CN106557198A - 具有集成触摸传感器的显示装置及其驱动方法 - Google Patents

具有集成触摸传感器的显示装置及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

具有集成触摸传感器的显示装置及其驱动方法。该显示装置包括：显示面板，其包括布置有用于显示输入图像的像素和用于感测触摸输入的触摸传感器的有效区域和位于有效区域外的边框区域；以及电力集成电路IC，所述电力集成电路IC被构造为产生直流DC电力和交流AC电力，并且将DC电力和AC电力供应至布置在边框区域中的电力线。电力线包括被供应DC电力的第一电力线和被供应AC电力的第二电力线。边框区域包括设置有第一电力线的第一边框区域和设置有第二电力线的第二边框区域。

Description

具有集成触摸传感器的显示装置及其驱动方法
技术领域
本公开涉及一种显示装置，在该显示装置中触摸传感器被嵌入到像素阵列中。
背景技术
用户接口(UI)被构造为使得用户能够与各种电子装置通信，因此可如他们期望的那样容易和舒适地控制电子装置。用户接口的示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕显示(OSD)和具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的远程控制器。用户接口技术持续地发展以增加用户的敏感度和处理方便性。用户接口近来发展为包括触摸UI、语音识别UI、3D UI等。
基本上触摸UI已被用在便携式信息装置(诸如智能电话)中，并且扩展至笔记本计算机、计算机监视器和家用电器。近来已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(下文中称作“内嵌(in-cell)型触摸传感器技术”)。在该内嵌型触摸传感器技术中，触摸传感器可装配在显示面板中，而不增加显示面板的厚度。触摸传感器经由寄生电容连接至像素。为了减小可由像素与触摸传感器之间的联接引起的相互影响，可将一个帧周期在时间上划分为驱动像素的时段(下文中称作“显示驱动时段”)和驱动触摸传感器的时段(下文中称作“触摸传感器驱动时段”)。
在内嵌型触摸传感器技术中，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，在内嵌型触摸传感器技术中，对将公共电压供应至液晶显示器的像素的公共电极进行分段，并且将分段的公共电极图案用作触摸传感器的电极。
连接至内嵌型触摸传感器的寄生电容由于内嵌型触摸传感器与像素之间的联接而增大。如果寄生电容增大，则触摸灵敏度和触摸识别的精度会变差。使用无载驱动方法来减小寄生电容对触摸感测的影响。
在触摸传感器驱动时段期间，无载驱动方法将与触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的AC(交流电)信号供应至显示面板的数据线和选通线，从而减小触摸传感器和像素之间的寄生电容对触摸感测的影响。更具体地，无载驱动方法在显示驱动时段期间将输入图像的数据电压供应至数据线并且还将与数据电压同步的选通脉冲供应至选通线，并且在触摸传感器驱动时段期间将与触摸驱动信号同步的AC信号供应至数据线和选通线。
在无载驱动方法中，因为将具有相同相位和相同幅值的触摸驱动信号和AC信号施加至寄生电容的两端(触摸传感器和信号线)，所以可排除寄生电容的影响。这是因为寄生电容的两端的电压同时改变，并且充至寄生电容的电荷量随着寄生电容两端之间的电压差减小而减少。根据无载驱动方法，充至寄生电容的电荷量在理论上为零。因此，可获得被识别为好像没有寄生电容的无载效应。
当触摸驱动信号和AC信号具有完全相同的相位和相同的幅值时，可获得无载效应。然而，通过在触摸传感器驱动时段期间供应至信号线的触摸驱动信号和AC信号，在邻近的信号线中产生纹波。
无载效应由于通过触摸驱动信号和AC信号产生的纹波所导致的噪声而减小。
发明内容
本公开描述了一种显示装置，该显示装置能够防止第一电力线与第二电力线之间的联接导致的串扰并且能够增大无载效应。这是通过将接收DC电力的第一电力线与接收AC电力的第二电力线分开而实现的。
在一个方面，存在一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，所述显示面板包括有效区域(active area)和边框区域，在所述有效区域中布置有用于显示输入图像的像素和用于感测触摸输入的触摸传感器，所述边框区域位于所述有效区域外侧；以及电力集成电路IC，所述电力集成电路IC产生直流DC电力和交流AC电力，并且将DC电力和AC电力供应至所述边框区域中的多条电力线，其中，所述多条电力线包括被供应DC电力的第一电力线和被供应AC电力的第二电力线，其中，所述边框区域包括第一边框区域和第二边框区域，所述第一电力线位于所述第一边框区域中，，至少一条第二电力线位于所述第二边框区域中。
所述第二边框区域在所述第一边框区域与所述有效区域之间。
围绕所述有效区域的噪声阻挡线在所述第二边框区域中。
悬置线(floating line)在所述第一边框区域与所述第二边框区域之间。
在感测所述触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线。将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述第二电力线。
在感测触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线。将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述噪声阻挡线。
所述噪声阻挡线的宽度大于所述第一电力线的宽度或者所述第二电力线的宽度。
所述悬置线的宽度大于所述第一电力线的宽度或所述第二电力线的宽度。
