CN104571755A - 具有集成触摸面板的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种具有集成触摸面板的显示装置。所述显示装置包括：面板，其中形成有由多条数据线与多条栅极线之间的交叉而界定的多个像素；触摸面板，与所述面板设置为一体并配置成包括多个触摸电极；显示驱动器IC，配置成控制形成在所述面板中的所述数据线和所述栅极线，给所述多个触摸电极提供公共电压或触摸脉冲，从所述触摸面板接收模拟感测信号，并将所述模拟感测信号转换为数字感测信号；和触摸IC，配置成从所述显示驱动器IC接收所述数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析所述数字感测信号，以确定所述触摸面板是否被触摸。

Description

具有集成触摸面板的显示装置及其驱动方法
本申请要求2013年10月29日提交的韩国专利申请10-2013-0129037的权益，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电容式触摸面板的显示装置。
背景技术
平板显示(FPD)装置被应用于各种电子装置，如便携电话、平板个人电脑(PC)、笔记本电脑等。FPD装置的例子包括液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)、有机发光显示装置等。近来，电泳显示(EPD)装置作为FPD装置的一种被广泛使用。
在这种FPD装置(下文中简称为显示装置)中，由于制造技术的发展以及驱动器驱动性能和高质量图像的实现，使得LCD装置易于制造，所以LCD装置目前被最广泛地商业化。
代替过去被应用于平板显示装置的鼠标或键盘，能够使用户利用手指或笔直接输入信息的触摸屏近来已被应用于平板显示装置。
具有触摸面板的LCD装置的例子包括附加型(add-on type)和内嵌型(in-cell type)。
附加型触摸面板独立于显示面板进行制造并贴附到显示面板的平面。并且，内嵌型触摸面板与显示面板设置为一体。
特别是，在应用于诸如智能电话这样的便携终端的LCD装置中，触摸面板被集成到面板中，从而使便携终端纤薄化。这种LCD装置称为具有集成触摸面板的显示装置。
图1是图解现有技术的具有集成触摸面板的显示装置的结构的示例图，其特别是图解应用于诸如智能电话这样的便携终端的LCD装置的结构的示例图。
如图1中所示，应用于便携终端的现有技术的具有集成触摸面板的LCD装置包括：面板11，其中内置有包括多个触摸电极30的触摸面板31；控制形成在面板11中的栅极线和数据线的显示驱动器IC(DDI)12；驱动设置于面板11中的触摸面板31的触摸驱动器IC(之后简称为触摸IC)14；以及柔性印刷电路板(FPCB)15，柔性印刷电路板(FPCB)15装配有触摸IC 14并将显示驱动器IC 12电连接到触摸IC 14。
具有集成触摸面板的显示装置使用时分驱动方法，所述时分驱动方法在图像显示周期期间将触摸电极30用作公共电极，并在触摸感测周期期间将触摸电极30用作触摸电极。
触摸面板可分为自电容型和互电容型。
如图1中所示，考虑到宽度方向触摸电极30的数量“n”和高度方向触摸电极30的数量“m”，现有技术的具有集成触摸面板的显示装置(其中内置有使用自电容型的触摸面板31)需要n×m数量的触摸电极线32。
在该情形中，触摸电极线32从各个触摸电极30独立分支。
例如，在宽度方向触摸电极30的数量“n”为12且高度方向触摸电极30的数量“m”为20的触摸面板31中，如图1中所示，在触摸面板31中可形成总共240(＝12×20)条触摸电极线32，且240条触摸电极线32可与显示驱动器IC 12连接。
显示驱动器IC 12通过形成在FPCB 15上的80条触摸通道线16与触摸IC14连接。在该情形中，显示驱动器IC 12通过使用多个3:1多路复用器将240条触摸电极线32连接到80条触摸通道线16。
例如，显示驱动器IC 12将触摸感测周期分割为三个子周期，并在每1/3触摸感测周期处将240条触摸电极线之中的80条触摸电极线连接到80条触摸通道线16。
现有技术的具有集成触摸面板的显示装置具有下面的问题。
首先，如上所述，现有技术的具有集成触摸面板的显示装置包括安装在面板11上的显示驱动器IC 12和安装在FPCB 15上的触摸IC 14。
在该情形中，例如如图1中所示，现有技术的具有集成触摸面板的显示装置包括过多数量的触摸电极线32(例如240条触摸电极线32)，并且为了将显示驱动器IC 12电连接到FPCB 15，需要80条触摸通道线16和具有较大尺寸(6×6mm2)的触摸IC 14。
因此，应用于现有技术的具有集成触摸面板的显示装置的FPCB 15具有庞大的形状。由于该原因，在FPCB 15上安装触摸IC 14或形成触摸通道线16的工艺变得复杂，而且制造成本增加。
第二，如上所述，过多数量的触摸通道线16和具有相对大尺寸的触摸IC14易受外部物理撞击，并且由于该原因，容易导致触摸鬼影噪声。
第三，触摸IC 14包括80个引脚。由于该原因，在FPCB 15上安装触摸IC 14的工艺中产生错误的可能性较高，因而具有集成触摸面板的显示装置的出错率(error rate)增加。
发明内容
因此，本发明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具有集成触摸面板的显示装置及其驱动方法。
本发明的一个目的是提供一种具有集成触摸面板的显示装置及其驱动方法，其中模拟感测块被内置到显示驱动器IC中，从而使多条触摸面板通道线不暴露于FPCB，因而不会产生触摸噪声，并且可确保相对于外部物理撞击的稳定(robust)的触摸特性。
