CN102929421B - 触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种可使感测灵敏度提高的触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备。所述触摸屏驱动装置包括触摸控制单元和触摸感测单元。所述触摸感测单元与接收线相连，并且根据感测控制信号，基于两条传输线与一条接收线之间的电容变化产生数字触摸信息，或者基于每条接收线的电容变化产生数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

Description

触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年8月12日提交的韩国专利申请No.10-2011-0080902的优先权，因而通过参考将该申请引入，就好像完全在此阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备，并且尤其涉及一种可使感测灵敏度提高的触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备。

背景技术

近来，包括触摸屏的触摸屏驱动装置已额外用作各种多媒体设备(例如，笔记本计算机、便携式电话、智能电话、平板式个人计算机等等)和各种显示设备(例如监控器、电视等等)的输入装置。

典型的触摸屏分类成电容式触摸屏、电阻式触摸屏、红外线触摸屏、以及光学触摸屏。近来，在实际中使用包括电阻式触摸屏驱动装置或电容式触摸屏驱动装置的各种多媒体设备。

图1是描述现有技术的电容式触摸屏驱动装置的示意图。

参考图1，现有技术的电容式触摸屏驱动装置包括：触摸屏10，该触摸屏10具有设置于传输线Tx和接收线Rx上的感测电容器Cs；放大器20，用于根据感测电容器Cs的电容变化来放大并输出感测电压Vsen；以及转换器30，用于将放大器20输出的输出电压Vo转换成数字触摸信息DTI。

放大器20包括与接收线Rx相连的反相端(-)和用于接收基准电压信号Vref的非反相端(+)。反馈电容器Cf连接在放大器20的反相端(-)与输出端(To)之间。放大器20根据感测电容器Cs的电容变化、按照反馈电容器Cf和感测电容器Cs的容量比来放大感测电压Vsen，并将放大的电压提供给转换器30。

现有技术的电容式触摸屏驱动装置将激励信号施加到触摸屏10的传输线Tx，当已将基准电压信号Vref施加到放大器20的非反相端(+)时，根据感测电容器Cs的电容变化放大感测电压Vsen，并将感测电压Vsen转换成数字触摸信息DTI。因此，现有技术的电容式触摸屏驱动装置根据通过触摸所述触摸屏10而产生的数字触摸信息DTI，检测触摸屏10是否被触摸或者检测触摸点。在这种情况下，如下面的等式(1)所示确定放大器20的输出电压Vo。

$\mathrm{Vo}=\mathrm{Vref}-\frac{\mathrm{Cs}+\mathrm{\ΔCs}}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{Vex}---\left(1\right)$

其中Cs表示初始感测电容，ΔCs表示基于触摸动作的变化的感测电容。

然而，在现有技术的触摸屏驱动装置中，感测电容器Cs的电容小于在触摸屏10中形成的每条线上的寄生电容器的电容，而且基于触摸动作的变化的感测电容很小，从而降低了输出电压Vo的变化。也就是说，在现有技术的触摸屏驱动装置中，如等式(1)所表示的，放大器20的输出电压Vo与变化的感测电容以及激励信号Vex的电压成正比。因此，为了增大放大器20的输出电压Vo，需要增大激励信号Vex的电压。然而，当激励信号Vex的电压增大时，因为基于触摸动作的变化的感测电容“ΔCs”大于初始变化的感测电容，因此在放大器20的输出电压Vo超出转换器30的输入电压范围的情况下，出现了电压饱和。

因此，在现有技术的触摸屏驱动装置中，放大器20的输出电压Vo的变化宽度很窄，因此感测灵敏度很低。由于这个原因，触摸屏驱动装置很难确定触摸屏10是否被触摸。

发明内容

因此，本发明提供了一种触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备，其基本上消除了由于现有技术的限制和不足所造成的一个或多个缺点。

本发明提供了一种可使感测灵敏度提高的触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备。

本发明还提供了一种允许利用一个感测电路、按照互电容方案或自电容方案触摸所述触摸屏，由此可使感测灵敏度提高的触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备。

在随后的描述中对本发明的附加特征和优点进行阐述，对于本领域普通技术人员来说，本发明的特征和优点在某种程度上可在参阅下文时显而易见地获知，或者可以从本发明的实施中学习到。通过说明书文字描述和权利要求以及附图中特别指出的结构，可了解并实现本发明的目的及其他优点。

为了实现这些及其他优点并且根据本发明的目的，如这里所概括且广泛描述地，提供了一种触摸屏驱动装置，该触摸屏驱动装置包括：触摸控制单元，用于产生与第一或第二感测模式相对应的感测控制信号，并根据输入数字触摸信息产生触摸点信息，所述第一或第二感测模式是为包括多条交叉的传输线和接收线的触摸屏设定的；以及触摸感测单元，所述触摸感测单元与接收线相连，并且根据所述感测控制信号，基于两条传输线与一条接收线之间的电容变化产生数字触摸信息，或者基于每条接收线的电容变化产生数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

在第一感测模式中，利用交替施加到两条传输线的相互反相的第一和第二激励信号，来改变两条传输线与一条接收线之间的电容。

所述触摸感测单元可以包括：控制信号产生器，用于根据基于第一感测模式的感测控制信号，产生分别与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号；激励信号供给器，用于根据基于第一感测模式的感测控制信号，产生相互反相的第一和第二激励信号；感测电路单元，所述感测电路单元包括多个感测电路，所述多个感测电路响应于复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号，根据基于第一和第二激励信号的两条传输线与一条接收线之间的电容变化，产生相互反相的第一和第二差分放大信号；多路复用器，用于根据触摸控制单元的通道选择信号，有选择地输出从感测电路提供的第一和第二差分放大信号；以及转换器，用于将从多路复用器输出的第一和第二差分放大信号转换成数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

所述触摸感测单元可以包括：控制信号产生器，用于根据基于第二感测模式的感测控制信号，产生分别与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号；激励信号供给器，用于根据基于第二感测模式的感测控制信号，产生激励信号；感测电路单元，所述感测电路单元包括多个感测电路，所述多个感测电路响应于复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号，根据基于激励信号的接收线的电容变化，产生相互反相的第一和第二差分放大信号；多路复用器，用于根据触摸控制单元的通道选择信号，有选择地输出从感测电路提供的第一和第二差分放大信号；以及转换器，用于将从多路复用器输出的第一和第二差分放大信号转换成数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

在本发明的另一方面中，提供了一种触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号，所述感测电路包括：第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连，所述接收线与接收相互反相的第一和第二激励信号的两条传输线交叉；第二输入端，用于接收基准电压信号；节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及差分放大器，所述差分放大器在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。

在本发明的另一方面中，提供了一种触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号。所述感测电路包括：第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连；第二输入端，用于接收激励信号；节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及差分放大器，所述差分放大器在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。

在本发明的另一方面中，提供了一种显示设备，所述显示设备包括：显示面板；显示面板驱动器，用于在显示面板上显示图像；触摸屏，所述触摸屏设置于显示面板上或者形成于显示面板内；触摸屏驱动装置，用于驱动触摸屏，其中所述触摸屏驱动装置包括：触摸控制单元，用于产生与第一或第二感测模式相对应的感测控制信号，并根据输入数字触摸信息产生触摸点信息，所述第一或第二感测模式是为包括多条交叉的传输线和接收线的触摸屏设定的；以及触摸感测单元，所述触摸感测单元与接收线相连，并且根据感测控制信号，基于两条传输线与一条接收线之间的电容变化产生数字触摸信息，或者基于每条接收线的电容变化产生数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

所述触摸控制单元可以产生与源输出使能信号同步的触摸同步信号，并且在自触摸同步信号的下降沿点过去约5μs之后驱动触摸感测单元，所述源输出使能信号用于以显示面板的水平线为单元显示图像。

