CN104133601B - 触摸屏显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种触摸屏显示装置。所述触摸屏显示装置使用形成用于显示图像的公共电极作为触摸电极。在显示间隔中，公共电极接收公共电压并显示图像。在与多个帧中的单个帧的非显示间隔对应的触摸感测间隔中，公共电极作为触摸电极被驱动并感测触摸位置。当触摸感测间隔结束时，在触摸感测间隔之前已被施加给数据线的数据电压被再次施加给数据线。如此，当在触摸感测间隔之后开始随后的显示间隔时，可防止或减小像素中充电电压的降低。因此，可防止画面缺陷或图像缺陷。

Description

触摸屏显示装置
本申请要求2013年4月30日提交的韩国专利申请10-2013-0047957的优先权，在此援引该专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
本申请涉及一种触摸屏显示装置。
背景技术
随着诸如移动通讯终端、笔记本电脑等这样的各种便携电子装置的发展，对应用于便携电子装置的显示装置的需求增加。在显示装置之中，液晶显示(LCD)装置由于其易于大规模生产、简单的驱动部件以及实现高图像质量和大尺寸的特点，应用领域逐渐扩大。
一般来说，LCD装置包括以彼此相对的方式彼此结合的下基板和上基板，在上下基板之间具有液晶层。为了显示对应于图像信号的图像，LCD装置根据数据电压控制透过每个像素的液晶层的光透射率。
近来，以下述方式制造LCD装置，即LCD装置提供诸如鼠标、键盘等这样公知输入装置的功能。为此，让用户使用手指和笔之一直接输入的触摸屏应用于LCD装置。
触摸屏应用于导航系统、工业终端、笔记本电脑、金融自动化设备、游戏控制台等的显示器。此外，触摸屏应用于便携终端，如移动电话、MP3、PDA、PMP、PSP、移动游戏装置、DMB接收机等。而且，触摸屏应用于家用电器，如电冰箱、微波炉、洗衣机等。如此，具有易于操作特性的触摸屏的应用领域扩大。
为了使具有触摸屏的LCD装置纤薄，正研制包括具有内置式触摸屏的液晶面板的LCD装置。此外，正在以内置式研制内置到诸如LCD装置或有机发光显示装置这样的显示装置中的触摸传感器。内置式触摸传感器包括光电触摸传感器和电容触摸传感器。光电触摸传感器根据由光电晶体管感测的光的强度识别触摸。电容触摸传感器根据电容的变化识别触摸。更具体地说，光电传感器感测随被触摸物体拦截或反射的光量而变化的光电晶体管的损耗电流，并识别触摸。电容触摸传感器通过感测电容的变化识别触摸，所述电容的变化是当诸如人体的一部分或输入笔触摸电容触摸传感器时由于电荷向触摸点的移动而产生的。
图1和2是示意性显示现有技术的触摸屏LCD装置的示图。
如图1中所示，具有内置式触摸屏的现有技术的LCD装置包括组合在一起的下基板10和上基板20，在上下基板之间具有液晶层(未示出)。为了显示对应于图像信号的图像，LCD装置根据数据电压控制透过每个像素的液晶层的光透射率。此外，LCD装置根据用户的触摸TS使用电容Cst的变化检测触摸位置TS。
上基板20配置成包括黑矩阵30、滤色器40和覆盖层50。黑矩阵30界定与多个像素相对的像素区域。滤色器40包括形成在由黑矩阵30界定的像素区域上的红色、绿色和蓝色滤色器。覆盖层50以覆盖黑矩阵30及红色、绿色和蓝色滤色器40的方式形成。此外，覆盖层50用于使上基板20的表面平坦化。
下基板10配置成包括用于驱动液晶层并检测用户手指的触摸TS或笔的触摸TS的多个像素。由彼此交叉的数据线和栅极线DL和GL界定多个像素。每个像素包括接收公共电压的公共电极60和用于给液晶层(即单元Clc)的区域施加数据电压的像素电极。公共电极60和像素电极由诸如氧化铟锡ITO这样的透明导电材料形成。这种像素根据数据电压形成电场并驱动液晶层(即单元Clc)的区域。为此，通过根据各条栅极线GLn上的栅极信号进行开关的薄膜晶体管TFT将数据电压从各条数据线DL传输给像素电极。
同时，在不显示任何图像的非显示期间中，LCD装置通过驱动作为用于检测触摸的感测/驱动电极的公共电极60，检测用户手指的触摸或笔的触摸。更具体地说，在位于每个像素上的上基板20与公共电极之间产生基于触摸的触摸电容。LCD装置的触摸控制器(未示出)通过将由触摸产生的触摸电容与参考电容进行比较，检测触摸位置。此外，触摸控制器将检测的触摸位置输出到外部。
为了易于识别触摸的坐标，触摸屏LCD装置中用作触摸电极的公共电极60可被分割为n个水平公共电极和m个垂直公共电极。被分割的公共电极60在显示期间中必须彼此连接，在触摸识别期间中必须彼此分离。通过设置在面板外部的印刷电路板上的公共电压多路复用器(未示出)进行被分割公共电极60的连接和分离。如此，面板内的被分割的公共电极以彼此分离的方式布置。
图3是图解根据现有技术的触摸屏LCD装置的问题的时序图。
