CN103870055B - 集成有触摸屏的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种集成有触摸屏的显示装置，可包括：包含多个电极的面板；触摸IC；以及显示驱动器IC。触摸IC在第n‑1帧的预定时间段期间（n为大于2的整数）将触摸扫描信号施加给多个电极，并通过使用从多个电极接收的信息来检查面板中是否有触摸输入；如果面板中有触摸输入，显示驱动器IC则在第n帧的第一时间段期间将公共电压施加给多个电极，如果面板中没有触摸输入，显示驱动器IC则在第n帧的第二时间段期间将公共电压施加给多个电极，其中第二时间段长于第一时间段。

Description

集成有触摸屏的显示装置及其驱动方法

本申请要求享有于2012年12月11日提交的韩国专利申请10-2012-0143993的优先权，通过援引将该专利申请结合在此，如同该专利申请在此被全部公开一样。

技术领域

本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种集成有触摸屏的显示装置。

背景技术

触摸屏是一种被包含在诸如液晶显示器（LCD）、场发射显示器（FED）、等离子显示面板（PDP）、电致发光显示器（ELD）以及电泳显示器（EPD）这样的图像显示装置中的输入装置，允许用户在观看图像显示装置的屏幕的同时，通过用手指、笔等按压或触摸屏幕的触摸传感器来输入信息。

最近，对于内嵌型的集成有触摸屏的显示装置的需求不断增长，在这种内嵌型的集成有触摸屏的显示装置中，构成触摸屏的元件设置在显示装置之内，以实现诸如智能手机和台式计算机这样的移动终端的轻薄化。

在常规内嵌型触摸屏的情况下，根据每个垂直同步信号Vsyn向系统传送一次触摸数据，以定义一个帧周期。以下将参照图1对内嵌型的集成有触摸屏的常规显示装置的驱动方法进行描述。

图1为示出在集成有触摸屏的常规显示装置中与一个垂直同步信号对应的显示时间和触摸时间的信号的时序图。

在内嵌型的集成有自电容式触摸屏的常规显示装置中，如图1所示，在基于一个垂直同步信号的一帧期间，根据数据使能DE信号对显示时间（D）和触摸时间（T）进行分时驱动。

发明内容

因此，本发明的实施例涉及一种基本上克服了由于现有技术中的限制和缺点所导致的一个或多个问题的集成有触摸屏的显示装置及其驱动方法。

本发明的实施例的一个方面涉及提供一种便于根据环境条件来调整显示驱动周期和触摸驱动周期的集成有触摸屏的显示装置。

本发明的其它优点及特征的一部分将在以下的说明书中列出，其它部分在本领域的普通技术人员阅读以下描述之后明了，或从对本发明的实施而获悉。本发明的目的和其它优点将通过书面描述、权利要求书及所附的附图中特别地指出的结构来得以实现和获得。

为了达到这些及其它优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括地所描述的，提供了一种集成有触摸屏的显示装置，可包括：包含多个电极的面板、触摸IC以及显示驱动器IC。触摸IC在第n-1帧的预定时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极，并通过使用从多个电极接收的信息来检查面板中是否有触摸输入，n为大于2的整数；如果面板中有触摸输入，显示驱动器IC则在第n帧的第一时间段期间将公共电压施加给多个电极，如果面板中没有触摸输入，显示驱动器IC则在第n帧的第二时间段期间将公共电压施加给多个电极，其中第二时间段比第一时间段长。

本发明的实施例的另一方面提供一种集成有触摸屏的显示装置的驱动方法，可包括：在第n-1帧的预定时间段期间从触摸IC将触摸扫描信号施加给多个电极，并通过使用从多个电极接收的信息来检查面板中是否有触摸输入，n为大于2的整数；如果面板中有触摸输入，则在第n帧的第一时间段期间从显示驱动器IC将公共电压施加给多个电极；以及，如果面板中没有触摸输入，则在第n帧的第二时间段期间从显示驱动器IC将公共电压施加给多个电极，其中第二时间段比第一时间段长。

应当理解，对本发明进行的前面的概括描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的描述。

附图说明

被包括来提供对本发明的进一步理解且并入并组成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1为示出在集成有触摸屏的常规显示装置中与一个垂直同步信号对应的显示时间和触摸时间的信号的时序图；

