CN101017419B - 触控式平板显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触控式平板显示器。目前带有触控屏的平板显示器是将分体的触控屏与显示屏层叠在一起，层叠使得触控式平板显示器变厚变重成本增加，同时触控屏电极又使得显示对比度和亮度的下降，影响显示效果。本发明通过模拟开关组将显示屏电极连接显示驱动电路和触控信号电路，模拟开关组在显示驱动电路与触控信号电路之间的切换，使显示屏电极或与显示驱动电路连通或与触控信号电路连通，用分时方法来复用显示屏电极，从时间维上将触控屏和显示屏集成为一体，使显示器不仅具有显示功能而且具有触控功能，一物多用。
Description
技术领域
本发明涉及触控屏和平板显示器，具体涉及触控式平板显示器。
背景技术
目前具有触控功能的平板显示器以显示屏、显示驱动器、触控屏、触控信号检测器、背光源等部件构成，触控屏有应用不同感测原理的电阻式、电容式、电磁式、超声波式和光电式等，显示屏有TN/STN液晶显示屏、TFT液晶显示屏、OLED显示屏、PDP显示屏、纳米碳管显示屏等。带有触控屏的平板显示器是将分体的触控屏与显示屏层叠在一起，通过触控屏探测到触摸点的平面位置，再使显示屏上的光标跟随触摸点定位。触控屏与显示屏的层叠使得触控式平板显示器变厚变重成本增加；在触控屏置于显示屏前面时，触控屏感测电极产生的反射又会使得显示不均勻和在强外界光环境下显示对比度的下降，影响显示效果。将触控板和显示屏集成为一体，使具有触控功能的平板显示器变得更加轻薄，是人们努力的方向。
显示屏和触控板的集成方式主要为层叠式和镶嵌式两种，层叠式是将触控板置于显示屏的顶面之前或底面之后，显示屏和触控板分别独立承担显示和触控任务，中国专利(CN20010141451，MINXIANG INDUSTRY CO LTD，2001)、芬兰专利(FI19960002692，NOKIA MOBILE PHONES LTD，1996)、日本专利(JP19850161986，CANON KK，1985)、(JP19900095167，NIPPONTELEGRAPH&TELEPHONE，1990)、(JP19930306286，PFU LTD，1993)，(JP19980014850，NISSHA PRINTING，1998)、(JP19990142260，MIMAKIDENSHI BUHIN KK，1999)、韩国专利(KR20000084115，YU HWAN SEONG；LIM JOO-SOO，2000)、(KR20020083301，BANG YONGIK；etc.，2002)、台湾专利(TW556141，AU OPTRONICS CORP，2002)、美国专利(US6215476，APPLE COMPUTER，2001)、(US20030347603，TOPPOLY OPTOELECTRONICSCORP，2003)等多项专利，都提出了电阻式、电容式、电磁式的触控板和显示屏的各种层叠方案，但触控板置于显示屏顶面之前，会影响显示的亮度、对比度、清晰度、颜色等显示效果；电磁式触控板置于显示屏底面之后，使触控板电极与显示屏电极的对位困难，也会影响显示的亮度；并且层叠的方法还会增加显示器的整体厚度；结构的复杂，又会导致可靠性下降，并由生产过程的复杂和装配的复杂也至使成本偏高。
镶嵌式是将触控传感器嵌入显示屏内，在每一显示象素旁安置一个传感器(多为光学传感器)，用双重电极连接显示象素和传感器，分别传输显示驱动信号和触控探测信号，韩国专利(KR20030019631，JUNG YONG CHAE；YANG DONG KYU，2003)、(KR20030077574，CHOI JOON-HOO；JOOIN-SOO，2003)、德国专利(GB0304587.9，SHARP，2003)、美国专利(US19970955388，SONY ELECTRONICS INC，1997)，(US19980135959，IBM，1998)、(US20030721129，EASTMAN KODAK CO，2003)等多项专利，也分别提出了镶嵌式的方案，但将触控传感器镶嵌入显示屏以及双重电极的制造工艺复杂，电极引出线困难，因而也至使成本高，并且也可能产生显示驱动信号和触控探测信号的相互干扰。
