CN105260067B - 内嵌式触摸显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内嵌式触摸显示设备，包括面板，在所述面板上设有多根数据线、多根栅线和多个触摸电极，其中当驱动模式为触摸模式时，触摸驱动信号被施加至多个触摸电极；配置为驱动多根数据线的数据驱动器；配置为驱动多根栅线的栅驱动器。其中当驱动模式为显示模式时，栅驱动器将用于驱动多根栅线的扫描信号按顺序输出至多根栅线，而当驱动模式为触摸模式时，将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出到至少一根栅线；配置为产生无负荷驱动信号的电平移位器；以及多路复用器，配置为根据驱动模式，将扫描电压或者无负荷驱动信号输入至栅驱动器。

Description

内嵌式触摸显示设备
本申请要求2014年7月16日提交的韩国专利申请10-2014-0090038的优先权，在此以引用的方式包含其全部内容。
技术领域
本发明涉及内嵌式(in-cell)触摸显示设备。
背景技术
响应于信息社会的发展，对于能够显示图像的各种类型的显示设备的需求增加。当前，使用了如液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)显示器等各种显示设备。
许多显示设备提供基于触摸的输入系统，使用户能够直观和方便地将信息或指令直接输入到设备屏幕，而不使用常规的输入系统，如按钮、键盘和鼠标。
为了提供这种基于触摸的输入系统，要求对于用户触摸的灵敏度和精确检测触摸点坐标的能力。
为此，在现有技术中，利用从如阻抗触摸感测技术、电容触摸感测技术、电磁感应技术、红外(IR)触摸感测技术和超声触摸感测技术等各种触摸感测技术中选择的触摸感测方法来提供触摸感测。
在各种触摸感测技术中，受欢迎的是电容触摸感测技术。这种技术利用在触摸屏面板上形成的多个触摸电极(例如，行电极和列电极)，基于触摸电极之间、或者诸如手指等指示器和触摸电极之间的电容变化，检测触摸和触摸点坐标。
根据电容触摸感测技术，除了用于触摸感测所必需的电容之外，还会由触摸电极周围的其它电压线或者电极产生不期望的寄生电容。
不期望的寄生电容引起某些问题，例如增加触摸操作的负荷、降低触摸感测的精度，并且在严重的情况下，导致无法进行触摸感测。
在利用“内嵌”技术在内部集成设置触摸屏面板(TSP)的内嵌式显示设备中，频繁发生由不期望的寄生电容引起的问题。
发明内容
本发明的各方面提供一种内嵌式触摸显示设备，能够防止原本会增加触摸操作负荷、降低触摸感测精度、或者导致不可能进行触摸感测的寄生电容。
本发明也提供一种内嵌式触摸显示设备，提供能够防止寄生电容的有效的栅线驱动系统。
本发明也提供一种内嵌式触摸显示设备，能够在不改变现有部件(如栅驱动器和电源管理集成电路)的设计的情况下，防止寄生电容。
在本发明的一个方面中，提供一种内嵌式触摸显示设备包括：面板，在所述面板上设有多根数据线、多根栅线和多个触摸电极，其中当驱动模式为触摸模式时，触摸驱动信号被施加至多个触摸电极；数据驱动器，配置为驱动多根数据线；栅驱动器，配置为驱动多根栅线，其中当驱动模式为显示模式时，栅驱动器将用于驱动多根栅线的扫描信号按顺序输出至多根栅线，而当驱动模式为触摸模式时，将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至多根栅线中的至少一根栅线；电平移位器，配置为产生无负荷驱动信号；以及多路复用器，配置为根据驱动模式，将扫描电压或者无负荷驱动信号输入至栅驱动器。
根据上述本发明的一个或者多个实施例，该内嵌式触摸显示设备能够防止原本会增加触摸操作负荷、降低触摸感测精度、或者导致不可能进行触摸感测的寄生电容。
此外，根据本发明的一个或者多个实施例，内嵌式触摸显示设备提供能够防止寄生电容的有效的栅线驱动系统。
此外，根据本发明的一个或者多个实施例，内嵌式触摸显示设备提供能够在不改变现有部件(如栅驱动器和电源管理集成电路)的设计的情况下，防止寄生电容。
附图说明
结合附图和下述详细说明，将更加清楚地理解本发明的上述和其它目标、特征和优点，其中：
图1是根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备的示意性系统配置图；
图2是图1所示的内嵌式触摸屏面板；
图3概念性地示出了按照根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备的驱动模式而被施加至公共电极的信号；
图4示出了根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备中的电容元件；
图5概念性地示出了当驱动模式是触摸模式时，为了防止在根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备中的寄生电容而被施加给数据线和栅线的信号；
图6概念性地示出了按照根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备的驱动模式而被施加给公共电极、数据线和栅线的信号波形；
图7示出了根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备的单位触摸区中的信号施加结构；
