一條定時(shí)信息Timinginfo同步 地產(chǎn)生控制信號(hào)ctrl，并將控制信號(hào)Ctrl提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112以便控制產(chǎn)生觸摸數(shù) 據(jù)data的定時(shí)。即，如果施加到顯示面板的電壓（例如，施加到顯示面板的上板的公共電 極電壓）改變，則感測(cè)信號(hào)中可能包含噪聲。因此，信號(hào)處理器111控制在電壓位于穩(wěn)定狀 態(tài)時(shí)的期間內(nèi)產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data。
[0068] 觸摸控制器110和顯示驅(qū)動(dòng)電路120可集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。即，在本發(fā)明 構(gòu)思的實(shí)施例中，觸摸控制器110從顯示驅(qū)動(dòng)電路120接收至少一條定時(shí)信息Timinginfo 并與定時(shí)信息Timinginfo同步地執(zhí)行操作，可通過在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中內(nèi)部連接觸摸控 制器110與顯示驅(qū)動(dòng)電路120的線路來傳送定時(shí)信息Timinginfo。
[0069] 圖3B和3C是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的圖3A所示的產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data的 各種方法的框圖。圖3B示出觸摸控制器110直接從主機(jī)控制器130接收與驅(qū)動(dòng)顯示面板 (未圖示）的定時(shí)相關(guān)的信息Timinginfo的情況。該情況下，定時(shí)控制器121可基于從主 機(jī)控制器130接收的信息control/timing跳過產(chǎn)生定時(shí)信息Timinginfo,并將其提供給 觸摸控制器110。信號(hào)處理器111從主機(jī)控制器130接收信息control/timing，基于信息 control/timing產(chǎn)生控制信號(hào)Ctrl,并將控制信號(hào)Ctrl提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112。
[0070] 圖3C示出其中將由定時(shí)控制器121產(chǎn)生的信息和由主機(jī)控制器130產(chǎn)生的信息 多路復(fù)用為定時(shí)信息Timinginfo、并將定時(shí)信息Timinginfo提供給觸摸控制器110的情 況。為此，可以將允許選擇性地提供信號(hào)的選擇單元140布置在圖3C所示的顯示驅(qū)動(dòng)電路 120與觸摸控制器110之間。例如，選擇單元140可實(shí)現(xiàn)為多路復(fù)用器（MUX)。可以將選擇 單元140布置在觸摸控制器110與顯示驅(qū)動(dòng)電路120之間、或者布置在包括在觸摸控制器 110內(nèi)的信號(hào)處理器111之前。選擇單元140響應(yīng)于預(yù)定控制信號(hào)（未圖示），選擇性地輸 出由定時(shí)控制器121產(chǎn)生的信息、或者由主機(jī)控制器130產(chǎn)生的信息。在此情況下，如果顯 示驅(qū)動(dòng)電路120在正常模式下操作，則可以將由定時(shí)控制器121產(chǎn)生的信號(hào)提供給觸摸控 制器110。如果顯示驅(qū)動(dòng)電路120進(jìn)入節(jié)電（powerdown)模式，例如，睡眠模式，則可以將 由主機(jī)控制器130產(chǎn)生的信號(hào)提供給觸摸控制器110。
[0071] 圖4A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的用于產(chǎn)生圖3A到3C所示的控制信號(hào)Ctrl的 各種信號(hào)的波形圖。參考圖4A，水平同步信號(hào)Hsync在垂直同步信號(hào)Vsync激活之后激活。 公共電極電壓（例如，電極電壓VC0M)的邏輯電平與水平同步信號(hào)Hsync同步地變化?？?制信號(hào)Ctrl可從各種類型的定時(shí)信息中的至少一個(gè)中產(chǎn)生，例如，垂直或者水平同步信號(hào) Hsync或者Vsync、用于產(chǎn)生公共電極電壓的定時(shí)信息、DotCLK信息。根據(jù)激活控制信號(hào) Ctrl的定時(shí)來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data的定時(shí)，而且可以防止由應(yīng)用于顯示面板的電極的 改變導(dǎo)致在觸摸數(shù)據(jù)data中產(chǎn)生噪聲。