为了提高触摸报告率，现有技术的触摸屏LCD装置利用栅极线分隔地进行显示操作和触摸感测操作。触摸报告率与扫描触摸屏内所有感测节点所需的总感测时间成反比。如此，随着总感测时间变长，触摸报告率降低。此外，触摸报告率是指在一秒期间传输的触摸坐标值的数量。
栅极线分隔驱动方法在触摸感测区域与显示区域之间的边界线中(即，在从触摸感测操作转变为显示操作的时刻被扫描的栅极线中)产生线模糊现象。
更具体地说，在显示期间T1中，第k条数据线DLk上的数据电压通过由第m条栅极线GLm上的栅极信号导通的晶体管传输给像素，并显示在屏幕上。此外，第k条数据线DLk上的另一个数据电压通过由第(m+1)条栅极线GLm+1上的另一个栅极信号导通的另一个晶体管传输给另一个像素，并显示在屏幕上。随后，在触摸感测期间T2中，给包括第k条数据线DLk的数据线DL施加地电压GND。如此，通过被分割的公共电极检测用户的触摸。在触摸感测期间T2之后，即当触摸感测期间T2流逝时，第k条数据线DLk上的再一个数据电压通过由第(m+2)条栅极线GLm+2上的再一个栅极信号导通的再一个晶体管施加给再一个像素，并显示在屏幕上。此时，第k条数据线DLk上的电压必然从地电压GND增加到所述再一个数据电压，所述再一个数据电压与地电压GND之间的电压差ΔV必然较大。如此，被充进再一个像素中的数据电压必然减小。由此，产生图像缺陷，如线模糊。
发明内容
因此，本申请涉及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触摸屏显示装置。
本发明涉及提供一种适于防止线模糊现象的触摸屏显示装置。
在下面的描述中将列出本发明的其它特征和优点，这些特征和优点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优点。
根据本发明一个一般方面，一种触摸屏显示装置，包括：配置成包括多个像素和多个公共电极的显示面板；栅极驱动器，所述栅极驱动器配置成将所述显示面板上的多条栅极线分组为至少两个块，并在初级时间间隔中依次驱动所述被分组的块；数据驱动器，所述数据驱动器配置成在每一初级时间间隔中驱动所述显示面板上的多条数据线；公共电压产生器，所述公共电压产生器配置成在每一初级时间间隔中给所述公共电极施加公共电压；触摸控制器，所述触摸控制器配置成在从各个块被驱动之后的时刻到随后的块被驱动的另一时刻的每一二级时间间隔中，使用所述公共电极中产生的电容检测所述显示面板上的触摸位置；和插入信号控制器，所述插入信号控制器配置成每当所述各个块被驱动时将提供给所述各个块内的最后一条栅极线上的像素的数据信号存储作为插入信号，并在所述随后的块被驱动之前将所存储的插入信号提供给数据线。
根据本发明一个一般方面的触摸屏显示装置，每当给所述数据线施加所存储的插入信号时，所述栅极驱动器再次驱动所述各个块内的最后一条栅极线。
根据本发明一个一般方面的触摸屏显示装置进一步包括时序控制器，所述时序控制器配置成以操作时序控制所述栅极驱动器、所述公共电压产生器、所述触摸控制器和所述插入信号控制器。
根据本发明一个一般方面的触摸屏显示装置，所述插入信号控制器包括配置成存储所述插入信号的存储器。
在根据本发明一个一般方面的触摸屏显示装置中，当所述随后的块被驱动时，所述时序控制器施加用于复位存储在所述存储器中的、将被提供给所述各个块之一的插入信号的复位信号。
根据本发明一个一般方面的触摸屏显示装置，所述公共电压产生器在每一二级时间间隔中给所述数据线施加地电压。
根据本发明另一个方面的驱动触摸屏显示装置的方法包括：使用栅极驱动器在初级时间间隔中依次驱动其中显示面板上的多条栅极线被分组成的至少两个块；使用数据驱动器在每一初级时间间隔中给所述显示面板上的多条数据线重复施加数据信号；在每一初级时间间隔中，将提供给各个块内的最后一条栅极线上的像素的数据信号存储作为插入信号；在所述初级时间间隔之间的每一二级时间间隔中，感测所述显示面板上的触摸位置；和在前一二级时间间隔与随后的初级时间间隔之间的每一三级时间间隔中，给所述数据线提供所存储的插入信号。
根据本发明另一个方面的方法进一步包括每当给所述数据线施加所存储的插入信号时，使用所述栅极驱动器再次驱动所述各个块内的最后一条栅极线。
在根据本发明另一个方面的方法中，在单个帧期间依次驱动所述至少两个块。
在根据本发明另一个方面的方法中，以列反转模式驱动所述显示面板，所述列反转模式使所述数据信号的极性根据所述数据线彼此交替反转。
根据本发明另一个方面的方法进一步包括当所述随后的块被驱动时，将其中存储有将被提供给所述各个块之一的插入信号的存储器复位。
根据本发明另一个方面的方法进一步包括使用公共电压产生器在每一二级时间间隔中给所述数据线施加地电压。
