CN106409250B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种显示装置,该显示装置包括:显示面板,具有触摸传感器和栅极线;触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间,将触摸驱动信号提供至显示面板的触摸传感器;栅极驱动器,被配置成在显示驱动时间段期间将与输入图像的数据电压同步的栅极脉冲提供至显示面板的栅极线,并且在触摸传感器驱动时间段期间将具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至栅极线;以及调制器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间将具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至栅极驱动器。

Description

显示装置
对相关申请的引用
本申请要求2015年7月29日提交的韩国专利申请第10-2015-0107182号的权益,其全部内容通过引用合并于此以用于所有目的。
技术领域
本公开内容涉及一种触摸传感器嵌入在像素阵列中的显示装置。
背景技术
用户接口(UI)被配置为使用户能够与各种电子装置进行通信,从而如他们所期望的那样容易且舒适地控制电子装置。UI的示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕上显示器(OSD)以及具有红外线通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户接口技术不断地发展以提高用户感受和处理方便性。近来UI已经发展为包括触摸UI、声音识别UI、3D UI等。
触摸UI已经被实质地用在诸如智能电话的便携信息装置中,并且触摸UI的使用已经扩展到包括笔记本电脑、计算机显示器和家用电器。近来已经提出了一种将触摸传感器嵌入到显示面板的像素阵列中的技术(下文中本称为“嵌入式(in-cell)触摸传感器技术”)。在in-cell触摸传感器技术中,触摸传感器可以安装在显示面板中而不增加显示面板的厚度。触摸传感器通过寄生电容连接至像素。为了减小归因于在像素与触摸传感器之间的耦合的相互影响和串扰,一个帧时间段被时分为驱动像素的时间段(下文中被称为“显示驱动时间段”)和驱动触摸传感器的时间段(下文中被称为“触摸传感器驱动时间段”)。
在in-cell触摸传感器技术中,连接至显示面板的像素的电极用作触摸传感器的电极。例如,向液晶显示器的像素提供公共电压的公共电极被分割,并且分割后的公共电极图案用作触摸传感器的电极。
连接至in-cell触摸传感器的寄生电容由于in-cell触摸传感器与像素之间的耦合而增大。当寄生电容增大时,串扰的概率增加并且触摸灵敏性和触摸识别准确度劣化。当在触摸传感器驱动时间段期间,具有与触摸驱动信号相同的相位的交流(AC)信号被提供至显示面板的栅极线时,触摸传感器的寄生电容会减小。这个方法在显示驱动时间段期间向栅极线提供与输入图像的数据电压同步的栅极脉冲,并且在触摸传感器驱动时间段期间向栅极线提供AC信号。
为此,电力生成器在触摸传感器驱动时间段期间产生AC信号,并且将AC信号提供至栅极驱动器的低电势输入端,并且栅极驱动器通过低电势信号线将提供至低电势输入端的AC信号提供至输出节点。然而,因为在栅极驱动器内的低电势信号线通过寄生电容与多个薄膜晶体管(TFT)耦合,所以提供至输出节点的AC信号的波形由于RC延时的影响而失真。因此,触摸驱动信号与施加至显示面板的栅极线的AC信号彼此不同相位。因此,现有技术具有如下缺点:在触摸传感器驱动时间段期间,触摸传感器与栅极线之间的寄生电容的减小受到限制。
发明内容
本公开内容提供了一种能够使得在触摸传感器驱动时间段期间提供至栅极线的交流(AC)信号的失真最小化的显示装置。
根据本公开的一方面,提供了一种显示装置,包括:显示面板,具有触摸传感器和栅极线;触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间,将触摸驱动信号提供至显示面板的触摸传感器;栅极驱动器,被配置成在显示驱动时间段期间将与输入图像的数据电压同步的栅极脉冲提供至显示面板的栅极线,并且在触摸传感器驱动时间段期间将具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至栅极线;以及调制器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间,将具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至栅极驱动器。
根据本公开的另一方面,还提供了一种显示装置,包括:显示面板,包括由数据线和栅极线限定的多个像素、触摸传感器和传感器线,每个像素包括:像素电极和电连接至像素电极的像素薄膜晶体管,其中,像素电极被配置成通过像素薄膜晶体管接收输入图像的数据电压;以及存储电容器,连接至像素电极,显示驱动器,被配置成将数据电压提供至多个像素,显示驱动器包括数据驱动器、栅极驱动器和定时控制器;触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间将触摸驱动信号提供至触摸传感器;以及调制器,被配置成将交流信号提供至栅极驱动器,其中,交流信号包括:第一交流信号,具有与触摸驱动信号相同的相位并且被提供至栅极驱动器的高电势输入端;以及第二交流信号,具有与触摸驱动信号相同的相位并且被提供至栅极驱动器的时钟输入端、启动输入端、重置输入端和低电势输入端中的至少一个,其中,栅极驱动器被配置成在显示驱动时间段期间将与数据电压同步的栅极脉冲提供至栅极线,并且在触摸传感器驱动时间段期间将交流信号提供至栅极线。