[0072] 圖4B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的用于產(chǎn)生圖3A到3C所示的控制信號(hào) Ctrl的各種信號(hào)的波形圖。參考圖4B，在其中垂直同步信號(hào)Vsync被激活的部分之前和之 后存在其中水平同步信號(hào)Hsync未被激活的邊沿部分。在該邊沿部分期間控制施加到顯示 面板的公共電極電壓不改變。在此情況下，可以通過在垂直同步信號(hào)Vsync的邊沿部分中 激活控制信號(hào)Ctrl來降低因施加到顯示面板的電壓變化而產(chǎn)生的噪聲。
[0073] 圖5A到8D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的各種實(shí)施例的電路圖和曲 線圖。具體地，圖5A到8D示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的使用放大器電路來降低由存在 于感測(cè)單元中的垂直或者水平寄生電容成分導(dǎo)致的影響的方法。
[0074] 特別地，圖5A是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的諸如附圖3A的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器112 的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210A的電路圖。圖5B是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的附圖5A的觸 摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210A中包含的放大器AMP的頻率特性的曲線圖。參考圖5A，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器 210A包括放大器電路211A，其連接到感測(cè)單元SU并產(chǎn)生與感測(cè)單元SU的電容的變化對(duì)應(yīng) 的感測(cè)信號(hào)Vout。觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210A可進(jìn)一步包括：信號(hào)輸出單元212A，其接收感測(cè)信 號(hào)Vout并響應(yīng)于控制信號(hào)Ctrl輸出感測(cè)信號(hào)Vout;以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC) 213A，其從信號(hào) 輸出單元212A接收模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。信號(hào)輸出單元212A可以是采 樣/保持電路，其保持感測(cè)信號(hào)Vout并響應(yīng)于控制信號(hào)Ctrl而輸出感測(cè)信號(hào)Vout。
[0075] 放大器電路211A包括至少一個(gè)放大器AMP。盡管未示出，該至少一個(gè)放大器AMP 可以包括分別連接到觸摸屏面板中沿多個(gè)行和列布置的多條感測(cè)線的多個(gè)放大器?；蛘?， 可以將該放大器AMP構(gòu)造為使得將放大器AMP切換為與多條感測(cè)線之一相連，以使得放大 器AMP可由多個(gè)感測(cè)線共享。為了便于解釋，圖5A示出其中將一個(gè)放大器AMP連接到一條 感測(cè)線的情況。
[0076] 將第一輸入端（例如，放大器AMP的反相輸入端（-))連接到感測(cè)單元SU以便感 測(cè)感測(cè)單元SU的電容的變化。如圖5A所示，感測(cè)單元SU的電容可包括寄生電容成分（例 如，水平寄生電容成分Ch)、和當(dāng)感測(cè)單元Su被觸摸時(shí)導(dǎo)致的電容變化Csig。
[0077] 將具有預(yù)定頻率的輸入信號(hào)Vin提供到放大器AMP的第二輸入端。輸入信號(hào)Vin 可以是這樣的信號(hào)，例如，具有預(yù)定脈沖周期的方波或正弦波信號(hào)?？梢赃m當(dāng)?shù)卣{(diào)整輸入信 號(hào)Vin的邏輯電平和頻率。輸入信號(hào)Vin的頻率可以落入具有高通濾波特性的放大器AMP 的通帶內(nèi)。盡管未圖示，可以將直流（DC)電壓（例如，接地電壓）信號(hào)提供到連接到除執(zhí) 行感測(cè)操作的感測(cè)線之外的感測(cè)線的放大器的第二輸入端。于是，參考圖5A，將水平寄生電 容成分Ch的一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示為施加到接地電壓。
[0078]可在放大器AMP的第一輸入端和輸出端之間連接電容器Cf，而且可進(jìn)一步在放大 器AMP的第一輸入端和輸出端之間連接預(yù)定電阻器Rf以便與電容器Cf并聯(lián)。從而，放大 器AMP可作為具有預(yù)定電壓增益的高通濾波器。