根据下面附图和详细描述的解释，其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将是或将变得显而易见。所有这些额外的系统、方法、特征和优点意在包含在该描述中，在本发明的范围内并由下面的权利要求保护。该部分不应解释为对权利要求的限制。下面结合实施方式讨论进一步的方面和优点。应当注意，本发明前面的一般性描述和下面的详细描述都是典型性的和解释性的，意在提供对要求保护的本发明的进一步说明。
附图说明
给本发明提供进一步理解并组成该申请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解释本发明。在附图中：
图1是显示现有技术的触摸屏面板的剖面图；
图2是显示现有技术的触摸屏面板的平面图；
图3是图解根据现有技术的触摸屏LCD装置的操作的波形图；
图4是显示根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的框图；
图5是显示根据本发明一实施方式的触摸屏面板的公共电极的平面图；
图6是图解根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的驱动方法的时序图；
图7是图解根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的另一个驱动方法的时序图；
图8是图解根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的再一个驱动方法的时序图；
图9是图解根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的操作的波形图。
具体实施方式
现在将详细描述根据本发明实施方式的显示装置，附图中图解了这些实施方式的一些例子。为了给本领域普通技术人员传达其精神，提供了之后引入的这些实施方式作为例子。因此，这些实施方式可以以不同的形式实施，从而并不限于在此描述的这些实施方式。在附图中，为了便于解释而放大了装置的尺寸、厚度等。任何时候，在包括附图的整个说明书中将使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
现在将详细描述根据本发明实施方式的触摸屏显示装置及其驱动方法。作为显示装置中的一种的LCD装置根据液晶分子的取向状态分为TN(扭曲向列)模式、VA(垂直取向)模式、IPS(共平面开关)模式、FFS(边缘场开关)模式等。对应于水平电场系统的IPS和FFS模式的LCD装置将像素电极ITO和公共电极Vcom布置在下基板上，并使用像素电极与公共电极之间形成的电场控制液晶分子取向。根据本发明实施方式的触摸屏显示装置及其驱动方法可应用于其中每个都包括形成在下基板上的像素电极和公共电极的IPS和FFS的LCD装置。然而，本发明并不限于此。换句话说，根据本发明实施方式的触摸屏显示装置及其驱动方法可应用于其中每个都包括形成在下基板上的像素电极和形成在上基板上的公共电极的TN和VA模式的LCD装置。以另外的方式，根据本发明实施方式的触摸屏显示装置及其驱动方法可应用于有机发光显示装置。
图4是显示根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的框图。
参照图4，根据本发明该实施方式的触摸屏显示装置包括具有用于检测用户的触摸位置的内置式触摸屏的显示面板100、背光单元800和驱动电路部200、300、400、500、600、700和1000。如果触摸屏显示装置应用于具有自发光特性的有机发光显示装置，则去除背光单元800。
显示面板100包括多个像素，该多个像素包括图中示出的单个像素。驱动电路部包括背光驱动器200、数据驱动器300、栅极驱动器400、时序控制器500、触摸控制器600、插入(in-set)信号控制器700和公共电压产生器1000。触摸控制器600使用由公共电极产生的电容检测显示面板100上的触摸位置。此外，触摸控制器600给公共电极施加公共电压。在该情形中，可取消公共电压产生器1000。或者，如果触摸控制器600只进行触摸位置检测，则如图中所示在触摸屏显示装置中包含给公共电极施加公共电压的公共电压产生器1000。
此外，可按照COG(玻上芯片)和COF(柔性印刷电路上芯片或膜上芯片)系统之一形成驱动电路部的至少一部分。
显示面板100包括彼此结合的上下基板，在上下基板之间具有液晶层(未示出)。此外，显示面板100上的多个像素以矩阵方式布置。
为了显示对应于输入图像信号的图像，这种显示面板100使用由每个像素形成的电场调整透过液晶层(即液晶单元)的光透射率。此外，显示面板100不仅使用公共电极900控制液晶层的液晶分子取向，而且还使用公共电极900作为用于感测触摸的触摸电极。
在上基板上形成有滤色器层。滤色器层包括红色、绿色和蓝色滤色器。