图2概括示出本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的结构；

图3示出本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的详细结构；

图4为示出在根据本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置中是否有触摸输入，触摸IC和显示驱动器IC的驱动方法的示图；

图5为示出本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的驱动方法的流程图；以及

图6A至图6D为示出根据在本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置中是否有触摸输入，显示时间和触摸时间的信号的时序图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施例进行详细描述。

图2及图3示出本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置。

如图2所示，本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置可包括面板100、触摸IC200、显示驱动器IC300以及主机系统400。

触摸屏（未图示）设置在面板100之内。触摸屏感测用户的触摸位置。特别是，应用在本发明的触摸屏为自电容式的内嵌型触摸屏，按照显示驱动模式和触摸驱动模式进行分时驱动。

面板100可被构造为具有下基板和上基板以及在这两个基板之间形成的液晶层。在此情况下，在面板100的下基板上形成多条栅极线、多条数据线以及多个薄膜晶体管（TFT）。在此情况下，栅极线和数据线彼此交叉，从而以矩阵形式形成多个像素。而且，每个薄膜晶体管邻近栅极线和数据线的交叉区域形成。

虽未图示，面板100可包括多个电极和多条导线。

当为了面板100的显示驱动而施加公共电压时，多个电极可作为公共电极进行操作，与形成在每个像素的像素电极一起驱动液晶。同时，当为了感测触摸而施加触摸扫描信号时，多个电极可作为用以感测触摸的触摸电极进行操作。

可提供多条导线来将多个电极与触摸IC200连接。

触摸IC200可包括触摸扫描信号产生器和触摸传感器，触摸扫描信号产生器产生将提供给面板100的多个电极的触摸扫描信号以感测触摸，触摸传感器通过感测从面板100的多个电极接收的电容变化来感测用户的触摸位置。

例如，如图2所示，如果面板100的驱动模式为触摸驱动模式，触摸IC200就将触摸扫描信号施加给多个电极，并根据从面板100的多个电极接收的电容变化来感测用户的触摸位置。

换句话说，触摸IC200在第n-1帧（n为大于2的整数）的预定时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极，并通过使用从多个电极接收的信息来检查面板100中是否有触摸输入。在此情况下，有关触摸输入的信息会是被传送给时序控制器340以确定触摸IC200和公共电压产生器310两者的操作的重要数据。

如果面板100中有触摸输入，则触摸扫描信号在第n帧的第三时间段期间施加给多个电极。同时，如果面板100中没有触摸输入，则触摸扫描信号在第n帧的第四时间段期间施加给多个电极，其中第四时间段相对地比第三时间段短。在此，第三时间段对应于当用以在一个帧期间感测触摸的触摸扫描信号被施加给集成有触摸屏的常规显示装置时的时间段，而第四时间段对应于能够检查是否有触摸输入的最小时间段，其中第四时间段可等于或小于第三时间段的一半。

就是说，由于当在前一帧期间面板100中没有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段比当在前一帧期间面板100中有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段短，因此通过避免消耗当没有触摸输入时会被不必要地消耗的功率，就能够减少功耗。

如图3所示，显示驱动器IC300可包括公共电压产生器310、数据驱动器320、栅极驱动器330以及时序控制器340。

在此，公共电压产生器310产生公共电压，并将产生的公共电压施加给面板100的多个电极。例如，如果面板100的驱动模式为显示驱动模式，多个电极就接收公共电压，由此多个电极就作为用于显示驱动的公共电极进行操作。

公共电压产生器310接收从触摸IC200传送给时序控制器340的关于面板100中是否有触摸输入的信息，然后基于接收的信息确定施加公共电压的时间段。

例如，如果面板100中有触摸输入，则公共电压在第n帧的第一时间段期间被施加给多个电极。同时，如果面板100中没有触摸输入，则公共电压在第n帧的第二时间段期间被施加给多个电极，其中第二时间段比第一时间段长。

在此，由于当在前一帧期间面板100中没有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段比当在前一帧期间面板100中有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段长，因此，通过在面板100中没有触摸输入时加长显示时间，就能够改善图像质量，并且通过降低驱动频率，就能够同时减少功耗。