本发明的另一个目的是提供一种具有集成触摸面板的显示装置及其驱动方法，其中FPCB的面积被大幅减小，因而可实现适于移动终端的紧凑且较小的外观。
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通过所述描述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，一种具有集成触摸面板的显示装置，包括：面板，其中形成有由多条数据线与多条栅极线之间的交叉而界定的多个像素；触摸面板，与所述面板设置为一体并配置成包括多个触摸电极；显示驱动器IC，所述显示驱动器IC配置成控制形成在所述面板中的所述多条数据线和所述多条栅极线，向所述多个触摸电极提供公共电压或触摸脉冲，从所述触摸面板接收模拟感测信号，并将所述模拟感测信号转换为数字感测信号；和触摸IC，所述触摸IC配置成从所述显示驱动器IC接收所述数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析所述数字感测信号，以确定所述触摸面板是否被触摸。
在另一个方面，一种驱动具有集成触摸面板的显示装置的方法，包括：当图像显示周期到来时，通过装配在面板中的显示驱动器IC向形成在所述面板中的多个触摸电极提供公共电压；当触摸感测周期到来时，通过所述显示驱动器IC向所述多个触摸电极提供触摸脉冲；当从所述多个触摸电极接收模拟感测信号时，通过所述显示驱动器IC将所述模拟感测信号转换为数字感测信号；通过所述显示驱动器IC将所述数字感测信号传输给触摸IC；和由触摸IC使用基于自电容型的分析程序分析所述数字感测信号，以确定触摸面板是否被触摸。
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且并入本申请组成本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的原理。在附图中：
图1是图解现有技术的具有集成触摸面板的显示装置的结构的示例图；
图2是图解根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的结构的示例图；
图3是图解应用于根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的、显示驱动器IC和触摸IC的内部结构的示例图；
图4是显示当给根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置中的面板提供公共电压和触摸脉冲时的时序的示例图。
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。只要可能，在整个附图中将使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。
下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。
在下面的描述中，将描述LCD装置以作为根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的例子，但本发明并不限于此。就是说，本发明可应用于通过使用公共电极和公共电压显示图像的各种显示装置。
图2是图解根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的结构的示例图。
图2的显示装置涉及应用自电容型的具有集成触摸面板的显示装置。如图2中所示，根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置包括触摸面板130，触摸面板130包括多个触摸电极131。触摸电极131通过一一对应关系的多条触摸电极线131与显示驱动器IC 120连接。此外，在根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置中，显示驱动器IC 120通过形成在FPCB150上的多条触摸通道线141与安装在FPCB 150上的触摸IC 140电连接。
根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置用于减少触摸通道线141的数量。显示驱动器IC 120包括从触摸面板120接收模拟感测信号的模拟触摸感测单元，并将模拟感测信号转换为数字感测信号。在触摸感测周期期间，显示驱动器IC 120将与配置有多路复用器的多个触摸电极开关组(grouptouch electrode switches)连接的触摸电极131进行时分(temporally divide)，并选择性地驱动被时分的触摸电极131。在图像显示周期期间，显示驱动器IC120同时向与所述触摸电极开关组连接的所有触摸电极提供公共电压(Vcom)。
为此，如图2中所示，根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置包括：面板110，其中形成有由多条数据线(未示出)和多条栅极线(未示出)之间的交叉而界定的多个像素(未示出)；触摸面板130，包括多个触摸电极131并与面板110设置为一体；显示驱动器IC 120，显示驱动器IC 120控制形成在面板110中的数据线和栅极线，向触摸电极131提供公共电压或触摸脉冲，并从触摸面板110接收模拟感测信号以将模拟感测信号转换为数字感测信号；和触摸IC 140，触摸IC 140接收数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析数字感测信号，以确定触摸面板130是否被触摸。
