CN104423757A - 触摸集成电路和集成有使用其的触摸屏的显示装置 - Google Patents

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Abstract

触摸集成电路和集成有使用其的触摸屏的显示装置。公开了集成有触摸屏的显示装置。该显示装置包括：面板，其被配置为包括多个第一电极和多个第二电极，该多个第一电极平行排列在第一方向上，该多个第二电极平行排列在第二方向上；开关单元，其被配置为当该面板在显示驱动模式下操作时，向该多个第一电极和该多个第二电极施加公共电压，当该面板在触摸驱动模式下操作时，在第一时段期间向该多个第一电极施加第一触摸扫描脉冲，并且在第二时段期间向该多个第一电极和该多个第二电极施加第二触摸扫描脉冲；第一触摸感测单元，其被配置为向该开关单元施加该第一触摸扫描脉冲；以及第二触摸感测单元，其被配置为向该开关单元施加该第二触摸扫描脉冲。

Description

触摸集成电路和集成有使用其的触摸屏的显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，更具体地，涉及触摸集成电路（IC）和集成有使用该触摸集成电路的触摸屏的显示装置。
背景技术
触摸屏是包括在显示装置中的一种输入装置，该显示装置例如是液晶显示（LCD）装置、场发射显示器（FED）、等离子体显示面板（PDP）、电致发光显示器（ELD）和电泳显示器（EPD），并且触摸屏能使用户在看显示装置的屏幕时通过用手指、笔等直接触摸屏幕来输入信息。
具体地，最近对具有集成的内嵌式（in-cell）触摸屏的显示装置的需求在增加，该显示装置包括多个内置元件，该多个内置元件配置用于纤薄的便携式终端（例如智能电话和平板个人计算机（PC））的触摸屏。
在专利号为7,859,521的美国专利中公开的相关技术的具有集成的内嵌式触摸屏的显示装置中，用于显示的多个公共电极被划分为多个触摸驱动区域和触摸感测区域，因而使得在触摸驱动区域和触摸感测区域之间能够产生互电容（mutualcapacitance）。因此，相关技术的显示装置测量在触摸中发生的互电容的变化，因而确定是否存在触摸。
在通过使用互电容型对触摸的感测中，当触摸区域很小时，由于电容变化过小，所以很难感测触摸。
具体地，在目前主要使用的笔触摸输入中，由于笔触摸区域比平均输入的手指触摸区域小的多，所以很难感测笔触摸，并且需要用于感测笔触摸的单独的笔触摸输入装置。
发明内容
因此，本发明致力于提供一种触摸集成电路（IC）和集成有使用该触摸集成电路的触摸屏的显示装置，其基本上避免了由于相关技术的限制和缺陷导致的一个或者更多个问题。
本发明的一方面致力于提供一种集成有触摸屏的显示装置，该触摸屏包括用于感测手指触摸和笔触摸的触摸IC，并且在没有单独的附加装置的情况下能够感测笔触摸以及手指触摸。
本发明的其它优点及特征将在以下的说明书中进行部分阐述，并且在研读下文后，部分内容对于本领域技术人员而言将变得清楚，或者本领域技术人员可以从本发明的实践中获知部分内容。本发明的这些目的和其它优点可以通过在本书面描述及其权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点，并且根据本发明的目的，如这里所具体实施和广泛描述的，提供一种集成有触摸屏的显示装置，该显示装置包括：面板，该面板被配置为包括多个第一电极和多个第二电极，该多个第一电极平行排列在第一方向上，并且该多个第二电极平行排列在第二方向上；开关单元，该开关单元被配置为当所述面板在显示驱动模式下操作时，向所述多个第一电极和所述多个第二电极施加公共电压，并且当所述面板在触摸驱动模式下操作时，在第一时段期间向所述多个第一电极施加第一触摸扫描脉冲，并且在第二时段期间向所述多个第一电极和所述多个第二电极施加第二触摸扫描脉冲；第一触摸感测单元，该第一触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加第一触摸扫描脉冲；以及第二触摸感测单元，该第二触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加第二触摸扫描脉冲。
应该理解，对本发明的以上概述和以下详述都是示例性和解释性的，并旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是示意地例示根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示装置的配置的图；
图2是例示图1中例示的多个第一电极和多个第二电极的详细结构的示例的图；
图3是例示图1中例示的开关单元的配置的示例的图；
图4是示出根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置的驱动方法的示例的时序图；
图5是例示在图4的触摸驱动模式下的第一时段和第二时段期间的触摸驱动方法的示例的图；