在下基板上形成有像素阵列。像素阵列不仅用于驱动液晶层，而且还用于使用通过用户的触摸而变化的电容感测触摸位置。
更具体地说，在下基板上布置有彼此交叉的多条栅极线GL1～GLn和多条数据线，从而界定多个像素。多个像素可分为三个一组。每个像素组中包括的三个像素面对红色、绿色和蓝色滤色器，形成彩色像素。换句话说，与红色、绿色和蓝色滤色器相对的三个像素用作形成单个彩色像素的红色、绿色和蓝色子像素。每个子像素包括薄膜晶体管TFT、存储电容器Cst、像素电极和公共电极。薄膜晶体管包括栅极电极、有源层、绝缘层和数据电极(即源极/漏极电极)。可以以其中栅极电极设置在有源层下方的底栅结构形成这种薄膜晶体管TFT。或者，可以以其中栅极电极设置在有源层上方的顶栅结构形成薄膜晶体管。
像素电极可通过接触元件与薄膜晶体管TFT的漏极电极电连接。如此，像素电极给液晶层(即液晶单元Clc)的区域提供对应于图像信号的数据电压(即像素电压)。
时序控制器500重新排列从外部施加的图像信号并将图像信号转换为帧单位的数字图像数据。数字图像数据从时序控制器500施加给数据驱动器300。此外，时序控制器500使用从外部施加的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync和时钟信号CLK，产生用于控制栅极驱动器400的栅极控制信号GCS和用于控制数据驱动器300的数据控制信号DCS。
数据控制信号DCS从时序控制器500施加给数据驱动器300。这种数据控制信号DCS包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能信号SOE和极性信号POL。栅极控制信号GCS从时序控制器500施加给栅极驱动器400。这种栅极控制信号GCS包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC和栅极输出使能信号GOE。
此外，时序控制器500产生用于控制背光驱动器200的驱动状态的背光控制信号BCS。背光控制信号BCS从时序控制器500施加给背光驱动器200。
此外，时序控制器500可从垂直和水平同步信号Vsync和Hsync以及时钟信号CLK得到模式控制信号。模式控制信号可用于改变显示面板100上的公共电极900的状态。如此，公共电极900不仅用于调整液晶层的液晶分子取向，而且还用于感测用户的触摸。为此，模式控制信号可从时序控制器500施加给触摸控制器600。然后，触摸控制器600可响应于模式控制信号进行上述操作。
栅极驱动器400使用从时序控制器500施加的栅极控制信号GCS产生用于选择性地驱动每个像素内的薄膜晶体管TFT的扫描信号。产生的扫描信号依次施加给形成在显示面板100上的多条栅极线GL1～GLn。如此，通过各条栅极线GL上的扫描信号驱动像素的薄膜晶体管。
数据驱动器300将从时序控制器500施加的数字图像数据R，G，B转换为模拟数据电压(即数据信号)。转换的模拟数据电压在数据控制信号DCS的控制下从数据驱动器300传输给形成在显示面板100上的多条数据线DL1～DLm。显示面板100不能自身发光。如此，显示面板100使用从背光单元800提供的光显示图像(或图片)。
背光单元800用于给显示面板800照射光。为此，背光单元800包括发射光的至少一个光源和用于将从光源发射的光导向显示面板100并提高光效率的光学元件。冷阴极荧光灯CCFL、外电极荧光灯EEFL或发光二极管LED可用作光源。光学元件包括多个光学片、导光板、扩散片等。
背光驱动器200可响应于从时序控制器500施加的背光控制信号BCS，以预设的驱动频率驱动背光单元800。驱动频率可设为100Hz，120Hz，200Hz和240Hz之一。为了清晰地显示图像，背光驱动器200可控制光源的开/关时间、占空比和亮度。光源的开/关时间、占空比和亮度取决于施加给像素的数据电压。
插入信号控制器700可存储数据电压并读取存储的数据电压。为此，插入信号控制器700可包括用于存储数据电压的内置存储器(未示出)。这种插入信号控制器700可从时序控制器500接收复位信号。复位信号不仅用于控制插入信号控制器700的操作，而且还擦除内置存储器中存储的数据电压。
时序控制器500和数据驱动器300可形成在彼此分离的IC(集成电路)芯片中。或者，时序控制器500和数据驱动器300可集成在单个IC芯片中。此外，触摸控制器600和时序控制器500可形成在彼此分离的IC芯片中。或者，触摸控制器600和时序控制器500可集成在单个IC芯片中。
触摸控制器600和插入信号控制器700可与时序控制器500和数据驱动器300分离地形成。或者，触摸控制器600和插入信号控制器700可形成为被包含在时序控制器500和数据驱动器300之一中。