在另一个方面，一种用于驱动集成在显示面板中的触摸传感器的方法，该方法包括以下步骤：将帧周期划分为显示时段和触摸感测时段；在触摸传感器驱动时段期间，将第一交流AC信号供应至像素数据线并且将第二AC信号供应至像素选通线；在所述触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器；以及在显示驱动时段期间，将数据电压供应至数据线并且将与所述数据电压同步的选通脉冲供应至选通线并且停止第一AC信号和第二AC信号；其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号与所述触摸传感器驱动信号同步，并且其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号的幅值与所述触摸传感器驱动信号的幅值相同。
所述方法可以还包括在所述显示驱动时段期间将公共电压供应至所述触摸传感器。
所述方法可以还包括生成第一脉宽调制PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号，其中所述触摸驱动信号基于所述第一PWM，所述第一AC信号基于所述第二PWM信号，并且所述第二AC信号基于所述第三PWM信号。
本公开通过将接收DC电力的第一电力线与接收AC电力的第二电力线分离能够防止由于第一电力线与第二电力线之间的联接而导致的串扰。因此，可增大无载效应。
本公开将触摸驱动信号、第一AC信号和第二AC信号中的一个供应至围绕有效区域的噪声阻挡线，因此可阻挡由于位于有效区域外的边框区域中的电力线产生的边缘电容而导致的噪声。因此，可提高与边框区域相邻的有效区域的边缘处的触摸性能。
附记1.一种显示装置，该显示装置包括：
显示面板，所述显示面板包括有效区域和边框区域，在所述有效区域中布置有用于显示输入图像的像素和用于感测触摸输入的触摸传感器，所述边框区域位于所述有效区域外侧；以及
电力集成电路IC，所述电力集成电路IC产生直流DC电力和交流AC电力，并且将DC电力和AC电力供应至所述边框区域中的多条电力线，
其中，所述多条电力线包括被供应DC电力的第一电力线和被供应AC电力的第二电力线，
其中，所述边框区域包括第一边框区域和第二边框区域，所述第一电力线位于所述第一边框区域中，所述第二电力线位于所述第二边框区域中。
附记2.根据附记1所述的显示装置，其中，所述第二边框区域在所述第一边框区域与所述有效区域之间。
附记3.根据附记2所述的显示装置，其中，围绕所述有效区域的噪声阻挡线在所述第二边框区域中。
附记4.根据附记2所述的显示装置，其中，悬置线在所述第一边框区域与所述第二边框区域之间。
附记5.根据附记2所述的显示装置，其中，在感测所述触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线，并且
其中，将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述第二电力线。
附记6.根据附记3所述的显示装置，其中，在感测触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线，并且
其中，将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述噪声阻挡线。
附记7.根据附记3所述的显示装置，其中，所述噪声阻挡线的宽度大于所述第一电力线的宽度或者所述第二电力线的宽度。
附记8.根据附记3所述的显示装置，其中，悬置线在所述第一边框区域与所述第二边框区域之间。
附记9.根据附记4所述的显示装置，其中，所述悬置线的宽度大于所述第一电力线的宽度或所述第二电力线的宽度。
附记10.一种用于驱动集成在显示面板中的触摸传感器的方法，该方法包括以下步骤：
将帧周期划分为显示时段和触摸感测时段；
在触摸传感器驱动时段期间，将第一交流AC信号供应至像素数据线并且将第二AC信号供应至像素选通线；
在所述触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器；以及
在显示驱动时段期间，将数据电压供应至数据线并且将与所述数据电压同步的选通脉冲供应至选通线并且停止第一AC信号和第二AC信号；
其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号与所述触摸传感器驱动信号同步，并且
其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号的幅值与所述触摸传感器驱动信号的幅值相同。
附记11.根据附记10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
在所述显示驱动时段期间将公共电压供应至所述触摸传感器。
附记12.根据附记10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
生成第一脉宽调制PWM信号、第二PWM信号和第三PWM信号，
其中，所述触摸驱动信号基于第一PWM，所述第一AC信号基于所述第二PWM信号，并且所述第二AC信号基于所述第三PWM信号。
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被并入且构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1示出了根据本发明的示例性实施方式的显示装置；
图2示出了嵌入在像素阵列中的触摸传感器的示例；
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的按照时分驱动在显示驱动时段和触摸传感器驱动时段中供应至触摸传感器、数据线和选通线的信号的波形图；
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的显示面板、定时控制器、触摸驱动装置和显示驱动器的连接关系；