也有人试图靠探测液晶显示屏的盒间电容的方法来探测触控，如台湾专利(TW20020116058，LEE YU-TUAN，2002)，盒间电容的变化是靠触控压力引起盒厚的变化产生，盒间的支承物使得要改变液晶显示屏的盒厚需要很大力量，而且改变液晶显示屏的盒厚必定会影响显示，液晶材料的介电各向异性又使得盒间电容随显示变化，要排除液晶材料介电各向异性引起的盒间电容的变化又会影响显示，所以这种探测液晶显示屏的盒间电容来探测触控的方法是不可取的。
找出一种解决上述的结构复杂、制造工艺难度大、生产过程复杂和装配复杂问题的方案，提高可靠性、改善显示效果、压缩厚度、降低成本，以简洁的方法实现平板显示器触控功能是必要的。
电容式触控屏是利用触控物与触控屏感测电极间形成的耦合电容，探测通过耦合电容的漏电流来定位触摸点，电容式触控屏又可分为数字和模拟两种方式。数字式电容触控屏是由每层有多条平行电极的两层电极组成，两层电极相互正交，当人的手指接触触控屏时，手指与触控屏上的某些电极形成耦合电容，并从耦合电容流出的漏电流，通过检测到两层电极上相互正交的与手指形成耦合电容的两条电极而确定触控位置。此种方法只适合用于较粗的定位，在要求细致定位时，要制做双层的细密电极，成本太高。模拟电容式触控屏可分为单层感测电极和双层感测电极两种方式：单层感测电极的模拟电容式触控屏是由整面的单层电极组成，从单层电极的四个角向电极输入电流，当人的手指接触触控屏时，手指与电极形成耦合电容，并从耦合电容流出的漏电流，通过检测四个角分别流向电极电流的大小，计算出从手指流出电流的触控位置。此种方法可以细致定位，但控制电路的计算量大，在环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变时，会引起漂移，造成定位不准确；双层感测电极的模拟电容式触控屏是由每层有多条平行电极的两层电极组成，两层电极相互正交，当人的手指接触触控屏时，手指与触控屏上的某些电极形成耦合电容，并从耦合电容流出的漏电流，通过检测各电极流出电流的大小，分别在两层相互正交电极上计算出横向或纵向的触控位置。此种方法可以细致定位，对漂移问题也有改善，但需对双层感测电极逐条检测漏电流，检测和计算量大，检测和计算所需时间也随屏幕变大感测电极增多而提高。
发明内容
本发明旨在提供一种触控式平板显示器，使显示器不仅具有显示功能而且具有触控功能，一物多用。
本发明的技术思路是：通常的点阵型平板显示屏上具有垂直相交的传输显示驱动扫描信号的行电极线和传输显示数据信号的列电极线，在如TN-LCD和STN-LCD等无源平板显示屏中，在显示象素的位置显示象素和电极共用导电膜；在如TFT-LCD等有源平板显示屏中，显示象素通过输入端口与扫描电极和数据电极连接.用分时方法来复用显示屏电极，从时间维上将触控屏和显示屏集成为一体，让显示屏电极短时间内离开显示驱动状态进入触控探测状态后再返回显示驱动状态，使电极在不同时间段或处于显示驱动状态或处于触控探测状态.在电极进入显示驱动状态时，显示屏电极传递显示驱动信号；在电极进入触控探测状态时，显示屏电极与外界触控物(手指或触控笔)之间产生电磁耦合，触控物在只是触碰甚至只是靠近而不需要触压显示屏的情况下，由显示屏电极与触控物之间的电磁信号耦合而获得定位信息，而不是检测压力所引起的显示屏盒内物理量的变化.这样，显示屏电极在不同时间段或用于传递显示驱动信号或用于感测并传递触控信号，显示驱动信号和触控信号时分复用显示屏电极，在不需在显示屏内增加额外电极和传感元件的情况下，使显示屏电极获得感知触控的能力，让显示器不仅具有显示功能而且具有触控功能，一物多用.