[0079] 放大器AMP產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)Vout，其電壓電平根據(jù)感測(cè)單元SU的電容變化而改變。 圖5B示出放大器AMP的通帶特性和電壓增益。如圖5A所示，輸入信號(hào)Vin的頻率可大于 ?如果輸入信號(hào)Vin的頻率落入放大器AMP的通帶內(nèi)，則放大器Amp的增益由以下 一J./ 'PIK/·' s 數(shù)字公式計(jì)算，20k)gl(, 1 +h^β VLfJ
[0080] 如上述公式所示，當(dāng)感測(cè)單元SU的電容在感測(cè)單元SU被觸摸時(shí)變化時(shí)，由放大器 AMP產(chǎn)生的感測(cè)信號(hào)Vout的邏輯電平根據(jù)感測(cè)單元SU的電容變化而變化。放大器AMP以 模擬的方式產(chǎn)生與感測(cè)單元SU的電容值對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)Vout?？赏ㄟ^感測(cè)感測(cè)信號(hào)Vout 的電壓變化來確定觸摸屏面板是否被觸摸、或觸摸屏面板上的觸摸位置。
[0081] 控制信號(hào)Ctrl可使用至少一條定時(shí)信息來產(chǎn)生并可用來利用感測(cè)信號(hào)Vout產(chǎn)生 觸摸數(shù)據(jù)data。信號(hào)輸出單元212A從放大電路211A接收感測(cè)信號(hào)Vout，維持感測(cè)信號(hào) Vout，并響應(yīng)于激活的控制信號(hào)Ctrl將感測(cè)信號(hào)Vout提供到ADC213A。ADC123A通過將 作為模擬信號(hào)的感測(cè)信號(hào)Vout轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果提供 到外部。
[0082] 如上所述，可通過執(zhí)行感測(cè)操作和產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data來確定觸摸屏是否被觸摸、 或觸摸屏上的觸摸位置。而且，可通過響應(yīng)于控制信號(hào)Ctrl控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data的定 時(shí)來將由施加于顯示面板電壓的變化導(dǎo)致的噪聲最小化。
[0083] 然而，如果多個(gè)感測(cè)單元SU之間的寄生電容成分Ch的值增加，則放大器AMP的增 益也增加。在此情況下，連接在放大器AMP的第一輸入端和輸出端之間的電容器Cf應(yīng)具有 很大的值以便從放大器AMP輸出的電壓的電平在預(yù)定范圍內(nèi)（例如，在系統(tǒng)可以操作的電 壓范圍內(nèi)）。然而，如果電容器Cf的電容具有很大的值，則在觸摸屏面板被觸摸時(shí)放大器 AMP的電壓變化（S卩，電容變化Csig與電容器值Cf的比率Csig/Cf)減小，從而降低觸摸的 感測(cè)靈敏度。觸摸屏面板的感測(cè)線可由透明導(dǎo)電材料形成，例如，氧化銦錫（ITO)。從而，當(dāng) 感測(cè)單元SU之間的距離很大時(shí)，感測(cè)線變得顯眼，因而應(yīng)當(dāng)將感測(cè)單元SU之間的距離確定 為很小。然而，如果感測(cè)單元SU之間的距離很小，則在每個(gè)感測(cè)單元中產(chǎn)生的水平寄生電 容成分Ch的值變得很大，從而，觸摸的感測(cè)靈敏度將下降?，F(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思 的能夠通過降低寄生電容成分來提高感測(cè)靈敏度的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的各種實(shí)施例。
[0084] 參考圖6A，一觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B包括放大電路211B，其產(chǎn)生與感測(cè)單元SU的 電容變化對(duì)應(yīng)的感測(cè)信號(hào)Vout。觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B可進(jìn)一步包括：信號(hào)輸出單元212B， 其接收感測(cè)信號(hào)Vout并根據(jù)控制信號(hào)Ctrl輸出之；以及ADC213B，其通過將從信號(hào)輸出 單元212B接收的作為模擬信號(hào)的感測(cè)信號(hào)Vout轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)data。