图5示出了图4所示的SRIC的内部构造；
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的主电力IC、TPIC和PWM发生器中的每一个的操作；
图7示出了根据本发明的示例性实施方式的边框区域中的电力线的连接关系；
图8是在图7所示的边框区域中的电力线的截面图；
图9示出了根据本发明的示例性实施方式的布置在边框区域中的电力线的另一连接关系；
图10是布置在图9所示的边框区域中的电力线的截面图；
图11、图12和图13示出了根据本发明的示例性实施方式的触摸驱动装置的各个示例。
具体实施方式
现在，将详细参照本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出。在可能的情况下，相同的标号将在所有附图中始终用于指代相同或相似的部件。应注意，如果确定已知技术会误导本发明的实施方式，则将省略其详细说明。
图1至图6示出了根据本发明的示例性实施方式的显示装置。
参照图1至图6，可基于诸如液晶显示器(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和电泳显示器(EPD)的平板显示器来实现根据本发明的实施方式的显示装置。在以下描述中，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。也可使用其它平板显示器。
显示装置包括显示模块和触摸模块。
显示模块可包括显示面板10、显示驱动器、定时控制器16和主机系统19。
显示面板10包括形成在上基板与下基板之间的液晶层。显示面板10的像素阵列包括形成在由数据线D1至Dm和选通线G1至Gn限定的像素区域中的像素101，其中m和n是正整数。各个像素101包括形成在数据线D1至Dm与选通线G1至Gn的交叉处的薄膜晶体管(TFT)、充电至数据电压的像素电极、连接至像素电极并且保持像素的电压的存储电容器等。
显示面板10包括有效区域和位于有效区域外的边框区域，在有效区域中，布置有用于显示输入图像的像素101和用于感测触摸输入的触摸传感器TS。
黑底、滤色器等可形成在显示面板10的上基板上。另选地，显示面板10的下基板可按照COT(TFT上滤色器)结构来构造。在这种情况下，黑底和滤色器可形成在显示面板10的下基板上。被供应公共电压Vcom的公共电极可形成在显示面板10的上基板或下基板上。偏振板分别附接至显示面板10的上基板和下基板。用于设置液晶的预倾角的配向层分别形成在显示面板10的上基板和下基板中的接触液晶的内表面上。列间隔件形成在显示面板10的上基板与下基板之间，以使液晶盒的盒间隙保持不变。
背光单元可以在显示面板10的背面下方。背光单元可实现为侧光式背光单元和直下式背光单元中的一个，并且将光照射至显示面板10上。可按照包括扭曲向列(TN)模式、垂直对准(VA)模式、共面转换(IPS)模式、边缘场开关(FFS)模式等任何已知模式来实现显示面板10。
显示驱动器包括数据驱动器12和选通驱动器14。显示驱动器在定时控制器TCON 16的控制下将输入图像数据RGB施加至显示面板10的像素101。数据驱动器12将从定时控制器16接收的输入图像数据RGB转换为正模拟伽玛补偿电压和负模拟伽玛补偿电压并且输出数据电压。数据驱动器12随后将数据电压供应至数据线D1至Dm。选通驱动器14将与数据电压同步的选通脉冲(或者扫描脉冲)依次供应至选通线G1至Gn，并且选择被施加数据电压的显示面板10的像素线。
定时控制器16从主机系统19接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK的定时信号。定时控制器16使数据驱动器12与选通驱动器14的操作定时彼此同步。定时控制器16利用定时信号产生用于分别控制数据驱动器12和选通驱动器14的操作定时的数据定时控制信号和扫描定时控制信号。数据定时控制信号包括源采样时钟SSC、源输出使能信号SOE、极性控制信号POL等。扫描定时控制信号包括选通起始脉冲GSP、选通移位时钟GSC、选通输出使能信号GOE等。
主机系统19将输入图像数据RGB和定时信号Vsync、Hsync、DE和MCLK发送至定时控制器16。此外，主机系统19可执行与从触摸驱动装置18接收的触摸坐标信息TDATA(XY)关联的应用。
触摸模块包括触摸传感器TS1至TS4和驱动触摸传感器TS1至TS4的触摸驱动装置18。
触摸传感器TS1至TS4可实现为通过电容方式感测触摸输入的电容传感器。触摸传感器TS1至TS4各自具有电容。可将电容划分为自电容和互电容。自电容可沿着在一个方向上形成的单层导线形成，互电容可形成在彼此垂直的两条导线之间。
触摸传感器TS1至TS4可嵌入在显示面板10的像素阵列中。参照图2，显示面板10的像素阵列包括触摸传感器TS1至TS4和连接至触摸传感器TS1至TS4的传感器线L1至Li，其中“i”是小于m和n的正整数。将像素101的公共电极COM被划分为多个分段。触摸传感器TS1至TS4实现为划分的公共电极COM。一个公共电极分段通常连接至多个像素101并且形成一个触摸传感器。触摸传感器TS1至TS4在显示驱动时段Td期间将公共电压Vcom供应至像素101。在触摸传感器驱动时段Tt期间，触摸传感器TS1至TS4接收触摸驱动信号Vdrv并且感测触摸输入。作为示例，图2示出了自电容触摸传感器。针对触摸传感器TS1至TS4，也可使用其它类型的触摸传感器。
触摸驱动装置18在触摸操作之前和触摸操作之后感测触摸传感器TS1至TS4的电荷的改变，并且确定是否利用例如手指(或手写笔)的导电材料执行触摸操作以及触摸操作的位置。触摸驱动装置18分析触摸传感器TS1至TS4的电荷的改变，确定是否接收到触摸输入，并且计算触摸输入的位置的坐标。触摸输入的位置的坐标信息TDATA(XY)被发送至主机系统19。