时序控制器500将每个帧周期时分为至少一个显示模式周期和至少一个触摸感测模式周期(或时分为多个显示模式周期和多个触摸感测模式周期)，彼此交替至少一次地进行显示模式DM和触摸感测模式TM。为此，时序控制器500可产生用于切换显示模式DM和触摸感测模式TM的模式控制信号，并使用模式控制信号控制数据驱动器300、栅极驱动器400、触摸控制器600和插入信号控制器700。更具体地说，时序控制器500不仅控制数据驱动器300和栅极驱动器400在显示模式周期中被驱动，而且还控制触摸控制器600和插入信号控制器700在触摸感测模式周期被驱动。此外，时序控制器500可将显示面板100分割为多个块，将分割的块进行时分驱动。为此，为了输出块图像数据，时序控制器500可将单块的图像数据存储在插入信号控制器700中。
为了确保触摸传感器的驱动时间而不增加帧周期(即帧间隔)，可在比正常周期短的周期中驱动像素阵列。如此，时序控制器500可将用于在插入信号控制器700中存储块图像数据的写入时钟设定为与用于从插入信号控制器700读取块图像数据的读取时钟相比具有较高的频率。此外，时序控制器500可将用于控制栅极驱动器400和数据驱动器300的栅极控制信号GCS和数据控制信号DCS的频率设定为更高。为此，时序控制器500可使用多个同步信号，该多个同步信号包括与从主机系统施加的那些相比具有较高频率的另一垂直同步信号Vsync、另一水平同步信号、另一数据使能信号和另一时钟信号。
例如，时序控制器500可控制数据驱动器300和栅极驱动器400以比正常60Hz帧频高的帧频，如100Hz、120Hz、180Hz等的一种帧频进行驱动。此外，时序控制器500可给触摸控制器600施加至少一个具有高频率的同步信号，控制触摸控制器600以高速进行驱动。同时，插入信号控制器700可被包含在时序控制器500中或者以与时序控制器500分离的方式安装。
如上所述，形成在显示面板100上的多条栅极线GL～GLn可被分组为第一到第i块。如此，响应于来自时序控制器500的栅极控制信号和模式控制信号，栅极驱动器400可在每一帧间隔的显示模式间隔中依次驱动第一到第i块，并且在每个显示模式间隔期间，在单个行扫描间隔(例如，单个水平同步间隔)中驱动各个块内的栅极线。为此，栅极驱动器400可被分割为通过模式控制信号在显示模式间隔中依次进行扫描操作的多个扫描块。此外，响应于模式控制信号，栅极驱动器400可控制栅极线GL1～GLn在触摸感测模式间隔中不被驱动。此外，栅极驱动器400不仅在各个行扫描间隔(即各个水平同步间隔)给每条栅极线GL施加具有栅极使能电压的扫描脉冲，而且还在帧间隔的其余周期期间给每条栅极线GL施加栅极无效电压。
例如，多条栅极线GL～GLn可被分组为两个块。换句话说，多条栅极线GL～GLn可被分组为第一块和第二块。第一块和第二块在每一帧间隔的显示模式间隔中被依次驱动。此外，多条栅极线GL～GLn可被分组为三个块。换句话说，多条栅极线GL～GLn可被分组为第一块到第三块。第一块到第三块在每一帧间隔的显示模式间隔中被依次驱动。
数据驱动器300可在每个显示模式间隔中响应于来自时序控制器的数据控制信号和模式控制信号，给显示面板100上的数据线DL1～DLm施加数据电压。在触摸感测模式间隔期间，响应于模式控制信号，数据驱动器300不能够驱动数据线DL1～DLm。
数据驱动器300可使用伽马电压将来自时序控制器500的数字图像数据转换为正/负极性模拟数据信号。此外，每当栅极线GL～GLn之一被驱动时，数据驱动器300给数据线DL1～DLm施加转换的模拟数据电压。
根据本发明一实施方式的触摸屏LCD装置可使用形成用来显示图像的公共电极900作为用于感测用户触摸的触摸电极。在显示模式间隔中，可通过施加给公共电极900的公共电压Vcom显示图像。另一方面，可在触摸感测模式间隔中检测用户触摸，该触摸感测模式间隔对应于单个帧间隔或多个帧间隔中不显示任何图像的非显示间隔。此时，数据线DL1～DLm可从公共电压产生器1000接收地电压GND。
图5是显示根据本发明一实施方式的触摸屏面板的公共电极的平面图。
如图5中所示，为了感测X轴和Y轴的触摸坐标，触摸电极包括彼此交叉的多个第一线110和多个第二线120。第一线110和第二线120每一个作为接收用于检测触摸的触摸驱动信号的驱动电极或者作为感测由用户触摸导致的电容变化的接收电极被驱动。
如果第二线120用作驱动电极，则第一线110作为接收电极被驱动。第一线110的接收电极角色和第二线120的驱动电极角色可彼此周期性交换。
为了检测用户触摸，内置电容式的触摸屏显示装置必须感测X轴和Y轴坐标。为此，在X轴上排列的第一线110和在Y轴上排列的第二线120彼此不接触地形成。第一线110和第二线120通过连接线(未示出)与触摸控制器600连接。触摸控制器600包括触摸驱动器610和触摸接收驱动器620。
为了感测由用户触摸导致的接收电极的电容变化，触摸接收驱动器620与用作接收电极的第一线110和第二线120的一部分连接。通过比较感测的电容和参考电容来检测用户的触摸位置。
