CN104007869B - 具有集成式触摸屏的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有集成式触摸屏的显示装置。所述显示装置包括：配置成包括多个电极和给所述多个电极施加公共电压的显示驱动IC的面板；配置成产生触摸扫描信号并将所述触摸扫描信号施加给所述显示驱动IC的触摸IC；配置成在第一方向上将所述多个电极连接到所述显示驱动IC的多条第一连线；和分别与所述多个电极连接的多条第二连线，所述多条第二连线在与所述第一方向相反的第二方向上延伸，以与所述面板的末端接触。所述显示驱动IC根据所述面板的驱动模式通过所述多条第一连线给所述多个电极施加所述公共电压或所述触摸扫描信号。根据本发明，因为不需要单独提供用于触摸感测的触摸感测线和触摸驱动线，所以可减少信号线的数量，因而可简化线结构并减少扫描的总数。

Description

具有集成式触摸屏的显示装置
本申请要求2013年2月22日提交的韩国专利申请10-2013-0019167的优先权，在此援引该专利申请作为参考，如同在这里完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种显示装置，尤其涉及一种具有集成式触摸屏的显示装置。
背景技术
触摸屏是一种被包含在诸如液晶显示(LCD)装置、场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、电致发光显示器(ELD)和电泳显示器(EPD)这样的图像显示装置中的输入装置，使得用户在观看图像显示装置的同时通过给触摸屏的触摸传感器施加压力(即按压或触摸)而输入预定信息。
应用于显示装置的触摸屏根据其结构分为外挂式(add-on type)、盒上式(on-cell type)和内置式(in-cell type)。外挂式触摸屏是其中显示装置和触摸屏被分别制造并且触摸屏被固定至显示装置的上基板的一种触摸屏。盒上式触摸屏是其中构成触摸屏的多个元件设置在显示装置的上玻璃基板的表面处的一种触摸屏。内置式触摸屏是其中触摸屏内置在显示装置中的一种触摸屏，因而显示装置较薄，显示装置的耐用性提高。
然而，因为外挂式触摸屏具有其中最终的触摸屏安装在显示装置上的结构，所以外挂式触摸屏较厚，显示装置的亮度变暗，导致可视性降低。此外，因为盒上式触摸屏具有其中单独的触摸屏设置在显示装置的顶部的结构，所以盒上式触摸屏比外挂式触摸屏薄，但由于构成触摸屏的多个驱动电极和多个感测电极以及分别连接多个驱动电极和多个感测电极的绝缘层，盒上式触摸屏的总厚度增加，工艺数目增加，导致制造成本增加。
内置式触摸屏具有改善的耐用性和较薄的厚度，因而可解决在外挂式触摸屏和盒上式触摸屏中产生的问题。内置式触摸屏分为光学触摸屏和电容触摸屏。
光学触摸屏是这样一种触摸屏，即感光层形成在显示装置的薄膜晶体管(TFT)阵列基板处，背光单元发射光或红外光，并且从位于触摸位置处的物体反射的光被感测。然而，当外部环境较暗时，光学触摸屏具有相对稳定的操作性，但当外部环境较亮时，比反射光强的光成为噪声。这是因为由实际触摸反射的光的强度非常弱，由此，当外部较亮，甚至亮一点儿时，在感测触摸时也会产生误差。特别是，当外部环境暴露于太阳光时，因为太阳光非常强，所以光学触摸屏不能根据情况感测触摸。
电容触摸屏分为自电容触摸屏和互电容触摸屏。互电容触摸屏是这样一种触摸屏，即其中多个公共电极被划分为多个驱动电极和多个感测电极，在相应的驱动电极与感测电极之间产生互电容，通过测量由触摸导致的互电容的变化量感测触摸。
然而，在互电容触摸屏中，感测触摸时产生的互电容的大小非常低，但构成显示装置的栅极线与数据线之间的寄生电容非常高，由于该原因，很难精确检测触摸位置。此外，因为用于触摸驱动的多条触摸驱动线和用于触摸感测的多条触摸感测线应形成在公共电极上，所以互电容触摸屏具有非常复杂的线结构。
此外，互电容触摸屏应分别描触摸驱动线和触摸感测线，从而感测触摸，扫描的总数是通过将触摸驱动线的数量乘以触摸感测线的数量所获得的值。例如，用于小尺寸显示装置的触摸屏包括十条触摸驱动线和十条触摸感测线，因而需要进行至少100或更多次的扫描。内置式触摸屏需要进行非常短时间的触摸驱动，因而仅可应用于具有非常小尺寸的显示装置。
由于该原因，具有集成式自电容内置式触摸屏的显示装置需要解决上述触摸屏的问题。
发明内容
因此，本发明涉及提供一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的具有集成式触摸屏的显示装置。
本发明的一个方面是提供一种具有集成式自电容内置式触摸屏的显示装置，其中在显示装置内部形成多个触摸感测元件，因而可减小厚度并提高耐用性。