图6到图8是分别例示图4的显示驱动模式和触摸驱动模式下的电极之间的连接状态的示例的图；以及
图9到图11是例示包括图1的开关单元、第一触摸感测单元、第二触摸感测单元的电路单元的实施方式的图。
具体实施方式
下面将本发明的示例性实施方式进行详细描述，其示例在附图中例示出。只要可能，在整个附图中用相同的附图标记代表相同或相似的部分。
下面将参照附图来详细描述本发明的各个实施方式。
在以下说明中，为了便于描述，将LCD装置作为根据本发明的各个实施方式的集成有触摸屏的显示装置的示例进行描述，但是本发明不限于此，还可以应用于各种显示装置，例如LCD装置、FED、PDP、ELD和EPD。另外，没有提供对LCD装置的一般配置的描述。
图1是示意地例示根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示装置的配置的图；以及图2是例示图1中例示的多个第一电极和多个第二电极的详细结构的示例的图。
如图1所例示，集成有触摸屏的显示装置包括面板100、开关单元200、第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400。
首先，将触摸屏内置在面板100中。触摸屏110包括多个第一电极112和多个第二电极114。该多个第一电极112平行排列在第一方向上，并且该多个第二电极114平行排列在第二方向上。另外，该多个第一电极112经由多个第一电极线1122连接到开关单元200，并且该多个第二电极114经由多个第二电极线1142连接到开关单元200。
例如，如图2所例示的，多个第一子电极1120可以彼此连接以构建一个第一电极112，并且可以平行排列在宽度方向的第一方向上，该宽度方向为面板100的选通线（未示出）方向。另外，尽管未示出，该多个第一子电极1120可以在面板100的非显示区域中彼此电连接以构建一个第一电极112。
如图2所例示的，该多个第二电极114可以平行排列在高度方向的第二方向上并且在该多个第一子电极1120之间，该高度方向为面板100的数据线（未示出）方向。
例如，当集成有触摸屏的显示装置在显示驱动模式下操作时，该多个第一电极112和该多个第二电极114可以执行公共电极的功能，或者当集成有触摸屏的显示装置在触摸驱动模式下操作时，该多个第一电极112和该多个第二电极114可以执行触摸电极的功能。
换句话说，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置的多个第一电极112和多个第二电极114除了执行用于显示图像的公共电极的功能以外，还可以执行用于感测触摸的触摸电极的功能。
例如，该多个第一电极112中的每个可以被形成为公共电极，该公共电极由被形成为与多个单位像素区交叠的多个块组成，并且该多个第二电极114中的每个可以被形成为公共电极，该公共电极由被形成为与多个单位像素区交叠的一个块组成。
该多个第一电极112和该多个第二电极114需要用作用于驱动液晶的公共电极，因而可以由诸如铟锡氧化物（ITO）等的透明材料形成。
当面板100在显示驱动模式下操作时，开关单元200向该多个第一电极112和该多个第二电极114施加公共电压。当面板100在触摸驱动模式下操作时，开关单元200在第一时段期间向该多个第一电极112施加第一触摸扫描脉冲，并且在第二时段期间，开关单元200向该多个第一电极112和该多个第二电极114施加第二触摸扫描脉冲。
下文中，将参照图3到图8更详细地描述开关单元的配置和驱动时序。
图3是例示图1中例示的开关单元的配置的示例的图，并且图4是示出根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置的驱动方法的示例的时序图。图5是例示在图4的触摸驱动模式下的第一时段和第二时段期间的触摸驱动方法的示例的图，图6到图8是分别例示图4的显示驱动模式和触摸驱动模式下的电极之间的连接状态的示例的图。
如图3所例示，开关单元200可以包括同步信号产生器210、开关2100、公共电压产生器220、公共电压连接器2200、第一触摸感测单元连接器2300和第二触摸感测单元连接器2400。
同步信号产生器210可以产生指示面板100的驱动模式的同步信号（触摸同步Touch Sync）。例如，该同步信号可以包括指示显示驱动模式的第一同步信号、指示在第一时段期间的触摸驱动模式的第二同步信号、以及指示在第二时段期间的触摸驱动模式的第三同步信号。
例如，如图4所例示，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置可以在一帧期间在时间上被划分为显示驱动模式和触摸驱动模式，并且可以在显示驱动模式和触摸驱动模式下操作。触摸驱动模式可以在时间上被划分为第一时段和第二时段，并且可以在第一时段和第二时段中操作。