图8概念性地示出了一个电路，其中按照根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备的驱动模式，栅驱动器输出扫描信号或者无负荷驱动信号。
具体实施方式
现在详细参考本发明，其实施例在附图中示出。在整个文件中都应该参考附图，其中对于相同或者相似的部件，在不同的附图中采用同一附图标记。在本发明的以下说明中，在可能导致本发明的主题不清楚的情况下，省略此处包含的已知功能和部件的详细说明。
要理解的是，尽管在此采用术语如“第一、”“第二、”“A、”“B、”“(a)”和“(b)”描述各种元件，但这种术语仅仅用于将一个元件和另一元件区分开来。这些元件的实质、次序、序号或者数量并不受这些术语的限制。要理解的是，当提到一个元件被“连接”或“结合”到另一元件时，其不仅能够“直接连接”或者“结合”到其它元件，其也可以通过“中间”元件“间接连接或结合”到其它元件。在上下文中，要理解的是，当提到一个元件被形成在另一元件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一元件上或者下，其也可以通过中间元件间接形成在另一元件上或者下。
图1是根据本发明实施例的内嵌式触摸显示设备100的示意性系统配置图。
参考图1，内嵌式触摸显示设备100包括面板110，其上设有多根数据线DL、多根栅线GL和多个触摸电极；数据驱动器120，用于驱动多根数据线DL；栅驱动器130，用于驱动多根栅线GL；以及时序控制器140，用于控制数据驱动器120和栅驱动器130。
在图1所示的根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中，数据驱动器120可包括至少一个数据驱动器集成电路(DDIC)。
DDIC可通过带式自动焊接(TAB)或者玻上芯片(COG)焊接而连接至面板110的接合焊盘，或者在一些情况下，被集成到面板110。
在图1所示的根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中，数据驱动器可以设置在面板110的一侧，如图1所示。可供选择地，根据驱动方法，栅驱动器也可以被分成两部分，分别置于面板110的两侧。
栅驱动器130还可包括至少一个栅驱动器集成电路(GDIC)。
GDIC可通过带式自动焊接(TAB)或者玻上芯片(COG)焊接而连接至面板110的接合焊盘，可以实现为直接设置在面板110上的板内栅极(GIP)型GDIC，或者在一些情况下，被集成到面板110。
在图1所示的根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的面板110上，可在多根数据线DL和多根栅线GL彼此相交的多个点处形成多个像素。这里，每个像素可由三个或者四个子像素构成，或者是单个子像素。
图1所示的根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的面板110能够用作显示面板和触摸屏面板。即，面板110可在显示模式中用作“显示面板”，并且可在触摸模式中用作“触摸屏面板”。
在这种意义上，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的面板110被称为“集成有触摸屏面板的显示面板”、“内部设有触摸屏面板的显示面板”或者“内嵌式触摸屏显示面板”。
利用设置在根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的面板110上的多个触摸电极，面板110能够用作触摸屏面板。
“多个触摸电极”可以是仅仅当显示设备的驱动模式为触摸模式时才施加触摸信号的“触摸模式电极”，或者可以是在显示模式中施加显示驱动信号(例如公共电压)而在触摸模式中施加触摸驱动信号(TDS)的“公共模式电极”。
当多个触摸电极是公共模式电极时，例如，以分块方式形成在面板110上的多个公共电极(CE)能够用作多个触摸电极。即，多个触摸电极可以是被施加公共电压Vcom的多个公共电极。这里，公共电压Vcom指的是为了显示图像而必须施加至所有像素的电压。
在这种情况下，当显示设备的驱动模式为显示模式时，与以分块方式形成在面板110上的多个公共电极对应的多个触摸电极具有施加于其上的公共电压，作为显示驱动信号；而当显示设备的驱动模式为触摸模式时，则具有施加于其上的至少一个触摸驱动信号。
关于这一点，在一个例子中，当内嵌式触摸显示设备100为液晶显示设备(LCD)时，以分块方式形成在面板110上的多个公共电极可以是为了与被施加像素电压的每个像素电极相对应地形成电场而被施加公共电压Vcom的多个公共电极。
在另一个例子中，当内嵌式触摸显示设备100为有机发光二极管(OLED)显示器时，以分块方式形成在面板110上的多个公共电极是与多个OLED的阳极(像素电极)对应的多个有机发光二极管(OLED)的阴极(公共电极)。下文中，为了进行解释，示出的是：将触摸电极形成为在显示模式或者触摸模式中被施加对应信号的公共模式电极，并且将为了显示图像而被施加公共电压Vcom的公共电极用作触摸电极。因此，下文中，触摸电极被称为公共电极。
根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的面板110上形成的多个公共电极是使面板110能够既用作显示面板又用作触摸屏面板的部件之一。