应该理解，本发明的先前一般说明及随后详细说明都是示意性和说明性的，用于提供对所要求保护的发明的进一步解释。

附图说明

本申请包括附图以提供对发明的进一步了解，附图并入且构成了本申请的一部分，对本发明的实施例进行说明，并且与文字描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1是描述现有技术电容式触摸屏驱动装置的示意图；

图2是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置的示意图；

图3是描述图2的触摸感测单元的示意图；

图4A和4B是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中，基于互电容感测模式的控制信号和激励信号的示意图；

图5是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中，基于自电容感测模式的控制信号和激励信号的示意图；

图6是描述图3的感测电路单元的感测电路的示意图；

图7A是描述图6的节点连接器的实施例的示意图；

图7B是描述图6的节点连接器的另一实施例的示意图；

图8是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的互电容感测方法的示意图；

图9是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的互电容感测方法的波形图；

图10是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的自电容感测方法的电路图；

图11是描述在根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的自电容感测方法的波形图；以及

图12是示意性说明根据本发明实施例的包括触摸感测装置的显示设备的示意图。

具体实施方式

现在详细地参考本发明的示例性实施例，在附图中对实施例的例子进行说明。只要可能，在整个附图中使用相同参考数字指代相同或相似部件。

在下文中，参考附图对根据本发明实施例的触摸屏驱动装置以及包括该驱动装置的显示设备进行详细描述。

图2是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置的示意图。

参考图2，根据本发明实施例的触摸屏驱动装置100包括触摸屏110、触摸控制单元120、触摸感测单元130、以及电源单元140。

触摸屏110包括多条传输线Tx和多条接收线Rx。

传输线Tx以一定间隔排列以与触摸屏110的第一方向平行。

接收线Rx以一定间隔排列以与传输线Tx交叉。

感测电容形成于每条传输线Tx与每条接收线Rx之间。感测电容由于用户触摸所述触摸屏110而变化，通过每条接收线Rx将变化的感测电容提供给触摸感测单元130。

触摸控制单元120、触摸感测单元130、以及电源单元140安装在触摸驱动板150上。此外，触摸驱动板150和触摸屏110通过连接元件160彼此电连接。连接元件160可以是信号电缆或柔性电路膜。

触摸控制单元120、触摸感测单元130、以及电源单元140还可以安装在显示设备的面板驱动板(未示出)上。

触摸控制单元120控制触摸感测单元130的驱动，根据从触摸感测单元130输入的数字触摸信息DTI产生触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI提供给系统的控制单元(未示出)。在这里，控制单元可以是各种多媒体设备(例如，笔记本计算机、便携式电话、智能电话、平板式个人计算机等等)的每一个的中央处理单元(CPU)或者各种显示设备(例如，监控器、电视等等)的每一个的时序控制单元。

根据设定的第一或第二感测模式，触摸控制单元120产生用于控制触摸感测单元130的驱动时序的感测控制信号SCS，并将该感测控制信号SCS提供给触摸感测单元130。在这里，第一感测模式可以是互电容方案，第二感测模式可以是自电容方案。因此，根据感测控制信号SCS，触摸感测单元130通过按照互电容方案或自电容方案运作来感测触摸屏110的触摸。

电源单元140产生各种功率，并且将产生的功率提供给触摸控制单元120和触摸感测单元130，所产生的功率包括驱动触摸屏110所必需的驱动功率Vdd和基准电压信号Vref。

触摸感测单元130通过连接元件160电连接到触摸屏110的传输线Tx和接收线Rx。触摸感测单元130根据感测控制信号SCS按照互电容方案运作，以利用两条传输线Tx和一条接收线Rx产生触摸信号，或者根据感测控制信号SCS按照自电容方案运作，以利用一条传输线Tx和一条接收线Rx产生触摸信号，从而感测触摸屏110的触摸。为此，如图3中所说明的，触摸感测单元130包括接口210、控制信号产生器220、激励信号供给器230、感测电路单元240、多路复用器250、以及转换器260。

接口210在触摸控制单元120与触摸感测单元130之间执行数据通信。

根据通过接口210提供的感测控制信号SCS，控制信号产生器220以用于感测每条接收线Rx的触摸的线感测周期为单元产生复位控制信号RCS及第一和第二开关控制信号SS 1和SS2，并将产生的信号提供给感测电路单元240。

具体地说，如图4A或4B所示，在基于依照感测控制信号SCS的互电容方案的第一感测模式中，在包括复位时段T1、感测时段T2、以及数字转换时段T3的线感测周期LSP中，控制信号产生器220产生复位控制信号RCS及相互反相的第一和第二开关控制信号SS1和SS2。在这里，感测时段T2包括第一至第四积分时段A1至A4。

基于第一感测模式的复位控制信号RCS仅在每个线感测周期LSP的复位时段T1中具有逻辑高电平，并且在除了复位时段T1之外的时段中具有逻辑低电平。在每个线感测周期LSP的复位时段T1中，复位控制信号RCS具有逻辑高电平并且使感测电路单元240初始化。

基于第一感测模式的第一开关控制信号SS 1在复位时段T1及第一和第三积分时段A1和A3中具有高电压电平，但是在第二和第四积分时段A2和A4以及数字转换时段T3中具有低电压电平。

基于第一感测模式的第二开关控制信号SS2相对于第一开关控制信号SS1是反相的。

在基于依照感测控制信号SCS的自电容方案的第二感测模式中，如图5所示，在包括复位时段T1、感测时段T2和数字转换时段T3的线感测周期LSP中，控制信号产生器220产生复位控制信号RCS、相互反相的奇数通道的第一和第二开关控制信号SS1_odd和SS2_odd、以及相互反相的偶数通道的第一和第二开关控制信号SS1_even和SS2_even。

奇数通道的第一开关控制信号SS1_odd(基于第二感测模式)在奇数通道的线感测周期“LSP1，LSP3，…”中具有高电压电平，但是在偶数通道的线感测周期“LSP2，LSP4，…”中具有低电压电平。

奇数通道的第二开关控制信号SS2_odd(基于第二感测模式)相对于奇数通道的第一开关控制信号SS1_odd是反相的。

偶数通道的第一开关控制信号SS1_even(基于第二感测模式)在偶数通道的线感测周期“LSP2，LSP4，…”中具有高电压电平，但是在奇数通道的线感测周期“LSP1，LSP3，…”中具有低电压电平。

偶数通道的第二开关控制信号SS2_even(基于第二感测模式)相对于偶数通道的第一开关控制信号SS1_even是反相的。

在实施例中，在基于依照感测控制信号SCS的互电容方案的第一感测模式中，激励信号供给器230将相互反相的第一和第二激励信号Vex1和Vex2提供给两条传输线，即第一和第二传输线Tx-i和Tx-j。

第一和第二传输线Tx-i和Tx-j可以彼此相邻和彼此分离k个数目(其中k是从1至10的自然数)。例如，当第一传输线Tx-i是传输线的第一传输线时，第二传输线Tx-j可以是传输线的第二传输线或者第i+k传输线。当传输线的数目是n并且第一传输线Tx-i是第n线时，第二传输线Tx-j可以是第n-k传输线。

如图4A所示，第一激励信号Vex1包括与线感测周期LSP的复位时段T1和数字转换时段T3重叠的低电压时段、及与感测时段T2重叠且高电压和低电压相对于彼此交替反相的电压反相时段。在这里，第一激励信号Vex1的电压反相时段包括：与感测时段T2的第一积分时段A1重叠的高电压时段、与感测时段T2的第二积分时段A2重叠的低电压时段、与感测时段T2的第三积分时段A3重叠的高电压时段、以及与感测时段T2的第四积分时段A4重叠的低电压时段。提供第一激励信号Vex1到第一传输线Tx-i，更具体地，以线感测周期LSP为单元顺序提供第一激励信号Vex1到多条传输线Tx。

