CN107066135A - 具有嵌入的触摸屏的显示装置和用于检测触摸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有嵌入的触摸屏的显示装置和用于检测触摸的方法，所述显示装置，其能够在触摸传感器和传感器信号线安置于显示装置中时防止在显示装置中产生的图像质量的恶化，且解决由于在触摸传感器和传感器信号线与显示装置的信号线和组件之间产生的寄生电容而减弱检测到的触摸信号的敏感度的问题，其包括：衬底，像素电极、驱动信号线和共同电极安置于所述衬底上，其中所述共同电极安置于所述像素电极上方或下方；以及多个触摸传感器，其通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置。

Description

具有嵌入的触摸屏的显示装置和用于检测触摸的方法

相关申请案的交叉参考

本申请案要求2015年12月11日申请的韩国专利申请案第10-2015-0176960号的优先权和权益，所述韩国专利申请案在此出于所有目的被以引用的方式并入，如同在本文中充分阐述一样。

技术领域

本发明内容涉及一种具有嵌入的触摸屏的显示装置和一种用于检测触摸的方法。

背景技术

通常，触摸屏为添加在例如液晶显示器(liquid crystal display；LCD)、等离子显示面板(plasma display panel；PDP)、有机发光二极管(organic light emittingdiode；OLED)、有源矩阵有机发光二极管(active matrix organic light emittingdiode；AMOLED)和类似者的显示装置上的输入装置或嵌于显示装置上，触摸屏为辨识接触触摸屏的物件(例如，手指、触笔或类似者)作为输入信号的装置。触摸输入装置最近已主要地装在例如移动电话、个人数字助理(personal digital assistant；PDA)、便携式多媒体播放器(potable multimedia player；PMP)和类似者的移动设备中，且还已用于所有工业领域中，例如，导航装置、上网本计算机、膝上型计算机、数字信息装置、供应支持操作系统的触摸输入的桌上型计算机、因特网协议电视(Internet protocol television；IPTV)、当前技术发展水平歼击机、坦克、装甲车和类似者。

使用以上描述的触摸屏的显示装置可取决于其结构而划分成触摸屏附加型显示装置、触摸屏胞元上型显示装置和触摸屏胞元内型显示装置。触摸屏附加型显示装置是通过个别地制造显示装置和触摸屏且接着在显示装置的上部板上添加触摸屏来制造的，其具有厚的厚度，且具有低的亮度以具有低可见性。触摸屏胞元上型显示装置是通过在显示装置的上部衬底(LCD的彩色滤光片或OLDE的密封衬底)上直接形成构成触摸屏的元件来制造的，且其可具有如与触摸屏附加型显示装置相比减小的厚度，但可能不在制造LCD的现有过程中制造，使得其需要额外装备投资，或在使用现有装备制造触摸屏胞元上型显示装置时增加了制造成本。

另一方面，触摸屏胞元内型显示装置可在制造例如LCD、OLED或类似者的显示装置的过程中在无额外投资的装备的情况下制造，使得减少了制造成本，且可使用高性能显示装置制造装备。因此，其产量增大，使得制造成本进一步减小。

然而，在根据相关技术的触摸屏胞元内型显示装置中，触摸传感器和传感器信号线产生对显示装置的驱动信号线的干扰以造成显示装置的图像质量的恶化，使得查看到触摸传感器和传感器信号线，且在传感器信号线断开连接的情况下，触摸屏的性能恶化。

此外，在触摸屏嵌入于LCD中的情况下，当LCD的像素电极或源极线或栅极线与触摸传感器或传感器信号线在垂直或水平方向上相互重叠时，物理寄生电容产生，且寄生电容的量值显著地大，使得触摸敏感度由于寄生电容而恶化或在极端情况下可能检测不到触摸信号。

[相关技术文献]

[专利文献]

(专利文献1)韩国专利公开案第10-1144723号(2012年5月3日)

发明内容

已建议本发明以便解决如上所述的相关技术中的问题，且本发明的目标为形成触摸传感器和传感器信号线以便定位于显示装置的驱动信号线(源极线、栅极线或类似者)上方或下方(或在与驱动信号线相同的线上)以防止信号线在显示装置中被观测到，和去除触摸传感器和传感器信号线对显示装置的影响，由此防止显示装置的故障。

根据本发明的示范性实施例，提供一种具有嵌入的触摸屏的显示装置，所述显示装置包含衬底，像素电极、驱动信号线和共同电极安置于所述衬底上，其中所述共同电极安置于所述像素电极上方或下方，所述显示装置包括：通过将一或多个共同电极相互电连接配置的触摸传感器。

所述显示装置还包括传感器信号线，其将通过将一或多个共同电极相互电连接配置的所述触摸传感器电连接到触摸驱动集成电路。

所述传感器信号线是通过将一或多个共同电极相互电连接而配置。

所述传感器信号线由透明传导性材料或不透明金属材料形成，且安置于垂直于所述驱动信号线的相同线上。

所述触摸驱动集成电路在所述像素电极的窃取周期期间驱动通过电连接一或多个共同电极配置的所述触摸传感器。

所述共同电极安置于所述像素电极上方，且绝缘层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

防护层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

所述防护层被划分以按一对一的方式与通过电连接一或多个共同电极而配置的所述触摸传感器重叠。

在通过电连接一或多个共同电极配置的所述触摸传感器当中，与检测触摸的第一触摸传感器重叠的所述防护层被施加第一电压，且与不检测所述触摸的第二触摸传感器重叠的所述防护层被施加第二电压。