本发明一种从显示端接入的解决方案是：将显示屏的行列电极均通过多位模拟开关组连接显示驱动电路和触控电路，控制模拟开关组在显示驱动电路与触控电路之间的切换，使显示屏电极或与显示驱动电路连通或与触控电路连通。显示屏电极连接显示驱动电路时，显示驱动电路对显示屏电极输出显示驱动信号；显示屏电极转向连接触控电路时，触控电路对显示屏电极输出或检测触控信号；这相当于将用于触控识别的特征信号嵌入显示驱动信号中，合成出具有触控识别特征的信号，并按时序输出到显示电极上，提供既用于显示象素驱动又用于触控探测的信号。当手指或触控笔等触控物靠近某一条显示屏电极，触控物与显示屏电极间产生一个耦合电容，触控物与显示屏电极通过耦合电容产生电磁耦合，连接此条电极的模拟开关在转向连通触控电路时，触控电路从此条电极洩漏触控信号给触控物，或从此条电极接收触控物发出的触控信号，通过检测触控信号以此条电极为触控定位电极，以行列两条交叉的触控定位电极确定触控定位点。当在多条电极位置检测到触控信号时，以信号最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号的电极的中间位置为触控定位点。
另一种从驱动源端接入的解决方案是：平板显示器的显示驱动电路可划分为驱动源电路、选择和输出电路、控制电路三部分，驱动源电路产生驱动电平提供驱动能量(驱动源电路有时只是由电源和分压电阻组成)，选择和输出电路以寄存器和模拟开关等组成的选择和输出驱动信号，控制电路发出显示信息控制选择和输出电路对驱动信号的选择和输出。在驱动源电路与选择和输出电路之间加入模拟开关组，让选择和输出电路通过模拟开关组与显示驱动源电路和触控电路相连接，控制模拟开关组在显示驱动源电路与触控电路之间的切换，使选择和输出电路或与显示驱动源电路连通或与触控电路连通。选择和输出电路连接显示驱动源电路时，对显示屏电极输出显示驱动信号；选择和输出电路转向连接触控电路时，对显示屏电极输出或检测触控信号；这相当于将用于触控识别的特征信号嵌入显示驱动信号中，合成出具有触控识别特征的信号，并按时序输出到显示电极上，提供既用于显示象素驱动又用于触控探测的信号。当手指或触控笔等触控物靠近某一条显示屏电极，触控物与显示屏电极间产生一个耦合电容，触控物与显示屏电极通过耦合电容产生电磁耦合，选择和输出电路在转向连通触控电路时，触控电路从此条电极洩漏触控信号给触控物，或从此条电极接收触控物发出的触控信号，通过检测触控信号以此条电极为触控定位电极，以行列两条交叉的触控定位电极确定触控定位点。当在多条电极位置检测到触控信号时，以信号最大的电极为触控定位点，或以这些检测到触控信号的电极的中间位置为触控定位点。
在触控电路内可设置触控信号发生电路，通过信号选择和输出电路和显示屏电极发出与触控物的耦合信号；也可设置触控信号接收电路，通过信号选择和输出电路和显示屏电极接收与触控物的耦合信号；也可设置触控信号检测电路，检测发出的触控信号或检测接收的触控信号；但至少具有触控信号发生电路、触控信号接收电路和触控信号检测电路中的一种.可以让设置专门的触控控制电路；也可以让显示控制电路和触控控制电路是由同一电路承担，控制电路同时具有显示控制程序和触控控制程序；也可以直接让主机的中央处理器(CPU)承担显示控制和触控控制，或承担显示控制和触控控制中的至少一种工作.触控信号可以是流量信号，可以是幅值信号，可以是脉宽信号，可以是频率信号，可以是相位信号，也可以是编码信号.
上面两个解决方案中的模拟开关组又有多种组成方式：
如图1所示，多位模拟开关组可以是单刀双掷模拟开关组110。在显示端方案中，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示屏120的一条电极，另两端连接显示驱动电路130和连接触控电路140，模拟开关的控制端连接显示触控切换控制电路150，显示触控切换控制电路150让开关使显示屏120的电极在连通显示驱动电路130和连通触控电路140之间切换，如图1a；在驱动源端方案中，开关组110内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示驱动电路130中选择和输出电路132的一个输入口，另两端连接显示驱动电路130中驱动源电路131和连接触控电路140，模拟开关的控制端连接显示触控切换控制电路150，显示驱动电路130的选择和输出电路132的输出口连接显示屏120的电极，显示触控切换控制电路150让开关使选择和输出电路132的输入口在连通驱动源电路131和连通触控电路140之间切换，如图1b。