如图4A所示，第二激励信号Vex2相对于第一激励信号Vex1是反相的。提供第二激励信号Vex2到第二传输线Tx-j，更具体地，以线感测周期LSP为单元顺序提供相对于第一激励信号Vex1反相的第二激励信号Vex2到多条传输线Tx。

第一和第二激励信号Vex1和Vex2的每一个的电压摆动宽度与电源电压的电压摆动宽度相同，也就是说，第一和第二激励信号Vex1和Vex2与电源电压的全摆幅(full swing)的大小相同。

在基于互电容方案的第一感测模式中，激励信号供给器230将第一和第二激励信号Vex1和Vex2提供给两条传输线，在这种情况下，以一条传输线为单元执行移位。因此，在2个线感测周期LSP中，将第一和第二激励信号Vex1和Vex2顺序提供给一条传输线。在这种情况下，在2个线感测周期LSP的第一线感测周期中，提供第一激励信号Vex1，在2个线感测周期LSP的第二线感测周期中，提供第二激励信号Vex2。因此，如图4B所示，在第一感测模式中，在每个线感测周期“LSP1，LSP2，LSP3，LSP4，…”，将相互反相的第一和第二激励信号Vex1和Vex2提供给两条相邻的传输线“Tx-1和Tx-2，Tx-2和Tx-3，Tx-3和Tx-4，…”。

在另一实施例中，如图5所示，在基于依照感测控制信号SCS的自电容方案的第二感测模式中，激励信号供给器230将不同的第三和第四激励信号Vex3和Vex4提供给感测电路单元240。

第三激励信号Vex3仅在奇数线感测周期“LSP1，LSP3…”的感测时段T2和数字转换时段T3中具有高电压电平，并且在其他时段中具有低电压电平。

第四激励信号Vex4仅在偶数线感测周期“LSP2，LSP4，…”的感测时段T2和数字转换时段T3中具有高电压电平，并且在其他时段中具有低电压电平。

第三和第四激励信号Vex3和Vex4的每一个的低电压电平与基准电压信号Vref相同，第三和第四激励信号Vex3和Vex4的每一个的高电压电平高于基准电压信号Vref。

回到图3，根据感测模式，感测电路单元240响应于复位控制信号RCS及第一和第二开关控制信号SS1和SS2感测触摸屏110的触摸。为此，感测电路单元240包括与多条接收线Rx相连以形成感测通道的多个感测电路300。

如在图6中所说明的，每个感测电路300包括第一输入端IT1、第二输入端IT2、节点连接器310、以及差分放大器320。

第一输入端IT1与接收线Rx相连。第一输入端IT1接收基于接收线Rx的电容变化的感测信号Vsen。

第二输入端IT2与外部基准电压源或激励信号供给器230相连。根据感测模式，将基准电压信号Vref、第三激励信号Vex3、或者第四激励信号Vex4提供给第二输入端IT2。具体地说，在基于互电容方案的第一感测模式中，将基准电压信号Vref提供给第二输入端IT2。在基于自电容方案的第二感测模式中，将基于第二感测模式的第三或第四激励信号Vex3/Vex4提供给第二输入端IT2。在这点上，当感测电路300与奇数接收线相连时，将第三激励信号Vex3提供给第二输入端IT2，或者当感测电路300与偶数接收线相连时，将第四激励信号Vex4提供给第二输入端IT2。

响应于根据感测模式而从控制信号产生器220提供的第一和第二开关控制信号“SS1和SS2、SS1_odd和SS2_odd、或者SS1_even和SS2_even”，节点连接器310使第一输入端IT1与第一和第二输出节点ON1和ON2中的一个相连，并且使第二输入端IT2与另一输出节点ON1/ON2相连。

如图7A中所说明的，根据一实施例的节点连接器310包括第一和第二开关单元312和314。

根据第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even，第一开关单元312使第一输入端IT1与第一或第二输出节点ON1/ON2相连。也就是说，第一开关单元312根据高电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even使第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连，或者根据低电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even使第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连。为此，第一开关单元312包括第一和第二开关SW1和SW2。

第一开关SW1连接在第一输入端IT1与第一输出节点ON1之间，根据高电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even导通所述第一开关SW1，从而使第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连。在这里，第一开关SW1可以是N型晶体管。

第二开关SW2连接在第一输入端IT1与第二输出节点ON2之间，根据低电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even导通所述第二开关SW2，从而使第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连。在这里，第二开关SW2可以是P型晶体管。

根据第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even，第二开关单元314使第二输入端IT2与第二或第一输出节点ON2/ON1相连。也就是说，第二开关单元314根据高电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even使第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连，或者根据低电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even使第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。为此，第二开关单元314包括第三和第四开关SW3和SW4。

第三开关SW3连接在第二输入端IT2与第二输出节点ON2之间，根据高电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even导通所述第三开关SW3，从而使第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连。在这里，第三开关SW3可以是N型晶体管。

第四开关SW4连接在第二输入端IT2与第一输出节点ON1之间，根据低电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even导通所述第四开关SW4，从而使第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。在这里，第四开关SW4可以是P型晶体管。

如图7B中所说明的，根据另一实施例的节点连接器310包括第一和第二开关单元316和318。

根据高电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even，第一开关单元316使第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连，并且使第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连。为此，第一开关单元316包括第一和第二开关元件SD1和SD2。

第一开关元件SD1连接在第一输入端IT1与第一输出节点ON1之间，根据高电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even导通所述第一开关元件SD1，从而使第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连。在这里，第一开关元件SD1可以是N型晶体管。

第二开关元件SD2连接在第二输入端IT2与第二输出节点ON2之间，根据高电压电平的第一开关控制信号SS1/SS1_odd/SS1_even导通所述第二开关元件SD2，从而使第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连。在这里，第二开关元件SD2可以是N型晶体管。

根据高电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even，第二开关单元318使第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连，并且使第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。为此，第二开关单元318包括第三和第四开关元件SD3和SD4。

第三开关元件SD3连接在第一输入端IT1与第二输出节点ON2之间，根据高电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even导通所述第三开关元件SD3，从而使第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连。在这里，第三开关元件SD3可以是N型晶体管。

第四开关元件SD4连接在第二输入端IT2与第一输出节点ON1之间，根据高电压电平的第二开关控制信号SS2/SS2_odd/SS2_even导通所述第四开关元件SD4，从而使第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。在这里，第四开关元件SD4可以是N型晶体管。

节点连接器310通过对第一和第二开关控制信号“SS1和SS2、SS1_odd和SS2_odd、及SS1_even和SS2_even”所控制的第一和第二开关单元“312和314”及“316和318”进行切换，来有选择地改变从两个输入端IT1和IT2输出到两个输出节点ON1和ON2的信号路径，所述第一和第二开关控制信号“SS1和SS2、SS1_odd和SS2_odd、及SS1_even和SS2_even”的每一个具有基于图4B或图5的感测模式的线感测周期“LSP1，LSP2，…”。

具体地，下面参考图4A和6描述基于互电容方案的第一感测模式中的节点连接器310的运作。

在每个线感测周期“LSP1，LSP2，…”的复位时段T1中，节点连接器310使接收基于第一和第二激励信号Vex1和Vex2的感测信号Vsen的第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连，同时使接收基准电压信号Vref的第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连。此外，在感测时段T2中，节点连接器310交替地使接收感测信号Vsen的第一输入端IT1和接收基准电压信号Vref的第二输入端IT2与第一和第二输出节点ON1和ON2相连。此外，在数字转换时段T3中，节点连接器310使接收感测信号Vsen的第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连，同时使接收基准电压信号Vref的第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。