面板110可实现为在两个玻璃基板之间形成液晶层的方式。
在该情形中，在面板110的下玻璃基板上形成有多条数据线、与数据线交叉的多条栅极线、分别形成在由数据线与栅极线之间的交叉界定的多个区域中的多个薄膜晶体管(TFT)、用于分别将数据电压加载到多个像素中的多个像素电极、以及与像素电极一起驱动充入到液晶层中的液晶的多个公共电极(触摸电极)131。由于数据线和栅极线的交叉结构，多个像素以矩阵形式布置。
在面板110的上玻璃基板上形成有黑矩阵(BM)和滤色器。
偏振器贴附到上玻璃基板和下玻璃基板中的每一个。在上玻璃基板和下玻璃基板中每一个的两个表面之中的内表面(接触液晶)处形成用于设定液晶的预倾角的取向层。在面板110的上玻璃基板与下玻璃基板之间可形成用于保持液晶层的单元间隙的柱空间(CS，column space)。
如上所述，该结构涉及一种具有集成触摸面板的显示装置，其中构成触摸面板130的触摸电极131被包含在面板110中。
触摸面板130执行确定是否存在用户触摸的功能。具体地，触摸面板130可使用其中应用自电容型的电容型触摸面板。触摸面板130包括多个触摸电极131和多条触摸电极线132。
多个触摸电极131可分别形成在形成于面板110中的多个像素中。在触摸感测周期期间，触摸电极131根据从触摸IC 140提供的触摸脉冲执行感测触摸的功能。在图像显示周期期间，触摸电极131与形成在多个像素中的各个像素电极一起执行驱动液晶的功能。
多条触摸电极线132中的每一条的一端与相应的触摸电极131连接，另一端通过面板110的非显示区域与显示驱动器IC 120连接。
显示驱动器IC 120控制数据线和栅极线，并向触摸电极131提供公共电压或触摸脉冲。如图2中所示，显示驱动器IC 120连接至触摸IC 140和构成触摸面板130的触摸电极131。
为了在面板110中显示图像，显示驱动器IC 120通过使用从外部系统(未示出)传输的时序信号产生栅极控制信号(GCS)和数据控制信号(DCS)，并重新排列输入的图像数据信号以与面板110的结构相匹配。
在显示图像的图像显示周期期间，显示驱动器IC 120向触摸电极131提供公共电压。在用于感测触摸的触摸感测周期期间，显示驱动器IC 120向触摸电极131提供触摸脉冲。
此外，显示驱动器IC 120将触摸电极131连接到触摸IC 140。就是说，通过显示驱动器IC 120将由触摸电极131感测的模拟感测信号转换为数字感测信号，且数字感测信号被从显示驱动器IC 120传输给触摸IC 140并由触摸IC 140分析。
例如，如图2中所示，当构成触摸面板130的触摸电极131的数量为240时，触摸电极线132的数量为240。如图2中所示，240条触摸电极线132与形成在面板110外部的非显示区域中的显示驱动器IC 120连接。在该情形中，形成在FPCB 150上并将显示驱动器IC 120电连接到触摸IC 140的触摸通道线141的数量仅为2到7条。
例如，在现有技术的具有集成触摸面板的显示装置中，当触摸电极线的数量或触摸电极的数量为240时，将显示驱动器IC连接到触摸IC的触摸通道线的数量为240或“240/n±10”。在此，n为与设置在显示驱动器IC中的多路复用器(即开关)连接的触摸电极的数量，且n仅为2到5。此外，10为在显示驱动器IC与触摸IC之间通信所需的通信线的数量。因此，在现有技术的具有集成触摸面板的显示装置中，当n为3时，在FPCB上形成90条触摸通道线以将显示驱动器IC电连接到触摸IC。
然而，在根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置中，在FPCB150上形成2到7条触摸通道线141以将显示驱动器IC 120电连接到触摸IC140，该2到7条触摸通道线141包括用于传输数字感测信号的1到4条触摸通道线141和在显示驱动器IC 120与触摸IC 140之间通信所需的触摸通道线141。
下面将参照图3详细描述其中如上所述形成在FPCB 150上的触摸通道线141的数量减少的原因。
触摸IC 140接收从显示驱动器IC 120传输的数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析数字感测信号，以确定触摸面板130是否被触摸。
下面将参照图3和4详细描述显示驱动器IC 120和触摸IC 140的具体结构和功能。
图3是图解应用于根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的显示驱动器IC和触摸IC的内部结构的示例图。
如上所述，根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置可包括面板110、配置有触摸电极131和触摸电极线132的触摸面板130、显示驱动器IC(DDI)120和触摸IC 140。在此，显示驱动器IC 120和触摸IC 140通过形成在FPCB 150上的触摸通道线141彼此电连接。在这些元件之中，上面已参照图2描述了面板110、触摸电极131和触摸电极线132，因而下面将仅详细描述显示驱动器IC 120和触摸IC 140。
现在将详细描述显示驱动器IC 120。
如上所述，显示驱动器IC 120驱动形成在面板110中的数据线和栅极线，并给被用作公共电极的触摸电极131提供公共电压或触摸脉冲。如图3中所示，显示驱动器IC 120可包括公共电压产生器124、触摸同步信号产生器122、通道开关信号产生器123、开关单元125、控制器121和模拟单元129。此外，显示驱动器IC 120可进一步包括给栅极线提供扫描信号的栅极驱动器、分别给数据线提供图像数据信号的数据驱动器以及控制这些元件的时序控制器。