然后，数据驱动器320将时序控制器340向其输入的RGB数据转换为数据电压。数据驱动器320输出的数据电压施加给数据线DL1～DLn。

换句话说，数据驱动器320根据源移位时钟SSC，通过移位从时序控制器340接收的源起始脉冲SSP来顺序地产生采样信号。数据驱动器320根据采样信号锁存根据源移位时钟SSC被输入的像素数据（RGB，视频数据），然后响应于源输出使能SOE信号以水平行为单位将数据信号施加给数据线。数据信号可包含数据电压。

为此，数据驱动器320可包括数据采样单元、锁存单元、数字-模拟转换器及输出缓冲器。

然后，栅极驱动器330将栅极信号顺序地施加给多条栅极线GL1～GLm，选择面板100的被输入数据电压的一行，响应于栅极信号，用在水平同步信号Hsync的高逻辑时间段期间从数据驱动器320输入的数据电压给面板100的像素充电，并在水平同步信号Hsync的低逻辑时间段期间保持该数据电压。

换句话说，栅极驱动器330根据栅极移位时钟GSC，通过移位从时序控制器340接收的栅极起始脉冲GSP来产生具有栅极导通电压Von的栅极信号，将具有栅极导通电压的栅极信号顺序地提供给栅极线GL1～GLn。栅极驱动器330在未被提供具有栅极导通电压Von的栅极信号的其余时间段期间，将栅极截止电压Voff提供给栅极线GL1～GLn。在这种情况下，栅极信号可包含栅极扫描信号。

同时，应用于本发明的栅极驱动器330可与面板100独立地设置。就是说，栅极驱动器330可这样设置，即以多种方式与面板100进行电连接。但是，栅极驱动器330可以按照面板内栅极（gate-in panel；GIP）方式设置，就是说，栅极驱动器330可设置在面板100的内部。在这种情况下，用以控制栅极驱动器330的栅极控制信号可以是起始信号VST及栅极时钟GCLK。

时序控制器340可根据面板100的驱动模式产生控制信号，以将在公共电压产生器310中产生的公共电压施加给面板100，或者将在触摸IC200中产生的触摸扫描信号施加给面板100。

根据从触摸IC200传送的关于面板100中是否有触摸输入的信息，向触摸IC200和公共电压产生器310传送用以调整施加触摸扫描信号的时间段和施加公共电压的时间段的信号。

此外，时序控制器340接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE以及主时钟MCLK这样的时序信号，并产生用以控制栅极驱动器330和数据驱动器320的操作时序的控制信号GCS和DCS。并且，时序控制器340重新排列从主机系统400输入的RGB数据，并将被重新排列的RGB数据输出给数据驱动器320。

在此，垂直同步信号Vsync是用以定义一个帧周期的信号。因此，垂直同步信号Vsync的一个周期被设定为一个帧周期。并且，水平同步信号Hsync是用以定义将数据记录在面板100的像素阵列中的一行像素中所需的一个水平周期的信号。相应地，一个水平同步信号Hsync的周期可被设定为一个水平周期，并且一个水平周期可通过将一个帧周期除以面板100的行数来获得。数据使能信号DE是用以定义当有效数据被输入时的周期的信号，按照与水平同步信号Hsync相同的方式将一个周期设定为一个水平周期。主时钟MCLK与RGB数据的比特同步。

根据本发明的实施例的集成有触摸屏的显示装置的主机系统400将诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK这样的时序信号以及RGB数据提供给时序控制器340。

将参照图4简要地对本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的操作进行描述。

图4为示出在根据本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置中是否有触摸输入，触摸IC和显示驱动器IC的驱动方法的示图。

如图4所示，根据在前一帧期间关于面板100中是否有触摸输入的信息，当面板100中没有触摸输入时的显示时间比在前一帧期间当面板100中有触摸输入时的显示时间长，而当面板100中没有触摸输入时的触摸时间比当在前一帧期间面板100中有触摸输入时的触摸时间短。

以下，将参照图5及图6A至图6D对驱动本发明的集成有触摸屏的显示装置的方法进行描述。

图5为示出驱动本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的方法的流程图。

图6A至图6D为根据在本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置中是否有触摸输入的显示时间和触摸时间的时序图。