所述第一电压为交流电压或预充电电压，所述第二电压为直流电压或接地电压，且所述第一电压和所述第二电压从触摸驱动集成电路或电力管理集成电路供应。

根据本发明的再一示范性实施例，一种用于检测显示装置的触摸的方法，所述显示装置具有嵌入的触摸屏且包含于其上安置有像素电极、驱动信号线和共同电极的衬底，其中所述共同电极安置于所述像素电极上或下方，所述用于检测显示装置的触摸的方法包括：由通过将一或多个共同电极相互电连接而配置的触摸传感器产生触摸信号；和通过由传感器信号线接收所述产生的触摸信号来检测所述触摸。

所述传感器信号线将通过将一或多个共同电极相互电连接配置的所述触摸传感器电连接到触摸驱动集成电路。

所述传感器信号线是通过将一或多个共同电极相互电连接而配置。

所述传感器信号线由透明传导性材料或不透明金属材料形成，且安置于垂直于所述驱动信号线的相同线上。

所述触摸驱动集成电路在所述像素电极的窃取周期期间驱动通过电连接一或多个共同电极配置的所述触摸传感器。

所述共同电极安置于所述像素电极上方，且绝缘层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

防护层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

所述防护层被划分以按一对一的方式与通过电连接一或多个共同电极而配置的所述触摸传感器重叠。

在通过电连接一或多个共同电极配置的所述触摸传感器当中，与检测触摸的第一触摸传感器重叠的所述防护层被施加第一电压，且与不检测所述触摸的第二触摸传感器重叠的所述防护层被施加第二电压。

所述第一电压为交流电压或预充电电压，所述第二电压为直流电压或接地电压，且所述第一电压和所述第二电压从触摸驱动集成电路或电力管理集成电路供应。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的示范性实施例的三端子开关元件的概念图。

图2是用于描述形成线之间的触摸电容和电容的原理的视图。

图3是说明在根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中的触摸检测构件的基本结构的电路图。

图4是图3的等效电路图。

图5是说明根据本发明的示范性实施例的触摸传感器将交流电压施加到线之间的等效电容器Ceq以便检测触摸信号的实例的视图。

图6是说明LCD的结构的视图。

图7是说明图6的薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)的详细结构的视图。

图8是根据本发明的第一示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的结构图。

图9是说明根据本发明的示范性实施例的在具有嵌入的触摸屏的显示装置中的触摸传感器和触摸集成电路(integrated circuit；IC)的布局的实例的视图。

图10是说明根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中的触摸传感器的配置的视图。

图11是根据本发明的第二示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的结构图。

图12是说明根据本发明的示范性实施例的防护层(G/L)的使用和驱动信号的传送的视图。

图13到图15是说明在根据本发明的示范性实施例的用于检测具有嵌入的触摸屏的显示装置的触摸的方法中的施加AC输入电压的概念的视图。

图16是用于描述根据本发明的示范性实施例的将所需信号施加到具有嵌入的触摸屏的显示装置中的显示装置、触摸传感器和G/L的方法的视图。

图17是根据本发明的第三示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的结构图。

图18是根据本发明的第四示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的结构图。

图19是说明在使用横向电场模式的LCD的组件当中的TFT衬底的配置的视图。

图20是说明在横向电场模式中使用Vcom电极的根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸传感器的显示装置的实例的视图。

图21说明用于使用根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的共同电极检测触摸信号的方法，嵌入的触摸屏一起作为共同电极执行触摸传感器的功能。