[0085] 圖6A的放大電路21IB可通過減少由感測(cè)單元SU中產(chǎn)生的水平電容成分Ch(多 個(gè)感測(cè)單元SU之間的寄生電容成分）導(dǎo)致的影響來提高感測(cè)靈敏度。為此，并不將接地電 壓或DC電壓施加到與執(zhí)行感測(cè)操作的感測(cè)線相鄰的感測(cè)線所對(duì)應(yīng)的放大器AMP上，而是將 輸入信號(hào)Vin施加到與執(zhí)行感測(cè)操作的感測(cè)線相鄰的感測(cè)線所對(duì)應(yīng)的放大器AMP的第二輸 入端，例如，（+)端。
[0086] 即，如果水平寄生電容器的第一電極和第二電極分別作為經(jīng)由其執(zhí)行感測(cè)操作的 第一感測(cè)線、和與第一感測(cè)線鄰近的第二感測(cè)線，則施加相同的電壓到第一感測(cè)線和第二 感測(cè)線。在此情況下，從計(jì)算放大器AMP增益的數(shù)字公式20l〇gl|l+^^j中去除水平 寄生電容成分Ch。
[0087]盡管圖6A示出水平寄生電容器的第二電極直接連接到放大器AMP的相應(yīng)的第二 輸入端，但本發(fā)明構(gòu)思不限于此。與圖5A所示不同，在圖6A的當(dāng)前實(shí)施例中，將輸入信號(hào) Vin公共地提供到多個(gè)放大器AMP的第二輸入端（即，（+)輸入端）。當(dāng)輸入信號(hào)Vin被提 供到放大器AMP的第二輸入端（即，（+)輸入端）時(shí)，放大器AMP的第一輸入端（即，（-) 輸入端）的電壓變得等于第二輸入端（即，（+)輸入端）的電壓。即，由于輸入信號(hào)Vin也 被提供到與相鄰感測(cè)線相連的放大器AMP的第二輸入端，相鄰感測(cè)線的電壓也變得和輸入 信號(hào)Vin的值相等。為此原因，經(jīng)由其執(zhí)行感測(cè)操作的第一感測(cè)線的電壓等于與第一感測(cè) 線相鄰的第二感測(cè)線的電壓，從而，放大器AMP的增益與水平寄生電容成分Ch的值不相關(guān)。 艮P，將相同的電壓Vin施加到彼此相鄰的感測(cè)線，以便減少由感測(cè)單元中的水平寄生電容 成分帶來的影響。
[0088] 圖6B是顯示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思實(shí)施例的圖6A的放大器AMP的頻率特性的曲線 圖。如上所述，確定輸入信號(hào)Vin的頻率落入放大器AMP的通帶內(nèi)。即，可以確定輸 入信號(hào)Vin的頻率大于如圖6B所示的?同樣，圖6A的放大器AMP的增益等于 即,放大器AMP的增益與連接到相應(yīng)的感測(cè)線的水平寄生電容成分Ch的 值不相關(guān)。
[0089] 即使觸摸屏面板的感測(cè)線上存在的水平寄生電容成分Ch的值增加，放大器AMP的 增益也不變化。因此，不需要增加圖6A的電容器Cf的電容值以使得放大器AMP的增益落 入預(yù)定范圍內(nèi)。相應(yīng)地，能夠適當(dāng)增加代表感測(cè)靈敏度的比率Csig/Cf并提高觸摸時(shí)電容 變化Csig的感測(cè)靈敏度。
[0090] 圖7A和7B是詳細(xì)示出圖6A的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B的電路圖。為了便于解釋， 這里未示出包括在觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B中的信號(hào)輸出電路212B和ADC213B。
[0091] 如圖7A所示，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B可包括多個(gè)放大器，例如，第一放大器AMPl到 第三放大器AMP3,它們分別連接到多條感測(cè)線，例如，第一感測(cè)線SLl到第三感測(cè)線SL3。第 一放大器AMPl到第三放大器AMP3感測(cè)與其對(duì)應(yīng)的感測(cè)單元（未圖示）的電容的變化并分 別產(chǎn)生與感測(cè)到的變化對(duì)應(yīng)的第一到第三感測(cè)信號(hào)Voutl到Vout3?？梢詫⒌谝坏降谌?容器Cfl到Cf3與第一到第三電阻器Rfl到Rf3并聯(lián)連接在分別相應(yīng)的第一放大器AMPl 到第三放大器AMP3的第一輸入端（例如，（-)輸入端）與輸出端之間。
[0092] 同樣，將具有預(yù)定頻率的輸入信號(hào)Vin公共地提供到第一放大器AMPl到第三放大 器AMP3的第二輸入端，例如，（+)輸入端。第一到第三放大器AMPl到AMP3分別對(duì)應(yīng)于并連 接到第一到第三感測(cè)線SLl到SL3。因此，第一到第三放大器AMPl到AMP3感測(cè)相應(yīng)的第一 到第三感測(cè)線SLl到SL3的電容變化并分別產(chǎn)生第一到第三感測(cè)信號(hào)Voutl到Vout3。在 圖7A中，在第一到第三感測(cè)線SLl到SL3之間產(chǎn)生水平寄生電容成分Chl到Ch3。