如图2所示，多位模拟开关组也可以是单刀单掷模拟开关组210。在显示端方案中，显示屏220的一条电极通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动电路230连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控电路240连接，模拟开关的控制端连接显示触控切换控制电路250，显示触控切换控制电路250让连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通，如图2a；在驱动源端方案中，显示驱动电路230的选择和输出电路232的一个输入口通过模拟开关组210的一个单刀单掷模拟开关与驱动源电路231连接，通过模拟开关组210的另一个单刀单掷模拟开关与触控电路240连接，模拟开关的控制端连接显示触控切换控制电路250，显示驱动电路230的选择和输出电路232的输出口连接显示屏220的电极，显示触控切换控制电路250让连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通，如图2b。
多位模拟开关组也可以是由多个模拟开关次组组成，不同的模拟开关次组控制显示屏不同的电极。可以部分模拟开关次组是单刀双掷模拟开关组，部分模拟开关次组是单刀单掷模拟开关组。
关于显示屏电极与触控物的信号耦合，有多个方案：
一种方案是，触控电路对显示屏行列电极分组输出交流触控信号，当人手或触控笔等触控物靠近某一组显示屏电极，触控物与显示屏电极间产生耦合电容，电极上传输的触控信号通过耦合电容部分洩漏出去，用与触控电路内的检测电路探测洩漏的触控信号，以此组电极即为触控定位电极。
另一种方案是，触控电路分组对显示屏行列电极输出分组交流触控信号，以另外的行列电极接收触控信号，当人手或触控笔等触控物靠近某一组显示屏电极，触控物与显示屏电极间产生耦合电容，输出触控信号电极上传输的触控信号通过耦合电容部分洩漏出去，接收触控信号的行列电极接收到的触控信号因而发生改变，用与接收触控信号的行列电极相连的检测电路探测触控信号的改变，以此组电极即为触控定位电极。
又一种方案是，触控电路对显示屏行列电极分组输出交流触控信号，当具有信号接收功能的触控笔靠近某一组显示屏电极，触控信号被靠近的触控笔检测到，并以此组电极为触控定位电极。
再一种方案是，显示屏行列电极分组连接具有信号接收功能的触控电路，当具有触控信号发射功能的触控笔靠近某一组显示屏电极，触控信号通过显示屏电极被触控电路检测到，并以此组电极为触控定位电极。
又再一种方案是，显示屏电极通过多位模拟开关连接触控电路，与显示屏电极连接的触控电路既有触控信号发射功能又有接收功能，当触控笔靠近某一条显示屏电极，具有信号发射功能的触控电路通过与其连接的显示屏电极发射出的触控信号，被靠近的触控笔接收再发射回显示屏，并被同一显示屏电极检测到，并以此条电极为触控定位电极。触控笔可以是对接收到的触控信号有再编码功能的触控笔。
触控信号可以通过扫描控制方式，不同时地传输到显示屏各组电极上，也可以将不同频率或不同编码的触控信号同时传输到显示屏各组电极上。显示屏行列电极的分组可以是一条行电极或一条列电极，也可以是若干条行电极或若干条列电极。
通过以上的方案显示和触控分时复用显示屏电极，只要控制电极每次进入触控态的时间足够短，虽然平板显示器在显示态与触控态之间切换，但由于显示象素的驰豫时间和影象在人眼内的滞留时间，可使显示器在显示不间断的情况下又可进行触控探测。这样，利用显示屏电极作为感测电极，让平板显示屏在不需增加额外的传感元件的情况下，既可以用于显示又可用于触控，而不再需要独立之触控屏。
附图简要说明
图1是多位单刀双掷模拟开关组与显示屏、显示驱动电路和触控电路的连接方式。
图2是多位单刀单掷模拟开关组与显示屏、显示驱动电路和触控电路的连接方式。
图3是一种从显示端接入检测显示屏电极触控漏电流的触控式液晶显示器。
图4是一种从驱动源端接入检测显示屏电极漏电流的触控式液晶显示器。
图5是一种显示屏行电极发射行电极接收和列电极发射列电极接收的触控式液晶显示器。
图6是一种触控笔发射显示屏电极接收触控信号的触控式液晶显示器。
图7是一种显示屏电极发射触控笔接收触控信号的触控式液晶显示器。
图8是一种显示屏列电极发射行电极接收的触控式液晶显示器。
图9是一种显示屏单面部分电极发射另部分电极接收的触控式液晶显示器。
具体实施方式
本发明的实施例之一如图3所示：一种从显示端接入检测显示屏电极触控漏电流的触控式液晶显示器300.液晶显示器300由液晶显示屏310、单刀双掷模拟开关组320和330、显示驱动电路340和350、触控电路360和370、控制系统380组成.液晶显示屏310的N条行ITO电极311连接N位单刀双掷模拟开关组320的固定端，显示驱动电路340和触控电路360分别连接到模拟开关组320的两个切换端，M条列ITO电极312连接M位单刀双掷模拟开关组330的固定端，显示驱动电路350和触控电路370分别连接到模拟开关组330的两个切换端.在显示帧内，控制系统380让模拟开关组320以扫描方式使311的N条行ITO电极逐一从连接显示驱动电路340转向连接触控电路360，然后从连接触控电路转回连接显示驱动电路，当触控的手指390触及液晶显示屏310，N条行电极311中的某一条电极连接到触控电路360时，触控电路360检测到电极通过手指390与电极间的耦合电容流出的漏电流，从而确定出行定位电极；同样可确定出列定位电极；由行电极和列电极各自的定位电极确定触控位置.