多个公共电极用作在显示模式中被施加公共电压Vcom的“公共电压电极”，以使面板110能够用作显示面板。在触摸模式中，多个公共电极用作被施加触摸驱动信号的“触摸电极”，以使面板110能够用作触摸屏。
换言之，当显示设备的驱动模式为显示模式时，将公共电压Vcom施加至多个公共电极。当显示设备的驱动模式为触摸模式时，将触摸驱动信号施加至多个公共电极中的至少一个。
在公共电极中，术语“公共”不仅指将公共电压施加至公共电极，也指公共电极可用作显示模式需要的公共电压电极和触摸模式需要的触摸电极。
根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100可以是LCD或者OLED显示设备。
下面给出根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的详细说明。
图2示出了根据示例性实施例的内嵌式触摸屏面板110。
参考图2，根据示例性实施例的内嵌式触摸屏面板110具有形成于其上的多根数据线DL和多根栅线GL，利用这些部件，内嵌式触摸屏面板110能够用作显示面板。
参考图2，根据示例性实施例的内嵌式触摸屏面板110具有形成于其上的多个公共电极，利用该部件，内嵌式触摸屏面板110能够用作显示面板和触摸屏面板。多个公共电极在显示模式中用作被施加公共电压的公共电压电极，在触摸模式中用作被施加触摸驱动信号的触摸电极。
图2所示的内嵌式触摸屏面板110具有形成于其上的12个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34。
参考图2，多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34中的每一公共电极的大小与一组像素的大小对应。
此外，参考图2，多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34中的每一公共电极的形状例如是分块的形状。公共电极的分块彼此分离。
此外，根据驱动模式，还需要信号施加结构，所述信号施加结构用于将公共电压Vcom或者触摸驱动信号施加至多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34中的每一公共电极。
为此，如图2所示，根据示例性实施例的内嵌式触摸屏面板110具有形成于其上的信号线，所述信号线被分别连接至与触摸电极对应的多个公共电极。
即，信号线的数量与和触摸电极对应的公共电极的数量相同。
参考图2，在与数据线DL相同的方向上形成信号线。可供选择地，在与栅线GL相同的方向上形成信号线。
在图2所示的根据示例性实施例的内嵌式触摸屏面板110上，形成12根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34。
每根信号线在显示模式中将公共电压传送至相连的公共电极，在触摸模式中将触摸驱动信号至相连的公共电极。
图3概念性地示出了按照根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的驱动模式而被施加至公共电极CE的信号(Vcom或者TDS)。
参考图3，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100具有两种驱动模式，即显示模式和触摸模式。
参考图3，通过时间划分，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的驱动模式在一个帧周期内可以划分为显示模式和触摸模式。
参考图3，在一个帧周期内的显示模式周期中，通过全部信号线，将公共电压Vcom施加至全部公共电极CE。
参考图3，在一个帧周期内的位于显示模式周期之后的触摸模式周期中，通过对应的信号线，将触摸驱动信号TDS按顺序施加至与触摸电极对应的多个公共电极CE之一。
当将触摸驱动信号TDS施加至一个公共电极时，能够将触摸驱动信号TDS同时地施加至至少一个相邻的公共电极。
如上所述，在触摸模式周期中，响应于按顺序施加至与触摸电极对应的公共电极CE的触摸驱动信号TDS，执行触摸感测操作。
关于这一点，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100能够采用电容触摸感测技术作为触摸技术。电容触摸感测技术可通过作为触摸电极而形成在用作触摸屏面板的面板110上的多个公共电极CE，基于电容变化检测触摸和触摸点坐标等。
电容触摸感测技术例如分为互电容触摸感测和自电容触摸感测。
首先，根据作为一种类型的电容触摸感测技术的互电容触摸感测，在行电极(每一行电极指的是设置在单行上的一组公共电极)和列电极(每一列电极指的是设置在单列上的一组公共电极)之中，设置在一行(或者一列)中的电极用作被施加驱动电压(触摸驱动信号)的传送(Tx)电极(也称为驱动电极)，设置在一列(或者一行)上的电极用作感测驱动电压并且和Tx电极一起产生电容(互电容)的接收(Rx)电极(也称为感测电极)。根据是否存在指示器如手指或者笔，基于Tx和Rx电极之间的电容(互电容)变化，检测触摸以及触摸点坐标。