如图5所示，驱动本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的方法可包括以下步骤：在第n-1帧（n为大于2的整数）的预定时间段期间，从触摸IC200将触摸扫描信号施加给面板100的多个电极，并利用从多个电极接收的信息来检查面板100中是否有触摸输入；当面板100中有触摸输入时，在第n帧的第一时间段期间从显示驱动器IC300将公共电压施加给多个电极；以及当面板100中没有触摸输入时，在第n帧的相对地比第一时间段长的第二时间段期间从显示驱动器IC300将公共电压施加给多个电极。

另外，驱动本发明一实施例的集成有显示装置的方法还可包括以下步骤：当面板100中有触摸输入时，在第n帧的第三时间段期间从触摸IC200将触摸扫描信号施加给多个电极，以及当面板100中没有触摸输入时，在第n帧的第四时间段期间从触摸IC200将触摸扫描信号施加给多个电极，其中第四时间段比第三时间段短。

首先，在第n-1帧期间将触摸扫描信号施加给多个电极（步骤S1）。

例如，在第n-1帧的第三时间段或第四时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极，以检查面板100中是否有触摸输入。在这种情况下，第三时间段是在集成有触摸屏的常规显示装置中在一个帧期间施加用以感测触摸的触摸扫描信号的时间段，而第四时间段是能够检查是否有触摸的最小时间段，其中第四时间段可以是等于或小于第三时间段的一半。

换句话说，如图6A及图6B的触摸-感测时序图所示，可在第n-1帧的第三时间段期间施加用以感测触摸的触摸扫描信号。并且，如图6C及图6D的触摸-感测时序图所示，可在第n-1帧的第四时间段期间施加用以感测触摸的触摸扫描信号。如果在第n-2帧有触摸输入，则在第n-1帧施加触摸扫描信号的时间段为第三时间段。如果在第n-2帧没有触摸输入，则在第n-1帧施加触摸信号的时间段为第四时间段。

然后，检查在面板100的多个电极中是否有触摸输入（步骤S2）。

如果有触摸输入，则在第n帧的第一时间段期间将公共电压施加给多个电极（步骤S3），以及在第n帧的第三时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极（步骤S4）。

如图6A至图6B所示，第三时间段是一个帧期间除去第一时间段的其余时间段。

如果没有触摸输入，则在第n帧的第二时间段期间将公共电压施加给多个电极（步骤S5），以及在第n帧的第四时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极（步骤S6）。

如图6C至图6D所示，第四时间段是一个帧期间除去第二时间段的其余时间段。

从施加公共电压的方面来说，如果面板100中有触摸输入，则在第n帧的第一时间段期间将公共电压施加给多个电极，而如果面板100中没有触摸输入，则在第n帧的第二时间段期间将公共电压施加给多个电极，其中第二时间段比第一时间段长。

在此，当在前一帧期间面板100中没有触摸输入时，在当前帧中施加公共电压的时间段比当在前一帧期间面板100中有触摸输入时，在当前帧中施加公共电压的时间段长，由此，通过在面板100中没有触摸输入时加长显示时间，就能够改善图像质量，并且通过降低驱动频率，就能够同时减少功耗。

从施加触摸扫描信号的方面来说，如果面板100中有触摸输入，则在第n帧的第三时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极，而如果面板100中没有触摸输入，则在第n帧的第四时间段期间将触摸扫描信号施加给多个电极，其中第四时间段比第三时间段短。

就是说，由于当在前一帧期间面板100中没有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段比当在前一帧期间面板100中有触摸输入时，在当前帧中施加触摸扫描信号的时间段短，由此，通过避免当没有触摸输入时会被不必要地消耗的功率，就能够减少功耗。

然后根据施加给多个电极的触摸扫描信号，感测输入给多个电极的触摸位置（步骤S7）。

将参照图6A至图6D对驱动本发明一实施例的集成有触摸屏的显示装置的方法进行描述。

在图6A的时序图中，示出了在第n-2帧和第n-1帧期间面板100中有触摸输入的情况。因此，由于在第n-1帧期间面板100中有触摸输入，所以在第n帧的第三时间段期间施加触摸扫描信号。

在图6B的时序图中，示出了在第n-2帧期间面板100中有触摸输入而在第n-1帧期间面板100中没有触摸输入的情况。因此，由于在第n-1帧期间面板100中没有触摸输入，所以在第n帧的第四时间段期间施加触摸扫描信号。