本发明的实施例之二如图4所示：一种从驱动源端接入检测显示屏电极漏电流的触控式液晶显示器400。液晶显示器400以液晶显示屏410、N条行电极411、M条列电极412、信号选择和输出电路420(其中行信号选择和输出电路为421和列信号选择和输出电路为422)、显示驱动源电路430、触控电路440(其中触控信号检测电路441)、单刀双掷模拟开关组450、控制电路460等组成。信号选择和输出电路420的端口连接到单刀双掷模拟开关组450的固定端，显示驱动源电路430和触控电路440分别连接到模拟开关组450的两个切换端。通常状态是单刀双掷模拟开关组450使信号选择和输出电路420与显示驱动源电路430连通传输显示驱动信号；控制电路460在显示驱动的各帧之间，将单刀双掷模拟开关组450与显示驱动源电路430断开，停止对显示屏任何电极输出显示驱动信号，并转向与触控电路440连通传输触控信号；完成对显示屏电极的触控信号输出后，单刀双掷模拟开关组450再返回到通常的使信号选择和输出电路420与显示驱动源电路430连通传输显示驱动信号的状态。在显示驱动的各帧之间，控制电路460让信号选择和输出电路420以扫描方式，对单一的或部分的显示屏行电极411和列电极412输出触控信号，人的手指470接触触控屏时，手指470与电极形成耦合电容，并从耦合电容流出的漏电流，触控信号检测电路441以流出的漏电流超过某一阈值来检验电极是否被触控，当超过阈值的电极有多条时以漏电流最大的一条为定位电极，或以漏电流超过阈值电极中的中间电极为定位电极，由行电极411和列电极412各自的定位电极确定触控位置；另一种方法，不以手指与触控屏耦合电容流出的漏电流来检验电极是否被触控，而是通过检测由于手指与电极形成耦合电容引起的振荡频率的变化，以振荡频率的变化超过某一阈值来检验电极是否被触控，当超过阈值的电极有多条时以频率的变化最大的一条为定位电极，或以频率的变化超过阈值电极中的中间电极为定位电极，由行电极和列电极各自的定位电极确定位触控位置。
本发明的实施例之三如图5所示：一种显示屏行电极发射行电极接收和列电极发射列电极接收的触控式液晶显示器500.液晶显示器500以液晶显示屏510、N条行电极511、M条列电极512、信号选择和输出电路520(其中行信号选择和输出电路为521和列信号选择和输出电路为522)、显示驱动源电路530、触控电路540(其中触控信号发生电路541、触控信号接收电路542)、单刀双掷模拟开关组550、控制电路560等组成.信号选择和输出电路520的端口连接到单刀双掷模拟开关组550的固定端，显示驱动源电路530和触控电路540分别连接到模拟开关组550的两个切换端.通常状态是单刀双掷模拟开关组550使信号选择和输出电路520与显示驱动源电路530连通传输显示驱动信号；控制电路560在显示驱动的各帧之间，将单刀双掷模拟开关组550与显示驱动源电路530断开，停止对显示屏任何电极输出显示驱动信号，并转向与触控电路540连通传输触控信号；完成对显示屏电极传输触控信号后，单刀双掷模拟开关组550再返回到通常的使信号选择和输出电路520与显示驱动源电路530连通传输显示驱动信号的状态.在显示驱动的各帧之间，控制电路560让信号选择和输出电路520以扫描方式，让单一的或部分的显示屏行电极511连通触控信号接收电路542接收触控信号，其余的行电极511连通触控信号发生电路541，人的手指570接触触控屏的连接触控信号接收电路542电极时，手指570与电极形成耦合电容，干扰了连接触控信号接收电路542的电极对来自连接触控信号发生电路541电极发出的触控信号的接收，以被干扰到的连接触控信号接收电路542的电极为行定位电极；同样以部分的显示屏列电极512连通触控信号接收电路542接收触控信号，其余的列电极512连通触控信号发生电路541定位出列定位电极；由行电极和列电极各自的定位电极确定触控位置.