触摸控制器600可被包含在时序控制器500中。在该情形中，时序控制器500控制触摸感测操作并接收触摸感测信号。
为了检测触摸屏上的X轴坐标和Y轴坐标，显示装置使形成在多个像素中的公共电极900彼此分离。此外，多个公共电极900的一部分通过第一线110在第一方向上彼此连接，公共电极900的其余部分通过第二线120在垂直于第一方向的第二方向上彼此连接。换句话说，多个公共电极900通过第一线110和第二线120形成垂直触摸感测条和水平触摸感测条。
此外，在下基板100上进一步形成桥接线130。桥接线130将垂直触摸感测条与水平触摸感测条分离。如此，垂直触摸感测条和水平触摸感测条不会彼此连接。使用第一线110和第二线120形成垂直触摸感测条和水平触摸感测条的公共电极通过各个触摸焊盘部(未示出)与触摸控制器600连接。据此，触摸控制器600检测用户的触摸位置。
现在将详细描述根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置。
显示面板100包括多个像素和多个公共电极900。栅极驱动器400将显示面板100上的多条栅极线GL1～GLn分组为第一到第i块，并在第一时间间隔中驱动被分组的块。“i”为大于“2”的整数。第一时间间隔可为驱动第一到第i块的每一个(即单个块)所需的时间周期。驱动每块所需的第一时间间隔被设定为恒定。换句话说，在单个帧间隔期间的第一时间间隔中驱动第一和第i块。
数据驱动器300驱动显示面板100上的多条数据线DL1～DLm。更具体地说，当栅极驱动器400被驱动时，数据驱动器300给数据线DL1～DLm施加数据电压。
公共电压产生器1000给公共电极900施加公共电压Vcom。通过时序控制器500控制公共电压产生器1000。
触摸感测间隔可在第一块的栅极线GL1～GLx被驱动之后的时刻与栅极线GLx+1～GL2x被驱动之前的另一时刻之间。换句话说，在第i块内的栅极线被驱动之后的时刻与第(i-1)块内的栅极线被驱动之前的另一时刻之间的第二时间间隔中，触摸控制器600使用公共电极900中产生的电容检测显示面板100上的触摸位置。
插入信号控制器700可存储提供给第一到第i块之一内的最后一条栅极线上的像素的一行数字图像数据。插入信号控制器700中存储的数字图像数据用作插入信号。此外，在下一块被驱动之前，插入信号控制器700可给数据线DL1～DLm提供与存储的数字图像数据对应的数据电压。如此，在下一块被驱动之前，施加给前一块的最后一条栅极线上的像素的数据电压被预充在数据线中。据此，当下一块的第一栅极线被驱动时，基于插入电压而变化的数据电压通过数据线DL1～DLm施加给下一块的第一栅极线上的像素。
例如，当第(i-1)块被驱动时，插入信号控制器700存储提供给第(i-1)块的最后一条栅极线上的像素的一行数字图像数据。插入信号控制器700中存储的数字图像数据可施加给数据驱动器300，并在第i块被驱动之前将数据电压作为插入信号电压施加给数据线DL1～DLm。如此，当第i块的第一栅极线被驱动时，基于插入电压而变化的数据电压通过数据线DL1～DLm施加给第i块的第一栅极线上的像素。
显示装置可进一步包括用于存储插入信号的存储器。存储器内置于插入信号控制器700中。
为了复位存储在存储器中的、与提供给第(i-1)块的最后一条栅极线上的像素的数字图像数据对应的插入信号，时序控制器500给插入信号控制器700施加复位信号。如此，插入信号控制器700的存储器中存储的插入信号被擦除。之后，插入信号控制器700存储提供给第i块的最后一条栅极上的像素的数字图像数据。
同时，在第二时间间隔期间，从公共电压产生器1000给数据线DL1～DLm施加地电压GND。
随后，将描述驱动被分组为第一块和第二块的栅极线的方法。
现在将参照图6和7描述根据本发明一实施方式的驱动触摸屏显示装置的方法。
如图6中所示，大约16.7ms的单个帧间隔可被分割为单个显示间隔Td和单个触摸感测间隔Tt。如此，在显示间隔Td中显示面板100进行显示操作，在触摸感测间隔Tt中显示面板100进行触摸感测操作。
或者，如果驱动显示面板100的帧频从60Hz增加到120Hz且显示面板100上的栅极线被分组为两个块，则如图7中所示，单个帧间隔可被分割为第一显示间隔Td1和第二显示间隔Td2以及第一触摸感测间隔Tt1和第二触摸感测间隔Tt2。在该情形中，通过在第一显示间隔Td1期间一行接一行地依次驱动第一块内的栅极线上的晶体管，可对于第一块进行显示操作。此外，可在第一触摸感测间隔Tt1中对于显示面板100进行触摸感测操作。随后，通过在第二显示间隔Td2期间一行接一行地依次驱动第二块内的栅极线上的晶体管，可对于第二块进行显示操作。之后，可在第二触摸感测间隔Tt2中对于显示面板100再次进行触摸感测操作。