[0093] 現(xiàn)在將假定用第二感測(cè)線SL2來執(zhí)行感測(cè)操作以描述觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B的操 作。第二放大器AMP2的第一輸入端（例如，（-)輸入端）連接到第二感測(cè)線SL2,因此，第 二放大器AMP2產(chǎn)生與相應(yīng)的感測(cè)單元的電容值對(duì)應(yīng)的第二感測(cè)信號(hào)Vout2。提供到第二放 大器AMP2的輸入信號(hào)Vin也被提供到第一和第三放大器AMPl和AMP3的第二輸入端，即， (+)輸入端。第一和第三放大器AMPl和AMP3的各自的第一輸入端（例如，（-)輸入端） 的電壓變得分別與第一和第三放大器AMPl和AMP3的各自的第二輸入端（例如，（+)輸入 端）的電壓相等。因此，分別連接到相應(yīng)的第一和第三放大器AMPl和AMP3的第一輸入端 (例如，（-)輸入端）的第一和第三感測(cè)線SLl和SL3的電壓變得等于第二感測(cè)線SL2的 電壓。因此，相鄰感測(cè)線的電壓彼此相等或者相似。從而，可以減少由水平寄生電容Chl和 Ch2引起的影響，如上述圖6B所示。
[0094] 圖7B是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的另一實(shí)施例的設(shè)計(jì)用于執(zhí)行圖7A的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器的 操作的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B的電路圖，其中第一到第三感測(cè)線SLl到SL3共享一個(gè)放大器 AMP。圖7B的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210B可進(jìn)一步包括第一到第三開關(guān)SWl到SW3,其分別開關(guān) 第一到第三感測(cè)線SLl到SL3之間的放大器AMP的第一輸入端（例如，（-)輸入端）的連 接，以使得可以將第一到第三感測(cè)線SLl到SL3選擇性地連接到放大器AMP的第一輸入端， 例如（-)輸入端。
[0095] 當(dāng)使用第二感測(cè)線SL2來執(zhí)行感測(cè)操作時(shí)，將第二開關(guān)SW2接通以將第二感測(cè)線 SL2連接到放大器AMP的第一輸入端，例如（-)輸入端。同樣，將連接到與第二感測(cè)線SL2 相鄰的第一感測(cè)線SLl的第一開關(guān)SWl接通以將第一感測(cè)線SLl連接到傳輸輸出信號(hào)Vin 的線。同樣將連接到與第二感測(cè)線SL2相鄰的第三感測(cè)線SL3的第三開關(guān)SW3接通以將第 三感測(cè)線SL3連接到傳輸輸入信號(hào)Vin的線。
[0096] 從而，放大器AMP通過第二感測(cè)線SL2感測(cè)相應(yīng)的感測(cè)單元（未圖示）的電容值 并根據(jù)感測(cè)到的電容值產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)Vout。因?yàn)檩斎胄盘?hào)Vin被提供到第一感測(cè)線SLl和 與第二感測(cè)線SL2相鄰的第三感測(cè)線SL3,第二感測(cè)線SL2的電壓變得與第一和第三感測(cè)線 SLl和SL3的電壓相等。于是，減少了由水平寄生電容成分Ch2帶來的影響，從而提高了觸 摸的感測(cè)靈敏度。
[0097] 圖8A到8C是分別示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的作為圖3A、3B、或3C的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器 的各種實(shí)施例的觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210C、210D、和210E的電路圖。參考圖8A到8C，觸摸數(shù)據(jù) 產(chǎn)生器210C、210D、和210E進(jìn)一步包括附加電容器，例如，第二電容器Cq，以便補(bǔ)償存在于 感測(cè)單元SU中的寄生電容成分。從而，可通過去除存在于感測(cè)單元SU中的水平或垂直寄 生電容成分來提高感測(cè)靈敏度。
[0098] 參考圖8A，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210C包括放大器AMP，其具有連接到感測(cè)線的第一輸 入端（例如，（-)輸入端）、以及其上提供有輸入信號(hào)Vin的第二輸入端（例如（+)輸入 端）?？梢詫⒌谝浑娙萜鰿f和電阻器Rf并聯(lián)連接在放大器AMP的第一輸入端和輸出端之 間。