图22是说明触摸传感器不感测物件的垂直或水平运动的情况的概念图。

图23A和图23B说明根据本发明的示范性实施例的关于触摸传感器区的共享的实例，其中在纵向方向上共享所述区。

图24说明根据本发明的示范性实施例的关于触摸传感器区的共享的实例，其中在横向方向上共享所述区。

图25是根据本发明的示范性实施例的在触摸传感器定位于栅极线或源极线的上表面或下表面上的情况下共享触摸传感器的上区和下区或左区和右区的实例的视图。

图26说明在共同电极充当触摸传感器的情况下的触摸传感器区的共享的实例。

图27说明根据本发明的示范性实施例的LDI和TDI集成到一个IC内的IC的结构。

图28到图30是说明根据本发明的示范性实施例的当共同电极充当触摸传感器时共同电极和传感器信号线的布局概念的视图。

附图标号说明：

10：触摸传感器；

10a：感测垫；

10b：非感测垫；

10c、10d：触摸传感器；

10-1：第一触摸传感器；

10-2：第二触摸传感器；

10-3：第三触摸传感器；

12：充电构件；

12-1：输出端子；

12-2：输入端子；

14：触摸检测单元；

14-1：缓冲器；

14-2：放大器；

14-3：数位类比转换器；

14-4：参考电压；

14-5：类比数位转换器；

22：传感器信号线；

22-1：第一传感器信号线；

22-2：第二传感器信号线；

22-3：第三传感器信号线；

22a：感测垫信号线；

22b、22b-A、22b-B、22b-D、22b-E、22b-F、22b-G、22b-H、22b-I、22b-J：非感测垫信号线；

25：手指；

28：存储器；

30：触摸驱动器IC(TDI)；

31：驱动单元；

33：时序控制单元；

35：信号处理单元；

40：中央处理单元(CPU)；

42：交流电压产生单元；

46：通信单元；

47：电力供应器单元；

100：彩色滤光片衬底；

110：彩色滤光片；

120：共同电极；

121：狭缝；

122：连接部分；

125：共同电极信号线；

130：黑色基质(BM)；

200：TFT衬底/第二衬底；

210：TFT衬底；

220：薄膜晶体管(TFT)；

230：像素电极；

235：像素电极信号线；

240：栅极线；

250：源极线；

260：漏极电极；

265：栅极电极；

270：源电极；

285：第一绝缘体；

286：第二绝缘体；

295：防护层(G/L)；

296：G/L结合部分；

297：传感器信号线结合部分；

In：输入端子；

Out：输出端子；

Cont：开/关控制端子；

d：间隔；

C1、C2、C3、C4：电容；

Cp：寄生电容电容器/触摸电容/寄生电容；

Cvcom：电容器/触摸电容/寄生电容；

Ceq：等效电容器；

Ct：触摸电容/电容器；

Vlb1、Vg、Vc1、Vc2、Vc21、Vc22：电压；

Vpre：预充电信号/预充电电压；

Vcom：共同电压；

Vh：预定电压/高电压；

Vl：预定电压/低电压；

VVcc：信号线的电位；

Rnt：非感测垫的电阻的量值/非感测垫的电阻分量；

Rt：传感器信号线的电阻的量值/感测垫信号线的电阻分量；

P：点。

具体实施方式

下文，将参看附图来详细描述本发明的示范性实施例。

首先，本发明涉及一种具有嵌入的触摸屏的显示装置和一种用于检测触摸的方法，且更明确地说，涉及一种通过以下操作来检测触摸的方法：当将因手指或类似者的触摸的电容施加到感测垫(连接到触摸检测单元的垫)时将驱动电压施加到触摸集成电路(IC)中的驱动电容器(Cdrv)；或使用当将交流驱动电压施加到形成于正检测触摸的感测垫(连接到触摸感测单元的垫)与非感测垫(对应于感测垫且未连接到触摸检测单元的垫)之间的感测等效电容器时产生的由于由触摸造成的电容的量值差的检测电压的差的现象；和实现触摸的检测的在显示装置中的触摸结构来检测触摸。在根据本发明的示范性实施例的检测触摸的方法中，将当不产生触摸时检测到的电压和当通过产生触摸而施加触摸电容时检测到的电压的量值相互比较，通过这两个电压的量值之间的差而检测到触摸，且寄生电容或类似者的影响因防护层(G/L)而最小化，由此有可能使更稳定地获得触摸信号。

本发明中叙述的显示装置为一种液晶显示器(LCD)、等离子显示面板(PDP)、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)和无源矩阵有机发光二极管(passive matrix organiclight emitting diode；PMOLED)中的任一者，或包含对用户显示任何类型的静态图像(例如JPG、TIF或类似者)或移动图片(MPEG-2、MPEG-4或类似者)的所有构件。

本发明中的触摸输入构件包含产生可由触摸传感器感测的电压改变的任何类型的输入(例如具有预定形式的导体的物件或例如电磁波或类似者的输入)，以及键盘、鼠标、手指、触笔和触控笔。

此外，在本发明中，将短语“在相同的线上”用作意味着两个组件在垂直方向的同一位置处相互重叠，且形成信号线的金属材料、绝缘体或类似者可存在于两个组件之间。举例来说，当A与B定位于相同的线上时，其意味着A定位于B的上表面上或B定位于A的上表面上，且例如绝缘体、金属或类似者的另一材料可存在于A与B之间。当A与B定位于相同的线上时，A的宽度和B的宽度不受限制，除非单独地提到，且不指定A与B的宽度之间的比率，除非单独地提到。然而，在本发明中，借助实例，A的宽度与B的宽度视为相互相同。

此外，例如以下将描述的～单元的组件为执行具体功能的单元功能元件的组合件。举例来说，某一信号的放大器为单元功能元件，且集合放大器与信号转换器的组合件可被叫作信号转换单元。此外，～单元可包含于较大组件或～单元中，或可包含较小组件或～单元。此外，～单元可包含个别中央处理单元(central processing unit；CPU)，其可处理存储于存储器或类似者中的计算功能或命令或类似者。

在以下附图中，厚度或区被夸大，以便清晰地表示若干层和区。贯穿本发明内容，类似组件将由相似参考数字表示。当例如层、区、衬底或类似者的部分被称作定位于另一部分的上部部分上时，部分可直接定位于另一部分上(在其间不存在其它部分)或其间可存在其它部分(例如中间层或绝缘层)。

此外，在本发明内容中叙述的“信号”大体指示电压或电流，除非具体地提到。

此外，在本发明内容中，电容指示物理量值。同时，“电容器”指示具有为物理量值的电容的元件。在本发明内容中，补偿电容器(Cbal)通过设计和制造工艺形成于触摸驱动IC中，或天然地形成于邻近的两个传感器信号线之间。在本发明内容中，直接形成的电容器和天然形成的电容器两者都将被叫作“电容器”，而不作相互区分。