在下面的描述中，将描述显示驱动器IC 120和触摸IC 140，例如当触摸电极线132或触摸电极131的数量(下文中简称为触摸电极的总数)为240，240条触摸电极线132与设置在显示驱动器IC 120中的开关单元125连接，在开关单元125与模拟单元129之间形成80条模拟通道线129a，并且在模拟单元129与触摸IC 140之间形成5条通道线141时。就是说，将描述一种显示装置，例如当触摸电极的总数为240，开关单元125与模拟单元129之间的模拟通道线129a的数量(下文中简称为模拟通道线的数量)为80，并且触摸电极的总数与模拟通道线的数量的比率为3:1时。在下面的描述中，n简称为多路复用器通道的数量，且n为分别与设置在开关单元125中的触摸电极开关组126连接的触摸电极线132的数量。下文中，与触摸电极开关组126连接的触摸电极线132简称为多路复用器通道。因此，在图3所示的显示驱动器IC 120中，三个多路复用器通道与触摸电极开关组126中的每一个连接。
如图3中所示，显示驱动器IC 120包括：公共电压产生器124，公共电压产生器124产生提供给触摸电极131的公共电压；开关单元125，开关单元125包括与至少两条或多条触摸电极线132连接的多个触摸电极开关组126；模拟单元129，模拟单元129将通过开关单元125从触摸面板130传输的模拟感测信号转换为数字感测信号，以在触摸感测周期期间将数字感测信号传输给触摸IC 150；触摸同步信号产生器122，触摸同步信号产生器122产生使得触摸电极开关组126将触摸电极线131连接到公共电压产生器124或模拟单元129的触摸同步信号；和产生通道开关信号的通道开关信号产生器123，所述通道开关信号在图像显示周期期间使多个触摸电极开关组126与所有触摸电极线132连接，且在触摸感测周期期间使模拟单元129与多条触摸电极线132连接，其中多条触摸电极线132与多个触摸电极开关组126中的每一个连接。
首先，公共电压产生器124产生公共电压以提供给作为公共电极操作的触摸电极131。就是说，在本实施方式中，触摸电极131感测触摸并给像素提供公共电压。显示驱动器IC 120区分图像显示周期和触摸感测周期。在图像显示周期期间，显示驱动器IC 120给触摸电极131提供由公共电压产生器124产生的公共电压。在触摸感测周期期间，显示驱动器IC 120给触摸电极131提供由模拟单元129产生的触摸脉冲。
其次，触摸同步信号产生器122根据图像显示周期和触摸感测周期产生触摸同步信号，以将触摸电极131连接到公共电压产生器124或模拟单元129。
例如，在图像显示周期期间，触摸同步信号产生器122通过使用第零触摸同步信号“0”导通开关单元125，以将公共电极131连接到公共电压产生器124。在该情形中，向公共电极131提供公共电压(Vcom)。
在触摸感测周期期间，触摸同步信号产生器122通过使用第一触摸同步信号“1”导通开关单元125，以将触摸电极131连接到模拟单元129。在该情形中，触摸电极131作为触摸传感器工作。
触摸同步信号产生器122可根据控制单元121的控制而产生和输出上述触摸同步信号。
第三，在图像显示周期期间，通道开关信号产生器123通过使用第零通道开关信号“00”导通开关单元125，以使开关单元125选择所有的公共电极131。在该情形中，因为开关单元125根据第零通道开关信号“00”与公共电压产生器124连接，所以公共电压(Vcom)被提供给所有公共电极131。
在触摸感测周期的三分之一(1/3)期间，通道开关信号产生器123通过使用第一通道开关信号“01”导通开关单元125，以使开关单元125仅选择多路复用器通道中的第一多路复用器通道。
第一通道开关信号被输出，然后，在触摸感测周期的另一个三分之一(1/3)期间，通道开关信号产生器123通过使用第二通道开关信号“10”导通开关单元125，以使开关单元125仅选择多路复用器通道中的第二多路复用器通道。
第二通道开关信号被输出，然后，在触摸感测周期的另一个三分之一(1/3)期间，通道开关信号产生器123通过使用第三通道开关信号“11”导通开关单元125，以使开关单元125仅选择多路复用器通道中的第三多路复用器通道。
在该情形中，因为开关单元125根据第一触摸同步信号“1”与模拟单元129连接，所以触摸脉冲被从模拟单元129提供给多路复用器通道。
如图2中所示，与根据第一通道开关信号由开关单元125选择的第一多路复用器通道连接的多个触摸电极131可在面板110的一侧构成第一触摸电极小组MUX1。
如图2中所示，与根据第二通道开关信号由开关单元125选择的第二多路复用器通道连接的多个触摸电极131可在面板110中构成第二触摸电极小组MUX2。特别地，第二触摸电极小组MUX2可与第一触摸电极小组MUX1相邻设置。
如图2中所示，与根据第三通道开关信号由开关单元125选择的第三多路复用器通道连接的多个触摸电极131可在面板110中构成第三触摸电极小组MUX3。特别地，第三触摸电极小组MUX3可与第二触摸电极小组MUX2相邻设置。
此外，触摸电极小组MUX1至MUX3可构成触摸电极大组。在图2中，显示了两个触摸电极大组GA和GB。在该情形中，第一触摸电极大组GA包括第一触摸电极小组MUX1、第二触摸电极小组MUX2和第三触摸电极小组MUX3。并且，第二触摸电极大组GB包括另一第一触摸电极小组MUX1、另一第二触摸电极小组MUX2和另一第三触摸电极小组MUX3。图2中显示了两个触摸电极大组GA和GB，但在触摸面板130中可设置三个或更多个触摸电极组。