在下面的描述中将部分列出本发明的其它优点和特征，这些优点和特征的一部分从下面的描述对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的，或者可通过本发明的实施领会到。通过说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的，提供了一种具有集成式触摸屏的显示装置，包括：配置成包括多个电极和给所述多个电极施加公共电压的显示驱动IC的面板；配置成产生触摸扫描信号并将所述触摸扫描信号施加给所述显示驱动IC的触摸IC；配置成在第一方向上将所述多个电极连接到所述显示驱动IC的多条第一连线；和分别与所述多个电极连接的多条第二连线，所述多条第二连线在与所述第一方向相反的第二方向上延伸，以与所述面板的末端接触，其中所述显示驱动IC根据所述面板的驱动模式，通过所述多条第一连线给所述多个电极施加所述公共电压或所述触摸扫描信号。
在本发明的另一个方面中，提供了一种具有集成式触摸屏的显示装置，包括：配置成包括多个电极和显示驱动IC的面板；配置成产生触摸扫描信号并将所述触摸扫描信号施加给所述多个电极的触摸IC；配置成在第一方向上将所述多个电极连接到所述触摸IC的多条第一连线；和分别与所述多个电极连接的多条第二连线，所述多条第二连线在与所述第一方向相反的第二方向上延伸，以与所述面板的末端接触，其中所述显示驱动IC给所述触摸IC施加所述公共电压，且所述触摸IC根据所述面板的驱动模式，通过所述多条第一连线给所述多个电极施加所述公共电压或所述触摸扫描信号。
应当理解，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是例示性的和解释性的，意在对要求保护的内容提供进一步的解释。
附图说明
给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是图解根据本发明一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的构造的示图；
图2是详细图解根据本发明一实施方式的显示驱动集成电路(IC)与触摸IC之间的连接关系的示图；
图3是图解根据本发明另一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的构造的示图；
图4是详细图解根据本发明一实施方式的显示驱动IC与触摸IC之间的连接关系的示图；
图5是用于根据本发明各实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的显示驱动和触摸驱动的信号的时序图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的典型实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。任何地方，在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
之后，将参照附图详细描述本发明的各实施方式。
在下面的描述中，为了便于描述，将作为根据本发明各实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的一个例子描述LCD装置，但本发明并不限于此，本发明可应用于各种显示装置，如LCD装置、FED、PDP、ELD和EPD。此外，不再提供对于LCD装置的一般构造的描述。
图1是图解根据本发明一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的构造的示图，图2是详细图解根据本发明一实施方式的显示驱动集成电路(IC)与触摸IC之间的连接关系的示图。
如图1中所示，根据本发明一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置包括面板100和触摸IC 300，而面板100包含显示驱动IC 200。
首先，面板100划分为内置有触摸屏(未示出)的显示区域110和设置有显示驱动IC200的非显示区域120。在此，触摸屏感测用户触摸的位置，特别是，应用于本发明的触摸屏是分时地进行显示驱动和触摸驱动的自电容内置式触摸屏。
面板100可构造为在两个基板之间形成液晶层的类型。在该情形中，在面板100的下基板处设置有多条栅极线、与多条栅极线交叉的多条数据线、由数据线和栅极线之间的交叉界定的多个像素以及分别形成在多个像素中的多个薄膜晶体管(TFT)。在此，对应于数据线和栅极线的交叉结构以矩阵方式布置多个像素。
此外，面板100包括多个电极111和多条连线130和140。在此，多个电极111形成在面板100的显示区域110中，并与多个像素电极重叠。换句话说，多个电极111不是形成在所有多个像素中，而是形成在与多个像素重叠的显示区域110中。
每个电极111在显示驱动周期期间作为与形成在每个像素中的像素电极一起驱动液晶的公共电极来操作，在触摸驱动期间作为根据从触摸IC 300施加的触摸扫描信号感测触摸位置的触摸电极来操作。
多条连线分为多条第一连线130和多条第二连线140。多条第一连线130在第一方向上分别将多个电极连接到显示驱动IC 200。多条第二连线140分别与多个电极连接，并在与第一方向相反的第二方向上延伸。