在本发明内容中，用作电容器的标识的C用作指示电容器的标识，并且还指示为电容器的量值的电容。举例来说，C1不仅为指示电容器的标识，而且还指示电容器的电容。

此外，在本发明内容中，短语“施加信号”意味着改变维持于某一状态中的信号的电平。举例来说，短语“将信号施加到开关元件的开/关控制端子”意味着将现有低电平电压(例如零伏特或具有预定量值的直流(DC)电压或AC电压)改变到高电平(例如其振幅值大于低电平电压的振幅值的DC电压或AC电压)。

此外，在本发明内容中，触摸传感器指示正执行感测的感测垫和非感测垫。感测垫为多个触摸传感器当中的连接到触摸检测单元的触摸传感器，以便检测触摸，且非感测垫为不执行触摸的检测且不连接到触摸检测单元的触摸传感器。在完成触摸的检测后，感测垫变为非感测垫，且取决于预定序列，将任何非感测垫改变成感测垫。因此，感测垫和非感测垫不是固定的，而可取决于时间改变，且相应感测垫和非感测垫的改变序列可取决于预定序列而依序地确定。分时技术为确定序列的实例。

此外，在本发明内容中，短语“检测触摸”具有与短语“检测触摸信号”相同的意义，且触摸信号的检测的典型实例是检测当例如手指的导体未接触或接近触摸传感器使得不形成触摸电容时，由触摸检测单元检测到的第一电压与第二电压(因当例如手指的导体与触摸传感器重叠时形成的触摸电容(Ct)而由触摸检测单元检测到)之间的差。

此外，在本发明内容中，触摸驱动器IC将被缩写为触摸IC或TDI。

另外，在本发明内容中，预充电与充电和预充电电压与充电电压将被用作相同的意义。

另外，在本发明内容中，除非具体地提到，感测垫可包含将感测垫相互连接的传感器信号线，且除非具体地提到，非感测垫可包含将非感测垫相互连接的非感测垫信号线。

另外，在本发明内容中，源极线和栅极线将被叫作信号线，且信号线大体指示栅极线和源极线，或仅指示源极线或仅指示栅极线。

另外，在本发明内容中，子像素也将被叫作像素。

图1是在开关元件当中的在本发明的示范性实施例中用作电容器充电构件的实例的三端子开关元件的概念图。参看图1，三端子开关元件通常包含三个端子，例如开/关控制端子Cont、输入端子In和输出端子Out。开/关控制端子Cont为控制开关元件的接通/断开的端子，且当将具有预定量值的电压或电流施加到开/关控制端子Cont时，按电压或电流形式将施加到输入端子In的电压或电流输出到输出端子Out。

在详细描述根据本发明的示范性实施例的用于检测触摸信号的方法的实例前，将参看图2描述形成于线之间的触摸电容和电容的原理。在图2的实例中，假定触摸传感器10与手指25相互间隔开“d”的间隔，且当手指25或类似于手指25的传导性触摸构件(例如，电容性触笔)接近触摸传感器10具有重叠面积(或重叠接触面积)“A”时。在此情况下，如由右边的等效电路和等式表示：图2的“C＝(eA)/d”，电容“C”形成于手指25与触摸传感器10之间。在本发明内容中，形成于手指25与触摸传感器10之间的电容被叫作触摸电容Ct。

此外，在图2的实例中，当相互平行的两个传感器信号线(替代手指25和触摸传感器10)相互间隔开“d”的间隔和具有重叠面积“A”时，在两个传感器信号线之间还形成线之间的电容C，如由等效电路和等式表示：图2的C＝(eA)/d。当信号线由ITO或金属形成时，通过将应用的ITO或金属的厚度乘以两个信号线之间的重叠长度获得的值变为相互平行的两个信号线之间的重叠面积，且两个重叠信号线相互间隔开的层变为间隔距离。在本发明的示范性实施例，由于透光粘合剂或空气层形成于两个信号线之间，所以OCA或空气的介电常数可用作等式中的介电常数(e)：图2的“C＝(eA)/d”。

图3是说明在根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中的触摸检测构件的基本结构的电路图。参看图3，根据本发明的示范性实施例专用的触摸检测构件具有包含充电构件12、触摸传感器10、传感器信号线22、寄生电容电容器CP和触摸检测单元14的基本结构。

充电构件12为例如晶体管(TR)、场效应晶体管(field effect transistor；FET)、金属氧化物半导体FET(metal oxide semiconductor FET；MOSFET)、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)或类似者的开关元件，其将为预充电信号(或充电信号)的Vpre供应到连接到触摸检测单元14且由施加到叫作“Cont”的“开-关控制端子”的断开信号断开以使输出端子12-1为高阻抗状态的所有电容器，或取决于控制信号而供应信号的例如运算放大器(operational amplifier；OPAMP)的线性元件。

触摸传感器10包含连接到触摸检测单元14且检测触摸信号的感测垫10a和未连接到触摸检测单元14且不检测触摸信号的非感测垫10b。

感测垫10a和非感测垫10b不固定，且可通过分时技术改变相同的触摸传感器10(在预定时间间隔后将感测垫改变成非感测垫)。感测垫10a连接到触摸检测单元14以便检测触摸，且非感测垫10b不连接到触摸检测单元14(或与触摸检测单元14间隔开)。因此，取决于是否连接到触摸检测单元14而将一个触摸传感器10划分成感测垫与非感测垫。