[0099] 觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器210C可進(jìn)一步包括連接到感測(cè)線并具有預(yù)定電容值的第二電容 器Cq。第二電容器Cq的第一電極連接到感測(cè)線，一預(yù)定電壓信號(hào)Vq施加到第二電容器Cq的第二電極。利用第二電容器Cq的電容和電壓信號(hào)Vq將第二電容器Cq中產(chǎn)生的電荷的 極性控制為與存在于感測(cè)單元SU中的寄生電容成分Ct(水平和垂直寄生電容成分）中產(chǎn) 生的電荷的極性相反。例如，如果寄生電容器中產(chǎn)生的具有正（+)極性的電荷被施加到感 測(cè)線，則將第二電容器Cq的第一電極中產(chǎn)生的電荷控制為具有負(fù)（_)極性。另外，如果可 以將提供到第二電容器Cq的第二電極的電壓信號(hào)Vq與提供到放大器AMP的第二輸入端的 輸入信號(hào)Vin同步，而且在此情況下，可以將電壓信號(hào)Vq的值定義為xVin。于是，放大器 AMP的增益可計(jì)算如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體芯片，包括： 顯示驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)顯示面板以顯示圖像；以及 觸摸控制器單元，其感應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)感應(yīng)單元的電容，從顯示驅(qū)動(dòng)單元接收至少一 個(gè)信息，以及基于所述至少一個(gè)信息和感應(yīng)的結(jié)果來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元包括被配置為控制顯 示圖像的定時(shí)的定時(shí)控制器，并且 其中，所述至少一個(gè)信息包括從定時(shí)控制器輸出的定時(shí)信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元包括： 觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，其連接到感應(yīng)單元，感應(yīng)在感應(yīng)單元的電容中的變化，并且產(chǎn)生與感 應(yīng)的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的觸摸數(shù)據(jù)；以及 信號(hào)處理器，其接收定時(shí)信息，基于接收的定時(shí)信息來產(chǎn)生控制信號(hào)，并且向觸摸數(shù)據(jù) 產(chǎn)生器提供控制信號(hào)來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器包括： 感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器，其通過一個(gè)或者多個(gè)感應(yīng)線而連接到感應(yīng)單元，并且產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)， 其的電壓根據(jù)在感應(yīng)單元的電容中的變化而發(fā)生變化；以及 信號(hào)輸出單元，其用于從感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器接收感應(yīng)信號(hào)，并且響應(yīng)于控制信號(hào)來輸出 感應(yīng)信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體芯片，其中，觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器進(jìn)一步包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn) 換器（ADC)，以用于通過將信號(hào)輸出單元的模擬輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述半導(dǎo)體芯片被連接到主機(jī)控制器，以 及 其中，顯示驅(qū)動(dòng)單元和觸摸控制器單元中的至少一個(gè)與主機(jī)控制器進(jìn)行通信。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元進(jìn)一步從主機(jī)控制 器接收定時(shí)信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元產(chǎn)生狀態(tài)信息，并且 向顯示驅(qū)動(dòng)單元提供狀態(tài)信息。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片，其中，當(dāng)顯示驅(qū)動(dòng)單元接收睡眠狀態(tài)信息時(shí)，顯 示驅(qū)動(dòng)單元防止所述至少一個(gè)信息被提供給觸摸控制器單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括產(chǎn)生電源電壓的電源產(chǎn)生器，以及 其中，電源產(chǎn)生器將電源電壓提供給顯示驅(qū)動(dòng)單元和觸摸控制器單元這兩者。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體芯片，其中，電源產(chǎn)生器被包括在顯示驅(qū)動(dòng)單元中， 并且 其中，當(dāng)顯示驅(qū)動(dòng)單元接收睡眠狀態(tài)信息時(shí)，顯示驅(qū)動(dòng)單元防止所述電源電壓被提供 給觸摸控制器單元。