在图6C的时序图中，示出了在第n-2帧期间面板100中没有触摸输入而在第n-1帧期间面板100中有触摸输入的情况。因此，由于在第n-1帧期间面板100中有触摸输入，所以在第n帧的第三时间段期间施加触摸扫描信号。

类似地，在图6D的时序图中，示出了在第n-2帧和第n-1帧期间面板100中没有触摸输入的情况。因此，由于在第n-1帧期间面板100中没有触摸输入，所以在第n帧的第四时间段期间施加触摸扫描信号。

根据本发明的实施例，可根据在集成有触摸屏的显示装置中在前一帧期间是否有触摸输入调整当前帧的触摸感测时间，从而减少功耗。

此外，如果在前一帧期间没有触摸，就加长当前帧的显示时间，从而改善图像质量并通过降低驱动频率来同时减少功耗。

不脱离本发明的精神或范围，可对本发明的实施例进行各种修改和变形对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖本发明的这些修改和变形，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (9)

1.一种集成有触摸屏的显示装置，包括：

包含多个电极的面板；

触摸IC，在第n-1帧的预定时间段期间将触摸扫描信号施加给所述多个电极，并通过使用从所述多个电极接收的信息来检查所述面板中是否有触摸输入，n为大于2的整数；以及

显示驱动器IC，如果所述面板中有触摸输入，则在第n帧的第一时间段期间将公共电压施加给所述多个电极，如果所述面板中没有触摸输入，则在第n帧的第二时间段期间将所述公共电压施加给所述多个电极，其中第二时间段比第一时间段长，

其中所述显示驱动器IC包括时序控制器，所述时序控制器根据从所述触摸IC传送的表示所述面板中是否有触摸输入的信息，产生用以调整施加所述触摸扫描信号的时间段以及施加所述公共电压的时间段的信号，

其中根据所述时序控制器产生的信号使得第二时间段比第一时间段长。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中如果所述面板中有触摸输入，所述触摸IC则在第n帧的第三时间段期间将所述触摸扫描信号施加给所述多个电极，如果所述面板中没有触摸输入，所述触摸IC则在第n帧的第四时间段期间将所述触摸扫描信号施加给多个电极，其中第四时间段比第三时间段短，

其中根据所述时序控制器产生的信号使得第四时间段比第三时间段短。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第三时间段对应于第n帧期间除去所述第一时间段的其余时间段。

4.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第四时间段对应于第n帧期间除去所述第二时间段的其余时间段。

5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示驱动器IC还包括：

产生公共电压的公共电压产生器，

其中所述时序控制器根据所述面板的驱动模式产生控制信号，以将在所述公共电压产生器中产生的公共电压施加给所述面板，或者将在所述触摸IC中产生的触摸扫描信号施加给所述面板。

6.一种驱动集成有触摸屏的显示装置的方法，包括：

在第n-1帧的预定时间段期间，从触摸IC将触摸扫描信号施加给多个电极，并通过使用从所述多个电极接收的信息来检查面板中是否有触摸输入，n为大于2的整数；

如果所述面板中有触摸输入，则在第n帧的第一时间段期间，从显示驱动器IC将公共电压施加给所述多个电极；以及

如果所述面板中没有触摸输入，则在第n帧的第二时间段期间，从所述显示驱动器IC将所述公共电压施加给所述多个电极，其中第二时间段比第一时间段长，

所述方法还包括：

根据从所述触摸IC传送的表示所述面板中是否有触摸输入的信息，由所述显示驱动器IC产生用以调整施加所述触摸扫描信号的时间段以及施加所述公共电压的时间段的信号，

其中根据所述显示驱动器IC产生的信号使得第二时间段比第一时间段长。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

如果所述面板中有触摸输入，则在第n帧的第三时间段期间，从所述触摸IC将所述触摸扫描信号施加给所述多个电极；以及

如果所述面板中没有触摸输入，则在第n帧的第四时间段期间，从所述触摸IC将所述触摸扫描信号施加给所述多个电极，其中第四时间段比第三时间段短，

其中根据所述显示驱动器IC产生的信号使得第四时间段比第三时间段短。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第三时间段对应于第n帧期间除去所述第一时间段的其余时间段。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述第四时间段对应于第n帧期间除去所述第二时间段的其余时间段。