根据本公开的另一方面,还提供了一种显示装置,包括:显示面板,包括由数据线和栅极线限定的多个像素、触摸传感器和传感器线,每个像素包括:像素电极和电连接至像素电极的像素薄膜晶体管,其中,像素电极被配置成通过像素薄膜晶体管接收输入图像的数据电压;以及存储电容器,连接至像素电极,显示驱动器,被配置成将数据电压提供至多个像素,显示驱动器包括数据驱动器、栅极驱动器和定时控制器;触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间,将触摸驱动信号提供至触摸传感器;以及调制器,被配置成生成具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号,并且通过调制信号供给线将交流信号提供至栅极驱动器的输出端,其中,调制信号供给线与栅极驱动器的栅极级分开,并且交流信号是低电势电力,其中,栅极驱动器被配置成在显示驱动时间段期间将与数据电压同步的栅极脉冲提供至栅极线,并且在触摸传感器驱动时间段期间将具有与触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至栅极线,以及其中,栅极驱动器的输出端包括输出选择器,输出选择器选择性地输出从栅极驱动器接收的栅极脉冲和从调制信号供给线接收的交流信号。
附图说明
本发明包括附图以提供对本发明的进一步理解并且附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。这些附图示出了本发明的实施方式并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中:
图1是示意性示出根据本发明的示例性实施方式的显示装置的框图;
图2是示出液晶显示器的像素的等效电路图;
图3示出了自电容触摸传感器;
图4示出了互电容触摸传感器;
图5放大示出了in-cell触摸传感器的电极图案;
图6是示出根据分时驱动在显示驱动时间段和触摸传感器驱动时间段中提供至in-cell触摸传感器、数据线和栅极线的信号的波形图;
图7示意性示出了根据本发明的第一实施方式的栅极驱动器的一种配置;
图8是示出根据本发明的第一实施方式的施加至在图7中所示出的栅极驱动器的输入端的调制信号的波形图;
图9示出了在应用本发明的第一实施方式的情况下,在低电势信号线与栅极驱动器的其他输入端之间的寄生电容被最小化;
图10示出了根据本发明的第一实施方式的产生在图8中所示出的调制信号的调制器的配置;
图11A和图11B示出了根据本发明的第一实施方式的控制信号和图10中所示出的调制器响应于该控制信号的输出状态;
图12示出了根据本发明的第二实施方式的连接至调制信号供给线的栅极驱动器的输出端的配置;
图13是示出根据本发明的第二实施方式的施加至在图12中所示出的调制信号供给线的调制信号的波形图;
图14示出了根据本发明的第二实施方式的产生在图13中所示出的调制信号的调制器的配置;以及
图15示出了根据本发明的第二实施方式的控制信号和图14中所示出的调制器响应于该控制信号的输出状态。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施方式,在附图中示出了本发明的示例。在任何可能的地方,贯穿附图将使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。如果公知技术的详细描述会误导本发明的实施方式,则将省略对公知技术的详细描述。
根据本发明的实施方式的显示装置可以被实现为平板显示器,例如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管显示器以及电泳显示器(EPD)。在下面的描述中,将利用液晶显示器作为平板显示器的示例来描述本发明的实施方式。然而,本发明的实施方式不限于此,并且可以使用其他的平板显示器。例如,根据本发明的实施方式的显示装置可以被实现为可适用in-cell触摸传感器技术的任意显示装置。
图1和图2示出了根据本发明的示例性实施方式的显示装置。图3和图4示出了触摸传感器的电极图案。图5放大示出了in-cell触摸传感器的电极图案。图6是示出根据分时驱动在显示驱动时间段和触摸传感器驱动时间段中提供至in-cell触摸传感器、数据线和栅极线的信号的波形图。
参照图1至图6,根据本发明的示例性实施方式的显示装置包括in-cell触摸传感器。in-cell触摸传感器被嵌入在像素阵列中并且感测触摸输入。
根据本发明的实施方式的显示装置包括嵌入有in-cell触摸传感器的像素阵列。显示装置包括在显示驱动时间段和触摸传感器驱动时间段中的分时驱动。在显示驱动时间段期间,输入图像的数据电压被施加至像素阵列。在触摸传感器驱动时间段期间,in-cell触摸传感器被驱动并且感测触摸输入。