类似地，显示面板100上的栅极线可被分组为i个块。在该情形中，在单个帧间隔期间，不仅对于i个块进行i次显示操作，而且还在i次显示操作之间进行i次触摸感测操作。
现在将参照图8描述根据本发明一实施方式的驱动触摸屏显示装置的方法。
参照图8，显示面板100上的栅极线GL1～GLn可被分组为两个块，单个帧间隔可被分割为两个显示间隔Td1和Td2、两个触摸感测间隔Tt1和Tt2以及两个数据插入间隔Ti1和Ti2。可在第一显示间隔Td1中对第一块进行第一显示操作，在第二显示间隔Td2中对第二块进行第二显示操作。可在第一显示间隔和第二显示间隔之间对显示面板100依次进行触摸感测操作和数据插入操作。在第一触摸感测间隔Tt1中进行触摸感测操作，然后在第一数据插入间隔Ti1中进行数据插入操作。此外，在第二块被驱动之后，对显示面板100再次依次进行触摸感测操作和数据插入操作。换句话说，在第二触摸感测间隔Tt2中进行第二触摸感测操作，在第二数据插入间隔Ti2中进行第二数据插入操作。
数据插入操作使得与数字图像数据对应的插入信号施加给数据线DL1～DLm，该数字图像数据提供给就在触摸感测操作之前被驱动的栅极线(第一块和第二块的最后一条栅极线中的一条)上的像素。数据插入间隔Ti可被设定为至少一个时钟周期。或者，数据插入间隔Ti大于传输单个数据信号所需的周期。
这样，先前数据电压就紧接在触摸感测间隔Tt之后被预充电在数据线DL中。如此，可防止在随后显示间隔中随后数据信号的充电不足现象。
就在触摸感测操作之前的数据被存储在插入信号控制器700中。在从时序控制器500施加的控制信号的控制下，插入信号控制器700可存储就在触摸感测操作之前的数据，并紧接在触摸感测操作之后将与存储的数据对应的数据电压施加给数据线DL1～DLm。此外，当与存储的数据对应的数据电压被施加给数据线DL1～DLm时，时序控制器500通过给栅极线施加栅极信号可再次导通就在触摸感测操作之前已被驱动的栅极线上的晶体管。此外，插入信号控制器700响应于来自时序控制器500的复位信号擦除存储的数据，然后存储就在另一触摸感测操作之前的数据。这样，插入信号控制器700可重复进行数据擦除操作和存储操作。
根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置可应用反转驱动模式。一般来说，当被施加电压时，液晶材料被极化。如果液晶材料的极化状态保持很长时间，则液晶分子会固定不动。液晶分子的固定不动不仅导致残像，而且还劣化了液晶材料的特性。为解决该问题，在触摸屏显示装置中使用反转驱动模式。
反转驱动模式分为帧反转模式、行反转模式、列反转模式、点反转模式和两点反转模式。帧反转模式在每一帧反转整个帧数据的极性。行反转模式不仅在每一栅极线而且在每一帧反转像素数据的极性。列反转模式不仅在每一数据线而且在每一帧反转像素数据的极性。点反转模式不仅在每一点而且在每一帧反转像素数据的极性。两点反转模式不仅在每两点而且在每一帧反转像素数据的极性。
降低功耗对于便携式显示装置是很重要的。如此，为了降低功耗，以栅极线或栅极线块进行显示操作和触摸感测操作的大多数显示装置几乎都采用列反转模式。在该情形中，因为施加给数据线的数据电压固定为同一极性，所以当前的数据电压根据前一数据电压而变化。然而，数据线在显示间隔之间的触摸感测间隔期间保持地电压GND，在触摸感测间隔之后，在地电压GND的基础上数据线被充电数据电压。出于该原因，数据电压与地电压GND之间的较大电压差导致了上述数据电压的充电不足现象。为解决该问题，通过在紧跟触摸感测操作之后将先前数据电压预充电在数据线中，可抑制充电电压的减小。如此，可防止线模糊现象。可参照图9详细解释该效果。
图9是图解根据本发明一实施方式的触摸屏显示装置的操作的波形图。
如图9中所示，位于第k条数据线DLk与第m和第(m+1)条栅极线GLm和GLm+1的交点处的像素(之后称为第m和第(m+1)个像素)可在第一显示间隔Td1(或第一初级时间间隔)中被依次显示。更具体地说，显示面板100的第m条栅极线GLm上的第m个像素通过可利用经第k条数据线DLk和由第m条栅极线GLm上的栅极信号导通的晶体管施加的第m个数据电压来进行显示。随后，显示面板100的第(m+1)条栅极线GLm+1上的第(m+1)个像素通过可利用经第k条数据线DLk和由第(m+1)条栅极线GLm+1上的栅极信号导通的另一晶体管施加的第(m+1)个数据电压来进行显示。此外，在第一触摸感测间隔Tt1(或第一二级时间间隔)期间，给第k条数据线DLk施加地电压GND，然后通过公共电极900感测用户的触摸。此外，在第一触摸感测间隔Tt1与第二显示间隔Td2之间的第一数据插入间隔Ti1(或第一三级时间间隔)中，先前数据电压(即，提供给第(m+1)条栅极线上的像素的第(m+1)个数据电压)被预充在第k条数据线DLk中。