为了提供附加描述，触摸电极131被划分为两个触摸电极大组GA和GB，触摸电极大组GA和GB可在从触摸面板130的一侧到另一侧的方向上顺序布置。例如，在图2中，第一触摸电极大组GA设置在触摸面板130的左侧，第二触摸电极大组GB设置在触摸面板130的右侧。
此外，对应于与触摸电极开关组126连接的触摸电极线(多路复用器通道)的数量“n”，触摸电极大组GA或GB中所包含的触摸电极131可被划分为触摸电极小组MUX1到MUX3。触摸电极小组MUX1到MUX3可在从触摸电极大组GA或GB的一侧到另一侧的方向上顺序布置。
第四，控制器121控制触摸同步信号产生器122和通道开关信号产生器123的功能。并且，控制器121可向模拟单元129和触摸IC 140传输表示触摸感测周期的触摸同步信号。在该情形中，可在FPCB上形成向触摸IC 140传输触摸同步信号的触摸通道线。
第五，开关单元125直接与触摸电极线132连接。具体地，在上述实施方式中，开关单元125可配置有与三条触摸电极线(多路复用器通道)连接的80个触摸电极开关组126。
就是说，在图3所示的本发明的实施方式中，触摸电极线132的数量为240，将开关单元125与模拟单元129连接的模拟通道线129a的数量为80，且触摸电极的总数与模拟通道线的数量的比率为3:1。
因此，开关单元125中包括与模拟通道线数量相等的80个触摸电极开关组126，且每个触摸电极开关组126与三条触摸电极线(多路复用器通道)132连接。
在此，与每个触摸电极开关组126连接的三条触摸电极线132分别称为第一多路复用器通道、第二多路复用器通道和第三多路复用器通道。
如上所述，通过第零通道开关信号“00”选择所有触摸电极开关组126的所有多路复用器通道，通过第一通道开关信号“01”仅选择所有触摸电极开关组126中的第一多路复用器通道，通过第二通道开关信号“10”仅选择所有触摸电极开关组126中的第二多路复用器通道，且通过第三通道开关信号“11”仅选择所有触摸电极开关组126中的第三多路复用器通道。
在此，第一到第三多路复用器通道表示触摸电极线132，其定义是为了区分与每个触摸电极开关组126连接的多条触摸电极线。
每个触摸电极开关组126包括第一开关127和第二开关128。
第一开关127可配置有多路复用器。第一开关127的一端与公共电压产生器124和模拟单元129连接，另一端与第二开关128连接。第一开关127被触摸同步信号产生器122导通，并将公共电压产生器124或模拟单元129连接到第二开关128。
第二开关128可配置有多路复用器。第二开关128的一端与第一开关127连接，另一端与第一多路复用器通道、第二多路复用器通道和第三多路复用器通道连接。第二开关128被通道开关信号产生器123导通，并将公共电压产生器124或模拟单元129连接到从第一多路复用器通道、第二多路复用器通道和第三多路复用器通道中选择的至少一个。
在触摸感测周期期间，触摸电极开关组126可向触摸电极小组MUX1到MUX3之一中包含的多个触摸电极131提供触摸脉冲，并向其他触摸电极小组中包含的多个触摸电极131提供触摸脉冲。
例如，在图2和3所示的具有集成触摸面板的显示装置中，在触摸感测周期的三分之一期间，触摸电极开关组126可向第一和第二触摸电极大组GA和GB的每一个中所包含的第一触摸电极小组MUX1提供触摸脉冲，之后在触摸感测周期的另一个三分之一期间，触摸电极开关组126可向第一和第二触摸电极大组GA和GB的每一个中所包含的第二触摸电极小组MUX2提供触摸脉冲。随后，在触摸感测周期的另一个三分之一期间，触摸电极开关组126可向第一和第二触摸电极大组GA和GB的每一个中所包含的第三触摸电极小组MUX3提供触摸脉冲。
在该情形中，与触摸电极大组GA或GB连接的多个触摸电极开关组可构成开关组A或B，并且对应于触摸电极大组GA和GB的开关组A和B可设置成在显示驱动器IC 120中彼此分离。
例如，在图2和3所示的具有集成触摸面板的显示装置中，触摸电极大组GA和GB的数量为2，因而开关组A和B的数量为2。
如图2中所示，当第一触摸电极大组GA设置在触摸面板130的左侧时，对应于第一触摸电极大组GA的第一开关组A可如图3中所示设置在显示驱动器IC 120内部的左侧。
此外，如图2中所示，当第二触摸电极大组GB设置在触摸面板130的右侧时，对应于第二触摸电极大组GB的第二开关组B可如图3中所示设置在显示驱动器IC 120内部的右侧。
第六，在触摸感测周期期间，模拟单元129将通过开关单元125从触摸面板130传输的模拟感测信号转换为数字感测信号，并将数字感测信号传输给触摸IC 150。
此外，在触摸感测周期期间，模拟单元129产生触摸脉冲并通过开关单元125将触摸脉冲传输给触摸电极131。
就是说，在触摸感测周期期间，模拟单元129向触摸电极131传输触摸脉冲，并接收对应于触摸脉冲的模拟感测信号。模拟单元129将模拟感测信号转换为数字感测信号，并通过形成在FPCB 150上的四条触摸通道线141将转换的数字感测信号传输给触摸IC 140。
现在将详细描述触摸IC 140。
触摸IC 140用于确定触摸电极131是否被触摸。具体地，自电容型的显示装置通过使用数字感测信号分析提供给每个触摸电极的触摸脉冲的变化量，以确定触摸电极131是否被触摸。
触摸IC 140接收数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析数字感测信号，以确定触摸面板是否被触摸。