in-cell触摸传感器可以被实现为电容触摸传感器。例如,公共电极12可以被分割成in-cell触摸传感器C1至C4。in-cell触摸传感器C1至C4的电容可以被测量为自电容或互电容。如图3所示,在自电容in-cell触摸传感器C1至C4中,传感器线L1至L4分别连接至自电容in-cell触摸传感器C1至C4。如图4所示,在互电容in-cell触摸传感器C1至C4中,传感器线被分成Tx线和与Tx线交叉的Rx线。Tx线和Rx线通过互电容结合。隔开的Tx线图案通过链路图案LINK(链路)连接并且构成Tx线。链路图案LINK通过绝缘层与Rx线隔开。
在显示驱动时间段期间,公共电压Vcom被提供至in-cell触摸传感器C1至C4,并且在触摸传感器驱动时间段期间,触摸驱动信号Tdrv(例如,交流(AC)信号)被提供至in-cell触摸传感器C1至C4。公共电压Vcom是例如施加至液晶显示器的像素的参考电压。然而,本发明的实施方式不限于此,并且可以使用其他电压。例如,公共电压Vcom可以是共同地施加至有机发光二极管显示器的像素的高电势电力电压VDD或低电势电力电压VSS。公共电压Vcom应该被理解为共同地提供至平板显示器的像素的电压。
在一个实施方式的液晶显示器中,显示面板100包括在上基板与下基板之间的液晶层。液晶层的液晶分子由施加至像素电极11的输入图像的数据电压与施加至公共电极12的公共电压Vcom之间的差生成的电场来驱动。显示面板100的像素阵列包括由数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn限定的像素、从公共电极12分割得到的in-cell触摸传感器C1至C4以及连接至in-cell触摸传感器C1至C4的传感器线,其中m和n为正整数。在本文中所公开的实施方式中,传感器线可以是在图3中示出的传感器线L1至L4和在图4中示出的Tx线和Rx线。像素电极11和分割后的公共电极12中的每一个可以由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料形成。
每个像素包括形成在数据线S1至Sm与栅极线G1至Gn的交叉处的像素薄膜晶体管(TFT),通过像素TFT提供有数据电压的像素电极11,提供有公共电压Vcom的公共电极12、连接至像素电极11并且保持液晶盒(liquid crystal cell)的电压的存储电容器Cst等。在显示驱动时间段期间,in-cell触摸传感器C1至C4和连接至in-cell触摸传感器C1至C4的传感器线用作公共电极。如图5所示,in-cell触摸传感器C1至C4中的每一个连接至像素。
黑矩阵、滤色器等可以形成在显示面板100的上基板上。显示面板100的下基板可以以COT(TFT上的滤色器,color filter on TFT)结构来配置。在这种情况下,滤色器可以形成在显示面板100的下基板上。偏振板分别附接至显示面板100的上基板和下基板。用于设置液晶的预倾角的定向层分别形成在与显示面板100的上基板和下基板中的液晶接触的内表面上。柱状间隔物形成在显示面板100的上基板与下基板之间以保持液晶层的盒间隙(cell gap)恒定。
背光单元可以设置在显示面板100的背表面之下。背光单元可以被实现为侧入式(edge type)背光单元和直下式(direct type)背光单元之一并且将光照射在显示面板100上。显示面板100可以以任何公知的模式实现,包括扭曲向列(TN)模式、垂直取向(VA)模式、面内切换(IPS)模式、边缘场开关(FFS)模式等。在诸如有机发光二极管显示器的自发光显示器中不需要背光单元。
根据本发明的实施方式的显示装置还包括向像素施加输入图像的数据信号的显示驱动器、驱动触摸传感器的触摸传感器驱动器110以及对电力电压进行处理以生成调制信号MSIG的调制器114。
显示驱动器包括数据驱动器102、栅极驱动器104和定时控制器106。
如图6所示,根据本发明的实施方式的显示装置的驱动时间段被时分成显示驱动时间段Td和触摸传感器驱动时间段Tt。显示驱动器和触摸传感器驱动器110响应于同步信号Tsync而彼此同步。同步信号Tsync的第一逻辑电平限定显示驱动时间段Td,并且同步信号Tsync的第二逻辑电平限定触摸传感器驱动时间段Tt。如图6所示,第一逻辑电平是高逻辑电平并且第二逻辑电平是低逻辑电平;或者,第一逻辑电平是低逻辑电平并且第二逻辑电平是高逻辑电平,但是实施方式不限于此。在图6中,“COM”指的是施加至in-cell触摸传感器的信号的波形。
在显示驱动时间段Td期间,显示驱动器向像素施加输入图像的数据电压。因为像素TFT在触摸传感器驱动时间段Tt期间处于关态,所以像素保持在显示驱动时间段Td期间已经被充电至像素的数据电压。在触摸传感器驱动时间段Tt期间,显示驱动器向数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn提供具有与触摸驱动信号Tdrv相同的相位的AC信号Vac,以使在触摸传感器与连接至像素的数据线S1至Sm和栅极线G1至Gn之间的寄生电容最小化。