下面参考图5和6描述基于自电容方案的第二感测模式中的节点连接器310的运作。

根据具有高电压电平的第一和第二开关控制信号“SS1_odd和SS2_odd”以及“SS1_even和SS2_even”，节点连接器310使第一输入端IT1与第一输出节点ON1相连，同时使第二输入端IT2与第二输出节点ON2相连。此外，根据具有低电压电平的第一和第二开关控制信号“SS1_odd和SS2_odd”以及“SS1_even和SS2_even”，节点连接器310使第一输入端IT1与第二输出节点ON2相连，同时使第二输入端IT2与第一输出节点ON1相连。

回到图6，根据复位时段T1的复位控制信号RCS初始化差分放大器320，并且差分放大器320差分放大通过节点连接器310输入的两个输入信号，以产生由相互反相的第一和第二差分放大信号nVo和pVo组成的触摸信号。为此，差分放大器320包括差分放大器DA、第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2、以及第一和第二复位开关RSW1和RSW2。

差分放大器DA包括：与第一输出节点ON1相连的反相输入端(-)、与节点连接器310的第二输出节点ON2相连的非反相输入端(+)、输出第一差分放大信号nVo的非反相输出端(+)、以及输出第二差分放大信号pVo的反相输出端(-)。差分放大器DA根据输入到反相输入端(-)的信号及第一反馈电容器Cf1的电容产生第一差分放大信号nVo，并且根据输入到非反相输入端(+)的信号及第二反馈电容器Cf2的电容产生第二差分放大信号pVo，第二差分放大信号pVo相对于第一差分放大信号nVo是反相的。

第一反馈电容器Cf1连接在反相输入端(-)与非反相输出端(+)之间。第一反馈电容器Cf1允许输出到差分放大器DA的非反相输出端(+)的第一差分放大信号nVo的增益值在特定范围之内。

第二反馈电容器Cf2连接在非反相输入端(+)与反相输出端(-)之间。第二反馈电容器Cf2允许输出到差分放大器DA的反相输出端(-)的第二差分放大信号pVo的增益值在特定范围之内。在这种情况下，第二反馈电容器Cf2与第一反馈电容器Cf1具有相同的电容。

第一复位开关RSW1连接在反相输入端(-)与非反相输出端(+)之间以便与第一反馈Cf1并联电连接。根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，第一复位开关RSW1导通并且放出已充在第一反馈电容器Cf1中的电荷。或者，根据逻辑低电平的复位控制信号RCS，第一复位开关RSW1断开并且允许第一反馈电容器Cf1充有电荷。

第二复位开关RSW2连接在非反相输入端(+)与反相输出端(-)之间以便与第二反馈Cf2并联电连接。根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，第二复位开关RSW2导通并且放出已充在第二反馈电容器Cf2中的电荷。或者，根据逻辑低电平的复位控制信号RCS，第二复位开关RSW2断开并且允许第二反馈电容器Cf2充有电荷。

回到图3，多路复用器250响应于通过接口210从触摸控制单元120提供的通道选择信号，将从感测电路300的其中一个的差分放大器320输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo提供给转换器260。

转换器260根据由多路复用器250提供的第一和第二差分放大信号nVo和pVo组成的触摸信号产生模拟通道感测电压，并且将该通道感测电压转换成数字触摸信息DTI，以通过接口210将该数字触摸信息DTI提供给触摸控制单元120。

图8是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的互电容感测方法的电路图。图9是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的互电容感测方法的波形图。

下面参考图8和9描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的互电容感测方法。

首先，在线感测周期“LSP1，LSP2，…”的复位时段T1中，通过根据第一和第二开关控制信号SS1和SS2来切换节点连接器310，根据所述节点连接器310的节点连接，触摸屏驱动装置使接收线Rx与差分放大器DA的反相输入端(-)相连，并将基准电压信号Vref提供给差分放大器DA的非反相输入端(+)。随后，根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置导通第一和第二复位开关RSW1和RSW2，由此放出已分别充在第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2中的电荷。因此，从差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo具有与基准电压信号Vref相同的电压电平。

随后，在线感测周期“LSP1，LSP2，…”的感测时段T2中，根据逻辑低电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置断开第一和第二开关RSW1和RSW2。此外，在感测时段T2中，触摸屏驱动装置将第一激励信号Vex1提供给第一传输线Tx-i并且将第二激励信号Vex2提供给第二传输线Tx-j，所述第一激励信号Vex1在感测时段T2的每个积分时段A1至A4反相，所述第二激励信号Vex2相对于第一激励信号Vex1是反相的。此外，根据第一和第二开关控制信号SS1和SS2，在感测时段T2的每个积分时段A1至A4，触摸屏驱动装置交替地变换分别与节点连接器310的第一和第二输入端IT1和IT2相连的差分放大器DA的反相输入端(-)和非反相输入端(+)。

第一和第二传输线Tx-i和Tx-j可以彼此相邻和彼此分离k个数目(其中k是从1至10的自然数)。例如，当第一传输线Tx-i是传输线的第一传输线时，第二传输线Tx-j可以是传输线的第二传输线或第i+k传输线。当传输线的数目是n并且第一传输线Tx-i是第n线时，第二传输线Tx-j可以是第n-k传输线。

因此，在感测时段T2中，在每个积分时段A1至A4，将来自接收线Rx的感测信号Vsen和基准电压信号Vref交替施加到差分放大器DA的反相输入端(-)和非反相输入端(+)。因此，经过差分放大器DA中的差分放大而输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo表示为如下的等式(2)。

$\mathrm{nVo}=\mathrm{Vref}-\frac{(\mathrm{Cs}-i+\mathrm{\ΔCs}-i)-(\mathrm{Cs}-j+\mathrm{\ΔCs}-j)}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$ (2)

$\mathrm{pVo}=\mathrm{Vref}+\frac{(\mathrm{Cs}-i+\mathrm{\ΔCs}-i)-(\mathrm{Cs}-j+\mathrm{\ΔCs}-j)}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$

其中Cs-i表示在触摸屏没有被触摸(即，未触摸)时第一传输线Tx-i与一条接收线Rx之间的互电容，Cs-j表示在触摸屏没有被触摸(即，未触摸)时第二传输线Tx-j与一条接收线Rx之间的互电容，ΔCs-i表示在触摸屏被触摸(即，触摸)时第一传输线Tx-i与一条接收线Rx之间的变化的互电容，ΔCs-j表示在触摸屏被触摸(即，触摸)时第二传输线Tx-j与一条接收线Rx之间的变化的互电容。Cf表示反馈电容器的电容，ΔVex表示施加到第一和第二传输线Tx-i和Tx-j的变化的激励信号。

当触摸屏10没有被触摸时，如果传输线Tx与接收线Rx的互电容相同(Cs-i＝Cs-j)，那么经过差分放大器DA中的差分放大而输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo表示为等式(3)。

$\mathrm{nVo}=\mathrm{Vref}-\frac{(\mathrm{\ΔCs}-i)-(\mathrm{\ΔCs}-j)}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$ ...(3)

$\mathrm{pVo}=\mathrm{Vref}+\frac{(\mathrm{\ΔCs}-i)-(\mathrm{\ΔCs}-j)}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{Vex}$

如等式(3)所示，差分放大器DA利用差分信号从感测信号Vsen中除去了初始感测电容，由此在纯触摸动作中产生了仅具有变化的感测电容ΔCs-i和ΔCs-j的第一和第二差分放大信号nVo和pVo。