如图3中所示，触摸IC 140通过显示驱动器IC 120与触摸电极131连接，具体地，触摸IC 140通过设置于显示驱动器IC 120中的模拟单元129与触摸电极131连接。
如图3中所示，触摸IC 140通过FPCB 150与显示驱动器IC 120连接。
数字感测信号可通过形成在FPCB 150上的至少两条或更多条触摸通道线141从显示驱动器IC 120传输给触摸IC 140。
如图3中所示，触摸IC 140可包括存储分析程序的存储器143和触摸感测单元142，触摸感测单元142通过使用分析程序分析从显示驱动器IC 120接收的数字感测信号以确定触摸面板130是否被触摸。
分析程序可使用与目前应用于具有集成触摸面板的一般显示装置的触摸IC中用于确定面板110是否被触摸的分析程序相同的分析程序。
存储器143可使用闪存。一般来说，因为制造闪存的工艺与制造显示驱动器IC 120的工艺不同，所以很难将存储器143设置在显示驱动器IC 120中。
如上所述，触摸通道线141可包括用于传输数字感测信号的四条触摸通道线141和用于传输触摸同步信号的一条触摸通道线141。
现在将详细描述根据本发明实施方式的具有上述结构的具有集成触摸面板的显示装置的驱动方法。
根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的驱动方法包括：当图像显示周期到来时，装配在面板110中的显示驱动器IC 120给形成在面板110中的触摸电极131提供公用电压的操作；当触摸感测周期到来时，显示驱动器IC 120给触摸电极131提供触摸脉冲的操作；当从触摸电极131接收模拟感测信号时，显示驱动器IC 120将模拟感测信号转换为数字感测信号的操作；显示驱动器IC 120将数字感测信号传输给触摸IC 140的操作；以及触摸IC 140通过使用基于自电容型的分析程序分析数字感测信号以确定触摸面板130是否被触摸的操作。
在此，在将数字感测信号传输给触摸IC 140的操作中，显示驱动器IC 120通过形成在FPCB 150上且与显示驱动器IC 120连接的触摸通道线141向安装在FPCB 150上的触摸IC 140传输数字感测信号。
此外，在提供触摸脉冲的操作中，触摸脉冲被提供给触摸电极小组MUX1到MUX3(每个都配置有至少两个或更多个触摸电极131)之一中所包含的多个触摸电极131，之后被提供给另一触摸电极小组中包含的多个触摸电极131。
现在将参照图4更详细地描述上述操作。
图4是显示当给根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置中的面板提供公共电压和触摸脉冲时的时序的示例图。
在第一个操作中，当根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的操作时间为图像显示周期时，触摸同步信号产生器122根据控制器121的控制产生第零触摸同步信号“0”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第一开关127传输第零触摸同步信号“0”。通道开关信号产生器123产生第零通道开关信号“00”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第二开关128传输第零通道开关信号“00”。
在第二个操作中，第一开关127根据第零触摸同步信号“0”导通并与公共电压产生器124连接，第二开关128根据第零通道开关信号“00”导通并与所有多路复用器通道(触摸电极线)132连接。
在第三个操作中，每个触摸电极开关组126被连接，因而，由公共电压产生器124产生的公共电压(Vcom)通过开关单元125提供给构成触摸面板130的所有触摸电极131。图4中显示了公共电压(Vcom)的提供时序。就是说，在11ms的图像显示周期(图4中所示的“显示”)期间向触摸电极131提供公共电压(Vcom)。
在第四个操作中，当图像显示周期结束且触摸感测周期(图4中所示的“触摸”)到来时，触摸同步信号产生器122根据控制器121的控制产生第一触摸同步信号“1”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第一开关127传输第一触摸同步信号“1”。通道开关信号产生器123产生第一通道开关信号“01”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第二开关128传输第一通道开关信号“01”。
在第五个操作中，第一开关127根据第一触摸同步信号“1”导通并与模拟单元129连接，第二开关128根据第一通道开关信号“01”导通并与第一多路复用器通道连接。
在第六个操作中，每个触摸电极开关组126被连接，因而，由模拟单元129产生的第一触摸脉冲(“触摸脉冲”)通过开关单元125被提供给构成触摸面板130的所有触摸电极131中的、与第一多路复用器通道连接的所有触摸电极。与第一多路复用器通道连接的多个触摸电极构成第一触摸电极小组MUX1。
图4中显示了第一触摸脉冲的提供时序。就是说，在与5.7ms的三分之一触摸感测周期对应的期间，向与第一多路复用器通道CH1连接的触摸电极131提供第一触摸脉冲。为此，控制器121可向模拟单元129传输要求输出第一触摸脉冲的控制信号。
模拟单元129通过80条模拟通道线129a传输第一触摸脉冲。在该情形中，因为每条模拟通道线129a与预定的触摸电极连接，所以与模拟单元129连接的触摸IC 140通过使用分析程序分析通过每条模拟通道线129a传输的数字感测信号，由此确定触摸电极是否被触摸。触摸IC 140可通过使用触摸电极131的电容变化量确定触摸电极是否被触摸。