在显示驱动时间段Td期间,数据驱动器102将从定时控制器106接收的输入图像的数字视频数据RGB转换成正的和负的模拟伽马补偿电压,并且输出数据电压。然后,数据驱动器102将数据电压提供至数据线S1至Sm。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,数据驱动器102向数据线S1至Sm提供具有与施加至in-cell触摸传感器C1至C4的触摸驱动信号Tdrv相同的相位和相同的幅值的AC信号Vac,从而使在in-cell触摸传感器C1至C4与数据线S1至Sm之间的寄生电容最小化。这是因为在寄生电容的两端的电压同时变化,并且随着在寄生电容的两端之间的电压差减小,被充电至寄生电容的电荷量减小。即,因为Q=CV,Q随着V减小而减小。在触摸传感器驱动时间段Tt期间,数据驱动器102可以在数据线S1至Sm彼此连接的情况下向数据线S1至Sm提供AC信号Vac。
在显示驱动时间段Td期间,栅极驱动器104顺序地向栅极线G1至Gn提供与数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲),并且选择显示面板100的施加了数据电压的线。栅极脉冲在从调制器114接收的栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动。栅极脉冲通过栅极线G1至Gn施加至像素TFT。栅极高电压VGH被设置为大于像素TFT的阈值电压的电压并且接通像素TFT。栅极低电压VGL被设置为小于像素TFT的阈值电压的电压。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,栅极驱动器104向栅极线G1至Gn提供具有与施加至触摸传感器的触摸驱动信号Tdrv相同的相位和相同的幅值的AC信号Vac,从而使得在触摸传感器与栅极线G1至Gn之间的寄生电容最小化。在触摸传感器驱动时间段Tt期间提供至栅极线G1至Gn的AC信号Vac的电压小于栅极高电压VGH并且小于像素TFT的阈值电压,使得施加至像素的数据电压不改变。
调制器114接收来自电力生成器112的电力电压。在显示驱动时间段Td期间,调制器114利用在电力生成器112中生成的栅极高电压VGH和栅极低电压VGL产生高电势电力、低电势电力、时钟信号、启动信号等,并且将它们提供至栅极驱动器104。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,调制器114对从电力生成器112接收的栅极高电压VGH和栅极低电压VGL进行处理以产生调制信号MSIG即AC信号Vac,并且将AC信号Vac提供至栅极驱动器104的输入端和输出端之一。因此,调制器114能够使提供至栅极线G1至Gn的AC信号Vac的失真最小化。这将参照图7至图15在之后进行描述。
定时控制器106从主机系统108接收定时信号,例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync和数据使能信号DE,并且控制数据驱动器102和栅极驱动器104的工作定时。定时控制器106生成用于控制栅极驱动器104的工作定时的扫描定时控制信号GDC,并且生成用于控制数据驱动器102的工作定时的数据定时控制信号SDC。
主机系统108可以实现为电话系统、电视系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机(PC)以及家庭影院系统之一。主机系统108包括嵌入有缩放器(scaler)的片上系统(SOC),并且将输入图像的数字视频数据RGB转换成适合于显示面板100的分辨率的格式。主机系统108向定时控制器106发送输入图像的数字视频数据RGB以及定时信号Vsync、Hsync和DE。另外,主机系统108执行与从触摸传感器驱动器110接收到的触摸输入的坐标信息XY相关联的应用程序。
定时控制器106或主机系统108可以生成用于使显示驱动器与触摸传感器驱动器110同步的同步信号Tsync。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,触摸传感器驱动器110向in-cell触摸传感器C1至C4提供触摸驱动信号Tdrv。当导电材料(例如手指)接近in-cell触摸传感器时,电容的电荷量改变。触摸传感器驱动器110测量in-cell触摸传感器的电荷的改变量并且感测触摸位置和触摸面积。触摸传感器驱动器110计算各个触摸输入的坐标信息XY并且将所计算的坐标信息XY发送至主机系统108。
数据驱动器102和触摸传感器驱动器110可以被集成为一个驱动器集成电路(IC)。驱动器IC可以通过玻璃上芯片(COG)工艺附接至显示面板100的基板。
图7示意性示出根据本发明的第一实施方式的栅极驱动器的配置。图8是示出根据本发明的第一实施方式的施加至在图7中示出的栅极驱动器的输入端的调制信号的波形图。图9示出了在应用本发明的第一实施方式的情况下,在低电势信号线与栅极驱动器的其他输入端之间的寄生电容被最小化。
参照图7和图8,栅极驱动器104包括多个栅极级,每个栅极级均包括节点控制器、上拉开关Tpu和下拉开关Tpd。每个栅极级的输出节点NO连接至栅极线G1至Gn之一,并且栅极输出信号MVg通过输出节点NO被提供至相应的栅极线。栅极输出信号MVg包括在显示驱动时间段Td期间提供的栅极脉冲和在触摸传感器驱动时间段Tt期间提供的AC信号。