本发明的实施例之四如图6所示：一种触控笔发射显示屏电极接收触控信号的触控式液晶显示器600。液晶显示器600由液晶显示屏610、N条行电极611、M条列电极612、单刀单掷模拟开关组620和630、显示驱动电路640和650、触控信号检测电路660和670、控制系统680组成。液晶显示屏610的N条行ITO电极611通过N位单刀单掷模拟开关组620与显示驱动电路640或触控信号检测电路660相连接，M条列ITO电极612通过M位单刀单掷模拟开关组630与显示驱动电路650或触控信号检测电路670相连接。控制系统680让模拟开关组620以扫描方式使611的N条行电极从连接显示驱动电路640转向连接触控信号检测电路660，然后再将电极从连接触控电路转回连接显示驱动电路，当具有信号发射功能的触控笔690触及液晶显示屏610时，N条行ITO电极611中的某一条电极在连通触控信号检测电路660时，触控信号检测电路660检测到触控笔发射的信号，从而确定出行定位电极；同时，控制系统680也让模拟开关组630使612的M条列ITO电极同时从连接显示驱动电路650转向连接触控信号检测电路670，然后再将电极从连接触控电路转回连接显示驱动电路，当具有信号发射功能的触控笔690触及液晶显示屏610时，M条列ITO电极612中的某一条电极在连通触控信号检测电路670时，触控信号检测电路670检测到触控笔690发射的信号，从而确定出列定位电极；由行电极和列电极各自的定位电极确定触控位置。
本发明的实施例之五如图7所示：一种显示屏电极发射触控笔接收触控信号的触控式液晶显示器700.有源液晶显示器700以显示屏710、N条行电极711、M条列电极712、显示象素713、信号选择和输出电路720(其中行信号选择和输出电路为721和列信号选择和输出电路为722)、显示驱动源电路730、触控信号发生电路740(内含编码电路741)、单刀单掷模拟开关组750和760、控制电路770等组成.信号选择和输出电路720的端口连接到单刀单掷模拟开关组750的一端和760的一端，显示驱动源电路730和触控信号发生电路740分别连接到单刀单掷模拟开关组750的另一端和760的另一端.通常状态是单刀单掷模拟开关组750和760使信号选择和输出电路720与显示驱动源电路730连通传输显示驱动信号；控制电路770在显示驱动的各帧之间，让单刀单掷模拟开关组750和760使信号选择和输出电路720与显示驱动源电路730断开，让信号选择和输出电路720停止对显示屏任何电极输出显示驱动信号，并让单刀单掷模拟开关组750和760使信号选择和输出电路720与具有编码电路741的触控信号发生电路740连通传输触控信号；完成对显示屏电极的触控信号输出后，单刀单掷模拟开关组750和760再返回到通常的使信号选择和输出电路720与显示驱动源电路730连通传输显示驱动信号的状态.在显示驱动的各帧之间，控制电路770让行信号选择和输出电路721和列信号选择和输出电路722以扫描方式，对单一的或部分的显示屏的行电极711和列电极712输出由具有编码电路741的触控信号发生电路740产生的随扫描移动而变动的编码信号，对未输出触控信号的行列电极输出零电平信号，当具有信号接收能力的触控笔780接触触控屏时，触控笔780接收到具有编码电路741的触控信号发生电路740通过信号选择和输出电路720输出到显示屏电极，再从显示屏电极发射出来的随扫描移动而变动的编码信号，以接收到的编码确定定位电极，由行电极和列电极各自的定位电极确定触控位置.
本发明的实施例之六如图8所示：一种显示屏列电极发射行电极接收的触控式液晶显示器800。有源液晶显示器800以显示屏810、N条行电极811、M条列电极812、显示象素813、信号选择和输出电路820(其中行信号选择和输出电路为821和列信号选择和输出电路为822)、显示驱动源电路830、触控电路840(其中触控信号发生电路841和触控信号接收电路842)、单刀单掷模拟开关组850和860、控制电路870等组成。触控信号发生电路841发生特定频率的信号，触控信号接收电路842接收另一个特定频率的信号。选择和输出电路820的端口连接到单刀单掷模拟开关组850的一端和860的一端，显示驱动源电路830和触控电路840分别连接到单刀单掷模拟开关组850的另一端和860的另一端。通常状态是单刀单掷模拟开关组850和860使信号选择和输出电路820与显示驱动源电路830连通传输显示驱动信号；控制电路870在显示驱动的各帧之间，让单刀单掷模拟开关组850和860使信号选择和输出电路820与显示驱动源电路830断开，让信号选择和输出电路820停止对显示屏任何电极输出显示驱动信号，并让单刀单掷模拟开关组850和860使信号选择和输出电路820与触控电路840连通输出和接收触控信号；完成对显示屏电极的触控信号输出和接收后，单刀单掷模拟开关组850和860再返回到通常的使信号选择和输出电路820与显示驱动源电路830连通传输显示驱动信号的状态。在显示驱动的各帧之间，控制电路870让列信号选择和输出电路822以扫描方式，对单一的或部分的显示屏的列电极812输出触控信号发生电路841的特定频率的触控信号，对未输出触控信号的列电极输出零电位信号，同时，控制电路870让信号选择和输出电路821以扫描方式，使单一的或部分的行电极811连通触控信号接收电路842接收触控信号，当具有信号收发能力的触控笔880接触触控屏时，触控笔880接收到触控信号发生电路841通过信号选择和输出电路822输出到列电极812，再从列电极812发射出来的特定频率的触控信号后，并将触控信号接收电路842接收频率的触控信号发射回显示屏的行电极811，以列发射触控信号和行接收触控信号的扫描时序确定行和列定位电极，由行电极和列电极各自的定位电极确定触控位置。