假定在图3的实例中，触摸传感器10逐一变为感测垫，且其它触摸传感器10为非感测垫，且将由“PC”表示的触摸传感器10作为感测垫10a操作，且所有其它触摸传感器为非感测垫PA、PB、PD、PE、PF、PG、PH、PI和PJ。在操作由“PC”表示的感测垫10a前，由“PB”表示的触摸传感器充当感测垫，且在操作由“PC”表示的感测垫后，将由“PD”表示的触摸传感器从非感测垫改变成感测垫。如上所述，通过图9的时序控制单元33的控制来执行触摸传感器10到感测垫和非感测垫的改变。图3说明使用一个感测垫10a检测触摸信号的方法的实例，且可同时将多个触摸传感器作为感测垫操作。

在图3中，当将预充电电压Vpre施加到感测垫信号线22a和由PC表示的感测垫10a，并且邻近感测垫10a且由PB、PD和PF表示的非感测垫和连接到非感测垫的非感测信号垫线22b-B、22b-D和22b-F连接到具有与Vpre的预定电位差的任何电压Vlb1时，通过参看图2描述的原理在感测垫10a与非感测垫10b之间形成电容。

详细地说，由于将具有预定电位的Vpre施加到感测垫信号线22a和感测垫10a且连接到Vlb1的非感测垫信号线22b-B具有关于感测垫信号线22a的预定重叠距离和重叠面积，因此通过参看图2描述的原理，线之间对应于C1的电容形成于感测垫信号线22a与非感测垫信号线22b-B之间，通过相同原理，线之间对应于C2的电容形成于感测垫信号线22a与非感测垫信号线22b-D之间，且通过相同原理，线之间对应于C3的电容形成于感测垫(PC)10a与与感测垫10a重叠的非感测垫信号线22b-F之间。

在相关技术中，线之间的此电容充当寄生电容器(Cp)以充当降低触摸敏感度的噪音。然而，在本发明的示范性实施例中，由于线之间的电容反向用以检测触摸信号，因此减小了用于计算在触摸检测单元中检测到的电压的等式中的Cp以改善触摸敏感度，且针对在触摸检测单元中检测到的电压，线之间的电容(其为减小的Cp)安置于等式的分子位置处以改善触摸敏感度，由此双倍地改善触摸敏感度。

同时，即使非感测垫信号线22b-B存在于感测垫信号线22a与非感测垫信号线22b-A之间，仍可形成线之间的电容C4。在本发明内容中，形成于感测垫信号线22a与非感测垫信号线之间的线之间的电容(例如C1到C3)被定义为线之间的主要电容，且在存在一个非感测垫信号线或在感测垫信号线22a与非感测垫信号线之间存在多个非感测垫信号线的状态中形成的电容(例如C4)被定义为线之间的次要电容。

因此，线之间的多个次要电容可形成于感测垫10a与感测垫信号线22a中。由于当使用线之间的次要电容检测触摸时改善触摸敏感度，因此，优选地将用于形成线之间的次要电容的所有非感测垫信号线连接到用以形成线之间的主要电容的Vlb1。用于形成线之间的次要电容的非感测垫信号线可连接到与Vlb1不同的电位，但优选地，通常使用Vlb1以便简化电路。

为了简化电路或在触摸敏感度过度地好于期望值的情况下减弱触摸敏感度，有可能将用于形成线之间的次要电容的非感测垫信号线(图3的实例中的非感测垫信号线22b-A和22b-E)维持在浮动或高阻抗状态中。因此，在浮动的非感测垫信号线与感测垫信号线之间不产生线之间的次要电容。触摸驱动器IC(TDI)具有产生线之间的次要电容和确定是否将邻近感测垫信号线22a的非感测垫信号线22b连接到预定电位或将邻近感测垫信号线22a的非感测垫信号线22b维持在浮动或高阻抗状态中的构件。连接到非感测垫信号线22b的电压Vlb1为包含零(0)V的DC电位或AC电压。

由于线之间的主要电容C1到C3和线之间的次要电容通常连接到感测垫10a，所以其中的所有者都可由一个等效电容器表示。当一个等效电容器为线之间的等效电容器Ceq时，图3的电路可由如图4中所说明的等效电路表示。

同时，线之间的等效电容器Ceq具有以下特征。

1.随着相互重叠的传感器信号线22a与传感器信号线22b之间的重叠长度变长，重叠面积变宽，使得线之间的等效电容Ceq变大。因此，随着发送垫10a变得距TDI远，线之间的等效电容Ceq变大。

2.有可能取决于相互重叠的传感器信号线22a与传感器信号线22b之间的重叠距离调整线之间的等效电容Ceq的量值。由于重叠距离为相互重叠的传感器信号线22a与22b之间的宽度，因此有可能按设计改变线之间的等效电容Ceq的量值。

参看图4，线之间的等效电容器Ceq形成于感测垫10a与邻近感测垫10a的非感测垫10b之间，且非感测垫10b连接到任一电压Vlb1。

在图3中形成线之间的主要电容和线之间的次要电容的多个非感测垫和非感测垫信号线由一个等效非感测垫10b和一个等效非感测垫信号线22b表示。由于预定电压Vlb1连接到所有非感测垫信号线22b(除了图3中的感测垫10a外)，因此电压Vlb1还连接到图4中的非感测垫信号线22b。

