CN104699334B - 触摸显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种触摸显示装置，包括：包括显示区域和非显示区域的触摸显示面板；彼此交叉以在所述显示区域中界定像素区域的栅极线和数据线；位于所述像素区域中并与对应的栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；具有多个像素区域的触摸块；与所述触摸块连接的触摸线；触摸显示驱动IC，所述触摸显示驱动IC给所述像素区域提供栅极信号、数据信号和公共电压，并给所述触摸块提供触摸扫描信号；柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板将来自外部系统的时序信号和图像数据传输至所述触摸显示驱动IC；和安装于所述柔性印刷电路板上的存储器。

Description

触摸显示装置
本申请要求享有于2013年12月9日提交的韩国专利申请第10-2013-0152280号的优先权，为了所有目的，在此援引该专利申请作为参考，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及一种触摸显示装置，尤其涉及一种包括集成有显示驱动IC的触摸驱动IC的触摸显示装置。
背景技术
随着进入信息时代，显示领域也得到迅速发展，为满足这种需求，已开发了诸如液晶显示(LCD)装置、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管(OELD)显示装置和场发射显示(FED)装置这样的具有纤薄外形、轻重量和低功耗的平板显示(FPD)装置。
FPD装置响应于对显示面板的外表面的激励，例如触摸而操作，以向用户提供方便。换句话说，FPD显示器同时提供了触摸面板的功能。
触摸面板被用作显示图像的输出装置，并且也被广泛用作通过触摸所显示图像的产生部分来接收用户的指令的输入装置。
换句话说，当用户在观看显示面板上的显示图像的同时触摸触摸面板时，触摸面板检测触摸部分的位置信息。将所检测到的位置信息与图像的位置信息进行比较，从而识别用户的指令。
触摸面板可分为电阻式、电容式、IR(红外线)式和SAW(surface acoustic wave，表面声波)式。电容感测式触摸面板或压力感测式触摸面板被用作代表性的触摸面板。
通过将触摸面板贴合在显示面板上的外挂(add-on)方法或者通过在显示面板的基板上形成触摸面板并将触摸面板和显示面板集成在一起的外嵌(on-cell)方法或内嵌(in-cell)方法来制造这种触摸面板。
使用触摸面板的触摸显示装置包括用来显示图像的显示驱动IC和用来感测触摸的触摸驱动IC。
图1是图解根据现有技术的外挂式触摸显示装置的视图。
参照图1，外挂式触摸显示装置包括显示面板1和触摸面板11。
显示面板1包括：彼此交叉以界定位于显示区域AA中的多个像素区域的多条栅极线和多条数据线，每一个像素区域包括薄膜晶体管、公共电极和像素电极；用来将信号输入至栅极线和数据线的显示驱动IC(D-IC)7；将显示区域AA与D-IC 7连接的第一联络线(linkline)5；将来自外部系统的图像数据和诸如同步信号之类的时序信号传输至D-IC 7的第一柔性印刷电路板(FPC)10；以及将D-IC 7与第一FPC 10连接的第一连接线9。
触摸面板11包括：包括用来感测触摸的多个电极图案的触摸区域TA；触摸驱动IC(T-IC)17，T-IC 17产生触摸信号并将触摸信号施加至电极图案，然后根据所施加的触摸信号接收触摸感测信号，并感测触摸区域TA中的触摸输入位置；将电极图案与T-IC 17连接的第二联络线15；以及其上安装有T-IC17并从外部系统接收信号的第二柔性印刷电路板(FPC)20。
显示面板1和触摸面板11被彼此贴合以制造触摸显示装置。
因为在触摸面板11中形成有电极图案，所以很难使外挂式触摸显示装置的外形纤薄。为解决这个问题，提出了一种其中在显示面板中形成诸如驱动电极和感测电极之类的电极图案的内嵌式触摸显示装置。
图2是图解根据现有技术的内嵌式触摸显示装置的视图。
内嵌式触摸显示装置可分为自电容式和互电容式。下文对互电容式进行描述。
参照图2，内嵌式触摸显示装置包括触摸显示面板31以及D-IC 37和T-IC43。