本发明的实施例之七如图9所示：一种显示屏单面部分电极发射另部分电极接收的触控式液晶显示器900.无源液晶显示器900以显示屏上基板玻璃910、N条行电极911、显示屏下基板玻璃920、M条列电极921、显示驱动电路930、触控电路940(其中触控信号发生电路为941和触控信号接收电路为942)、单刀单掷模拟开关组950和960和970、控制电路980等组成.触控信号发生电路941发生特定频率的信号，触控信号接收电路942接收这个特定频率的信号.基板玻璃910上N条行电极911中每三条电极的第三条一侧引出端连接单刀单掷模拟开关组950的固定端，显示驱动电路930和触控电路940的触控信号接收电路942分别连接到模拟开关组950的两个切换端，第三条另一侧引出端连接单刀单掷模拟开关组960；每三条电极的第二条连接单刀单掷模拟开关组950的固定端，显示驱动电路930和触控电路940的触控信号发生电路941分别连接到模拟开关组950的两个切换端；每三条电极的第一条从一侧引出端通过单刀单掷模拟开关组950与显示驱动电路930连接，第一条另一侧引出端连接单刀单掷模拟开关组960.通常状态是模拟开关组950使行电极911与显示驱动电路930连通传输显示驱动信号，模拟开关组970使列电极921与显示驱动电路930连通传输显示驱动信号，模拟开关组960处于断开态；控制电路980在显示驱动的各帧之间，让模拟开关组950和970使行电极911和列电极921与显示驱动电路930断开，停止对显示屏任何电极输出显示驱动信号，并让行电极911与触控信号发生电路941连通输出触控信号或与触控信号接收电路942连通接收触控信号，还让模拟开关组960连通，感测和传输触控信号；完成对显示屏电极的触控信号输出和接收后，模拟开关组950和970再返回行电极911和列电极921与显示驱动电路930连通传输显示驱动信号，模拟开关组960处于断开的状态.在显示驱动的各帧之间，控制电路980让模拟开关组950使行电极911中每三条电极的第三条与触控信号接收电路942连通接收触控信号，让模拟开关组950使行电极911中每三条电极的第二条与触控信号发生电路941连通输出触控信号，让模拟开关组960使行电极911中每三条电极的第三条与第一条连通接收触控信号，当手指990接触触控屏某三条一组的电极时，手指990与电极形成耦合电容，干扰了连接触控信号接收电路942的第一条和第三条电极对来自连接触控信号发生电路941的第二条电极发出的触控信号的接收，以被干扰到的这组电极为行定位电极；而手指990在这组电极顺电极方向的不同接触位置，又对第一条和第三条接收的触控信号干扰不同，以这种干扰不同定位顺行电极方向的定位位置；由行定位电极和顺行电极方向的定位位置的确定触控位置.
触控电路的信号和触控笔的发射信号幅值应尽可能小、频率应远高于液晶显示屏的驱动频率，以避免触控信号干扰到液晶显示屏的正常显示。另一方面为了减小触控信号的衰减应使ITO电极的阻抗尽可能小(至少不大于15/□)，并在ITO电极上涂附绝缘层。必要时可在ITO电极上或电极侧增镀金属或其他非ITO导电层，甚至将导电层制成带有环状，以进一步减小触控信号的衰减，同时也增加获得触控信号的能力。必要时也可将多条ITO电极通过外部电路形成并联关系，或通过外部电路形成串联关系，以增加获得触控信号的能力。
上述的实施例并不代表所有可能的实施方案，其它的变形方案也应是本发明的保护范围。
Claims (23)
1.触控式平板显示器，具有显示屏、显示驱动电路、触控电路，其特征在于：显示驱动电路与显示屏电极之间、触控电路与显示屏电极之间都是通过多位模拟开关组相连接，模拟开关使显示屏电极或与显示驱动电路连通传输显示驱动信号，或与触控电路连通直接感测并传输触控信号，使显示屏电极在不同时间段或处于显示驱动状态或处于触控探测状态，显示屏电极既用于显示驱动又用于触控探测。
2.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于：多位模拟开关组是单刀双掷模拟开关组，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于显示屏的一条电极，另两端连接显示驱动电路和连接触控电路，显示屏电极在连通显示驱动电路和连通触控电路之间切换。
3.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于：多位模拟开关组是单刀单掷模拟开关组，显示屏电极通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动电路连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控电路连接，连接同一显示屏电极的两个单刀单掷模拟开关不同时连通。
4.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于：连接多位模拟开关组同一开关位的显示屏电极是显示屏的一条电极。