根据本发明的实施方式的显示装置将一个帧周期在时间上划分为感测触摸输入的一个时段和施加输入图像数据的一个时段。对此，如图3所示，定时控制器16可基于触摸使能信号TEN将一个帧周期在时间上划分为感测触摸输入的触摸传感器驱动时段Tt和施加输入图像数据的显示驱动时段Td。作为示例，图3示出了一个帧周期在时间上划分为一个触摸传感器驱动时段Tt和一个显示驱动时段Td。本发明的实施方式不限于此。例如，可将一个帧周期在时间上划分为多于一个触摸传感器驱动时段Tt和多于一个显示驱动时段Td。
在显示驱动时段Td期间，数据驱动器12在定时控制器16的控制下将数据电压供应至数据线D1至Dm，并且选通驱动器14在定时控制器16的控制下将与数据电压同步的选通脉冲依次供应至选通线G1至Gn。在显示驱动时段Td期间，触摸驱动装置18停止触摸感测操作。
在触摸传感器驱动时段Tt期间，触摸驱动装置18驱动触摸传感器TS1至TS4。触摸驱动装置18将触摸驱动信号Vdrv经由传感器线L1至Li供应至触摸传感器TS1至TS4，并且感测触摸输入。
在触摸传感器驱动时段Tt期间，显示驱动器(12、14)将与触摸驱动信号Vdrv同步的第一AC(交流)信号LFD1和第二AC(交流)信号LFD2供应至连接至像素101的信号线D1至Dm和G1至Gn，从而使连接至像素101的信号线D1至Dm和G1至Gn与触摸传感器TS1至TS4之间的寄生电容最小化。
如图3所示，触摸传感器驱动器RIC在触摸传感器驱动时段Tt期间将触摸驱动信号Vdrv供应至触摸传感器TS1至TS。显示驱动器(12、14)在触摸传感器驱动时段Tt期间将第一AC信号LFD1供应至数据线D1至Dm，并且将第二AC信号LFD2供应至选通线G1至Gn。也就是，在用于感测触摸输入的触摸传感器驱动时段Tt期间，触摸传感器驱动器RIC将触摸驱动信号Vdrv供应至触摸传感器TS1至TS，将与触摸驱动信号Vdrv具有相同相位和相同幅值的第一AC信号LFD1供应至连接至像素101的数据线D1至Dm，并且将与触摸驱动信号Vdrv具有相同相位和相同幅值的第二AC信号LFD2供应至连接至像素101的选通线G1至Gn。
参照图5，触摸传感器驱动器RIC可包括复用器MUX和感测电路SU。虽然没有示出，但是复用器MUX在微控制器单元(MCU)的控制下选择由感测电路SU访问的触摸传感器TS并且随后将触摸驱动信号Vdrv供应至选择的触摸传感器TS。
感测电路SU经由复用器MUX连接至传感器线L1至Li，测量从触摸传感器TS接收的电压的波形的变化，并且将该变化转换为数字数据。感测电路SU包括放大接收到的触摸传感器TS的电压的放大器、对放大器的放大的电压进行累积的积分器和将积分器的电压转换为数字数据的模数转换器(ADC)。从ADC输出的数字数据是触摸原始数据，并且被发送至MCU。
图4示出了显示面板、定时控制器16、触摸驱动装置和显示驱动器的连接关系。图5示出了图4所示的集成源驱动器IC和触摸传感器驱动器SRIC的内部构造。图6示出了根据本发明的实施方式的主电力IC、触摸电力IC TPIC和脉宽调制PWM发生器中的每一个的操作。
参照图4至图6，触摸驱动装置可包括触摸电力IC TPIC 260、主电力IC PMIC300和安装在控制印刷电路板(PCB)CPCB上的定时控制器TCON 16。触摸驱动装置还可包括PWM发生器250。PWM发生器250可安装在控制PCB CPCB上。
控制PCB CPCB可经由线缆电连接至源PCB SPCB。源PCB SPCB和显示面板可经由COF(覆晶薄膜)1彼此电连接。
实现数据驱动器的源驱动器IC SIC和触摸传感器驱动器RIC被集成以形成SRIC。SRIC可以安装在COF1上。
实现选通驱动器的选通驱动器IC GIC可以安装在COF2上。COF2附接至显示面板。
触摸传感器驱动器RIC包括复用器MUX和感测电路SU。在触摸传感器驱动时段Tt期间，触摸传感器驱动器RIC将从触摸电力IC 260接收的触摸驱动信号Vdrv供应至选择的触摸传感器TS，积累从选择的触摸传感器TS接收的电荷，并且输出触摸原始数据T1至T3。在显示驱动时段Td期间，传感器线L1至Li与复用器MUX之间的连接被解除，并且传感器线L1至Li连接至公共电压输入端子(未示出)。因此，公共电压在显示驱动时段Td期间被供应至触摸传感器TS。
源驱动器IC SIC包括响应于触摸使能信号TEN而接通或断开的输出控制开关SW。在触摸传感器驱动时段Tt期间，输出控制开关SW将输出第一AC信号LFD1的触摸电力IC 260连接至数据线D1至D5，并且使得第一AC信号LFD1被供应至数据线D1至D5。
在显示驱动时段Td期间，输出控制开关SW将输出数据电压DATA1至DATA5的输出缓冲器BUF连接至数据线D1至D5，并且使得数据电压DATA1至DATA5被供应至数据线D1至D5。
在触摸传感器驱动时段Tt期间，选通驱动器IC GIC将输出第二AC信号LFD2的触摸电力IC 260连接至选通线G1至Gn，并且使得第二AC信号LFD2被供应至选通线G1至Gn。
选通驱动器IC GIC和触摸电力IC 260经由COF1、电力线、COF2等彼此连接。电力线可表示为LOG(玻璃上布线(line-on glass))线，并且是在显示面板的显示基板上的信号线。稍后参照图7描述电力线。在显示驱动时段Td期间，解除了选通驱动器IC GIC与触摸电力IC 260之间的电连接。
PWM发生器250输出各自具有相同相位的第一PWM信号P1、第二PWM信号P2和第三PWM信号P3。
触摸电力IC 260产生基于第一PWM信号P1的触摸驱动信号Vdrv、基于第二PWM信号P2的第一AC信号LFD1和基于第三PWM信号P3的第二AC信号LFD2。