触摸显示面板31是平面显示面板，例如LCD面板、OLED面板或FED面板。
在LCD面板的情形中，触摸显示面板31包括下基板、上基板和位于下基板与上基板之间的液晶层。
下基板包括彼此交叉以在显示区域AA中界定多个像素区域的多条栅极线和多条数据线；和位于每一个像素区域中的薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的像素电极、以及公共电极。
此外，下基板包括触摸区域TA，其中在触摸区域TA中利用公共电极或触摸线形成多个驱动电极和多个感测电极。驱动电极可覆盖位于与栅极线平行的一行上的像素区域，感测电极可覆盖位于与数据线平行的一列上的像素区域。
触摸显示装置包括用来给栅极线和数据线输入信号的显示驱动IC(D-IC)37；将显示区域AA与D-IC 37连接的第三联络线35；将来自外部系统的图像数据和诸如同步信号之类的时序信号传输至D-IC 37的第三柔性印刷电路板(FPC)40；以及将D-IC与第三FPC 40连接的第二连接线39。第三联络线35和第二连接线39形成于下基板上，且D-IC 37安装于下基板上。
感测触摸输入位置的触摸驱动IC(T-IC)43安装于第三FPC 40上。
下基板贴合到上基板，上基板可包括滤色器和黑矩阵，且在下基板与上基板之间具有液晶层。
在内嵌式触摸显示装置中，驱动电极和感测电极形成于栅极线和数据线附近，这会影响驱动电极与感测电极之间形成的电容。详细地说，数据线附近的栅极线的电压变化会影响数据线，且数据线的变化会引起与相邻驱动电极的耦合。
此外，数据线附近的感测电极受到由数据线的变化而形成的寄生电容的影响，从而RC(电阻-电容)延迟增加。换句话说，由于耦合干扰导致触摸精度下降，且由于寄生电容的影响而使响应速度降低。
在配置成自电容式的内嵌式触摸显示装置的情形中，公共电极不形成驱动电极和感测电极二者。在预定区域中的一组公共电极限定一触摸电极，且独立于触摸电极选择触摸电极线。
考虑到在行方向上触摸电极的数量“n”和在列方向上触摸电极的数量“m”，需要数量为“n*m”的线通道。
因此，T-IC 43需要数量为“n*m”的实际通道。如果T-IC 43的通道数量不足，则需要多个T-IC 43，而在这种情况下，其上具有T-IC 43的第三FPC 40的尺寸会增加且线路布置复杂。
代替使用多个T-IC 43，可在D-IC 37中嵌入多路复用器(MUX)。然而，这会导致D-IC 37的尺寸增加并由此导致成本增加。此外，第三FPC 40的尺寸增加且线路布置复杂。
除上述问题外，由于现有技术的触摸显示装置使用D-IC和T-IC两者，会增加生产成本，且在D-IC和T-IC与它们的周边元件(例如，布线)之间会产生噪音。
发明内容
因此，本发明涉及一种基本上消除由于现有技术的限制和缺点而产生的一个或多个问题的触摸显示装置。
本发明的一个优点是提供一种能够降低生产成本和噪音的触摸显示装置。
本发明的其它特征和优点将在下面的描述中列出，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具体指出的结构可实现和获得这些和其他优点。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，一种触摸显示装置，包括：包括显示区域和非显示区域的触摸显示面板；彼此交叉以在所述显示区域中界定像素区域的栅极线和数据线；位于所述像素区域中并与对应的栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；具有多个像素区域的触摸块；与所述触摸块连接的触摸线；触摸显示驱动IC，所述触摸显示驱动IC给所述像素区域提供栅极信号、数据信号和公共电压，并给所述触摸块提供触摸扫描信号；柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板将来自外部系统的时序信号和图像数据传输至所述触摸显示驱动IC；和安装于所述柔性印刷电路板上的存储器。
附图说明
被包括来提供对本发明的进一步理解且并入本申请文件且构成本申请文件的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是图解根据现有技术的外挂式触摸显示装置的视图；
图2是图解根据现有技术的内嵌式触摸显示装置的视图；