在计算输出电压Vout(即，差分放大器DA的第一和第二差分放大信号nVo和pVo之间的差值)时，输出电压Vout表示为如下的等式(4)。

$\mathrm{Vout}=\mathrm{pVo}-\mathrm{nVo}$ ...(4)

$=2\·\frac{(\mathrm{\ΔCs}-i)-(\mathrm{\ΔCs}-j)}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$

如等式(3)和(4)所示，差分放大器DA的输出电压Vout变化了第一和第二传输线Tx-i和Tx-j与一条接收线Rx之间的互电容的差值(因触摸而改变)，并利用变化的电压来感测触摸信号。

在感测时段T2的积分时段A1至A4中，通过交替施加到第一和第二传输线Tx-i和Tx-j的第一和第二激励信号Vex1和Vex2的高电压时段，对差分放大器DA的第一和第二差分放大信号nVo和pVo进行积分(integrate)和放大。

随后，在数字转换时段T3中，触摸屏驱动装置将具有低电压时段的第一激励信号Vex1提供给第一传输线Tx-i，并将具有高电压时段的第二激励信号Vex2提供给第二传输线Tx-j。此外，通过根据第一和第二开关控制信号SS1和SS2形成的节点连接器310的结点连接，触摸屏驱动装置将基准电压信号Vref提供给差分放大器DA的反相输入端(-)，并使差分放大器DA的非反相输入端(+)与接收线Rx相连。因此，在数字转换时段T3中，从差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo保持在所提供的第一和第二激励信号Vex1和Vex2及第一和第二开关控制信号SS1和SS2所放大的电压电平上。通过多路复用器250来选择第一和第二差分放大信号nVo和pVo，并将第一和第二差分放大信号nVo和pVo提供给转换器260。

转换器260根据由多路复用器250提供的第一和第二差分放大信号nVo和pVo所组成的触摸信号产生模拟通道感测电压，并将该通道感测电压转换成数字触摸信息DTI，以通过接口210将该数字触摸信息DTI提供给触摸控制单元120。因此，触摸控制单元120根据转换器260提供的数字触摸信息DTI产生触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI输出到外部。

根据本发明的实施例，具有基于互电容方案的第一感测模式的触摸屏驱动装置利用两个相互反相的激励信号除去了触摸屏的固有互电容分量，并且仅通过基于触摸动作的感测电容的变化来感测触摸屏的触摸，这可使触摸灵敏度提高。触摸屏驱动装置仅放大两条传输线与一条接收线之间的感测电容的差异，由此可使感测电压的动态范围变宽，降低了施予转换器的负荷，从而增大了感测准确度，并且消除了外部噪声的影响，从而提高了触摸灵敏度。

图10是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的自电容感测方法的电路图。图11是描述根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的自电容感测方法的波形图。

下面参考图10和11对根据本发明实施例的触摸屏驱动装置中的自电容感测方法进行描述。

首先，在奇数接收线的奇数线感测周期LSP_odd中，奇数感测电路300执行对奇数接收线Rx_odd的感测，但是偶数感测电路300不执行对偶数接收线Rx_even的感测。

具体地说，在奇数线感测周期LSP_odd的复位时段T1中，根据奇数通道的第一和第二开关控制信号SS1_odd和SS2_odd，通过切换奇数感测电路300的节点连接器310，触摸屏驱动装置使节点连接器310的第一输入端IT1与差分放大器DA的反相输入端(-)相连，并且使节点连接器310的第二输入端IT2与差分放大器DA的非反相输入端(+)相连。随后，根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置导通奇数感测电路300中的每个差分放大器320的第一和第二复位开关RSW1和RSW2，由此放出已分别充在第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2中的电荷。因此，从奇数感测电路300的每个差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd具有与基准电压信号Vref相同的电压电平。

同时，在奇数线感测周期LSP_odd的复位时段T1中，根据偶数通道的第一和第二开关控制信号SS1_even和SS2_even，通过切换偶数感测电路300的节点连接器310，触摸屏驱动装置使节点连接器310的第一输入端IT1与差分放大器DA的非反相输入端(+)相连，并且使节点连接器310的第二输入端IT2与差分放大器DA的反相输入端(-)相连。随后，根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置导通偶数感测电路300中的每个差分放大器320的第一和第二复位开关RSW1和RSW2，由此放出已分别充在第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2中的电荷。因此，从偶数感测电路300的每个差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even具有与基准电压信号Vref相同的电压电平。

随后，在奇数线感测周期LSP_odd的感测时段T2中，触摸屏驱动装置根据逻辑低电平的复位控制信号RCS断开第一和第二开关RSW1和RSW2。此外，在感测时段T2中，触摸屏驱动装置将具有高电压电平的第三激励信号Vex3提供给奇数感测电路300中的每个节点连接器310的第二输入端IT2，同时将具有低电压电平的第四激励信号Vex4提供给偶数感测电路300中的每个节点连接器310的第二输入端IT2。因此，奇数感测电路300的每个差分放大器DA利用通过节点连接器310与奇数接收线Rx相连的反相输入端(-)与通过节点连接器310接收具有高电压电平的第三激励信号Vex3的非反相输入端(+)之间的电压差，产生奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd。然而，偶数感测电路300的每个差分放大器DA利用通过节点连接器310接收具有低电压电平的第四激励信号Vex4的反相输入端(-)与通过节点连接器310与偶数接收线Rx相连的非反相输入端(+)之间的电压差，产生偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even。通过多路复用器250来选择每个奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd以及每个偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_enen，并将所述信号提供给转换器260。

随后，在奇数线感测周期LSP_odd的数字转换时段T3中，转换器260根据多路复用器250提供的每个奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pvo_odd产生每个奇数通道的通道感测电压CSV_odd，同时根据多路复用器250提供的每个偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even产生每个偶数通道的通道感测电压CSV_even。转换器260将每个奇数通道的通道感测电压CSV_odd与每个偶数通道的通道感测电压CSV_even之间的电压差转换成数字触摸信息DTI，并通过接口210将该数字触摸信息DTI提供给触摸控制单元120。因此，触摸控制单元120根据转换器260提供的数字触摸信息DTI产生触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI输出到外部。

在偶数接收线的偶数线感测周期LSP_even中，偶数感测电路300执行对偶数接收线Rx_even的感测，但是奇数感测电路300不执行对奇数接收线Rx_odd的感测。

具体地说，在偶数线感测周期LSP_even的复位时段T1中，根据偶数通道的第一和第二开关控制信号SS1_even和SS2_even，通过切换偶数感测电路300的节点连接器310，触摸屏驱动装置使节点连接器310的第一输入端IT1与差分放大器DA的反相输入端(-)相连，并且使节点连接器310的第二输入端IT2与差分放大器DA的非反相输入端(+)相连。随后，根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置导通偶数感测电路300中的每个差分放大器320的第一和第二复位开关RSW1和RSW2，由此放出已分别充在第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2中的电荷。因此，从偶数感测电路300的每个差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even具有与基准电压信号Vref相同的电压电平。

同时，在偶数线感测周期LSP_even的复位时段T1中，根据奇数通道的第一和第二开关控制信号SS1_odd和SS2_odd，通过切换奇数感测电路300的节点连接器310，触摸屏驱动装置使节点连接器310的第一输入端IT1与差分放大器DA的非反相输入端(+)相连，并且使节点连接器310的第二输入端IT2与差分放大器DA的反相输入端(-)相连。随后，根据逻辑高电平的复位控制信号RCS，触摸屏驱动装置导通奇数感测电路300中的每个差分放大器320的第一和第二复位开关RSW1和RSW2，由此放出已分别充在第一和第二反馈电容器Cf1和Cf2中的电荷。因此，从偶数感测电路300的每个差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd具有与基准电压信号Vref相同的电压电平。