此外，根据作为另一种类型的电容触摸感测技术的自电容触摸感测，用作触摸电极的公共电极CE与指示器如手指或者笔产生电容(自电容)。这里，对触摸电极和指示器之间的、取决于是否存在指示器的电容值进行测量，基于测得的电容值检测触摸以及触摸点坐标。与互电容触摸感测不同的是，根据自电容触摸感测，驱动电压(触摸驱动信号)被同时地施加，并通过用作触摸电极的每个公共电极CE来感测。
根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100可采用上述两种类型的电容触摸感测(互电容触摸感测和自电容触摸感测)之一。但是，为了便于解释，这里是基于本实施例中采用自电容触摸感测的假设来描述的。
图4示出了根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中出现的电容分量。
如上所述，公共电极CE是公共模式电极，在触摸模式时用作被施加触摸驱动信号的触摸电极，在显示模式时用作被施加要提供至所有像素的公共电压Vcom的公共电压电极。参考图4，在触摸模式周期中，为了检测触摸和触摸点坐标，公共电极CE和指示器如手指或者笔一起产生电容Cself。公共电极CE也可能和数据线DL以及栅线GL一起产生不期望的寄生电容分量Cpara1和Cpara2。
触摸模式中出现的不期望的寄生电容Cpara1和Cpara2成为触摸操作中的显著负荷，降低了触摸感测的精度，或者使得不能进行触摸感测。
寄生电容Cpara可能引起触摸感测中的更坏问题，因为其大小随着显示设备100或者显示面板110的尺寸增加而增加。
因此，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100具有用于防止产生原本会成为触摸操作中的显著负荷的寄生电容Cpara的配置。
图5概念性地示出了当驱动模式是触摸模式时，为了防止在根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中的寄生电容Cpara而被施加给数据线DL和栅线GL的信号。
参考图5，当在触摸模式周期中将触摸驱动信号TDS施加至与触摸电极对应的公共电极CE时，通过消除公共电极CE和栅线GL之间的电位差，可防止在公共电极CE和栅线GL之间出现寄生电容Cpara。
参考图5，为了消除公共电极CE和栅线GL之间的电位差，栅驱动器130可将无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至至少一根栅线。无负荷驱动信号LFDS_GATE与施加至和触摸电极对应的公共电极CE的触摸驱动信号TDS相对应。
栅驱动器130可将无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至所有栅线，或者可将无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至在与被施加触摸驱动信号TDS的至少一个公共电极CE对应的位置(即，至少一根栅线可能和被施加触摸驱动信号TDS的至少一个公共电极CE形成寄生电容的位置)处形成的至少一根栅线。
输出至栅线GL的无负荷驱动信号LFDS_GATE例如可以是和触摸驱动信号TDS相同的信号。
例如，如图5所示，当触摸驱动信号TDS是以预定电压宽度在高电平和低电平之间交替的方波形式的调制信号时，输出至栅线GL的无负荷驱动信号LFDS_GATE的电压宽度和相位可以与触摸驱动信号TDS的电压宽度和相位相同。
同样，参考图5，当在触摸模式周期中将触摸驱动信号TDS施加至与触摸电极对应的公共电极CE时，通过消除公共电极CE和数据线DL之间的电位差，可防止在公共电极CE和数据线DL之间发生寄生电容。
参考图5，在触摸模式中，为了消除公共电极CE和数据线DL之间的电位差，数据驱动器120可将与触摸驱动信号TDS对应的无负荷驱动信号LFDS_DATA输出至多根数据线DL。
数据驱动器120可将无负荷驱动信号LFDS_DATA输出至所有数据线，或者可将无负荷驱动信号LFDS_DATA输出至在与被施加触摸驱动信号TDS的至少一个公共电极CE对应的位置(即，至少一根数据线可能和被施加触摸驱动信号TDS的至少一个公共电极CE形成寄生电容的位置)处形成的至少一根数据线。
输出至数据线DL的无负荷驱动信号LFDS_DATA例如可以是和施加至公共电极CE的触摸驱动信号TDS相同的信号。
例如，如图5所示，当触摸驱动信号TDS是以预定电压宽度在高电平和低电平之间交替的方波形式的调制信号时，输出至数据线DL的无负荷驱动信号LFDS_DATA的电压宽度和相位可以与触摸驱动信号TDS的电压宽度和相位相同。
此外，输出至栅线GL的无负荷驱动信号LFDS_GATE可以和输出至数据线DL的无负荷驱动信号LFDS_DATA相同。
在根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中，无负荷驱动信号分为输出至数据线的负荷驱动信号LFDS_DATA和输出至栅线的无负荷驱动信号LFDS_GATE。所述信号是用于防止寄生电容的附加信号，对触摸感测操作或者显示操作没有影响，并且与施加至用作触摸电极的公共电极CE的触摸驱动信号TDS相对应。
图6概念性地示出了按照根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的驱动模式(即，显示模式和触摸模式)而被施加到公共电极CE、数据线DL和栅线GL的信号波形。