如图6所示，触摸电力IC 260从主电力IC 300接收DC(直流)电平的选通低电压VGL和公共电压Vcom。选通低电压VGL是能够关闭包括在显示面板10中的TFT的电压。触摸电力IC 260基于公共电压Vcom使从PWM发生器250接收的第一PWM信号P1电平移位，并且产生触摸驱动信号Vdrv。触摸电力IC 260基于公共电压Vcom使从PWM发生器250接收的第二PWM信号P2电平移位，并且产生第一AC信号LFD1。触摸电力IC 260基于选通低电压VGL使从PWM发生器250接收的第三PWM信号P3电平移位，并且产生第二AC信号LFD2。触摸电力IC 260使得触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2具有相同幅值。
主电力IC 300产生选通高电压VGH、选通低电压VGL、公共电压Vcom、高电位驱动电压VDD、高电位逻辑电压VCC等。选通高电压VGH是能够接通包括在显示面板10中的TFT的电压。选通高电压VGH和选通低电压VGL是用于产生施加至选通线的选通脉冲的电压。高电位驱动电压VDD是供应至包括在源驱动器IC SIC中的伽玛串(gamma string)的电力电压。高电位逻辑电压VCC是用于操作源驱动器ICSIC、SRIC和选通驱动器IC GIC的内部逻辑的操作电压。
根据本发明的实施方式的显示装置是触摸传感器集成式显示装置。触摸传感器集成式显示装置可采用图4所示的双馈电法(double feeding method)，以便使可由RC延迟引起的信号失真最小化。根据双馈电法，数据电压从显示面板10的彼此相对的第一侧和第二侧被同时供应至数据线D1至Dm，并且选通脉冲从显示面板10的也彼此相对的第三侧和第四侧被同时供应至选通线G1至Gn。本发明的实施方式不限于此。
图7示出了根据本发明的实施方式的在边框区域中的电力线的连接关系，并且图8是在图7所示的边框区域中的电力线的截面图。
参照图7和图8，根据本发明的实施方式的显示面板10包括有效区域AA和边框区域BZ。
有效区域AA包括用于显示输入图像的像素101和用于感测触摸输入的触摸传感器TS。
边框区域BZ位于有效区域AA的外侧。多条电力线pdl和pal位于边框区域BZ中。电力线pdl和pal接收在电力IC中产生的DC电力和AC电力。电力线pdl和pal包括被供应DC电力的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3以及被供应AC电力的第二电力线pal1和pal2。
边框区域BZ包括设置有第一电力线pdl1、pdl2和pdl3的第一边框区域BZ1和设置有第二电力线pal1和pal2的第二边框区域BZ2。第二边框区域BZ2位于第一边框区域BZ1与有效区域AA之间。第二边框区域BZ2位于比第一边框区域BZ1更靠近于有效区域AA的位置。
围绕有效区域AA的噪声阻挡线nsl可以在第二边框区域BZ2中。噪声阻挡线nsl可以在第二边框区域BZ2中的电力线pal1与有效区域AA之间。噪声阻挡线nsl可电连接至电力线pal2。电力线pal1在与有效区域AA相邻的第二边框区域BZ2中，并且被供应DC电力的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3在与电力线pal1分开的第一边框区域BZ1中。因此，可防止由AC联接导致的串扰。
电力IC包括主电力IC 300(或PMIC)和触摸电力IC 260(或TPIC)。主电力IC 300产生选通高电压VGH、选通低电压VGL、公共电压Vcom、高电位驱动电压VDD、高电位逻辑电压VCC等。触摸电力IC 260从主电力IC 300接收DC电平的选通低电压VGL和公共电压Vcom，并且产生基于第一PWM信号P1的触摸驱动信号Vdrv、基于第二PWM信号P2的第一AC信号LFD1和基于第三PWM信号P3的第二AC信号LFD2。
DC电力包括选通高电压VGH、选通低电压VGL、公共电压Vcom、高电位驱动电压VDD、高电位逻辑电压VCC等。AC电力包括触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2。在感测触摸输入的触摸传感器驱动时段Tt期间，将触摸驱动信号Vdrv供应至触摸传感器TS，将具有与触摸驱动信号Vdrv相同相位和相同幅值的第一AC信号LFD1供应至连接至像素101的数据线D1至Dm，并且将具有与触摸驱动信号Vdrv相同相位和相同幅值的第二AC信号LFD2供应至连接至像素101的选通线G1至Gn。
电力线pdl和pal中的每一个的一端电连接至COF1，并且另一端电连接至COF2。第一电力线pdl1、pdl2和pdl3经由COF1接收由触摸电力IC 260供应的DC电力。第一电力线pdl1、pdl2和pdl3经由COF2将接收到的DC电力供应至选通驱动器ICGIC。第二电力线pal1和pal2经由COF2接收由触摸电力IC 260供应的(包括触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2的)AC电力。第21电力线pal1接收第二AC信号LFD2，并且经由COF2将第二AC信号LFD2供应至选通驱动器IC GIC。第22电力线pal2接收AC电力(包括触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2)，并且将AC电力供应至噪声阻挡线nsl。
第一电力线pdl1、pdl2和pdl3包括被供应DC电平的选通高电压VGH的第11电力线pdl1、被供应高电位驱动电压VDD的第12电力线pdl2和被供应高电位逻辑电压VCC的第13电力线pdl3。优选地，但不是必须的，比其它第一电力线更多地受到由第21电力线pal1导致的串扰影响的第一电力线远离第二边框区域BZ2。因此，第一电力线pdl1、pdl2和pdl3中的较少受到串扰影响的第11电力线pdl1可位于与第二边框区域BZ2相邻的位置。
在显示驱动时段Td期间，将DC电平的选通低电压VGL供应至第21电力线pal1，并且在触摸传感器驱动时段Tt期间，将第二AC信号LFD2供应至第21电力线pal1。本发明的实施方式描述了在触摸传感器驱动时段Tt期间，将第二AC信号LFD2供应至第21电力线pal1，但是本发明的实施方式不限于此。可将触摸驱动信号Vdrv或第一AC信号LFD1供应至第21电力线pal1。