例如，如图1中所示，多条第一连线130将多个电极111连接到显示驱动IC 200，因而通过各条线将从显示驱动IC 200输出的触摸扫描信号和公共电压施加给多个电极111。
特别是，多条第二连线140在面板100的末端与面板100接触。
如上所述，当多条第二连线140与面板100的末端接触时，可获得下面的效果。例如，当多条第一连线130与显示驱动IC 200接触而没有第二连线140时，多条第一连线130在被连接到显示驱动IC 200之前全部被浮置，因而易受静电影响。为解决这种问题，多条第二连线140在面板100的上部处，即在与连接到显示驱动IC 200的方向相反的方向上分别与多个电极连接，然后通过将多条第一连线130连接到面板100的末端，可防止在多条第一连线130中产生静电。在此，可在面板100的末端处形成短路条，在该情形中，多条第二连线140可与面板100的末端处的短路条连接。
显示驱动IC 200根据面板100的驱动模式，通过多条第一连线130给多个电极111施加公共电压或触摸扫描信号。
换句话说，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，显示驱动IC 200给多个电极111施加公共电压，由此使面板100进行显示驱动。当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，显示驱动IC 200给多个电极111施加触摸扫描信号，由此使面板100进行触摸驱动。
特别是，当面板100的驱动模式是触摸驱动模式时，显示驱动IC 200将面板100的电极划分为多个组，并依次给多个组施加触摸扫描信号。例如，当面板100的电极被划分为两组时，显示驱动IC 200在显示驱动模式期间给面板100的所有电极施加公共电压，在触摸驱动模式期间，显示驱动IC 200依次给第一和第二组施加触摸扫描信号。
此外，如图2中所示，显示驱动IC 200包括公共电压产生器210、同步信号产生器220和开关单元230，把多个电极111作为多个公共电极或多个触摸电极进行驱动。
公共电压产生器210产生公共电压(Vcom)，并将公共电压施加给开关单元230。换句话说，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，公共电压产生器210产生施加给多个电极的公共电压，从而输出图像，并将公共电压施加给开关单元230。
同步信号产生器220产生表示显示驱动模式和触摸驱动模式的同步信号。例如，同步信号产生器220产生该同步信号，根据显示驱动模式和触摸驱动模式，该同步信号允许由公共电压产生器210产生的公共电压(Vcom)通过开关单元230被施加给多个电极111，或者允许触摸扫描信号被施加给多个电极111。
开关单元230根据同步信号将公共电压产生器210连接到多个电极111或者将触摸IC 300连接到多个电极111。例如，多个开关单元230可将公共电压产生器210或触摸IC 300连接到多个电极111。当同步信号产生器220的同步信号是表示显示驱动模式的同步信号时，多个开关单元230将公共电压产生器210连接到多个电极111。当同步信号产生器220的同步信号是表示触摸驱动模式的同步信号时，多个开关单元230将触摸IC 300连接到多个电极111。
最后，触摸IC 300通过显示驱动IC 200给多个电极111施加触摸扫描信号，并检测多个电极111每一个处的电容变化，以确定每个电极是否被触摸。
例如，如图2中所示，根据本发明一实施方式的触摸IC 300包括触摸扫描信号产生器310，触摸扫描信号产生器310产生施加给多个电极的触摸扫描信号，从而感测触摸。触摸扫描信号可以是触摸驱动电压，该触摸驱动电压可具有比施加给面板100的多个电极而用于显示驱动的公共电压的电平高的电平。在该情形中，触摸驱动电压可具有对应于公共电压的电压作为低电平电压，并具有比该电压高的电压作为高电平电压。在此，触摸扫描信号产生器310通过显示驱动IC 200的开关单元230与多个电极111连接。
此外，触摸IC 300包括触摸感测单元320，触摸感测单元320根据触摸扫描信号从多个电极111接收多个触摸感测信号，以计算触摸坐标，并感测用户的触摸输入位置。计算的触摸坐标被传输到显示装置的系统部，并被用于检测面板100中产生的用户触摸坐标。在此，触摸感测单元320通过显示驱动IC 200的开关单元230与多个电极111连接。
之后，将参照图3和4详细描述根据本发明另一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置。
图3是图解根据本发明另一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的构造的示图，图4是详细图解根据本发明一实施方式的显示驱动IC与触摸IC之间的连接关系的示图。