因此，虽然图4说明电压Vlb1好像连接到一个非感测垫信号线22b，但是Vlb1实际上连接到产生线之间的主要和次要电容的多个非感测垫信号线。

Vlb1为当将预充电电压Vpre施加到感测垫时施加到非感测垫信号线22b的一侧的电压，Vlb1为用于通过预充电形成线之间的等效电容Ceq的电压。将交流电压施加到非感测垫信号线22b以便检测触摸信号，且Vlb1包含交流电压的低电压或高电压。

充电构件12的输出端子12-1和连接到输出端子12-1的所有电容器连接到触摸检测单元14。缓冲器14-1为构成触摸检测单元14的组件中的一个，且缓冲器的输入端子具有高阻抗(下文被称作Hi-z)特性。当充电构件12的输出端子12-1连接到在Hi-z状态中的触摸检测单元的Hi-z输入端子时，在充电构件12的输出端子12-1与缓冲器14-1之间连接的所有电容器Ceq、Ct、Cvcom和Cp变为Hi-z状态。

如下所述，取决于连接感测垫10a的感测垫信号线22a的长度改变Ceq的量值，且因此，还取决于感测垫的位置改变充电时间。由于当将充电时间确定为一个固定时间时不得不将充电时间确定为最长充电时间，因此触摸检测时间变慢。因此，TDI具有可确定充电时间的构件。将充电时间确定为充电构件12的接通时间。

虽然已通过图4中的实例说明充电构件12的输出端子12-1直接连接到缓冲器14-1的情况，但可使用其输入端处于Hi-z状态中(例如MOS的栅极、TFT的栅极或类似者)的所有元件代替缓冲器14-1。充电构件12的输出端子12-1和触摸检测单元14变为Hi-z状态的原因在于，在Hi-z状态中不存在隔离的电荷的放电路线，使得易于检测相对准确的量值的变化，这是因为在长时间内维持在图4的点P处形成的电压的量值。

将从缓冲器14-1输出的信号输入到放大器14-2。在取决于是否产生触摸而在图4的点P处检测到的电压的改变量小的情况下，优选地，使用放大器14-2放大信号。数位类比转换器14-3可用于放大器中且使用参考电压14-4产生。

此外，在触摸检测单元14中检测和放大的信号可穿过类比数位转换器14-5以转移到图9的信号处理单元35。可使用一个类比数位转换器14-5或多个类比数位转换器14-5，且当使用多个类比数位转换器14-5时，可更迅速地处理信号。

在根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸传感器的显示装置中的触摸传感器的结构与以上描述的触摸传感器的结构相同，且连接触摸传感器的传感器信号线22为将当例如手指25的触摸构件接近触摸传感器10时形成的触摸电容的极性连接到触摸检测单元14的信号线，且可使用与用以形成触摸传感器10的掩模相同的掩模形成。参看图4，传感器信号线22的电阻的量值由Rt表示，且非感测垫10b的电阻的量值由Rnt表示。

由于这些电阻组件充当在检测触摸信号时产生触摸信号的延迟的因素，因此优选地，这些电阻组件很小。因此，优选地，增加连接到安置于距TDI一段距离处的触摸传感器的传感器信号线22的连接的数目，以便减小电阻。

再次参看图4，当人体的手指25按预定间隔接近触摸传感器10时，触摸电容Ct形成于手指25与触摸传感器10之间。可通过调整例如手指25的触摸构件与触摸传感器10之间的间隔、重叠面积或类似者来调整Ct(Ct为图2的等式C＝(eA)/d的值的集合)。举例来说，当增大触摸传感器10的面积时，取决于图2的等式，Ct也增大。相反，当减小触摸传感器10的面积时，Ct也减小。作为实例，Ct可被设计为若干毫微微法拉(fF)到数十微F。

再次参看图4，将预充电电压Vpre施加到充电构件12的输入端子12-2(图3)，且当为充电构件12的开关元件由施加到开/关控制端子Cont的控制电压Vg接通时通过输出端子12-1输出。因此，连接到充电构件12的输出端子12-1的所有电容器被用预充电电压Vpre充电。

因此，当通过在使图4的点P有电后，将充电构件12的控制电压Vg从高电平下降到低电平来断开充电构件12时，为触摸检测单元的点P变为Hi-Z，使得在点P处的电荷在触摸电容器、线之间的等效电容器Ceq和寄生电容器Cp中隔离。实例，当将交流电压施加到线之间的等效电容器Ceq时，在点P处检测到的电压的量值与施加到线之间的等效电容器Ceq的交流电压的量值成比例，且具有与连接到点P的电容的相关性。

图5是说明根据本发明的示范性实施例的触摸传感器将交流电压施加到线之间的等效电容器Ceq以便检测触摸信号的实例的视图。

参看图5，形成于触摸传感器10与例如手指25的导体之间的触摸电容Ct、Ceq、Cvcom和Cp连接到充电构件12的输出端子12-1。因此，当在接通充电构件12的状态中将预充电信号Vpre施加到充电构件12的输入端子12-2时，用预充电电平Vpre对Ceq、Ct和Cp充电，使得触摸检测单元14的输入端子的电位变为预充电电平Vpre。接着，当断开充电构件12时，将在三个电容器中带电的信号维护在预充电信号电平Vpre中，除非其分开来放电。