随后，在偶数线感测周期LSP_even的感测时段T2中，触摸屏驱动装置根据逻辑低电平的复位控制信号RCS断开第一和第二开关RSW1和RSW2。此外，在感测时段T2中，触摸屏驱动装置将具有高电压电平的第四激励信号Vex4提供给偶数感测电路300中的每个节点连接器310的第二输入端IT2，同时将具有低电压电平的第三激励信号Vex3提供给奇数感测电路300中的每个节点连接器310的第二输入端IT2。因此，偶数感测电路300的每个差分放大器DA利用通过节点连接器310与偶数接收线Rx相连的反相输入端(-)与通过节点连接器310接收具有高电压电平的第四激励信号Vex4的非反相输入端(+)之间的电压差，产生每个偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even。然而，奇数感测电路300的每个差分放大器DA利用通过节点连接器310接收具有低电压电平的第三激励信号Vex3的反相输入端(-)与通过节点连接器310与奇数接收线Rx相连的非反相输入端(+)之间的电压差，产生每个奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd。通过多路复用器250来选择每个偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even及每个奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd，并将所述信号提供给转换器260。

随后，在偶数线感测周期LSP_even的数字转换时段T3中，转换器260根据多路复用器250提供的每个偶数通道的第一和第二差分放大信号nVo_even和pVo_even产生每个偶数通道的通道感测电压CSV_even，同时根据多路复用器250提供的每个奇数通道的第一和第二差分放大信号nVo_odd和pVo_odd产生每个奇数通道的通道感测电压CSV_odd。转换器260将每个偶数通道的通道感测电压CSV_even与每个奇数通道的通道感测电压CSV_odd之间的电压差转换成数字触摸信息DTI，并通过接口210将该数字触摸信息DTI提供给触摸控制单元120。因此，触摸控制单元120根据转换器260提供的数字触摸信息DTI产生触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI输出到外部。

在上面的描述中，可以如等式(5)所表示的，计算从执行感测的感测电路300的差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo。另一方面，从不执行感测的感测电路300的差分放大器DA输出的第一和第二差分放大信号nVo和pVo是零。

$\mathrm{nVo}=\mathrm{Vref}-\frac{C_{S-\mathrm{Rx}}+C_{P-\mathrm{Rx}}+\mathrm{Cf}}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$ ...(5)

$\mathrm{pVo}=\mathrm{Vref}+\frac{C_{S-\mathrm{Rx}}+C_{P-\mathrm{Rx}}+\mathrm{Cf}}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}$

其中C_S-Rx表示接收线的感测电容，C_P-Rx表示接收线的自(或寄生)电容，Cf表示反馈电容器的电容，ΔVex表示激励信号Vex3和Vex4的变化量。

如等式(5)所示，自电容感测方法测量接收线或传输线的固有自(或寄生)电容与感测电容(在触摸动作中产生的)的和是否增大，从而感测触摸屏的触摸。因此，每个感测电路30的差分放大器DA根据接收线Rx的感测电容C_S-Rx和自电容C_P-Rx以及反馈电容器的电容Cf产生第一和第二差分放大信号nVo和pVo。在计算从每个感测电路300的差分放大器DA输出的输出电压Vo，即计算第一和第二差分放大信号nVo与pVo的差值时，输出电压Vo表示为如下等式(6)。

$\mathrm{Vo}=\mathrm{pVo}-\mathrm{nVo}=2\·\frac{C_{S-\mathrm{Rx}}+C_{P-\mathrm{Rx}}+\mathrm{Cf}}{\mathrm{Cf}}\×\mathrm{\ΔVex}...\left(6\right)$

如等式5和6所示，从每个感测电路300的差分放大器DA输出的输出电压Vo根据接收线Rx的感测电容C_S-Rx以及激励信号Vex3和Vex4而变化，因此利用变化的电压来感测触摸信号。在这种情况下，通道的差分放大器(不执行感测)的输出电压是零。

根据本发明实施例的触摸屏驱动装置利用基于自电容方案的第二感测模式设定的激励信号Vex3和Vex4，根据接收线Rx的感测电容C_S-Rx的变化来感测第一和第二差分放大信号nVo和pVo若干次，之后对感测电压积分，由此增大了感测电压的放大率。因此，消除了外部噪声的影响，从而提高了触摸灵敏度。

上述触摸屏驱动装置100利用一个感测电路300、根据基于互电容方案的第一感测模式或基于自电容方案的第二感测模式，产生与触摸屏110的触摸对应的触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI提供到外部。

图12是示意性说明根据本发明实施例的包括触摸感测装置的显示设备的示意图。

参考图12，根据本发明实施例的包括触摸感测装置的显示设备包括：显示面板400、显示面板驱动器500、以及触摸屏驱动装置600。

根据本发明实施例的显示设备可以实现为诸如液晶显示(LCD)设备或者有机发光显示设备的平板型显示设备。在下面的描述中，假定显示设备为LCD设备。

显示面板400包括形成于上基板与下基板之间的液晶层。

下基板包括多个像素，所述多个像素形成于由多条数据线DL与栅极线GL的交叉所限定的各个像素区域中。每个像素包括薄膜晶体管、像素电极、和存储电容器。根据提供给相应栅极线GL的栅极信号切换薄膜晶体管，所述薄膜晶体管将提供给相应数据线DL的数据电压提供给像素电极。像素电极根据从薄膜晶体管提供到该像素电极的数据电压，在相应液晶层中产生电场。存储电容器与像素电极相连，并保持像素电极的电压。

上基板包括黑矩阵、滤色器、和公共电极。黑矩阵限定与下基板的像素区域相对应的开口区。滤色器包括形成于开口区中的红色过滤器、绿色过滤器、和蓝色过滤器。公共电极形成于上基板上方，并面对每个像素的像素电极。这里，根据基于液晶层的驱动方案的驱动模式，公共电极可以形成于下基板的每个像素中。

液晶层根据提供给像素电极的数据电压与提供给公共电极的公共电压之间的电压差所产生的电场，调节从背光单元发出的透射光量。

显示面板400可以进一步包括贴附于上基板的上偏振器和贴附于下基板的下偏振器。

显示面板驱动器500可以包括时序控制器510、栅极驱动电路520、和数据驱动电路530。

时序控制器510对从外部系统本体(或图形卡)接收到的输入数据RGB进行调整以便适于驱动显示面板400，从而产生经调整数据RGB，并将该经调整数据RGB提供给数据驱动电路520。这里，输入数据RGB包括触摸屏数据。

此外，时序控制器510利用从外部系统本体(或图形卡)输入的时序同步信号TSS，产生分别用于控制栅极驱动电路520的驱动时序和数据驱动电路530的驱动时序的栅极控制信号GCS和数据控制信号DCS。这里，时序控制器510可以根据外部系统本体(或图形卡)所提供的数据使能信号，自行产生用于产生栅极控制信号GCS和数据控制信号DCS的垂直同步信号、水平同步信号、时钟信号等等。

时序控制器510根据时序同步信号TSS或数据控制信号DCS产生用于驱动触摸驱动板150的触摸控制信号TCS。

栅极驱动电路520根据时序控制器510提供的栅极控制信号GCS产生栅极信号，并将该栅极信号顺序提供给栅极线GL。这里，在形成每个薄膜晶体管的同时，在下基板上形成栅极驱动电路520，并且所述栅极驱动电路520内置在显示面板400的下基板中。

数据驱动电路530根据时序控制器510提供的数据控制信号DCS对时序控制器510所提供的经调整数据RGB进行锁存，将锁存的经调整数据RGB转换成具有多个正模拟伽玛电压和负模拟伽玛电压的多个正模拟数据电压和负模拟数据电压，并选择极性与极性控制信号相对应的数据电压，以与栅极信号同步地将所选数据电压提供给相应数据线DL。