因此，当面板100操作在显示驱动模式下时，同步信号产生器210可以向开关2100输出第一同步信号。当面板100操作在触摸驱动模式下时，在第一时段期间，同步信号产生器210可以向开关2100输出第二同步信号，并且在第二时段期间，同步信号产生器210可以向开关2100输出第三同步信号。
例如，如图5所例示，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置可以在第一时段期间感测互电容型的手指触摸，并且显示装置可以在第二时段期间感测自电容型的笔触摸。尽管未示出，显示装置可以在第一时段期间感测自电容型的笔触摸，并且显示装置可以在第二时段期间感测互电容型的手指触摸。
当输入第一同步信号时，开关2100将该多个第一电极112和该多个第二电极114连接到公共电压连接器2200。当输入第二同步信号时，开关2100将该多个第一电极112和该多个第二电极114连接到第一触摸感测单元连接器300。当输入第三同步信号时，开关2100将该多个第一电极112和该多个第二电极114连接到第二触摸感测单元连接器400。
公共电压产生器220可以产生公共电压（Vcom），并且向公共电压连接器2200提供该公共电压（Vcom）。在图3中，例示了所产生的公共电压，但也可以在开关单元200的外部产生并从开关单元200的外部输入公共电压（Vcom）。本发明并不限于此。
公共电压连接器2200可以根据通过第一同步信号执行的开关2100的操作将该多个第一电极112和该多个第二电极114中的每个连接到公共电压产生器220。
因此，公共电压连接器2200可以从公共电压产生器220接收公共电压（Vcom），并且向该多个第一电极112和该多个第二电极114施加公共电压。
结果，如图6所例示，当面板100根据第一同步信号操作在显示驱动模式下时，该多个第一电极112和该多个第二电极114可以连接到公共电压产生器220。
第一触摸感测单元连接器2300根据在第一时段期间由第二同步信号执行的开关2100的操作，可以以两个电极为单位对该多个第一电极112进行分组以将分组后的第一电极连接到第一触摸感测单元300，并且可以以两个电极为单位对该多个第二电极114进行分组以将分组后的第二电极连接到第二触摸感测单元400。
例如，如图3所例示，第一触摸感测单元连接器2300可以以两个电极为单位对该多个第一电极112进行分组以将分组后的第一电极连接到第一触摸感测单元300，并且可以以两个电极为单位对该多个第二电极进行114分组以将分组后的第二电极连接到第二触摸感测单元400。另外，尽管未示出，但是第一触摸感测单元连接器300可以以两个或者更多个电极为单位对该多个第一电极112和该多个第二电极114进行分组以将分组后的第一电极和第二电极连接到第一触摸感测单元300。
因此，第一触摸感测单元连接器2300在第一时段期间可以将从第一触摸感测单元300施加的一个第一触摸扫描脉冲均传递到两个第一电极112，并且将从两个第二电极114中的每个接收的第一触摸感测信号传递到第一触摸感测单元300。换句话说，当面板100操作在触摸驱动模式下时，该多个第一电极112可以执行触摸驱动电极的功能，并且该多个第二电极114可以执行触摸感测电极的功能。
结果，如图7所例示，当面板100根据第二同步信号操作在触摸驱动模式下时，该多个第一电极112和该多个第二电极114可以以两个电极为单位连接到第一触摸感测单元300。
第二触摸感测单元连接器2400可以根据在第二时段期间通过第三同步信号执行的开关2100的操作将该多个第一电极112和该多个第二电极114中的每个连接到第二触摸感测单元400。
例如，如图3所例示，第二触摸感测单元连接器2400可以以一对一的对应关系将该多个第一电极112和该多个第二电极114连接到第二触摸感测单元400。
因此，第二触摸感测单元连接器2400可以在第二时段期间将从第二触摸感测单元400施加的第二触摸扫描脉冲传递到该多个第一电极112和该多个第二电极114，并且将从该多个第一电极112和该多个第二电极114中的每个接收的第二触摸感测信号传递到第二触摸感测单元400。
结果，如图8所例示，当面板100根据第三同步信号在第二时段期间在触摸驱动模式下操作时，该多个第一电极112和该多个第二电极114可以连接到第二触摸感测单元400。
换句话说，在第一时段期间，显示装置以两个电极为单位将该多个第一电压112和该多个第二电极114分组，以确定是否存在互电容型的触摸，并且在第二时段期间，显示装置确定是否存在针对第一电极112中和第二电极114中的每一个的自电容型的触摸。与第一时段相比，在第二时段期间，触摸感测单元的大小减小，因而，触摸感测单元的大小较小。因此，第二时段适于感测基于自电容型的笔触摸，以能够感测单个的触摸，并且第一时段适于感测基于互电容型的手指触摸，以能够感测多触摸。
因此，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置在时间上将触摸驱动模式划分为第一时段和第二时段，并且通过使用该多个第一电极112和该多个第二电极114，能够在未提供用于感测笔触摸的独立装置的情况下感测笔触摸以及手指触摸。并且，用于感测笔触摸的触摸感测单元的大小小于用于感测手指触摸的触摸感测单元的大小，并且因此，能够增强用于感测笔触摸的准确程度。