5.根据权利要求1所述的触控式平板显示器，其特征在于：连接多位模拟开关组同一开关位的显示屏电极是显示屏的多条电极。
6.触控式平板显示器，具有显示屏、显示驱动电路、触控电路，显示驱动电路可划分为驱动源电路、选择和输出电路、控制电路三部分，其特征在于：显示驱动源电路与选择和输出电路之间、触控电路与选择和输出电路之间都是通过多位模拟开关组相连接，模拟开关使选择和输出电路或与显示驱动源电路连通传输显示驱动信号，或与触控电路连通使显示屏电极直接感测并传输触控信号，使显示屏电极在不同时间段或处于显示驱动状态或处于触控探测状态，显示屏电极既用于显示驱动又用于触控探测。
7.根据权利要求6所述的触控式平板显示器，其特征在于：多位模拟开关组是单刀双掷模拟开关组，开关组内每一单刀双掷模拟开关的一端固定连接于选择和输出电路的一个输入口，另两端连接显示驱动源电路和连接触控电路，显示屏电极在连通显示驱动源电路和连通触控电路之间切换。
8.根据权利要求6所述的触控式平板显示器，其特征在于：多位模拟开关组是单刀单掷模拟开关组，选择和输出电路的一个输入口通过一个单刀单掷模拟开关与显示驱动源电路连接，通过另一个单刀单掷模拟开关与触控电路连接，连接同一选择和输出电路输入口的两个单刀单掷模拟开关不同时连通。
9.根据权利要求2或3或7或8所述的触控式平板显示器，其特征在于：模拟开关组是由多个模拟开关次组组成。
10.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：在显示屏电极连接触控电路的时段，显示屏各组电极以扫描方式与触控电路连通。
11.根据权利要求10所述的触控式平板显示器，其特征在于：在显示屏电极连接触控电路的时段，显示屏电极与触控电路的扫描连通是分区域进行的扫描。
12.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：在显示屏电极连接触控电路的时段，触控电路以同时方式传输不同的触控信号到显示屏各组电极上。
13.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：触控电路内具有触控信号发生电路、触控信号接收电路、触控信号检测电路中的至少一种。
14.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号发生电路和触控信号检测电路连接相同的显示屏电极，触控信号发生电路输出触控信号给显示屏电极，触控信号检测电路检测通过触控物与显示屏电极间耦合电容的浊漏部分。
15.根据权利要求1或6所述触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号发生电路和触控信号检测电路连接不同的显示屏电极，触控信号发生电路输出触控信号给部分显示屏电极，触控信号检测电路检测另一部分显示屏电极上触控信号的变化。
16.根据权利要求1或6所述触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号发生电路对显示屏电极输出触控信号，以具有信号接收和检测功能的触控笔探测从显示屏电极发出的触控信号。
17.根据权利要求1或6所述触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号接收和检测电路通过所连通的显示屏电极接收和检测具有触控信号发射功能的触控笔发出的触控信号。
18.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号发生电路对显示屏电极输出触控信号，具有触控信号收发功能的触控笔接收到触控信号后再发射回显示屏，并以与发出触控信号的同一显示屏电极相连接的触控信号接收和检测电路接收和检测反射回的触控信号。
19.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：触控电路直接感测并传输触控信号，触控信号发生电路对显示屏电极输出触控信号，具有触控信号收发功能的触控笔接收到触控信号后再发射回显示屏，并以与发出触控信号不同的显示屏电极相连接的触控信号接收和检测电路接收和检测反射回的触控信号。
20.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：通过显示屏电极发出或接收的触控信号具有流量、幅值、脉宽、频率、相位、编码特征中的至少一种。
21.根据权利要求20所述的触控式平板显示器，其特征在于：电极发出到不同显示屏电极的触控信号的频率特征或编码特征是不同的。
22.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：当触控信号检测电路在多个电极位置检测到超过阈值的触控信号时，以检测到最大触控信号的电极位置为触控定位点。
23.根据权利要求1或6所述的触控式平板显示器，其特征在于：当触控信号检测电路在检测到超过阈值触控信号的电极位置为奇数时，以这些电极的中间电极为触控定位点；当检测到超过阈值触控信号的电极位置为偶数时，以这些电极的中间两个电极中的一个为触控定位点。
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