12. -種顯示驅(qū)動(dòng)集成電路（1C),包括： 顯示驅(qū)動(dòng)單元，其從外部主機(jī)接收至少一個(gè)第一定時(shí)信息，并且產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)以在面 板單元上顯示圖像；以及 觸摸控制器單元，其被連接到觸摸屏面板的多個(gè)感應(yīng)單元以感應(yīng)多個(gè)感應(yīng)單元的電 容，并且基于所述第一定時(shí)信息和由顯示驅(qū)動(dòng)單元產(chǎn)生的第二定時(shí)信息中的至少一個(gè)定時(shí) 信息來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)， 其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元和所述觸摸控制器單元被集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示驅(qū)動(dòng)1C，其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元包括將電源電壓提 供給觸摸控制器單元的電源產(chǎn)生器，并且 其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元響應(yīng)于來自觸摸控制器單元的狀態(tài)信息來控制要被提供給觸 摸控制器單元的電源電壓。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的顯示驅(qū)動(dòng)1C，其中，所述觸摸控制器單元包括： 觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，其連接到感應(yīng)單元，感應(yīng)在感應(yīng)單元的電容中的變化，并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng) 于感應(yīng)的結(jié)果的觸摸數(shù)據(jù)；以及 信號(hào)處理器，其接收至少一個(gè)定時(shí)信息，基于接收的定時(shí)信息來產(chǎn)生控制信號(hào)，以及將 控制信號(hào)提供給觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器以控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)。
15. -種顯不設(shè)備，包括： 顯示面板，其包括第一板和第二板； 多個(gè)感應(yīng)單元，其被布置在所述顯示面板的第一板和第二板中的至少一個(gè)上；以及 半導(dǎo)體芯片，其包括用于驅(qū)動(dòng)顯示面板的顯示驅(qū)動(dòng)單元和用于感應(yīng)多個(gè)感應(yīng)單元的電 容并且產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于感應(yīng)的結(jié)果的觸摸數(shù)據(jù)的觸摸控制器單元。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示設(shè)備，其中，所述半導(dǎo)體芯片進(jìn)一步包括被電連接到 多個(gè)感應(yīng)單元的一個(gè)或者多個(gè)第一焊盤，以及向顯示面板提供灰度數(shù)據(jù)的一個(gè)或者多個(gè)第 二焊盤。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示設(shè)備，其中，所述顯示面板進(jìn)一步包括被布置在第一 板和第二板之間的顯示板， 其中，多個(gè)感應(yīng)單元通過在顯示面板的第一板上直接形成電極來制造。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的顯示設(shè)備，其中，所述觸摸控制器單元包括： 觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器，其連接到感應(yīng)單元，感應(yīng)在感應(yīng)單元的電容中的變化，并且產(chǎn)生與感 應(yīng)的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的觸摸數(shù)據(jù)；以及 信號(hào)處理器，其從顯示驅(qū)動(dòng)單元接收定時(shí)信息，基于接收的定時(shí)信息來產(chǎn)生控制信號(hào)， 