在第七个操作中，通过上述操作，在触摸感测周期的三分之一期间向与第一多路复用器通道CH1连接的触摸电极提供第一触摸脉冲，之后，通道开关信号产生器123根据控制器121的控制产生第二通道开关信号“10”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第二开关128传输第二通道开关信号“10”。此时，触摸同步信号产生器122产生第一触摸同步信号“1”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第一开关127传输第一触摸同步信号“1”。
在第八个操作中，第一开关127根据持续提供的第一触摸同步信号“1”被导通并与模拟单元129连接，第二开关128根据第二通道开关信号“10”被导通并与第二多路复用器通道CH2连接。
在第九个操作中，每个触摸电极开关组126如上所述地被连接，因而，由模拟单元129产生的第二触摸脉冲(“触摸脉冲”)被提供给在构成触摸面板130的所有触摸电极131之中与第二多路复用器通道CH2连接的多个触摸电极。
图4中显示了第二触摸脉冲的提供时序。就是说，在与5.7ms的另一个三分之一触摸感测周期对应的期间，向与第二多路复用器通道CH2连接的触摸电极131提供第二触摸脉冲。为此，控制器121可向模拟单元129传输要求输出第二触摸脉冲的控制信号。
模拟单元129通过80条模拟通道线129a传输第二触摸脉冲。在该情形中，因为每条模拟通道线129a与预定的触摸电极连接，所以与模拟单元129连接的触摸IC 140通过使用分析程序分析通过每条模拟通道线129a传输的数字感测信号，由此确定触摸电极是否被触摸。触摸IC 140可通过使用触摸电极131的电容变化量确定触摸电极是否被触摸。
在第十个操作中，通过上述操作，在触摸感测周期的另一个三分之一期间向与第二多路复用器通道CH2连接的触摸电极提供第二触摸脉冲，之后，通道开关信号产生器123根据控制器121的控制产生第三通道开关信号“11”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第二开关128传输第三通道开关信号“11”。触摸同步信号产生器122产生第一触摸同步信号“1”，以向构成开关单元125的每个触摸电极开关组126的第一开关127传输第一触摸同步信号“1”。
在第十一个操作中，第一开关127根据持续提供的第一触摸同步信号“1”被导通并与模拟单元129连接，第二开关128根据第三通道开关信号“11”被导通并与第三多路复用器通道CH3连接。
在第十二个操作中，每个触摸电极开关组126如上所述被连接，因而，由模拟单元129产生的第三触摸脉冲(“触摸脉冲”)被提供给在构成触摸面板130的所有触摸电极131之中与第三多路复用器通道CH3连接的多个触摸电极。
图4中显示了第三触摸脉冲的提供时序。就是说，在与5.7ms的另一个三分之一触摸感测周期对应的期间，向与第三多路复用器通道CH3连接的触摸电极131提供第三触摸脉冲。为此，控制器121可向模拟单元129传输要求输出第三触摸脉冲的控制信号。
模拟单元129通过80条模拟通道线129a传输第三触摸脉冲。在该情形中，因为每条模拟通道线129a与预定的触摸电极连接，所以与模拟单元129连接的触摸IC 140通过使用分析程序分析通过每条模拟通道线129a传输的数字感测信号，由此确定触摸电极是否被触摸。触摸IC 140可通过使用触摸电极131的电容变化量确定触摸电极是否被触摸。
随后，显示装置可重复进行上述第一到第十二个操作。
下面将总结一下上述根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置。
现有技术的具有集成触摸面板的显示装置包括过多数量的触摸通道线(80到88条线)和由于具有相对大芯片尺寸(6×6mm2)的触摸IC而具有较大体积的庞大FPCB。由于该原因，模块设计受到限制，且在组装系统组件时存在限制。此外，过多数量的触摸通道线和相对较大的尺寸易于受到外部物理撞击，并且由于该原因，容易导致触摸鬼影噪声。此外，因为触摸IC和显示驱动器IC的引脚数量增加，所以模块化工艺中的出错率增加。
为了解决这些问题，在根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置中，将在现有技术的触摸IC中执行模拟操作的模拟单元内置到安装于面板110上的显示驱动器IC 120中。因此，应用于根据本发明实施方式的具有集成触摸面板的显示装置的触摸IC 140包括触摸感测单元142和存储分析程序的存储器143，其中触摸感测单元142通过使用分析程序和由现有技术的触摸IC的模拟单元产生的数字感测信号来确定触摸。
根据本发明一实施方式，因为触摸IC 140安装在FPCB 150上，所以多条触摸通道线141不会被暴露于FPCB 150。此外，触摸IC 140的芯片尺寸可被减小大约四分之一(3×3mm2)。
在该情形中，仅有用于显示驱动器IC 120与触摸IC 140之间的接口的2到7条触摸通道线141可被暴露于FPCB 150。
因此，改善了由外部撞击导致的触摸鬼影噪声，并且可以增加模块设计的自由度。此外，可减小安装芯片时的出错率。
显示驱动器IC 120可配置成使得串行数据能够在触摸IC 140与SPI接口之间传输，并可主要作为从属部件(slave)操作。
触摸IC 140可主要作为主部件(master)操作。触摸IC 140可从显示驱动器IC 120接收用于确定数字感测信号的传输时间的同步信号。