为了稳定地隔离带电的信号，充电构件12的输出端子12-1及触摸检测器14的输入端子处于Hi-z状态中。

触摸检测单元14检测感测垫10a的电压(或点P的电压)。当不产生触摸时(即，当不形成Ct时)，触摸检测单元14检测点P的电压，且当产生触摸时(即，当形成Ct时)，检测点P的电压，且使用检测的两个电压之间的量值差获得触摸信号。虽然在图5的实例中在感测垫10a与触摸检测单元的输入端子(其为点P)之间存在感测信号线电阻器Rt，但由于Rt上的信号的量值在预定时间点后相互相同，因此忽略Rt的影响。因此，在本发明内容中，在感测垫10a中检测的电压与在点P处检测的电压具有相同意义。

在本发明的示范性实施例中，当用充电电压Vpre对图5的点P充电时，预定电压Vl和Vh连接到非感测垫信号线22b的连接到非感测垫10b的一侧。Vl为根据本发明的示范性实施例的交流电压的低电压，Vh为根据本发明的示范性实施例的交流电压的高电压，且Vh和Vl在交流电压中摆动。Vh和Vl充当以上描述的Vlb1，即，用以形成线之间的等效电容器Ceq。

将交流电压施加到非感测垫信号线22b以便当在施加充电电压Vpre后过去了预定时间时检测触摸信号。交流电压的绝对量值为Vh-Vl，且可将电位从高电压Vh改变到低电压Vl或从低电压Vl改变到高电压Vh。交流电压具有各种形状(例如方波形状、三角波形状、正弦波形状、锯齿波形状或类似者)，且根据本发明的示范性实施例的TDI可变化交流电压的量值或频率。

触摸检测单元14检测与交流电压从低电压Vl上升到高电压Vh的上升沿或上升时间或交流电压从高电压Vh降落到低电压Vl的下降沿或下降时间同步的电压。优选地，在当检测到与上升或下降沿同步的电压时从上升或下降沿延迟预定时间后，TDI检测电压。原因是需要一些时间(例如数十纳秒或数十微秒)，直到检测的电压因感测垫信号线22a的电阻分量Rt和非感测垫的电阻分量Rnt而稳定。

此外，由于在交流电压的上升沿或下降沿产生的电磁波可对耦合到根据本发明的示范性实施例的电容性触摸检测构件的设备具有影响，所以根据本发明的示范性实施例的TDI可还包含调整上升沿或下降沿中的交流电压的梯度的构件。寄存器可用作调整TDI中的梯度的构件的实例。将上升沿或下降沿中的时间映射到多个寄存器，且当选择多个寄存器中的一个时，图9的交流电压产生单元42调整上升沿或下降沿中的交流电压的梯度。

当对图5的点P用充电电压Vpre充电时，如果假定施加到非感测垫信号线22b的电压为Vh或Vi，那么用对应于Vpre与Vh之间的差或Vpre与Vl之间的差的电压对线之间的等效电容器Ceq充电。举例来说，当用Vpre对Ceq充电时，如果连接到非感测垫信号线22b的初始电压为高电压Vh，那么交流电压从高电压Vh摆动到低电压Vl，且交流电压的极性为负(-)。此外，当用Vpre对Ceq充电时，如果连接到非感测垫信号线22b的初始电压为低电压Vl，那么交流电压从低电压Vl摆动到高电压Vh，且交流电压的极性为正(+)。

在以下等式1和等式2中，取决于是否产生触摸，或取决于触摸构件与触摸感测垫10a之间的重叠距离或重叠面积，改变为Ct的量值的电容，且当未检测到触摸时在以下等式1和等式2中的Ct的值不存在。在本发明的示范性实施例中，检测当不产生触摸时(即，当不产生Ct时)的检测到的电压与产生触摸时(即，产生CT)的电压值之间的差以检测是否产生触摸或检测触摸面积。因此，优选地，将在未触摸状态中的电压值(其为固定值)存储在存储装置(图9的存储器28)中。

当在未触摸所有触摸传感器10时，由触摸检测单元14检测到的电压存储在存储器中且此电压与在将对应的触摸传感器作为感测垫操作时由触摸检测单元检测到的电压之间的差被检测到时，可易于检测是否产生触摸和检测触摸面积。

同时，在TDI中的图9的电力供应器单元47中产生Vh和Vl，且在TDI中的图9的交流电压产生单元42中产生Vh和Vl的交变。

将当不使用Ceq时检测到的信号和交流电压施加到G/L：

[等式1]

将当使用Ceq时检测到的信号和交流电压施加到G/L：

[等式2]

与AC输入电力同步检测到的感测的电压：

[等式3]

可从以下等式4获得等式1或等式2中的Ct：

[等式4]

在等式4中，可从触摸传感器10与手指25之间的媒介获得ε₂，且可通过当使用多个媒介时的多个媒介的复介电常数来计算ε₂。S₂对应于感测垫10a与手指25之间的重叠面积。当手指25覆盖任一感测垫10a的全部时，S₂对应于触摸传感器10的面积。当手指25覆盖触摸传感器10的一部分时，S₂将由于不与手指25重叠的面积对应于从感测垫10a的减小的面积。此外，D₂为感测垫10a与手指25之间的距离，且将因此对应于放置于触摸屏面板50的上表面上的保护层24的厚度。