再次参照图1和图2，第一触摸感测单元300向开关单元200施加第一触摸扫描脉冲，并且第二触摸感测单元400向开关单元200施加第二触摸扫描脉冲。
例如，第一触摸感测单元300可以确定是否存在互电容型的触摸。第一触摸感测单元300在第一时段期间可以通过开关单元200向该多个第一电极112施加第一触摸扫描脉冲，并且通过开关单元200从该多个第二电极114接收多个第一触摸感测信号以确定是否存在触摸。
第二触摸感测单元400可以确定是否存在自电容型的触摸。第二触摸感测单元400在第二时段期间可以通过开关单元200向该多个第一电极112和该多个第二电极114施加第二触摸扫描脉冲，并且可以通过开关单元200从该多个第一电极112和该多个第二电极114接收多个第二触摸感测信号以确定是否存在触摸。
因此，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置可以感测互电容型的触摸以便感测手指触摸，并且还可以感测自电容型的触摸以便感测笔触摸。
根据本发明的实施方式，开关单元、第一触摸感测单元和第二触摸感测单元可以包括在用于驱动集成有触摸屏的显示装置的电路单元中。在下文，将参照图9到图11更详细地对此进行描述。
图9到图11是例示包括图1的开关单元、第一触摸感测单元、第二触摸感测单元的电路单元的实施方式的图。
首先，如图9所例示，开关单元200、第一触摸感测单元300、第二触摸感测单元400可以包括在一个触摸IC500中。
例如，该一个触摸IC500可以执行：开关单元200的开关功能，该开关单元200的开关功能将用于显示驱动模式的公共电压和用于触摸驱动模式的触摸扫描脉冲传递到该多个第一电极112和该多个第二电极114；第一触摸感测单元300的感测互电容型的触摸的功能；以及第二触摸感测单元400的感测自电容型的触摸的功能。
如图10所例示，开关单元200可以包括在显示驱动器IC20中，并且第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400可以包括在该一个触摸IC500中。
显示驱动器IC20通过使用从外部系统传递的时序信号产生选通控制信号和数据控制信号，以便使得面板100显示图像，并且根据面板100的结构重新调整（realign）输入视频数据信号。为此，显示驱动器IC20还可以包括向多条选通线施加扫描信号的选通驱动器、向多条数据线施加图像数据信号的数据驱动器、以及控制多个元件的控制器。
例如，显示驱动器IC20可以执行将用于显示驱动模式的公共电压和用于触摸驱动模式的触摸扫描脉冲传递到该多个第一电极112和该多个第二电极114的开关功能。并且，该一个触摸IC500可以执行第一触摸感测单元300的感测互电容型的触摸的功能，以及第二触摸感测单元400的感测自电容型的触摸的功能。
如图11所例示，开关单元200可以包括在显示驱动IC20中，第一触摸感测单元300可以包括在第一触摸IC30中，并且第二触摸感测单元400可以包括在第二触摸IC40中。换句话说，第一触摸感测单元300和第二触摸感测单元400中的每个可以包括在独立的触摸IC中。
例如，第一触摸IC30可以感测手指触摸，该第一触摸IC30包括感测互电容型的触摸的第一触摸感测单元300，并且第二触摸IC40可以感测笔触摸，该第二触摸IC40包括感测自电容型的触摸的第二触摸感测单元400。
因此，根据本发明实施方式的集成有触摸屏的显示装置在时间上将触摸驱动模式划分为第一时段和第二时段，并且通过使用该多个第一电极112和该多个第二电极114，在未提供用于感测笔触摸的独立装置的情况下，能够感测笔触摸以及手指触摸。此外，用于感测笔触摸的触摸感测单元的大小小于用于感测手指触摸的触摸感测单元的大小，并且因而，能够增强用于感测笔触摸的准确程度。
根据本发明的实施方式，在不提供独立的笔触摸输入装置的情况下，集成有内嵌式触摸屏的显示装置能够感测笔触摸以及手指触摸。
对于本领域技术人员而言，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明做出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖本发明的落入所附权利要求及其等同物范围内的这些修改和变化。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年9月4日提交的、申请号为10-2013-0106008的韩国专利申请的优先权，通过引用将其结合于此，如同在此全面阐述一样。

Claims (18)

1.一种集成有触摸屏的显示装置，该显示装置包括：
面板，该面板被配置为包括多个第一电极和多个第二电极，该多个第一电极平行排列在第一方向上，并且该多个第二电极平行排列在第二方向上；