此时，通过导通第(m+1)条栅极线GLm+1上的晶体管，先前数据电压被再次充电入第(m+1)条栅极线上的像素中。之后，在第二显示间隔Td2中，显示面板100的第(m+2)条栅极线GLm+2上的再一个像素(之后称为第(m+2)个像素)可利用经第k条数据线DLk和由第(m+2)条栅极线GLm+2上的栅极信号导通的再一个晶体管施加的第(m+2)个数据电压来首先进行显示。第k条数据线DLk上的第(m+2)个数据电压基于先前数据电压(即第(m+1)个数据电压)而变化。如此，当驱动第(m+2)条栅极线GLm+2上的第(m+2)个像素时，第k条数据线DLk中的电压变化被减小为第(m+2)个数据电压与先前数据电压(即第(m+1)个数据电压)之间的电压差ΔV。据此，可防止由于数据电压的充电不足导致的画面缺陷(或图像缺陷)，如线模糊现象。
尽管仅针对上述实施方式限制性地解释了本发明，但本领域普通技术人员应当理解，本发明并不限于这些实施方式，而是在不脱离本发明精神的情况下，各种变化或修改是可能的。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其等同确定，并不限于本说明书的描述。

Claims (12)

1.一种触摸屏显示装置，包括：
配置成包括多个像素和多个公共电极的显示面板，所述多个公共电极用于显示图像并且用作用于感测触摸的触摸电极；
栅极驱动器，所述栅极驱动器配置成将所述显示面板上的多条栅极线分组为至少两个块，并在初级时间间隔中依次驱动被分组的块；
数据驱动器，所述数据驱动器配置成在每一初级时间间隔中驱动所述显示面板上的多条数据线；
公共电压产生器，所述公共电压产生器配置成在每一初级时间间隔中给所述公共电极施加公共电压；
触摸控制器，所述触摸控制器配置成在从各个块被驱动之后的时刻到随后的块被驱动的另一时刻的每一二级时间间隔中，使用所述公共电极中产生的电容检测所述显示面板上的触摸位置；和
插入信号控制器，所述插入信号控制器配置成每当所述各个块被驱动时将提供给所述各个块内的最后一条栅极线上的像素的数据信号存储作为插入信号，并在所述随后的块被驱动之前将所存储的插入信号提供给数据线。
2.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置，其中每当给所述数据线施加所存储的插入信号时，所述栅极驱动器再次驱动所述各个块内的最后一条栅极线。
3.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置，进一步包括时序控制器，所述时序控制器配置成以操作时序控制所述栅极驱动器、所述公共电压产生器、所述触摸控制器和所述插入信号控制器。
4.根据权利要求3所述的触摸屏显示装置，其中所述插入信号控制器包括配置成存储所述插入信号的存储器。
5.根据权利要求4所述的触摸屏显示装置，其中当所述随后的块被驱动时，所述时序控制器施加用于复位存储在所述存储器中的、将被提供给所述各个块之一的插入信号的复位信号。
6.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置，其中所述公共电压产生器在每一二级时间间隔中给所述数据线施加地电压。
7.一种驱动触摸屏显示装置的方法，所述触摸屏显示装置包括：配置成包括多个像素和多个公共电极的显示面板，所述多个公共电极用于显示图像并且用作用于感测触摸的触摸电极，所述方法包括：
使用栅极驱动器在初级时间间隔中依次驱动其中所述显示面板上的多条栅极线被分组成的至少两个块；
使用数据驱动器在每一初级时间间隔中给所述显示面板上的多条数据线重复施加数据信号；
在每一初级时间间隔中，将提供给各个块内的最后一条栅极线上的像素的数据信号存储作为插入信号；
在所述初级时间间隔之间的每一二级时间间隔中，使用所述公共电极中产生的电容感测所述显示面板上的触摸位置；和
在前一二级时间间隔与随后的初级时间间隔之间的每一三级时间间隔中，给所述数据线提供所存储的插入信号。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括每当给所述数据线施加所存储的插入信号时，使用所述栅极驱动器再次驱动所述各个块内的最后一条栅极线。
9.根据权利要求7所述的方法，其中在单个帧期间依次驱动所述至少两个块。
10.根据权利要求7所述的方法，其中以列反转模式驱动所述显示面板，所述列反转模式使所述数据信号的极性根据所述数据线彼此交替反转。
11.根据权利要求7所述的方法，进一步包括当随后的块被驱动时，将其中存储有将被提供给所述各个块之一的插入信号的存储器复位。
12.根据权利要求7所述的方法，进一步包括使用公共电压产生器在每一二级时间间隔中给所述数据线施加地电压。
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