为此,在显示驱动时间段Td期间,调制器114向栅极驱动器104的时钟输入端T1提供在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动的时钟信号MCLK,向栅极驱动器104的启动输入端T2提供在栅极高电压VGH与栅极低电压VGL之间摆动的启动信号MVST,向栅极驱动器104的高电势输入端T4提供栅极高电压VGH的高电势电力MVDD或MVDD_O,并且向栅极驱动器104的低电势输入端T5提供栅极低电压VGL的低电势电力MVSS。在显示驱动时间段Td期间,随后的栅极级的栅极脉冲作为重置信号MRST被提供至栅极驱动器104的重置输入端T3。
如图8所示,在触摸传感器驱动时间段Tt期间,调制器114向栅极驱动器104的高电势输入端T4提供在第一栅极高电压VGH(H)与第二栅极高电压VGH(L)之间摆动的第一AC信号Vac1,并且向栅极驱动器104的时钟输入端T1、启动输入端T2、重置输入端T3以及低电势输入端T5中的每一个提供在第一栅极低电压VGL(H)与第二栅极低电压VGL(L)之间摆动的第二AC信号Vac2。在本文所公开的实施方式中,第一栅极高电压VGH(H)等于或大于栅极高电压VGH,并且第二栅极高电压VGH(L)等于或小于栅极高电压VGH。第一栅极低电压VGL(H)等于或大于栅极低电压VGL,并且第二栅极低电压VGL(L)等于或小于栅极低电压VGL。第一栅极高电压VGH(H)与第二栅极高电压VGH(L)之间的幅值和第一栅极低电压VGL(H)与第二栅极低电压VGL(L)之间的幅值基本上等于触摸驱动信号Tdrv的幅值。
在图7中所示出的节点控制器可以被实现为如图9所示的多个TFTW1至W7。连接至低电势输入端T5的低电势信号线通过多个寄生电容C1至C6与TFT W1至W7耦合。本发明的实施方式向栅极驱动器104的高电势输入端T4、时钟输入端T1、启动输入端T2和重置输入端T3以及低电势输入端T5提供AC信号,以防止施加至栅极驱动器104的输出节点NO的AC信号在触摸传感器驱动时间段Tt期间由于耦合导致的RC延时的影响而失真。因此,本发明的实施方式能够使在低电势信号线与TFT W1至W7之间的寄生电容C1至C6最小化。这是因为在寄生电容C1至C6中的每一个的两端的电压同时变化,并且被充电至寄生电容C1至C6的电荷量随着在寄生电容C1至C6中的每一个的两端之间的电压差的减小而减小。
图10示出了根据本发明的第一实施方式的产生在图8中示出的调制信号的调制器的配置。图11A和图11B示出了根据本发明的第一实施方式的控制信号和图10中所示出的调制器响应于控制信号的输出状态。
参照图10,调制器114包括根据第一偏置电压BVGH工作的第一比较器CP1和第二比较器CP2、连接至第一比较器CP1和第二比较器CP2的第一选择器MUX1、根据第二偏置电压BVGL工作的第三比较器CP3和第四比较器CP4以及连接至第三比较器CP3和第四比较器CP4的第二选择器MUX2。
第一比较器CP1基于第一参考电压Ref1生成等于或大于栅极高电压VGH的第一栅极高电压VGH(H),并且将第一栅极高电压VGH(H)提供至第一选择器MUX1。第二比较器CP2基于第二参考电压Ref2生成等于或小于栅极高电压VGH的第二栅极高电压VGH(L),并且将第二栅极高电压VGH(L)提供至第一选择器MUX1。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,第一选择器MUX1交替地输出第一栅极高电压VGH(H)和第二栅极高电压VGH(L),并且产生具有与触摸驱动信号Tdrv相同的幅值的第一AC信号Vac1。另一方面,第一选择器MUX1在显示驱动时间段Td期间输出栅极高电压VGH。
为此,如图11A所示,第一选择器MUX1包括响应于同步信号Tsync和第一辅助控制信号PWM_Tx(VGH)而选择性接通的第一开关SW1至第三开关SW3。在显示驱动时间段Td期间,同步信号Tsync具有第一逻辑电平“1”,并且第二开关SW2接通并且输出栅极高电压VGH。在触摸传感器驱动时间段Tt期间,同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”,并且第一开关SW1和第三开关SW3响应于第一辅助控制信号PWM_Tx(VGH)而选择性地接通。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且第一辅助控制信号PWM_Tx(VGH)具有第一逻辑电平“1”时,第一开关SW1接通并且输出第一栅极高电压VGH(H)。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且第一辅助控制信号PWM_Tx(VGH)具有第二逻辑电平“0”时,第三开关SW3接通并且输出第二栅极高电压VGH(L)。
第三比较器CP3基于第三参考电压Ref3生成等于或大于栅极低电压VGL的第一栅极低电压VGL(H),并且将第一栅极低电压VGL(H)提供至第二选择器MUX2。第四比较器CP4基于第四参考电压Ref4生成等于或小于栅极低电压VGL的第二栅极低电压VGL(L),并且将第二栅极低电压VGL(L)提供至第二选择器MUX2。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,第二选择器MUX2交替地输出第一栅极低电压VGL(H)和第二栅极低电压VGL(L),并且产生具有与触摸驱动信号Tdrv相同的幅值的第二AC信号Vac2。另一方面,第二选择器MUX2在显示驱动时间段Td期间输出栅极低电压VGL。