图3是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的视图；和
图4是图解根据本发明实施方式的TDDI的结构的视图。
具体实施方式
现在将详细描述典型实施方式，附图中图解了这些实施方式的一些例子。可在整个附图中使用相同的参考标记来表示相同或者相似的部件。
在以下的实施方式中，为了说明的目的，以LCD装置作为触摸型显示装置的例子进行了描述。然而，应当理解，诸如OLED装置、FED装置、PDP装置等之类的其他类型平板显示装置也可用作触摸型显示装置。
图3是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的视图。
参照图3，触摸显示装置包括面板100、触摸显示驱动IC(TDDI)107和柔性印刷电路板(FPC)110。
面板100可以是内嵌式触摸显示面板，即显示面板和触摸面板的集成面板。触摸显示面板100的作用是感测用户的触摸位置以及显示图像。在触摸显示面板100中，用来显示图像的公共电极被划分并被用于触摸电极，从而在触摸电极与用户的输入之间形成电容。因此，感测电容随用户的触摸输入的变化量，从而进行触摸感测。换句话说，触摸显示面板100是自电容式触摸显示面板。
触摸显示面板100包括显示区域AA和围绕显示区域AA的非显示区域NAA。
触摸显示面板100可包括下基板和上基板以及上基板与下基板之间的液晶层。在这种情形下，虽然未在附图中示出，但下基板可包括彼此交叉以在显示区域AA中以矩阵形式界定多个像素区域的多条栅极线和多条数据线；和位于每一个像素区域中的薄膜晶体管、与薄膜晶体管连接的像素电极、以及公共电极。像素电极被提供数据电压并与公共电极一起操作液晶分子。上基板可包括滤色器和黑矩阵。
可在下基板和上基板的外表面上分别贴附偏振片。可在下基板和上基板的内表面上形成取向层，以使液晶分子取向。可在下基板和上基板之间形成柱状衬垫料，以在下基板和上基板之间保持单元间隙。
在触摸显示面板100中限定多个触摸块，例如m个触摸块，且每一个触摸块可具有多个像素区域(其中m为2或更大的整数)。公共电极可对应于触摸块被构图。
在触摸驱动时间，可通过对应的公共电极操作每一触摸块。换句话说，在触摸驱动时间，触摸块的公共电极作为触摸电极操作，以根据从TDDI 107提供的触摸扫描信号来感测触摸位置。
触摸显示面板100可包括将m个触摸块与TDDI 107连接的n条联络线105(其中n≥m)。因此，从TDDI 107输出的公共电压和触摸扫描信号通过联络线105被提供至触摸块。此外，从触摸块接收的触摸感测信号通过联络线105被提供至TDDI 107。
联络线与栅极线和数据线连接并将栅极信号和数据信号传输至像素。
触摸扫描信号是从TDDI 107产生并被传输至触摸块的信号。触摸感测信号是根据触摸扫描信号在用户的触摸输入与触摸块之间产生并被传输至TDDI107的信号。
TDDI 107根据驱动模式通过联络线105给像素施加栅极信号和数据信号或给触摸块施加触摸扫描信号。
换句话说，联络线105可包括与栅极线和数据线连接以给像素施加栅极信号和数据信号的栅极联络线和数据联络线、以及与触摸线连接以给触摸块施加触摸扫描信号并给TDDI 107传输触摸感测信号的触摸联络线。触摸线可形成为与数据线平行并与触摸块连接。
因此，不需要在非显示区域NAA中形成触摸线，从而能够减小边框区域。
参照图4进一步详细描述TDDI 107。
图4是图解根据本发明实施方式的TDDI的结构的视图。
参照图4，TDDI 107包括数据驱动器120、栅极驱动器122、模拟-数字转换器(ADC)125、信号产生部127和微控制器单元(MCU)129。
数据驱动器120响应于从时序控制器输入的数据控制信号DCS，选择与来自时序控制器的每一个图像数据输入RGB数据对应的基准电压，并将所选择的基准电压作为数据信号输出至触摸显示面板100。
栅极驱动器122响应于从时序控制器输入的栅极控制信号GCS，将栅极信号顺序地输出至栅极线。
因此，栅极线被顺序地选择，与所选择的栅极线连接的像素的薄膜晶体管导通。当像素的薄膜晶体管导通时，数据信号被施加至像素。
ADC 125将触摸线上的信号的RC延迟转换为数字形式的信号延迟数据，并将该信号延迟数据传输至MCU 129。
RC延迟是由于触摸线本身的电阻和由触摸线与栅极线之间的重叠形成的寄生电容而产生的，RC延迟会导致触摸块的故障。因此，RC延迟通过模拟-数字转换器125被转换为信号延迟数据，然后被提供至MCU 129。