参考图6，当驱动模式为显示模式时，数据驱动器120通过数据线DL输出数据电压Vdata。栅驱动器130将扫描信号输出至对应的栅线GL。在一个帧周期期间，扫描信号具有在一个短周期内提供的高电平电压VGH和在剩余的长周期内提供的低电平电压VGL。
此外，当驱动模式为显示模式时，通过多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34(参见图2)，将从后面要描述的公共电压供给部720(参见图7)提供的公共电压Vcom施加至多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34(参见图2)。
可将公共电压Vcom从公共电压供给部720(参见图7)传送至数据驱动器120，并将公共电压Vcom从所述数据驱动器120输出至多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34。在一些情况下，公共电压Vcom可以在不经过数据驱动器120的情况下，从公共电压供给部720(参见图7)输出至多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34。
当驱动模式为触摸模式时，通过多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34中的至少一根，将触摸驱动信号TDS施加至与触摸电极对应的多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34中的至少一个。
在一个例子中，触摸驱动信号TDS在被后面将要描述的触摸感测单元710(参见图7)产生之后，可通过数据驱动器120输出至多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34中的至少一根。
在一些例子中，触摸驱动信号TDS在被后面将要描述的触摸感测单元710(参见图7)产生之后，可直接输出至多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34中的至少一根。
当驱动模式为触摸模式时，当通过多根信号线SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34中的至少一根，将触摸驱动信号TDS施加至与触摸电极对应的多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34中的至少一个时，数据驱动器120能够将与触摸驱动信号TDS对应的无负荷驱动信号LFDS_DATA输出至数据线DL，栅驱动器130能够将与触摸驱动信号TDS对应的无负荷驱动信号LFDS_gate输出至栅线GL。
图7示出了根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的单位触摸区中的信号施加结构。
首先，参考图7，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100包括触摸感测单元710和公共电压供给部720。触摸感测单元710测量被施加触摸驱动信号TDS的多个公共电极CE中的一个公共电极(即，至少一个触摸电极)中的电容变化，从而基于该电容变化检测触摸和触摸点坐标。公共电压供给部720提供被施加至所有多个公共电极CE的公共电压Vcom。
如图7所示，触摸感测单元710可以被独立设置在数据驱动器120外部，或者在某些情况下，可以设置在数据驱动器120内部。
关于这一点，数据驱动器120可以实现为至少一个数据驱动器集成电路(DDIC)(也称为“源驱动器集成电路(SDIC)”)。触摸感测单元710可以作为独立的触摸集成电路(IC)设置在DDIC外部。可供选择地，可将至少一个触摸感测单元710设置在DDIC内部，从而形成单芯片结构。
图7示出的是在其中设有一个公共电极CE11的单位触摸区中的信号施加结构。公共电极CE11设置在多个公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的第一列和第一行上。
参考图7，在其中设有公共电极CE11的单位公共电极区中，形成i根数据线DL1-DLi(i＝1、2、...)和j根栅线GL1-GLj(j＝1、2、...)。
此外，参考图7，例如，在其中设有公共电极CE11的单位公共电极区中，在i根数据线DL1-DLi(i＝1、2、...)和j根栅线GL1-GLj(j＝1、2、...)彼此相交的点处，限定i*j个像素P。
参考图7，在其中设有公共电极CE11的单位公共电极区中形成的i*j个像素P中的每一像素，与一根数据线和一根栅线相连接。此外，用于传送公共电压Vcom的内部信号线ISL与i*j个像素P中的每一像素相连接。
这里，内部信号线ISL是和信号线SL11分离的信号线，所述信号线SL11用于将一个公共电极CE11连接至数据驱动器120，并且用于传送公共电压Vcom或者触摸驱动信号TDS。内部信号线ISL形成在与信号线SL11相连接的单位公共电极区内部。
首先对当驱动模式为显示模式时施加(提供)的各种信号(数据电压、扫描信号和公共电压)进行说明。
参考图7，当驱动模式是显示模式时，数据驱动器120通过i个数据线多路复用器MUXd1-MUXdi，将对应的数据电压Vdata(也称为“像素电压”)提供至i根数据线DL1-DLi。