为此,如图11B所示,第二选择器MUX2包括响应于同步信号Tsync和第二辅助控制信号PWM_Tx(VGL)而选择性接通的第四开关SW4至第六开关SW6。在显示驱动时间段Td中,同步信号Tsync具有第一逻辑电平“1”,并且第五开关SW5接通并且输出栅极低电压VGL。在触摸传感器驱动时间段Tt中,同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”,并且第四开关SW4和第六开关SW6响应于第二辅助控制信号PWM_Tx(VGL)而选择性地接通。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且第二辅助控制信号PWM_Tx(VGL)具有第一逻辑电平“1”时,第四开关SW4接通并且输出第一栅极低电压VGL(H)。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且第二辅助控制信号PWM_Tx(VGL)具有第二逻辑电平“0”时,第六开关SW6接通并且输出第二栅极低电压VGL(L)。
图12示出了根据本发明的第二实施方式的连接至调制信号供给线的栅极驱动器的输出端的配置。图13是示出根据本发明的第二实施方式的施加至在图12中示出的调制信号供给线的调制信号的波形图。
参照图12和图13,栅极驱动器104包括多个栅极级,每个栅极级均包括节点控制器、上拉开关Tpu和下拉开关Tpd。每个栅极级的输出节点NO连接至栅极线G1至Gn之一,并且栅极输出信号MVg通过输出节点NO提供至相应的栅极线。栅极输出信号MVg包括在显示驱动时间段Td期间提供的栅极脉冲和在触摸传感器驱动时间段Tt期间提供的AC信号。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,调制器114通过位于栅极驱动器104的外部的调制信号供给线MLINE将AC信号直接提供至栅极驱动器104的输出端。AC信号通过单独的调制信号供给线MLINE来提供,而不通过栅极驱动器104的低电势信号线。因此,因为AC信号不受栅极驱动器104内部的耦合影响,所以能够使AC信号的失真最小化。
栅极驱动器104的输出端包括输出选择器MUXO,输出选择器MUXO选择性地输出从栅极级的输出节点NO接收的栅极脉冲和从调制信号供给线MLINE接收的AC信号。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,调制器114经由调制信号供给线MLINE向栅极驱动器104的输出端提供在第一栅极低电压VGL(H)与第二栅极低电压VGL(L)之间摆动的AC信号Vac。在本文所公开的实施方式中,第一栅极低电压VGL(H)等于或大于栅极低电压VGL,并且第二栅极低电压VGL(L)等于或小于栅极低电压VGL。第一栅极低电压VGL(H)与第二栅极低电压VGL(L)之间的幅值基本上等于触摸驱动信号Tdrv的幅值。
图14示出了根据本发明的第二实施方式的产生在图13中所示出的调制信号的调制器的配置。图15示出了根据本发明的第二实施方式的控制信号和图14中示出的调制器响应于控制信号的输出状态。
参照图14,调制器114包括根据偏置电压BVGL工作的第一比较器CP1和第二比较器CP2以及连接至第一比较器CP1和第二比较器CP2的选择器MUX。
第一比较器CP1基于第一参考电压Ref1生成等于或大于栅极低电压VGL的第一栅极低电压VGL(H),并且将第一栅极低电压VGL(H)提供至选择器MUX。第二比较器CP2基于第二参考电压Ref2生成等于或小于栅极低电压VGL的第二栅极低电压VGL(L),并且将第二栅极低电压VGL(L)提供至选择器MUX。
在触摸传感器驱动时间段Tt期间,选择器MUX交替地输出第一栅极低电压VGL(H)和第二栅极低电压VGL(L),并且产生具有与触摸驱动信号Tdrv相同的幅值的AC信号Vac。然后,选择器MUX输出AC信号Vac作为低电势电力MVSS。另一方面,选择器MUX在显示驱动时间段Td期间输出栅极低电压VGL作为低电势电力MVSS。
为此,如图15所示,选择器MUX包括响应于同步信号Tsync和辅助控制信号PWM_Tx(VGL)而选择性接通的第一开关SW1至第三开关SW3。在显示驱动时间段Td中,同步信号Tsync具有第一逻辑电平“1”,并且第二开关SW2接通并且输出栅极低电压VGL。在触摸传感器驱动时间段Tt中,同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”,并且第一开关SW1和第三开关SW3响应于辅助控制信号PWM_Tx(VGL)而选择性地接通。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且辅助控制信号PWM_Tx(VGL)具有第一逻辑电平“1”时,第一开关SW1接通并且输出第一栅极低电压VGL(H)。当同步信号Tsync具有第二逻辑电平“0”并且辅助控制信号PWM_Tx(VGL)具有第二逻辑电平“0”时,第三开关SW3接通并且输出第二栅极低电压VGL(L)。
如上所述,本发明的实施方式在触摸传感器驱动时间段期间向栅极驱动器的其他输入端以及低电势输入端施加AC信号,从而去除了在栅极驱动器内部的耦合的影响。因此,本发明的实施方式能够使提供至栅极线的AC信号的失真最小化。