如图3中所示，根据本发明另一实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置包括面板100和触摸IC 300，面板100包含显示驱动IC 200。
首先，面板100划分为内置有触摸屏(未示出)的显示区域110和设置有显示驱动IC200的非显示区域120。在此，触摸屏感测用户触摸的位置，特别是，应用于本发明的触摸屏是分时地进行显示驱动和触摸驱动的自电容内置式触摸屏。
面板100可构造为在两个基板之间形成液晶层的类型。在该情形中，在面板100的下基板处设置有多条栅极线、与多条栅极线交叉的多条数据线、由数据线和栅极线之间的交叉界定的多个像素以及分别形成在多个像素中的多个薄膜晶体管(TFT)。在此，对应于数据线和栅极线的交叉结构以矩阵方式布置多个像素。
此外，面板100包括多个电极111和多条连线130和140。在此，多个电极111形成在面板100的显示区域110中，并与多个像素电极重叠。换句话说，多个电极111不是形成在所有多个像素中，而是形成在与多个像素重叠的显示区域110中。每个电极111在显示驱动周期期间作为与形成在每个像素中的像素电极一起驱动液晶的公共电极来操作，在触摸驱动期间作为根据从触摸IC 300施加的触摸扫描信号感测触摸位置的触摸电极来操作。
多条连线分为多条第一连线130和多条第二连线140。多条第一连线130在第一方向上分别将多个电极连接到显示驱动IC 200。多条第二连线140分别与多个电极连接，并在与第一方向相反的第二方向上延伸。
例如，如图3中所示，多条第一连线130将多个电极111连接到触摸IC 300，因而通过各条线将从触摸IC 300输出的触摸扫描信号和公共电压施加给多个电极111。
特别是，多条第二连线140在面板100的末端与面板100接触。
如上所述，当多条第二连线140与面板100的末端接触时，可获得下面的效果。例如，当多条第一连线130与显示驱动IC 200接触而没有第二连线140时，多条第一连线130在被连接到显示驱动IC 200之前全部被浮置，因而易受静电影响。为解决这种问题，多条第二连线140在面板100的上部处，即在与连接到显示驱动IC 200的方向相反的方向上分别与多个电极连接，然后通过将多条第一连线130连接到面板100的末端，可防止在多条第一连线130中产生静电。在此，可在面板100的末端处形成短路条，在该情形中，多条第二连线140可与面板100的末端处的短路条连接。
如图4中所示，显示驱动IC 200包括公共电压产生器210，公共电压产生器210产生公共电压，并将公共电压施加给触摸IC 300。在此，公共电压产生器210产生公共电压(Vcom)，并将公共电压施加给触摸IC 300。换句话说，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，公共电压产生器210产生施加给多个电极的公共电压，从而输出图像，并将公共电压施加给触摸IC 300。
最后，触摸IC 300根据面板100的驱动模式，通过多条连线130给多个电极111施加公共电压或触摸扫描信号。
换句话说，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，触摸IC 300将从显示驱动IC200传输的公共电压施加给多个电极111，由此使面板100进行显示驱动。当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，触摸IC 300给多个电极111施加产生的触摸扫描信号，由此使面板100进行触摸驱动。
特别是，当面板100的驱动模式是触摸驱动模式时，触摸IC 300将面板100的电极划分为多个组，并依次给多个组施加触摸扫描信号。例如，当面板100的电极被划分为两组时，触摸IC 300在显示驱动模式期间给面板100的所有电极施加公共电压，在触摸驱动模式期间，触摸IC 300依次给第一和第二组施加触摸扫描信号。
触摸IC 300通过显示驱动IC 200给多个电极111施加触摸扫描信号，并检测多个电极111每一个处的电容变化，以确定每个电极是否被触摸。
例如，如图4中所示，根据本发明另一实施方式的触摸IC 300包括触摸扫描信号产生器310，触摸扫描信号产生器310产生施加给多个电极的触摸扫描信号，从而感测触摸。触摸扫描信号可以是触摸驱动电压，触摸驱动电压可具有比施加给面板100的多个电极而用于显示驱动的公共电压的电平高的电平。在该情形中，触摸驱动电压可具有对应于公共电压的电压作为低电平电压，并具有比该电压高的电压作为高电平电压。在此，触摸扫描信号产生器310通过开关单元330与多个电极111连接。
此外，触摸IC 300包括触摸感测单元320，触摸感测单元320根据触摸扫描信号从多个电极111接收多个触摸感测信号，以计算触摸坐标，并感测用户的触摸输入位置。计算的触摸坐标被传输到显示装置的系统部，并被用于检测面板100中产生的用户触摸坐标。在此，触摸感测单元320通过开关单元330与多个电极111连接。