参考图7，当驱动模式是显示模式时，栅驱动器130通过将导通电压电平扫描信号(例如，VGH)提供给j根栅线GL1-GLj中的一根栅线、并将截止电压电平扫描信号(例如，VGL)提供给j根栅线GL1-GLj中的其他栅线，按顺序操作j根栅线GL1-GLj。
参考图7，当驱动模式为显示模式时，公共电压供给部720通过例如数据驱动器120的公共电极多路复用器MUXs，将公共电压Vcom输出至信号线SL11和内部信号线ISL，从而将公共电压Vcom施加至与单位公共电极区对应的公共电极CE11。公共电压Vcom被施加至全部公共电极CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34。
随后对当驱动模式为触摸模式时施加(提供)的信号进行说明。
参考图7，当驱动模式为触摸模式时，例如，根据需要，触摸感测单元710通过数据驱动器120的公共电极多路复用器MUXs，将触摸驱动信号TDS提供至与单位公共电极区对应的公共电极CE11。
此外，参考图7，当驱动模式为触摸模式时，例如，根据需要，触摸感测单元710和栅驱动器130将相位和电压宽度与触摸驱动信号TDS的相位和电压宽度对应的无负荷驱动信号LFDS_GATE施加至j根栅线GL1-Lj。
参考图7，当驱动模式为触摸模式时，例如，根据需要，触摸感测单元710通过数据驱动器120的i个数据线多路复用器MUXd1-MUXdi，将无负荷驱动信号LFDS_data施加至i根数据线DL1-DLi。无负荷驱动信号LFDS_data的相位和电压宽度与触摸驱动信号TDS的相位和电压宽度对应。
此外，图7示出的i个数据线多路复用器MUXd1-MUXdi可以被实现为单个数据线多路复用器。
图7中的使栅驱动器130能够将扫描信号或者无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至栅线的结构和方法将参考图8进行更详细的说明。
图8概念性地示出一个电路，其中按照根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的驱动模式，栅驱动器130输出扫描信号或者无负荷驱动信号。
参考图8，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100的栅驱动器130在显示模式中将扫描信号输出至对应的栅线GL，在触摸模式中将与触摸驱动信号TDS对应的无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至对应的栅线GL。
参考图8，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100还包括电路800，电路800使栅驱动器130能够选择性地将扫描信号VGG/VGL和无负荷驱动信号LFDS_GATE之一输出至栅线。
参考图8，电路800包括电平移位器(L/S)810和多路复用器820。基于输入的时序信号，电平移位器801产生与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号LFDS_GATE。多路复用器820选择性地将输入的扫描电压VGG/VGL和输入的无负荷驱动信号LFDS_GATE之一输出至栅驱动器130。
所述时序信号是电平移位器810产生与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号LFDS_GATE所需要的一种时钟信号。
参考图8，例如，电平移位器810能够基于输入的时序信号，与触摸驱动信号同步地调制扫描电压(例如，低电平扫描电压VGL)，从而产生与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号LFDS_GATE。
此外，参考图8，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100还包括微控制单元(MCU)830，微控制单元(MCU)830将产生无负荷驱动信号LFDS_GATE所需要的时序信号输出至电平移位器810。
微控制单元830可具有从时序控制器140输入的触摸使能信号，并且可将输入的触摸使能信号输出至多路复用器820。
基于从时序控制器140或者微控制单元830输入的触摸使能信号，多路复用器820可选择性地将扫描电压VGG/VGL和无负荷驱动信号LFDS_GATE之一输出至栅驱动器130。因此，栅驱动器130根据扫描信号是高电平电压VGH或者低电平电压VGL产生扫描电压并随后将产生的扫描电压输出至栅线，或者将无负荷驱动信号LFDS_GATE输出至栅线。
触摸使能信号可以根据驱动模式而改变。
例如，当驱动模式为显示模式时，触摸使能信号可以是低电平信号。当驱动模式为触摸模式时，触摸使能信号可以是高电平信号。
触摸使能信号使电平移位器810和多路复用器820能够识别操作的当前时间点是处于显示模式周期还是触摸模式周期。
微控制单元830可以设置在数据驱动器120外部或者内部。
特别地，微控制单元830可以设置成和数据驱动器120的DDIC分离，或者可以被实现为数据驱动器120的DDIC的内部单元。