此外,本发明的实施方式在触摸传感器驱动时间段期间通过在栅极驱动器的外部的调制信号供给线直接向栅极驱动器的输出端提供AC信号,而不通过栅极驱动器内部的低电势信号线,从而去除了在栅极驱动器内部的耦合的影响。因此,本发明的实施方式能够使提供至栅极线的AC信号的失真最小化。
尽管已经参照大量示例性实施方式对实施方式进行了描述,但是本领域技术人员可以设计出落在本公开内容的原理的范围内的许多其他修改和实施方式。特别是,可以在本公开内容、附图和所附权利要求的范围内对主题组合的组成部分和/或布置进行各种变型和修改。除了组成部分和/或布置的变型和修改之外,替代性用途对本领域技术人员也将是明显的。

Claims (15)

1.一种显示装置,包括:
显示面板,具有触摸传感器和栅极线;
触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间,将触摸驱动信号提供至所述显示面板的所述触摸传感器;
栅极驱动器,被配置成在显示驱动时间段期间将与输入图像的数据电压同步的栅极脉冲提供至所述显示面板的所述栅极线,并且在所述触摸传感器驱动时间段期间将具有与所述触摸驱动信号相同的相位的交流信号提供至所述栅极线;以及
调制器,被配置成在所述触摸传感器驱动时间段期间,将具有与所述触摸驱动信号相同的相位的所述交流信号提供至所述栅极驱动器,
其中,所述交流信号包括第一交流信号和第二交流信号,所述第一交流信号具有第一栅极高电压和第二栅极高电压并且被提供至所述栅极驱动器的高电势输入端,所述第二交流信号具有第一栅极低电压和第二栅极低电压并且被提供至所述栅极驱动器的低电势输入端、时钟输入端、启动输入端和重置输入端中的至少一个,
其中,所述第一栅极高电压等于或大于所述显示驱动时间段的栅极高电压,所述第二栅极高电压等于或小于所述显示驱动时间段的所述栅极高电压,所述第一栅极低电压等于或大于所述显示驱动时间段的栅极低电压,并且所述第二栅极低电压等于或小于所述显示驱动时间段的所述栅极低电压,
其中,所述第一栅极高电压与所述第二栅极高电压之间的幅值和所述第一栅极低电压与所述第二栅极低电压之间的幅值等于所述触摸驱动信号的幅值。
2.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述调制器包括:
第一比较器,被配置成生成等于或大于所述显示驱动时段的栅极高电压的所述第一栅极高电压;
第二比较器,被配置成生成等于或小于所述栅极高电压的所述第二栅极高电压;
第一选择器,被配置成在所述触摸传感器驱动时间段中,交替地输出所述第一栅极高电压和所述第二栅极高电压,并且产生具有与所述触摸驱动信号相同的幅值的所述第一交流信号;
第三比较器,被配置成生成等于或大于所述显示驱动时段的栅极低电压的所述第一栅极低电压;
第四比较器,被配置成生成等于或小于所述栅极低电压的所述第二栅极低电压;以及
第二选择器,被配置成在所述触摸传感器驱动时间段中,交替地输出所述第一栅极低电压和所述第二栅极低电压,并且产生具有与所述触摸驱动信号相同的幅值的所述第二交流信号。
3.根据权利要求2所述的显示装置,其中,所述第一比较器基于第一参考电压生成等于或大于所述栅极高电压的所述第一栅极高电压,并且将所述第一栅极高电压提供至所述第一选择器,以及
其中,所述第二比较器基于第二参考电压生成等于或小于所述栅极高电压的所述第二栅极高电压,并且将所述第二栅极高电压提供至所述第一选择器。
4.根据权利要求3所述的显示装置,
其中,所述第一选择器包括响应于同步信号和第一辅助控制信号而选择性地接通的第一开关、第二开关和第三开关,
其中,在所述显示驱动时间段中,所述同步信号具有第一逻辑电平,并且所述第二开关接通并输出所述栅极高电压,
其中,在所述触摸传感器驱动时间段中,所述同步信号具有第二逻辑电平,并且所述第一开关和所述第三开关响应于所述第一辅助控制信号而选择性地接通,
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述第一辅助控制信号具有所述第一逻辑电平时,所述第一开关接通并且输出所述第一栅极高电压,以及
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述第一辅助控制信号具有所述第二逻辑电平时,所述第三开关接通并且输出所述第二栅极高电压。
5.根据权利要求4所述的显示装置,其中,所述第三比较器基于第三参考电压生成等于或大于所述栅极低电压的所述第一栅极低电压,并且将所述第一栅极低电压提供至所述第二选择器,以及
其中,所述第四比较器基于第四参考电压生成等于或小于所述栅极低电压的所述第二栅极低电压,并且将所述第二栅极低电压提供至所述第二选择器。
6.根据权利要求5所述的显示装置,
其中,所述第二选择器包括响应于所述同步信号和第二辅助控制信号而选择性地接通的第四开关、第五开关和第六开关,
其中,在所述显示驱动时间段中,所述同步信号具有第一逻辑电平,并且所述第五开关接通并输出所述栅极低电压,
其中,在所述触摸传感器驱动时间段中,所述同步信号具有第二逻辑电平,并且所述第四开关和所述第六开关响应于所述第二辅助控制信号而选择性地接通,
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述第二辅助控制信号具有所述第一逻辑电平时,所述第四开关接通并且输出所述第一栅极低电压,以及
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述第二辅助信号具有所述第二逻辑电平时,所述第六开关接通并且输出所述第二栅极低电压。