包括时序控制器510、栅极驱动电路520、和数据驱动电路530的显示面板驱动器500可以集成在一个芯片中并且安装在下基板上。

触摸屏驱动装置600包括触摸屏110、触摸控制单元120、触摸感测单元130、和电源单元140。

触摸屏110贴附于显示面板400上，并且包括多条传输线Tx和接收线Rx。

传输线Tx按照一定间隔排列以与触摸屏110的第一方向平行。

接收线Rx按照一定间隔排列以与传输线Tx交叉。

感测电容形成于每条传输线Tx与每条接收线Rx之间。感测电容根据用户对触摸屏110的触摸而变化，并通过每条接收线Rx将变化的感测电容提供给触摸驱动板150。

触摸屏110可以不贴附于显示面板400上，而是形成于显示面板400内，以减少显示面板400的厚度和重量。在这种情况下，在一实施例中，在形成栅极线GL时，传输线Tx分别形成为与栅极线GL分离，并且接收线Rx可以分别形成于数据线DL上方，在所述接收线Rx和数据线DL之间具有绝缘层。在另一实施例中，传输线Tx可以形成于下基板上，接收线Rx可以形成于上基板上。在另一实施例中，传输线Tx和接收线Rx可形成于相同层上，在这种情况下，与传输线Tx和接收线Rx的交叉部分相对应的传输线Tx或接收线Rx可通过连接图案彼此相连。

触摸控制单元120、触摸感测单元130、和电源单元140的每一个与上面参考图2至11所描述的触摸屏驱动装置100的触摸控制单元、触摸感测单元、和电源单元具有相同的配置，因此，上面的描述可应用于这些元件。在下文中，将描述这些元件的简要功能。

触摸控制单元120、触摸感测单元130、和电源单元140可以安装在触摸驱动板150上，但是实施方式并不局限于此。触摸控制单元120、触摸感测单元130、和电源单元140可以安装在显示面板驱动器500上，即显示设备的面板驱动板(未示出)上。

电源单元140产生各种功率，并且将该功率提供给触摸控制单元120和触摸感测单元130，所述功率包括驱动触摸屏110所必需的驱动功率Vdd以及基准电压信号Vref。

根据预定的感测模式，响应于时序控制器510提供的触摸控制信号TCS，触摸控制单元120按照基于互电容方案的第一感测模式或基于自电容方案的第二感测模式驱动触摸感测单元130。此外，触摸控制单元120根据触摸感测单元130提供的数字触摸信息DTI产生触摸点信息TPI，并将该触摸点信息TPI提供给外部系统本体或时序控制器510。

触摸控制单元120产生与源输出使能信号同步的触摸同步信号，并且在自触摸同步信号的下降沿点过去约5μs之后驱动触摸感测单元130，所述源输出使能信号用于以显示面板400的水平线为单元显示图像。也就是说，数据驱动电路530与源极输出使能信号的下降沿同步地将数据电压输出到相应数据线DL，因此在显示面板400的公共电极出现了噪声。该噪声在一定时间之后稳定。因此，当在出现公共电极噪声的时段中执行触摸感测单元130的感测操作时，公共电极噪声会导致感测错误。可见，在自触摸同步信号的下降沿点过去约5μs之后，公共电极的噪声稳定。因此，触摸控制单元120在自触摸同步信号的下降沿点过去约5μs之后驱动触摸感测单元130，由此可防止由公共电极噪声导致的感测错误。

如上所述，根据基于感测模式的触摸控制单元120的控制，触摸感测单元130按照基于互电容方案的第一感测模式或基于自电容方案的第二感测模式运作，感测触摸屏110的触摸，产生数字触摸信息DTI，并将该数字触摸信息DTI提供给触摸控制单元120。

根据预定的感测模式，触摸屏驱动装置600按照基于图7的互电容方案的第一感测模式或基于图8的自电容方案的第二感测模式运作，并产生与触摸屏110的触摸有关的触摸点信息TPI，以将该触摸点信息TPI提供给外部系统本体或时序控制器510。

根据本发明的实施例，通过利用两个相互反相的激励信号，除去了触摸屏的固有互电容分量，并且触摸屏驱动装置和显示设备仅利用基于触摸动作的变化的感测电容来检测触摸屏的触摸，因此使感测灵敏度提高。

此外，通过仅放大两条传输线与一条接收线之间的感测电容差，触摸屏驱动装置和显示设备使感测电压的动态范围变宽，而且降低了施予转换器的负荷，因此提高了触摸感测的准确度。此外，触摸屏驱动装置和显示设备消除了外部噪声的影响，因此提高了触摸灵敏度。

此外，触摸屏驱动装置和显示设备利用激励信号、根据接收线的自电容的变化来感测两个差分放大信号若干次，之后对该感测电压积分，由此增大了感测电压的放大率。此外，触摸屏驱动装置和显示设备消除了外部噪声的影响，因此可提高触摸灵敏度。

此外，触摸屏驱动装置和显示设备在基于互电容方案的第一感测模式或基于自电容方案的第二感测模式中，利用一个感测电路来感测触摸屏的触摸。

对于本领域普通技术人员显而易见地是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明覆盖了发明的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等效体的范围之内。

Claims (22)

1.一种触摸屏驱动装置，包括：

触摸控制单元，用于产生与第一或第二感测模式相对应的感测控制信号，并根据输入数字触摸信息产生触摸点信息，所述第一或第二感测模式是为包括多条交叉的传输线和接收线的触摸屏设定的；以及

触摸感测单元，所述触摸感测单元与接收线相连，并且根据所述感测控制信号，基于两条传输线与一条接收线之间的电容变化产生数字触摸信息，或者基于每条接收线的电容变化产生数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元，

其中所述触摸感测单元包括：

控制信号产生器，用于根据基于第二感测模式的感测控制信号，产生分别与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号；

激励信号供给器，用于根据基于第二感测模式的感测控制信号，产生激励信号；

感测电路单元，所述感测电路单元包括多个感测电路，所述多个感测电路响应于复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号，根据基于激励信号的接收线的电容变化，产生相互反相的第一和第二差分放大信号；

多路复用器，用于根据触摸控制单元的通道选择信号，有选择地输出从感测电路提供的第一和第二差分放大信号；以及

转换器，用于将从多路复用器输出的第一和第二差分放大信号转换成数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

2.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中在所述第一感测模式中，利用交替施加到两条传输线的相互反相的第一和第二激励信号，来改变两条传输线与一条接收线之间的电容。

3.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中所述控制信号产生器用于根据基于第一感测模式的感测控制信号产生分别与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号；

其中所述激励信号供给器用于根据基于第一感测模式的感测控制信号产生相互反相的第一和第二激励信号；以及

其中所述多个感测电路响应于复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号，根据基于第一和第二激励信号的两条传输线与一条接收线之间的电容变化，产生相互反相的第一和第二差分放大信号。

4.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中，

在所述感测时段中，第一激励信号的高电压时段和低电压时段以一定时间为单元地重复，和

在除了所述感测时段之外的时段中，保持所述第一激励信号的低电压时段。

5.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中每个感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与接收线相连；

第二输入端，用于接收基准电压信号；

节点连接器，用于响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元根据复位控制信号而初始化，并且根据通过节点连接器分别输入到反相输入端和非反相输入端的两个输入信号，产生相互反相的第一和第二差分放大信号。

6.根据权利要求5所述的触摸屏驱动装置，其中，

在所述复位时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第一输出节点相连，同时使第二输入端与第二输出节点相连，