参考图8，根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100还包括电源管理集成电路840，电源管理集成电路840将扫描电压VGH/VGL输出至多路复用器820。
电源管理集成电路840可以设置在数据驱动器120外部或者内部。
特别地，电源管理集成电路840可以设置成和数据驱动器120的DDIC分离的单元，或者可以被实现为包含在数据驱动器120的DDIC内部的内部单元。
如图8所示，电路800可以设置成栅驱动器130外部的独立单元。在这种情况下，可以在不改变栅驱动器130、时序控制器140、微控制单元830和电源管理集成电路840中任何一个的设计的情况下，实现栅驱动器130的选择性地将扫描信号VGG/VGL和无负荷驱动信号LFDS_GATE之一输出至栅线的功能。
当然，电路800可以设置成栅驱动器130的内部单元。
此外，电路800可以设置在其上设有数据驱动器120的源印刷电路板(PCB)上，可以设置在其上设有时序控制器140的控制PCB上，或者在某些情况下，可以设置成置于面板110上的芯片。
在根据示例性实施例的内嵌式触摸显示设备100中，时序控制器140可以设置成和数据驱动器120或者栅驱动器130分离的部件。可供选择地，在某些情况下，时序控制器140可以设置在数据驱动器120(即数据驱动器120的DDIC)的内部。
根据上述本发明的一个或者多个实施例，内嵌式触摸显示设备100能够防止原本会增加触摸操作负荷、降低触摸感测精度、或者导致不可能进行触摸感测的寄生电容。
根据本发明的一个或者多个实施例，内嵌式触摸显示设备100提供能够防止寄生电容的有效的栅线驱动系统。
根据本发明的一个或者多个实施例，内嵌式触摸显示设备100能够在不改变现有部件(如栅驱动器130和电源管理集成电路840)的设计的情况下，防止寄生电容。
上述说明和附图旨在解释本发明的一个或者多个实施例的某些原理。在不脱离本发明一个或者多个实施例的原理的情况下，本领域技术人员可以通过组合、分割、替换或者改变元件来做出许多修改和变更。在此公开的上述实施例应该被解释为示例性的，不对本发明的原理和范围进行限制。应该理解的是，本发明的范围由权利要求和落在本发明范围内的所有同等变换限定。

Claims (23)

1.一种内嵌式触摸显示设备，包括：
面板，在所述面板上设有多根数据线、多根栅线和多个触摸电极，其中当驱动模式为触摸模式时，触摸驱动信号被施加至所述多个触摸电极之中的至少一个触摸电极；
配置为驱动所述多根数据线的数据驱动器；
配置为驱动所述多根栅线的栅驱动器，其中当驱动模式为显示模式时，所述栅驱动器将用于驱动所述多根栅线的扫描信号按顺序输出至所述多根栅线，而当驱动模式为触摸模式时，将与所述触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线中的至少一根栅线；
电平移位器，用于通过根据输入的时序信号，与所述触摸驱动信号同步地调制扫描电压，来产生与所述触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号；以及
多路复用器，所述多路复用器配置为根据驱动模式，将所述扫描电压或者所述无负荷驱动信号输入至所述栅驱动器。
2.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述多个触摸电极为彼此分离的分块的形状。
3.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述多个触摸电极包括仅仅在触摸模式中被施加触摸驱动信号的多个触摸模式电极，或者在显示模式中被施加显示驱动信号、而在触摸模式中被施加触摸驱动信号的多个公共模式电极。
4.根据权利要求3所述的内嵌式触摸显示设备，其中当所述多个触摸电极是公共模式电极时，以分块方式形成在所述面板上的用于显示图像的多个公共电极用作多个触摸电极，
其中当驱动模式是显示模式时，将公共电压作为显示驱动信号，施加至与以分块方式形成在所述面板上的所述多个公共电极对应的多个触摸电极，而当驱动模式是触摸模式时，将触摸驱动信号施加至所述多个触摸电极中的至少一个触摸电极。
5.根据权利要求4所述的内嵌式触摸显示设备，其中在所述面板上设置信号线，每根信号线被连接至所述多个触摸电极中的对应触摸电极，
其中多根所述信号线在显示模式中将公共电压传送至与所述信号线连接的触摸电极，在触摸模式中将触摸驱动信号传送至与所述信号线连接的触摸电极。
6.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，其中在触摸模式中，所述栅驱动器将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线的全部栅线，或者将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线之中的在下述位置处形成的至少一根栅线，所述位置是其中所述至少一根栅线与所述多个触摸电极中被施加所述触摸驱动信号的至少一个触摸电极形成寄生电容的位置。
7.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，其中在触摸模式中，所述数据驱动器将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根数据线的全部数据线，或者将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根数据线之中的在下述位置处形成的至少一根数据线，所述位置是其中所述至少一根数据线与所述多个触摸电极中被施加所述触摸驱动信号的至少一个触摸电极形成寄生电容的位置。