可经由第22电力线pal2将触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2中的一个供应至设置在第21电力线pal1与有效区域AA之间的噪声阻挡线nsl。
如上所述，本发明的实施方式将触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2中的一个在触摸传感器驱动时段Tt期间供应至第21电力线pal1。根据本发明的实施方式的第21电力线pal1与有效区域AA相邻并且与被供应DC电力的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3分开。因此，由于不产生互电容，所以可防止供应至第一电力线pdl1、pdl2和pdl3的DC电力的纹波。
此外，可经由第22电力线pal2将触摸驱动信号Vdrv、第一AC信号LFD1和第二AC信号LFD2中的一个供应至噪声阻挡线nsl。因此，能阻挡由于位于有效区域AA外的边框区域BZ中的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3而产生的边缘电容导致的噪声。因此，可提高在与边框区域BZ相邻的有效区域AA的边缘处的触摸性能。
噪声阻挡线nsl的宽度W1可大于第一电力线pdl1、pdl2和pdl3的宽度W3或者第21电力线pal1的宽度W2。随着噪声阻挡线nsl的宽度W1增大，能够使由RC延迟导致的AC信号Vdrv、LFD1和LFD2的失真最小化。
图9示出了根据本发明的实施方式的布置在边框区域中的电力线的另一连接关系，并且图10是在图9所示的边框区域中的电力线的截面图。
参照图9和图10，根据本发明的实施方式的显示面板10包括有效区域AA和边框区域BZ。在图9和图10中用相同的标号指代与图7和图8所示的结构和部件相同或等同的结构和组件，并且可简要进行进一步描述或可完全省略进一步描述。
边框区域BZ包括布置有第一电力线pdl1、pdl2和pdl3的第一边框区域BZ1和布置有第二电力线pal1的第二边框区域BZ2。第二边框区域BZ2位于第一边框区域BZ1与有效区域AA之间。第二边框区域BZ2位于比第一边框区域BZ1更靠近有效区域AA的位置。
悬置线f1位于第一边框区域BZ1与第二边框区域BZ2之间。位于第一边框区域BZ1与第二边框区域BZ2之间的悬置线f1可防止DC电力的纹波。当AC信号Vdrv、LFD1和LFD2被供应至第二电力线pal1时，可能在与第二电力线pal1联接的悬置线f1中产生由AC信号Vdrv、LFD1和LFD2导致的纹波。在悬置线f1中产生的纹波可能在与悬置线f1联接的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3中产生。但是，因为悬置线f1的两个端部中的一个连接至地电压，所以产生的纹波经由地电压而逸出(escape)。因此，纹波消失或减少。与悬置线f1联接的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3几乎不受纹波影响。
在悬置线f1与第一电力线pdl1、pdl2和pdl3之间以及在悬置线f1与第二电力线pal1之间产生互电容。然而，因为不是AC信号Vdrv、LFD1和LFD2，而是DC电力被供应至第一电力线pdl1、pdl2和pdl3，所以在第一电力线pdl1、pdl2和pdl3之间不产生DC电力的纹波。位于第一边框区域BZ1与第二边框区域BZ2之间的悬置线f1用作第一电力线pdl1、pdl2和pdl3与第二电力线pal1之间的缓冲器，并且因此可减少由供应至第二电力线pal1的AC信号Vdrv、LFD1和LFD2产生的纹波。因此，悬置线f1能够防止在与第二电力线pal1相邻的第一电力线pdl1、pdl2和pdl3中产生纹波。
悬置线f1的宽度W12可大于第一电力线pdl1、pdl2和pdl3的宽度W13或者第二电力线pal1的宽度W11。随着悬置线f1的宽度W12增大，可减弱第一电力线pdl1、pdl2和pdl3与第二电力线pal1之间的联接，因此可减小寄生电容。因此，可防止由联接导致的串扰。
如上所述，因为本发明的实施方式通过无载驱动方法将去除了纹波的具有相同相位和相同幅值的触摸驱动信号Vdrv和AC信号LFD1和LFD2施加至寄生电容的两端(触摸传感器和信号线)，所以可排除寄生电容的影响。这是因为去除了纹波的寄生电容的两端(触摸传感器和信号线)同时改变，并且充至寄生电容的电荷量随着两端之间电压差的减小而减少。根据无载驱动方法，因为充至寄生电容的电荷量在理论上为零，所以可获得被识别为好像没有寄生电容的无载效应。
图11至图13示出了根据本发明的实施方式的触摸驱动装置18的各个示例。
根据本发明的实施方式的触摸驱动装置18可实现为图11至图13所示的IC封装。
参照图11，触摸驱动装置18包括驱动器IC DIC和触摸感测IC TIC。
驱动器IC DIC包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器110、开关阵列120、定时控制信号发生器130、复用器(MUX)140和DTX补偿电路150。
触摸传感器通道电路100经由传感器线连接至触摸传感器的电极，并且经由开关阵列120连接至Vcom缓冲器110和复用器140。复用器140将传感器线连接至触摸感测IC TIC。就1对3复用器而言，复用器140按照时分方式将触摸感测IC TIC中的一个通道依次连接至三条传感器线，因此减少了触摸感测IC TIC的通道数量。复用器140响应于MUX控制信号MUXC1至MUXC3依次选择将被连接至触摸感测ICTIC的通道的传感器线。复用器140经由触摸线连接至触摸感测IC TIC的通道。