开关单元330根据面板100的驱动模式，将多个电极111连接到显示驱动IC 200的公共电压产生器210，或者将多个电极111连接到触摸扫描信号产生器310和触摸感测单元320。
将参照图5描述驱动具有集成式触摸屏的显示装置的各种方法。
图5是用于根据本发明各实施方式的具有集成式触摸屏的显示装置的显示驱动和触摸驱动的信号的时序图。
如图5中所示，在一帧期间，当面板100的驱动模式为显示驱动模式时，给多个电极施加公共电压，以使面板100进行显示驱动，当面板100的驱动模式为触摸驱动模式时，给多个电极施加触摸扫描信号，以使面板100进行触摸驱动。
根据本发明的实施方式，因为在显示装置内形成多个触摸感测元件，所以可减小厚度并提高耐用性。
根据本发明的实施方式，因为不需要单独提供用于触摸感测的触摸感测线和触摸驱动线，所以可减少信号线的数量，因而可简化线结构并减少扫描的总数。
根据本发明的实施方式，通过提供在面板的上部处，即在与连接到显示驱动IC的方向相反的方向上分别与多个电极连接的多条第二连线，然后通过将多条第一连线连接到面板末端，可补偿触摸感测元件的易受静电影响的特性，因而可提高产率。
在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求范围及其等同范围内的本发明的修改和变化。

Claims (9)

1.一种具有集成式触摸屏的显示装置，所述显示装置包括：
配置成包括多个电极和给所述多个电极施加公共电压的显示驱动IC的面板；
配置成产生触摸扫描信号并将所述触摸扫描信号施加给所述显示驱动IC的触摸IC；
配置成在第一方向上将所述多个电极连接到所述显示驱动IC的多条第一连线；和
分别与所述多个电极连接的多条第二连线，所述多条第二连线在与所述第一方向相反的第二方向上延伸，以与所述面板的末端接触，
其中所述显示驱动IC根据所述面板的驱动模式，通过所述多条第一连线给所述多个电极施加所述公共电压或所述触摸扫描信号。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中
所述面板被划分为显示区域和非显示区域，
所述多个电极形成在所述显示区域中，且
所述显示驱动IC设置在所述非显示区域中。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中
当所述面板的驱动模式为显示驱动模式时，所述显示驱动IC给所述多个电极施加所述公共电压，
当所述面板的驱动模式为触摸驱动模式时，所述显示驱动IC给所述多个电极施加所述触摸扫描信号。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中所述显示驱动IC包括：
配置成产生所述公共电压的公共电压产生器；
配置成产生表示所述显示驱动模式和所述触摸驱动模式的同步信号的同步信号产生器；和
开关单元，所述开关单元配置成根据所述同步信号，将所述公共电压产生器连接到所述多个电极，或者将所述触摸IC连接到所述多个电极。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸IC包括：
配置成产生所述触摸扫描信号的触摸扫描信号产生器；和
配置成根据所述触摸扫描信号检测所述面板的触摸输入位置的触摸感测单元。
6.一种具有集成式触摸屏的显示装置，所述显示装置包括：
配置成包括多个电极和显示驱动IC的面板；
配置成产生触摸扫描信号并将所述触摸扫描信号施加给所述多个电极的触摸IC；
配置成在第一方向上将所述多个电极连接到所述触摸IC的多条第一连线；和
分别与所述多个电极连接的多条第二连线，所述多条第二连线在与所述第一方向相反的第二方向上延伸，以与所述面板的末端接触，
其中
所述显示驱动IC给所述触摸IC施加公共电压，且
所述触摸IC根据所述面板的驱动模式，通过所述多条第一连线给所述多个电极施加所述公共电压或所述触摸扫描信号。
7.根据权利要求6所述的显示装置，其中
所述面板被划分为显示区域和非显示区域，
所述多个电极形成在所述显示区域中，且
所述显示驱动IC设置在所述非显示区域中。
8.根据权利要求6所述的显示装置，其中
当所述面板的驱动模式为显示驱动模式时，所述触摸IC给所述多个电极施加所述公共电压，
当所述面板的驱动模式为触摸驱动模式时，所述触摸IC给所述多个电极施加所述触摸扫描信号。
9.根据权利要求8所述的显示装置，所述触摸IC包括：
配置成产生所述触摸扫描信号的触摸扫描信号产生器；
配置成根据所述触摸扫描信号检测所述面板的触摸输入位置的触摸感测单元；和
开关单元，所述开关单元配置成根据所述面板的驱动模式，将所述多个电极连接到所述显示驱动IC，或者将所述多个电极连接到所述触摸扫描信号产生器和所述触摸感测单元。
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