在所述感测时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，交替地使第一和第二输入端与第一和第二输出节点相连，和

在所述数字转换时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第二输出节点相连，同时使第二输入端与第一输出节点相连。

7.根据权利要求5所述的触摸屏驱动装置，其中所述差分放大器单元包括：

差分放大器，包括与第一输出节点相连的反相输入端、与第二输出节点相连的非反相输入端、输出第一差分放大信号的非反相输出端、以及输出第二差分放大信号的反相输出端；

第一反馈电容器，所述第一反馈电容器连接在非反相输出端与反相输入端之间；

第一复位开关，所述第一复位开关与第一反馈电容器并联连接，并且在复位时段中根据复位控制信号使第一反馈电容器初始化；

第二反馈电容器，所述第二反馈电容器连接在反相输出端与非反相输入端之间；以及

第二复位开关，所述第二复位开关与第二反馈电容器并联连接，并且在复位时段中根据复位控制信号使第二反馈电容器初始化。

8.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中，

所述激励信号包括提供给感测电路的奇数感测电路的第三激励信号、以及提供给感测电路的偶数感测电路的第四激励信号，

所述第三激励信号仅在奇数接收线的奇数线感测周期的感测时段和数字转换时段中，保持比基准电压信号的电压电平更高的电压电平，和

所述第四激励信号仅在偶数接收线的偶数线感测周期的感测时段和数字转换时段中，保持比基准电压信号的电压电平更高的电压电平。

9.根据权利要求1所述的触摸屏驱动装置，其中每个感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与接收线相连；

第二输入端，用于接收激励信号；

节点连接器，用于响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元根据复位控制信号而初始化，并且根据通过节点连接器分别输入到反相输入端和非反相输入端的两个输入信号，产生相互反相的第一和第二差分放大信号。

10.根据权利要求9所述的触摸屏驱动装置，其中，

仅在奇数线感测周期中，感测电路的奇数感测电路的节点连接器使第一输入端与第一输出节点相连，同时使第二输入端与第二输出节点相连，和

仅在偶数线感测周期中，感测电路的偶数感测电路的节点连接器使第一输入端与第一输出节点相连，同时使第二输入端与第二输出节点相连。

11.根据权利要求9所述的触摸屏驱动装置，其中所述差分放大器单元包括：

差分放大器，包括与第一输出节点相连的反相输入端、与第二输出节点相连的非反相输入端、输出第一差分放大信号的非反相输出端、以及输出第二差分放大信号的反相输出端；

第一反馈电容器，所述第一反馈电容器连接在非反相输出端与反相输入端之间；

第一复位开关，所述第一复位开关与第一反馈电容器并联连接，并且在复位时段中根据复位控制信号使第一反馈电容器初始化；

第二反馈电容器，所述第二反馈电容器连接在反相输出端与非反相输入端之间；以及

第二复位开关，所述第二复位开关与第二反馈电容器并联连接，并且在复位时段中根据复位控制信号使第二反馈电容器初始化。

12.一种触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号，所述感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连，所述接收线与接收相互反相的第一和第二激励信号的两条传输线交叉；

第二输入端，用于接收基准电压信号；

节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。

13.根据权利要求12所述的触摸屏驱动装置，其中，

在所述感测时段中，第一激励信号的高电压时段和低电压时段以一定时间为单元地重复，和

在除了所述感测时段之外的时段中，保持所述第一激励信号的低电压时段。

14.根据权利要求13所述的触摸屏驱动装置，其中

在所述复位时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第一输出节点相连，同时使第二输入端与第二输出节点相连，

在所述感测时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，交替地使第一和第二输入端与第一和第二输出节点相连，和

在所述数字转换时段中，节点连接器响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第二输出节点相连，同时使第二输入端与第一输出节点相连。

15.一种触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号，所述感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连；

第二输入端，用于接收激励信号；

节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。

16.根据权利要求15所述的触摸屏驱动装置，其中所述激励信号仅在感测时段和数字转换时段中，保持比基准电压信号的电压电平更高的电压电平。

17.根据权利要求15所述的触摸屏驱动装置，其中所述节点连接器以线感测周期为单元改变第一和第二输入端与第一和第二输出节点之间的连接。

18.一种显示设备，包括：

显示面板；

显示面板驱动器，用于在显示面板上显示图像；

触摸屏，所述触摸屏设置于显示面板上或者形成于显示面板内；以及

触摸屏驱动装置，用于驱动触摸屏，

其中所述触摸屏驱动装置包括：

触摸控制单元，用于产生与第一或第二感测模式相对应的感测控制信号，并根据输入数字触摸信息产生触摸点信息，所述第一或第二感测模式是为包括多条交叉的传输线和接收线的触摸屏设定的；以及

触摸感测单元，所述触摸感测单元与接收线相连，并且根据所述感测控制信号，基于两条传输线与一条接收线之间的电容变化产生数字触摸信息，或者基于每条接收线的电容变化产生数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元，

其中所述触摸感测单元包括：

控制信号产生器，用于根据基于第一感测模式的感测控制信号，产生分别与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号；

激励信号供给器，用于根据基于第一感测模式的感测控制信号，产生相互反相的第一和第二激励信号；

感测电路单元，所述感测电路单元包括多个感测电路，所述多个感测电路响应于复位控制信号以及相互反相的第一和第二开关控制信号，根据基于第一和第二激励信号的两条传输线与一条接收线之间的电容变化，产生相互反相的第一和第二差分放大信号；

多路复用器，用于根据触摸控制单元的通道选择信号，有选择地输出从感测电路提供的第一和第二差分放大信号；以及

转换器，用于将从多路复用器输出的第一和第二差分放大信号转换成数字触摸信息，以将所述数字触摸信息提供给触摸控制单元。

19.根据权利要求18所述的显示设备，其中每个感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与接收线相连；

第二输入端，用于接收基准电压信号；

节点连接器，用于响应于第一和第二开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元根据复位控制信号而初始化，并且根据通过节点连接器分别输入到反相输入端和非反相输入端的两个输入信号，产生相互反相的第一和第二差分放大信号。

20.根据权利要求18所述的显示设备，其中所述触摸控制单元产生与源输出使能信号同步的触摸同步信号，并且在自触摸同步信号的下降沿点过去约5μs之后驱动触摸感测单元，所述源输出使能信号用于以显示面板的水平线为单元显示图像。

21.一种显示设备，包括：

显示面板；

显示面板驱动器，用于在显示面板上显示图像；

触摸屏，所述触摸屏设置于显示面板上或者形成于显示面板内；以及

触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号，

其中所述感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连，所述接收线与接收相互反相的第一和第二激励信号的两条传输线交叉；

第二输入端，用于接收基准电压信号；

节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。

22.一种显示设备包括：

显示面板；

显示面板驱动器，用于在显示面板上显示图像；

触摸屏，所述触摸屏设置于显示面板上或者形成于显示面板内；以及

触摸屏驱动装置，所述触摸屏驱动装置包括感测电路，所述感测电路在触摸屏被触摸时根据接收线的电容变化产生触摸信号，

其中所述感测电路包括：

第一输入端，所述第一输入端与一条接收线相连；

第二输入端，用于接收激励信号；

节点连接器，用于响应于与线感测周期的复位时段、感测时段、以及数字转换时段相对应的开关控制信号，使第一输入端与第一和第二输出节点中的一个相连，并且使第二输入端与另一输出节点相连；以及

差分放大器单元，所述差分放大器单元在复位时段中根据复位控制信号而初始化，并在感测时段和数字转换时段中，根据通过节点连接器而有选择地输入到反相输入端和非反相输入端的输入信号，产生包括相互反相的第一和第二差分放大信号的触摸信号。