Vcom缓冲器110输出像素的公共电压Vcom。开关阵列120在定时控制信号发生器130的控制下在显示驱动时段期间将从Vcom缓冲器110输出的公共电压Vcom供应至触摸传感器通道电路100。开关阵列120在定时控制信号发生器130的控制下在触摸传感器驱动时段期间将传感器线连接至触摸感测IC TIC。
定时控制信号发生器130产生用于控制显示驱动器和触摸感测IC TIC的操作定时的定时控制信号。显示驱动器包括用于将输入图像的数据应用于像素的数据驱动器12和选通驱动器14。数据驱动器12产生数据电压，并且将数据电压供应至显示面板10的数据线D1至Dm。数据驱动器12可集成在驱动器IC DIC中。选通驱动器14将与数据电压同步的选通脉冲(或扫描脉冲)依次供应至显示面板10的选通线G1至Gn。选通驱动器14与像素一起可以在显示面板10的基板上。
驱动器IC DIC的定时控制信号发生器130与图1所示的定时控制器TCON 16中存在的定时控制信号发生器基本相同。定时控制信号发生器130在显示驱动时段期间驱动显示驱动器，并且在触摸传感器驱动时段期间驱动触摸感测IC TIC。
如图3所示的定时控制信号发生器130产生限定显示驱动时段Td和触摸传感器驱动时段Tt的触摸使能信号TEN，并且使显示驱动器与触摸感测IC TIC同步。显示驱动器在触摸使能信号TEN的第一电平时段期间将数据施加至像素。触摸感测ICTIC响应于触摸使能信号TEN的第二电平驱动触摸传感器，并且感测触摸输入。触摸使能信号TEN的第一电平可为高电平，并且触摸使能信号TEN的第二电平可为低电平，反之亦然。
触摸感测IC TIC连接至驱动电力电路(未示出)，并且接收驱动电力。触摸感测IC TIC响应于触摸使能信号TEN的第二电平产生触摸传感器驱动信号，并且将触摸传感器驱动信号施加至触摸传感器。可按照包括方波、正弦波、三角波等各种脉冲形状产生触摸传感器驱动信号。然而，优选地，但不是必须的，按照方波的脉冲形状产生触摸传感器驱动信号。可将触摸传感器驱动信号施加至触摸传感器中的每一个，并施加N次，使得电荷在触摸感测IC TIC的积分器上积累N次或更多次，其中N是大于或等于2的自然数。
触摸传感器驱动信号的噪声可根据输入图像的数据的改变而增大。DTX补偿电路150分析输入图像的数据，根据输入图像的灰度级的变化从触摸原始数据中去除噪声分量，并且将其发送至触摸感测IC TIC。DTX指的是显示和触摸串扰。在对应于本申请的申请人的韩国专利申请No.10-2012-0149028(2012年12月19日)中详细公开了关于DTX补偿电路150的内容，该申请以引用方式全文并入本文。在触摸传感器的噪声不根据输入图像的数据的变化而敏感地发生改变的系统的情况下，DTX补偿电路150不是必须的，因此可以被省略。
触摸感测IC TIC在触摸传感器驱动时段Tt期间响应于来自定时控制信号发生器130的触摸使能信号TEN驱动复用器140，并且经由复用器140和传感器线接收触摸传感器的电荷。
触摸感测IC TIC在从触摸传感器驱动信号输入触摸之前和之后检测电荷的变化，并且将电荷的变化与预定阈值进行比较。触摸感测IC TIC将电荷变化大于或等于阈值的触摸传感器的位置确定为触摸输入的区域。触摸感测IC TIC计算各个触摸输入的坐标，并且将包括触摸输入的坐标信息的触摸数据TDATA(XY)发送至外部主机系统19。触摸感测IC TIC包括放大触摸传感器的电荷的放大器、对从触摸传感器接收的电荷进行累积的积分器、将积分器的电压转换为数字数据的模数转换器(ADC)和算术逻辑电路。算术逻辑电路将从ADC输出的触摸原始数据与阈值进行比较，并且基于比较结果确定触摸输入。算术逻辑电路执行计算坐标的触摸识别算法。
驱动器IC DIC和触摸感测IC TIC可经由串行外设接口SPI发送和接收信号。
主机系统19指的是可应用根据本发明的实施方式的显示装置的电子装置的系统主体。主机系统19可实现为电话系统、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和家庭影院系统中的一个。主机系统19从触摸感测ICTIC接收触摸输入数据TDATA(XY)，并且执行与触摸输入关联的应用。
参照图12，触摸驱动装置18包括触摸传感器驱动器RIC DIC和微控制器单元(MCU)。
触摸传感器驱动器RIC包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器110、开关阵列120、第一定时控制信号发生器130、复用器(MUX)140、DTX补偿电路150、感测电路160、第二定时控制信号发生器170和存储器180。图12所示的触摸传感器驱动器RIC与图11所示的驱动器IC DIC的不同之处在于感测电路160和第二定时控制信号发生器170集成在触摸传感器驱动器RIC内。图12的第一定时控制信号发生器130与图11的定时控制信号发生器130基本相同。因此，第一定时控制信号发生器130产生用于控制显示驱动器和触摸感测IC TIC的操作定时的定时控制信号。
复用器140在MCU的控制下悬置由感测电路160访问的触摸传感器的电极。由除连接至充电至数据电压的像素的触摸传感器电极以外的其它触摸传感器电极中的感测电路160来选择经由感测电路160访问的触摸传感器电极。复用器140可在MCU的控制下供应公共电压Vcom。
感测电路160经由复用器140连接至传感器线115。感测电路160测量从触摸传感器电极22接收的电压的波形的改变，并且将所述改变转换为数字数据。感测电路160包括放大接收的触摸传感器电极22的电压的放大器、积累放大器的放大的电压的积分器和将积分器的电压转换为数字数据的模数转换器(ADC)。从ADC输出的数字数据是触摸原始数据TDATA，并且被发送至MCU。
第二定时控制信号发生器170产生用于控制复用器140和感测电路160的操作定时的定时控制信号和时钟。在触摸传感器驱动器RIC中可省略DTX补偿电路150。存储器180在第二定时控制信号发生器170的控制下临时存储触摸原始数据TDATA。