开关单元，该开关单元被配置为当所述面板在显示驱动模式下操作时，向所述多个第一电极和所述多个第二电极施加公共电压，并且当所述面板在触摸驱动模式下操作时，在第一时段期间向所述多个第一电极施加第一触摸扫描脉冲，并且在第二时段期间向所述多个第一电极和所述多个第二电极施加第二触摸扫描脉冲；
第一触摸感测单元，该第一触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加所述第一触摸扫描脉冲；以及
第二触摸感测单元，该第二触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加所述第二触摸扫描脉冲。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述开关单元以至少两个电极为单位将所述多个第一电极分组以在所述第一时段期间将分组后的第一电极连接到所述第一触摸感测单元。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述开关单元以至少两个电极为单位将所述多个第二电极分组以在所述第一时段期间将分组后的第二电极连接到所述第一触摸感测单元。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述开关单元从所述多个第二电极接收多个第一触摸感测信号，并且在所述第一时段期间将所述多个第一触摸感测信号传递到所述第一触摸感测单元，并且
所述第一触摸感测单元通过使用所述多个第一触摸感测信号确定是否存在触摸。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述开关单元在所述第二时段期间将所述多个第一电极和所述多个第二电极连接到所述第二触摸感测单元。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中
所述开关单元从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收多个第二触摸感测信号，并且在所述第二时段期间将所述多个第二触摸感测信号传递到所述第二触摸感测单元，并且
所述第二触摸感测单元通过使用所述多个第二触摸感测信号确定是否存在触摸。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元包括在一个触摸IC中。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述开关单元包括在所述一个触摸IC中。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元分别包括在不同的触摸IC中。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元感测互电容型和自电容型中的不同类型的触摸。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述开关单元包括在向所述面板施加数据电压的显示驱动器IC中。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二触摸感测单元感测所述面板上的笔触摸。
13.一种触摸集成电路，该触摸集成电路包括：
开关单元，该开关单元被配置为根据面板的驱动模式，向包括在所述面板中的多个第一电极和多个第二电极输出公共电压，或者时间划分地向所述多个第一电极输出第一触摸扫描脉冲并向所述多个第一电极和所述多个第二电极输出第二触摸扫描脉冲；
第一触摸感测单元，该第一触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加所述第一触摸扫描脉冲；以及
第二触摸感测单元，该第二触摸感测单元被配置为向所述开关单元施加所述第二触摸扫描脉冲。
14.根据权利要求13所述的触摸集成电路，其中，
当所述面板在显示驱动模式下操作时，所述开关单元输出公共电压，以及
当所述面板在触摸驱动模式下操作时，所述开关单元在第一时段期间输出所述第一触摸扫描脉冲，并且在第二时段期间输出所述第二触摸扫描脉冲。
15.根据权利要求14所述的触摸集成电路，其中，所述开关单元以至少两个电极为单位将所述多个第一电极分组以在所述第一时段期间将分组后的第一电极连接到所述第一触摸感测单元。
16.根据权利要求15所述的触摸集成电路，其中，所述开关单元以至少两个电极为单位将所述多个第二电极分组以在所述第一时段期间将分组后的第二电极连接到所述第一触摸感测单元。
17.根据权利要求14所述的触摸集成电路，其中，所述开关单元在所述第二时段期间将所述多个第一电极和所述多个第二电极连接到所述第二触摸感测单元。
18.根据权利要求13所述的触摸集成电路，其中，所述第一触摸感测单元和所述第二触摸感测单元感测互电容型和自电容型中的不同类型的触摸。
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