信号产生部127产生提供至触摸块的触摸扫描信号、以及触摸时钟信号。触摸扫描信号和触摸时钟信号被传输至MCU 129，MCU 129利用触摸扫描信号和触摸时钟信号确定触摸。
关于触摸确定，给m个触摸块施加具有预定波形的触摸扫描信号，并根据用户动作在m个触摸块处产生触摸感测信号。在MCU 129中计算触摸扫描信号和触摸感测信号，以确定是否发生触摸。
就此而言，触摸时钟是比较触摸扫描信号与触摸感测信号之间的差异的信号。例如，将用于触摸扫描信号的触摸时钟的数量与用于触摸感测信号的触摸时钟的数量进行比较，基于此来确定是否发生触摸。
可通过在触摸扫描信号和触摸感测信号每一个从逻辑高状态到逻辑低状态的下降点之前对时钟的数量计数来获得用于预定波形的触摸扫描信号以及预定波形的触摸感测信号的每一个的触摸时钟的数量。
MCU 129将从信号产生部127提供的触摸扫描信号施加至对应的触摸块，并通过将触摸扫描信号与触摸感测信号就触摸时钟进行比较来确定触摸的发生。此外，MCU 129将来自ADC 125的信号延迟数据与来自存储器的参考数据进行比较，然后给触摸扫描信号施加用于信号延迟的补偿值，然后输出补偿的触摸扫描信号。
返回参照图3，FPC 110将从外部系统提供的诸如数据使能信号(DE)、水平同步信号(HSY)、垂直同步信号(VSY)和数据时钟信号(DCLK)之类的时序信号传输至TDDI 107。连接线109形成在FPC 110和TDDI 107之间以传输时序信号。
FPC 110可包括存储器111。存储器111可包括：存储用于触摸驱动的固件(firmware)的触摸固件存储部、存储关于信号延迟的参考数据的参考数据存储部以及存储用于图像输出的驱动器固件的驱动器固件存储部。
在参考数据存储部中，可以以表格形式存储参考数据，且MCU 129读取参考数据。
根据从外部系统提供的控制信号，触摸固件存储部中的触摸固件可被加载到TDDI107上。同时，触摸固件可被加载到MCU 129上。
TDDI 107可利用加载的触摸固件产生触摸扫描信号，利用加载的驱动器固件产生栅极信号和数据信号，并根据从外部系统提供的控制信号控制触摸显示面板100在显示时间中以图像显示模式操作或在触摸时间中以触摸驱动器模式操作。
存储器111和TDDI 107可以SPI(serial to peripheral interface，串行外设接口)通信方法互相通信。在这种情形下，需要用于SPI通信的四条线和用于加载参考数据的一条线，即总共五条连接线109来在存储器111与TDDI 107之间传输信号。
如上所述，本发明的触摸显示装置利用将显示驱动IC和触摸驱动IC集成为一体的触摸显示驱动IC。因而，能够降低生产成本。
此外，信号延迟得到了补偿，从而能够降低噪音并且能够提高质量。
此外，在非显示区域的侧面区域不必形成将触摸块与显示驱动IC连接的联络线。因而，能够减小边框区域。
此外，存储器安装于柔性印刷电路板处。因而，能够减少连接线的数量，并且能够减小柔性印刷电路板的尺寸。
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将是显而易见的。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 (7)

1.一种触摸显示装置，包括：
包括显示区域和非显示区域的触摸显示面板；
彼此交叉以在所述显示区域中界定像素区域的栅极线和数据线；
位于所述像素区域中并与对应的栅极线和数据线连接的薄膜晶体管；
具有多个像素区域的触摸块；
与所述触摸块连接的触摸线；
触摸显示驱动IC，所述触摸显示驱动IC将显示驱动IC和触摸驱动IC集成为一体并且给所述像素区域提供栅极信号、数据信号和公共电压，并给所述触摸块提供触摸扫描信号；
柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板将来自外部系统的时序信号和图像数据传输至所述触摸显示驱动IC；
安装于所述柔性印刷电路板上的存储器，所述存储器包括：触摸固件存储部，所述触摸固件存储部存储用于触摸驱动的固件；参考数据存储部，所述参考数据存储部存储参考数据；和驱动器固件存储部，所述驱动器固件存储部存储用于图像输出的驱动器固件；