8.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，还包括微控制单元，所述微控制单元将用于产生所述无负荷驱动信号的所述时序信号输出至所述电平移位器。
9.根据权利要求8所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述微控制单元具有从用于控制所述数据驱动器和所述栅驱动器的时序控制器输入的触摸使能信号，并将所述输入的触摸使能信号输出至所述多路复用器。
10.根据权利要求9所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述多路复用器根据从所述时序控制器或者所述微控制单元输入的所述触摸使能信号，选择性地将所述扫描电压和所述无负荷驱动信号之一输出至所述栅驱动器。
11.根据权利要求8所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述微控制单元设置在所述数据驱动器的内部或者外部。
12.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，还包括电源管理集成电路，所述电源管理集成电路配置为将所述扫描电压输出至所述多路复用器。
13.根据权利要求12所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述电源管理集成电路设置在所述数据驱动器的内部或者外部。
14.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，还包括时序控制器，所述时序控制器配置为控制所述数据驱动器和所述栅驱动器，其中所述时序控制器设置在所述数据驱动器的内部或者外部。
15.根据权利要求1所述的内嵌式触摸显示设备，还包括触摸感测单元，所述触摸感测单元配置为对被施加触摸驱动信号的多个公共电极中的至少一个公共电极的电容变化进行测量，并根据所述电容变化来检测触摸和触摸点坐标。
16.根据权利要求15所述的内嵌式触摸显示设备，其中所述触摸感测单元设置在所述数据驱动器的内部或者外部。
17.一种用于内嵌式触摸显示设备的栅线驱动系统，所述内嵌式触摸显示设备包括面板，在所述面板上设有多根数据线、多根栅线和多个触摸电极，其中当驱动模式为触摸模式时，触摸驱动信号被施加至所述多个触摸电极之中的至少一个触摸电极，其中所述栅线驱动系统包括：
配置为驱动所述多根栅线的栅驱动器，其中当驱动模式为显示模式时，所述栅驱动器将用于驱动所述多根栅线的扫描信号按顺序输出至所述多根栅线，而当在触摸模式中将所述触摸驱动信号施加到所述至少一个触摸电极时，将与所述触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线中的至少一根栅线；
电平移位器，用于通过根据输入的时序信号，与所述触摸驱动信号同步地调制扫描电压，来产生与所述触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号；以及
多路复用器，所述多路复用器配置为根据驱动模式，将扫描电压或者无负荷驱动信号输入至所述栅驱动器。
18.根据权利要求17所述的栅线驱动系统，其中在触摸模式中，所述栅驱动器将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线的全部栅线，或者将与触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号输出至所述多根栅线之中的在下述位置处形成的至少一根栅线，所述位置是其中所述至少一根栅线与所述多个触摸电极中被施加所述触摸驱动信号的至少一个触摸电极形成寄生电容的位置。
19.根据权利要求17所述的栅线驱动系统，还包括微控制单元，所述微控制单元将用于产生所述无负荷驱动信号的所述时序信号输出至所述电平移位器。
20.根据权利要求19所述的栅线驱动系统，其中所述微控制单元具有从时序控制器输入的触摸使能信号，并将所述输入的触摸使能信号输出至所述多路复用器。
21.根据权利要求20所述的栅线驱动系统，其中所述多路复用器根据从所述时序控制器或者所述微控制单元输入的所述触摸使能信号，选择性地将所述扫描电压和所述无负荷驱动信号之一输出至所述栅驱动器。
22.根据权利要求17所述的栅线驱动系统，还包括电源管理集成电路，所述电源管理集成电路配置为将所述扫描电压输出至所述多路复用器。
23.一种用于内嵌式触摸显示设备的电路，所述电路包括电平移位器和多路复用器，其中，所述电平移位器通过根据输入的时序信号，与触摸驱动信号同步地调制扫描电压，来产生与所述触摸驱动信号对应的无负荷驱动信号，并且所述多路复用器选择性地将输入的扫描电压和输入的无负荷驱动信号之一输出至栅驱动器，
其中所述无负荷驱动信号被施加到至少一根栅线，所述触摸驱动信号被施加到与所述至少一根栅线不同的至少一个触摸电极。
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