并且向觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器提供控制信號(hào)來控制產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的定時(shí)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的顯示設(shè)備，其中，所述觸摸數(shù)據(jù)產(chǎn)生器包括： 感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器，其通過一個(gè)或者多個(gè)感應(yīng)線而連接到感應(yīng)單元，并且產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)， 其的電壓根據(jù)在感應(yīng)單元的電容中的變化而發(fā)生變化；以及 信號(hào)輸出單元，其用于從感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器接收感應(yīng)信號(hào)，并且響應(yīng)于控制信號(hào)來輸出 感應(yīng)信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的顯示設(shè)備，其中，所述感應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生器包括： 包括第一電容器的至少一個(gè)放大器；以及 連接到所述至少一個(gè)放大器的第二電容器， 其中，所述放大器具有連接到多個(gè)感應(yīng)線中的一個(gè)的第一輸入端，以及提供有具有第 一頻率的第一輸入信號(hào)的第二輸入端，并且所述第一電容器被連接在放大器的第一輸入端 和輸出端之間，并且 所述第二電容器具有連接到放大器的第一輸入端的第一電極，以及提供有與第一輸入 信號(hào)同步的第二輸入信號(hào)的第二電極。
21. -種半導(dǎo)體芯片，包括： 顯示驅(qū)動(dòng)單元，其驅(qū)動(dòng)顯示面板來顯示圖像； 觸摸控制器單元，其感應(yīng)一個(gè)或者多個(gè)感應(yīng)單元的電容，并且基于感應(yīng)的結(jié)果來產(chǎn)生 觸摸數(shù)據(jù)；以及 電源產(chǎn)生器，其產(chǎn)生一個(gè)或者多個(gè)電源電壓，并且將所產(chǎn)生的電源電壓提供給顯示驅(qū) 動(dòng)單元和觸摸控制器單元這兩者。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述電源產(chǎn)生器產(chǎn)生用于顯示驅(qū)動(dòng)單 元的至少一個(gè)第一電源電壓，以及用于觸摸控制器單元的至少一個(gè)第二電源電壓。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元從所述顯示驅(qū)動(dòng) 單元接收至少一個(gè)定時(shí)信息，并且基于定時(shí)信息和感應(yīng)的結(jié)果來產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述電源產(chǎn)生器被布置在顯示驅(qū)動(dòng)單 元內(nèi)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元從所述觸摸控制器 單元接收狀態(tài)信息，并且響應(yīng)于所述狀態(tài)信息防止電源電壓被提供給觸摸控制器單元。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元包括用于與外部 接口的接口單元，以及用于產(chǎn)生觸摸數(shù)據(jù)的AFE單元，并且 其中，當(dāng)所述顯示驅(qū)動(dòng)單元接收睡眠狀態(tài)信息時(shí)，所述顯示驅(qū)動(dòng)單元防止電源電壓被 提供給AFE單元。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的半導(dǎo)體芯片，其中，所述觸摸控制器單元進(jìn)一步包括電壓 產(chǎn)生器，其通過使用外部電壓來產(chǎn)生電壓信號(hào)，并且 其中，在睡眠狀態(tài)期間，所述接口單元從所述電壓產(chǎn)生器接收電壓信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK104317462SQ201410520350
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2008年10月30日
【發(fā)明者】金亨來, 崔倫競(jìng), 曹和鉉, 金相佑, 安海鏞, 權(quán)亨達(dá), 樸鐘剛, 卞山鎬, 劉載錫 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社