7.根据权利要求1所述的显示装置,其中,所述调制器通过调制信号供给线将所述交流信号提供至所述栅极驱动器的输出端。
8.根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述栅极驱动器的输出端包括输出选择器,所述输出选择器被配置成选择性地输出从所述栅极驱动器的输出节点接收的所述栅极脉冲和从所述调制信号供给线接收的所述交流信号。
9.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述交流信号具有第一栅极低电压和第二栅极低电压,
其中,所述第一栅极低电压等于或大于所述显示驱动时间段的栅极低电压,并且所述第二栅极低电压等于或小于所述显示驱动时间段的所述栅极低电压,以及
其中,所述第一栅极低电压与所述第二栅极低电压之间的幅值等于所述触摸驱动信号的幅值。
10.根据权利要求8所述的显示装置,其中,所述调制器包括:
根据偏置电压工作的第一比较器和第二比较器;以及
选择器,连接至所述第一比较器和所述第二比较器。
11.根据权利要求7所述的显示装置,其中,所述调制器包括:
第一比较器,被配置成生成等于或大于所述显示驱动时间段的栅极低电压的第一栅极低电压;
第二比较器,被配置成生成等于或小于所述栅极低电压的第二栅极低电压;以及
选择器,被配置成在所述触摸传感器驱动时间段中,交替地输出所述第一栅极低电压和所述第二栅极低电压,并且产生具有与所述触摸驱动信号相同的幅值的所述交流信号。
12.根据权利要求11所述的显示装置,其中,所述第一比较器基于第一参考电压而生成等于或大于所述栅极低电压的所述第一栅极低电压,并且将所述第一栅极低电压提供至所述选择器,以及
其中,所述第二比较器基于第二参考电压而生成等于或小于所述栅极低电压的所述第二栅极低电压,并且将所述第二栅极低电压提供至所述选择器。
13.根据权利要求12所述的显示装置,
其中,所述选择器包括响应于同步信号和辅助控制信号而选择性地接通的第一开关、第二开关和第三开关,
其中,在所述显示驱动时间段中,所述同步信号具有第一逻辑电平,并且所述第二开关接通并输出所述栅极低电压,
其中,在所述触摸传感器驱动时间段中,所述同步信号具有第二逻辑电平,并且所述第一开关和所述第三开关响应于所述辅助控制信号而选择性地接通,
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述辅助控制信号具有所述第一逻辑电平时,所述第一开关接通并且输出所述第一栅极低电压,以及
其中,当所述同步信号具有所述第二逻辑电平并且所述辅助控制信号具有所述第二逻辑电平时,所述第三开关接通并且输出所述第二栅极低电压。
14.根据权利要求1所述的显示装置,还包括:
传感器线以及由数据线和所述栅极线限定的多个像素,每个像素包括:
像素电极和电连接至所述像素电极的像素薄膜晶体管,其中,所述像素电极被配置成通过所述像素薄膜晶体管接收输入图像的数据电压;以及
存储电容器,连接至所述像素电极,
显示驱动器,被配置成将所述数据电压提供至所述多个像素,所述显示驱动器包括数据驱动器、所述栅极驱动器和定时控制器,
其中所述调制器被配置成通过调制信号供给线将所述交流信号提供至所述栅极驱动器的输出端,其中,所述调制信号供给线与所述栅极驱动器的栅极级分开,并且所述交流信号是低电势电力,以及
其中,所述栅极驱动器的输出端包括输出选择器,所述输出选择器选择性地输出从所述栅极驱动器接收的所述栅极脉冲和从所述调制信号供给线接收的所述交流信号。
15.一种显示装置,包括:
显示面板,包括由数据线和栅极线限定的多个像素、触摸传感器和传感器线,每个像素包括:
像素电极和电连接至所述像素电极的像素薄膜晶体管,其中,所述像素电极被配置成通过所述像素薄膜晶体管接收输入图像的数据电压;以及
存储电容器,连接至所述像素电极,
显示驱动器,被配置成将所述数据电压提供至所述多个像素,所述显示驱动器包括数据驱动器、栅极驱动器和定时控制器;
触摸传感器驱动器,被配置成在触摸传感器驱动时间段期间将触摸驱动信号提供至所述触摸传感器;以及
调制器,被配置成将交流信号提供至所述栅极驱动器,
其中,所述交流信号包括:
第一交流信号,具有与所述触摸驱动信号相同的相位并且被提供至所述栅极驱动器的高电势输入端;以及
第二交流信号,具有与所述触摸驱动信号相同的相位并且被提供至所述栅极驱动器的时钟输入端、启动输入端、重置输入端和低电势输入端中的至少一个,
其中,所述栅极驱动器被配置成在显示驱动时间段期间将与所述数据电压同步的栅极脉冲提供至所述栅极线,并且在所述触摸传感器驱动时间段期间将所述交流信号提供至所述栅极线,
其中,所述第一交流信号具有第一栅极高电压和第二栅极高电压,以及所述第二交流信号具有第一栅极低电压和第二栅极低电压,
其中,所述第一栅极高电压等于或大于所述显示驱动时间段的栅极高电压,所述第二栅极高电压等于或小于所述显示驱动时间段的所述栅极高电压,所述第一栅极低电压等于或大于所述显示驱动时间段的栅极低电压,并且所述第二栅极低电压等于或小于所述显示驱动时间段的所述栅极低电压,
其中,所述第一栅极高电压与所述第二栅极高电压之间的幅值和所述第一栅极低电压与所述第二栅极低电压之间的幅值等于所述触摸驱动信号的幅值。
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