触摸传感器驱动器RIC和MCU可经由串行外设接口SPI发送和接收信号。MCU将触摸原始数据TDATA与预定阈值进行比较，并且基于比较结果确定触摸输入。MCU执行计算坐标的触摸识别算法。
参照图13，触摸驱动装置18包括驱动器IC DIC和存储器MEM。
驱动器IC DIC包括触摸传感器通道电路100、Vcom缓冲器110、开关阵列120、第一定时控制信号发生器130、复用器140、DTX补偿电路150、感测电路160、第二定时控制信号发生器170、存储器180和MCU 190。图13所示的驱动器IC DIC与图12所示的触摸传感器驱动器RIC的不同之处在于MCU 190集成在驱动器IC DIC内。MCU 190将触摸原始数据TDATA与预定阈值进行比较并且基于比较结果确定触摸输入。MCU 190执行计算坐标的触摸识别算法。
存储器MEM存储关于在显示驱动器和感测电路160的操作中所需的定时信息的寄存器设置值。当显示装置10通电时，寄存器设置值从存储器MEM加载至第一定时控制信号发生器130和第二定时控制信号发生器170。第一定时控制信号发生器130和第二定时控制信号发生器170基于从存储器MEM读取的寄存器设置值产生用于控制显示驱动器和感测电路160的定时控制信号。本发明的实施方式可通过改变存储器MEM的寄存器设置值来响应驱动装置的模式改变而不改变驱动装置的结构。
如上所述，本发明的实施方式通过将接收DC电力的第一电力线与接收AC电力的第二电力线分开能够防止第一电力线与第二电力线之间的联接导致的串扰。因此，可增大无载效应。
虽然已经参照多个示例性实施方式描述了实施方式，但是应理解，本领域技术人员可设计出将落入本公开的原理的范围内的许多其它修改和实施方式。更具体地，在本公开、附图和权利要求的范围内的组成部分和/或主题组合排列的排列中的各种改变和修改都是可能的。除了组成部分和/或排列中的改变和修改以外，另选用途对于本领域技术人员来说也是显而易见的。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年9月30日提交的韩国专利申请No.10-2015-0138262的权益，针对所有目的，将该申请以引用方式全部并入，如同在本文中全面阐述一样。

Claims (10)

1.一种显示装置，该显示装置包括：
显示面板，所述显示面板包括有效区域和边框区域，在所述有效区域中布置有用于显示输入图像的像素和用于感测触摸输入的触摸传感器，所述边框区域位于所述有效区域外侧；以及
电力集成电路IC，所述电力集成电路IC产生直流DC电力和交流AC电力，并且将DC电力和AC电力供应至所述边框区域中的多条电力线，
其中，所述多条电力线包括被供应DC电力的第一电力线和被供应AC电力的第二电力线，
其中，所述边框区域包括第一边框区域和第二边框区域，所述第一电力线位于所述第一边框区域中，所述第二电力线位于所述第二边框区域中。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述第二边框区域在所述第一边框区域与所述有效区域之间。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，围绕所述有效区域的噪声阻挡线在所述第二边框区域中。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，悬置线在所述第一边框区域与所述第二边框区域之间。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，在感测所述触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线，并且
其中，将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述第二电力线。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其中，在感测触摸输入的触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器，将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第一AC信号供应至连接至所述像素的数据线，并且将与所述触摸驱动信号具有相同相位和相同幅值的第二AC信号供应至连接至所述像素的选通线，并且
其中，将所述触摸驱动信号、所述第一AC信号和所述第二AC信号中的一个供应至所述噪声阻挡线。
7.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述噪声阻挡线的宽度大于所述第一电力线的宽度或者所述第二电力线的宽度。
8.根据权利要求3所述的显示装置，其中，悬置线在所述第一边框区域与所述第二边框区域之间。
9.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述悬置线的宽度大于所述第一电力线的宽度或所述第二电力线的宽度。
10.一种用于驱动集成在显示面板中的触摸传感器的方法，该方法包括以下步骤：
将帧周期划分为显示时段和触摸感测时段；
在触摸传感器驱动时段期间，将第一交流AC信号供应至像素数据线并且将第二AC信号供应至像素选通线；
在所述触摸传感器驱动时段期间，将触摸驱动信号供应至所述触摸传感器；以及
在显示驱动时段期间，将数据电压供应至数据线并且将与所述数据电压同步的选通脉冲供应至选通线并且停止第一AC信号和第二AC信号；
其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号与触摸传感器驱动信号同步，并且
其中，所述第一AC信号和所述第二AC信号的幅值与触摸传感器驱动信号的幅值相同。
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