可在显示驱动器IC 120中设置存储单元，存储多路复用器通道CH1到CH3中每个的模拟感测信号。存储单元可设置在显示驱动器IC 120的模拟单元129中，或者可独立于模拟单元129而设置。
显示驱动器IC 120可产生用于将已由模拟单元129完成转换的数字感测信号传输给触摸IC 140的同步信号。
根据本发明的实施方式，简化了FPCB，因而具有集成触摸面板的显示装置的设计可变为各种形状。
此外，因为触摸通道线的数量和触摸IC的尺寸被减小，所以可制造相对于外部物理撞击具有稳定性能(robust)的、具有集成触摸面板的显示装置。因此，可消除触摸鬼影噪声，并可改善触摸的质量。
此外，可减小FPCB的面积，并可减小在FPCB上安装触摸IC的工艺中的出错率。因此，可减小具有集成触摸面板的显示装置的制造成本。
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 (10)

1.一种具有集成触摸面板的显示装置，包括：
面板，其中形成有由多条数据线与多条栅极线之间的交叉而界定的多个像素；
与所述面板设置为一体的触摸面板，并且所述触摸面板配置成包括多个触摸电极；
显示驱动器IC，所述显示驱动器IC配置成控制形成在所述面板中的所述多条数据线和所述多条栅极线，向所述多个触摸电极提供公共电压或触摸脉冲，从所述触摸面板接收模拟感测信号，并将所述模拟感测信号转换为数字感测信号；和
触摸IC，所述触摸IC配置成从所述显示驱动器IC接收所述数字感测信号，并通过使用基于自电容型的分析程序分析所述数字感测信号以确定所述触摸面板是否被触摸。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中
所述触摸IC被安装在柔性印刷电路板(FPCB)上，且
所述数字感测信号通过形成在所述FPCB上的2到7条触摸通道线传输给所述触摸IC。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述触摸IC包括：
配置成存储所述分析程序的存储器；和
触摸感测单元，所述触摸感测单元配置成通过使用所述分析程序分析从所述显示驱动器IC接收的所述数字感测信号，以确定所述触摸面板是否被触摸。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中
所述多个触摸电极被划分为至少两个触摸电极大组，
所述至少两个触摸电极大组在从所述触摸面板的一侧到另一侧的方向上顺序布置，
对应于与设置在所述显示驱动器IC中的多个触摸电极开关组的每一个连接的触摸电极线的数量，所述至少两个触摸电极大组的每一个中所包含的多个触摸电极被划分为多个触摸电极小组，且
所述多个触摸电极小组在从所述多个触摸电极大组的每一个的一侧到另一侧的方向上顺序布置。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中在触摸感测周期期间，所述触摸电极开关组向所述多个触摸电极小组之一中所包含的多个触摸电极提供所述触摸脉冲，并且之后向另一触摸电极小组中所包含的多个触摸电极提供所述触摸脉冲。
6.根据权利要求4所述的显示装置，其中
与所述至少两个触摸电极大组的每一个连接的多个触摸电极开关组构成一开关组，且
与所述至少两个触摸电极大组对应的多个所述开关组在所述显示驱动器IC中彼此分离。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示驱动器IC包括：
公共电压产生器，所述公共电压产生器配置成产生提供给所述多个触摸电极的所述公共电压；
开关单元，所述开关单元配置成包括与多条触摸电极线中的至少两条或多条连接的多个触摸电极开关组；
模拟单元，所述模拟单元配置成将通过所述开关单元从所述触摸面板传输的所述模拟感测信号转换为所述数字感测信号，以在触摸感测周期期间将所述数字感测信号传输给所述触摸IC；
触摸同步信号产生器，所述触摸同步信号产生器配置成产生触摸同步信号，所述触摸同步信号使得所述多个触摸电极开关组将所述多条触摸电极线连接到所述公共电压产生器或所述模拟单元；和
通道开关信号产生器，所述通道开关信号产生器配置成产生通道开关信号，所述通道开关信号在图像显示周期期间使所述多个触摸电极开关组与所有所述多条触摸电极线连接，且在触摸感测周期期间使所述模拟单元与连接到所述多个触摸电极开关组的每一个的多条触摸电极线连接。
8.一种驱动具有集成触摸面板的显示装置的方法，所述方法包括：
当图像显示周期到来时，通过装配在面板中的显示驱动器IC给形成在所述面板中的多个触摸电极提供公共电压；
当触摸感测周期到来时，通过所述显示驱动器IC给所述多个触摸电极提供触摸脉冲；
当从所述多个触摸电极接收模拟感测信号时，通过所述显示驱动器IC将所述模拟感测信号转换为数字感测信号；
通过所述显示驱动器IC将所述数字感测信号传输给触摸IC；和
由所述触摸IC通过使用基于自电容型的分析程序分析所述数字感测信号，以确定触摸面板是否被触摸。
9.根据权利要求8所述的方法，其中传输所述数字感测信号包括：由所述显示驱动器IC通过多条触摸通道线将所述数字感测信号传输给安装于所述柔性印刷电路板(FPCB)上的所述触摸IC，所述多条触摸通道线形成在所述柔性印刷电路板上且与所述显示驱动器IC连接。
10.根据权利要求8所述的方法，其中提供所述触摸脉冲包括：给多个触摸电极小组之一中所包含的多个触摸电极提供所述触摸脉冲，并给另一触摸电极小组中所包含的多个触摸电极提供所述触摸脉冲，所述多个触摸电极小组中的每个都配置有至少两个或更多个触摸电极。
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