连接在所述触摸显示驱动IC与所述柔性印刷电路板之间的连接线，所述连接线用于所述触摸显示驱动IC与位于所述柔性印刷电路板上的所述存储器之间的通信；和
连接在所述触摸显示驱动IC与所述显示区域之间的联络线，所述联络线包括与所述触摸线连接的触摸联络线，
其中所述触摸显示驱动IC通过所述触摸联络线给所述触摸块提供所述触摸扫描信号，并且所述触摸显示驱动IC通过相同的所述触摸联络线从所述触摸块接收触摸感测信号，所述触摸感测信号是根据所述触摸扫描信号，响应于所述触摸块上的触摸输入而产生的，并且所述触摸显示驱动IC确定是否发生所述触摸块上的触摸输入。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述触摸线与所述数据线平行。
3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述触摸显示驱动IC包括：
数据驱动器，所述数据驱动器响应于数据控制信号，选择与输入至所述数据驱动器的所述图像数据对应的基准电压，并将所选择的基准电压作为所述数据信号输出至所述数据线；
栅极驱动器，所述栅极驱动器响应于栅极控制信号给所述栅极线输出栅极信号；
信号产生部，所述信号产生部产生所述触摸扫描信号、和触摸时钟信号；
模拟-数字转换器，所述模拟数字转换器将由于所述触摸线的电阻以及所述触摸线与所述栅极线之间的寄生电容而导致的信号的RC延迟转换为信号延迟数据；和
微控制器单元，所述微控制器单元确定是否产生触摸，将所述信号延迟数据与存储在所述存储器中的参考数据进行比较，根据比较结果补偿所述触摸扫描信号，并将补偿的触摸扫描信号提供至所述触摸块。
4.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述触摸显示驱动IC和所述存储器以SPI通信方法互相通信。
5.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中所述联络线包括分别与所述栅极线和数据线连接的栅极联络线和数据联络线，
其中所述连接线包括用于所述触摸显示驱动IC与所述存储器之间的SPI通信的四条线和用于将所述参考数据加载到所述微控制器单元上的一条线。
6.一种用于触摸显示装置的触摸显示驱动IC，其中所述触摸显示装置包括：包括显示区域和非显示区域的触摸显示面板；彼此交叉以在所述显示区域中界定像素区域的栅极线和数据线；具有多个像素区域的触摸块；与所述触摸块连接的触摸线；柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板将来自外部系统的时序信号和图像数据传输至所述触摸显示驱动IC；和安装于所述柔性印刷电路板上的存储器，所述存储器包括：触摸固件存储部，所述触摸固件存储部存储用于触摸驱动的固件；参考数据存储部，所述参考数据存储部存储参考数据；和驱动器固件存储部，所述驱动器固件存储部存储用于图像输出的驱动器固件，
其中所述触摸显示驱动IC配置成将显示驱动IC和触摸驱动IC集成为一体并且给所述像素区域提供栅极信号、数据信号和公共电压，并给所述触摸块提供触摸扫描信号，
其中所述显示区域通过联络线与所述触摸显示驱动IC连接，
其中所述触摸显示驱动IC通过连接线与所述柔性印刷电路板连接，所述连接线用于所述触摸显示驱动IC与所述存储器之间的通信，并且
所述联络线包括与所述触摸线连接以提供所述触摸扫描信号并传输触摸感测信号的触摸联络线。
7.根据权利要求6所述的触摸显示驱动IC，其中所述触摸显示驱动IC包括：
数据驱动器，所述数据驱动器响应于数据控制信号，选择与输入至所述数据驱动器的图像数据对应的基准电压，并将所选择的基准电压作为所述数据信号输出至所述数据线；
栅极驱动器，所述栅极驱动器响应于栅极控制信号给所述栅极线输出栅极信号；
信号产生部，所述信号产生部产生所述触摸扫描信号、和触摸时钟信号；
模拟-数字转换器，所述模拟数字转换器将由于所述触摸线的电阻以及所述触摸线与所述栅极线之间的寄生电容而导致的信号的RC延迟转换为信号延迟数据；和
微控制器单元，所述微控制器单元确定是否产生触摸，将所述信号延迟数据与存储在存储器中的参考数据进行比较，根据比较结果补偿所述触摸扫描信号，并将补偿的触摸扫描信号提供至所述触摸块。
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