此外，由于根据本发明的示范性实施例的触摸传感器10和传感器信号线22安置于显示装置中，需要关于显示装置的结构的详细研究。虽然将基于本发明内容中的LCD描述显示装置，但AMOLED的薄膜晶体管(TFT)衬底类似于LCD的TFT衬底，且因此，本发明内容中描述的本发明的精神类似地应用于AMOLED。此外，由于信号线和像素包含在例如PMOLED、PDP或类似者的所有显示装置中，且本发明内容为基于信号线和像素安置嵌入的触摸屏的概念，因此本发明的精神适用于所有显示装置。

图6是说明LCD的结构的视图。参看图6，通过用密封剂(未示出)将彩色滤光片衬底100与TFT衬底200相互附着来形成LCD。在TFT衬底中，红/绿/蓝的三个子像素形成一个像素，其充当基本像素单元且也被叫作点。在子像素中的每一个中，为由氧化铟锡(indiumtin oxide；ITO)或类似者形成的透明电极的像素电极连接到TFT 220的漏极，且由源极金属形成的源极线250连接到TFT的源极。此外，由栅极金属形成的栅极线240连接到TFT的栅极。

彩色滤光片110(例如红彩色滤光片R、绿彩色滤光片G和蓝彩色滤光片B)形成于与TFT衬底210的子像素的线相同的线上，且在R/G/B当中形成用于屏蔽TFT的栅极线240或源极线250的黑色基质(black matrix；BM)130。

图7是说明图6的薄膜晶体管(TFT)的详细结构的视图。参看图6和图7，由金属组件(例如铜、铝、钼、铬或类似者)形成的栅极金属层在由玻璃、塑料或类似者形成的TFT衬底210的上表面上形成栅极线240。TFT的源电极270和漏极电极260由源极金属层形成于栅极线上方，源极金属层由例如铜、铝、钼、铬或类似者的金属组件形成。此外，源极线250由TFT的源电极270中的相同源极金属层形成于同一层上，且将图像信号传送到像素电极230。

TFT 220的漏极连接到像素电极以形成Clc和Cst，且液晶(未示出)因像素电极230与共同电极120之间的电位差而反应以形成图像质量。由于TFT 220的操作原理和详细结构对所属领域的技术人员是明显的，因此与本发明不相关的内容不作描述，但对所属领域的技术人员明显的技术内容反映在本发明内容的所有技术内容中。

虽然描述TFT 220具有TN结构的实例，但在使用例如平面转换(in-planeswitching；IPS)模式、边缘场切换(fringe field switching；FFS)模式或类似者的横向电场模式的LCD的情况下，可类似地应用以上描述的LCD的操作原理，除了图1的共同电极120定位于与TFT衬底210的层相同的层上之外。

根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的触摸屏基本上不与显示装置的操作互相配合。即，与LCD的驱动机构同步操作触摸屏。在根据本发明的示范性实施例的触摸屏与显示装置的信号具有其间的相关性的情况下，显示装置的驱动频率为约60Hz，使得其不易于使通常需要100Hz或更大的驱动条件的触摸的操作频率同步。此外，在使用多次感测触摸和当静电、噪音或类似者被引入到触摸传感器时使用各种滤波器去除噪音的方法的情况下，当使触摸屏与LCD同步时，触摸屏服从LCD的频率，使得可出现不可能在有限时间中多次检测触摸的情况。

为了解决以上描述的问题，根据本发明的示范性实施例的触摸屏嵌入于显示装置中，但与显示装置的驱动机构分开来操作。在一些情况下，使触摸屏与显示装置的驱动信号机构同步以检测触摸信号可为有利的。此为(例如)通过同步接地或改变LCD的具体信号来改善触摸检测敏感度的情况。因此，根据本发明的示范性实施例的触摸屏支持其与显示装置的信号(例如数据启用(data enable；DE)、Hsync或Vsync)同步的模式和其不与所述信号同步的模式两者。

图8说明关于在具有嵌入的触摸屏的显示装置中嵌入触摸屏的第一示范性实施例，且在其上形成彩色滤光片110和共同电极120的第一衬底100和形成像素电极230和驱动信号线的第二衬底200被安置以相互重叠的根据本发明的示范性实施例的显示装置中，包含感测触摸信号的触摸传感器10和传感器信号线22的传感器层形成于驱动信号线下方。

即，在此情况下，将传感器层安装于构成TFT衬底210和TFT 220的栅极线240与源极线250之间，且首先沉积的传感器层由传导性材料形成，且由金属组件(例如铬、铜、铝、钼或类似者)或透明传导性材料(例如ITO、CNT、金属网或类似者)形成。

此外，触摸传感器10被图案化且在于纵向和横向方向上(如图9中所说明)有规律地布置多个隔离区的结构中安置于传感器层上，且将触摸传感器10与TDI 30相互连接的传感器信号线22也安置于传感器层上。

此外，根据本发明的示范性实施例的触摸传感器10安置在比栅极线240和源极线250的宽度宽的宽度处，可在于纵向和横向方向上(如图9中所说明)有规律地布置多个隔离区的矩阵结构中图案化，且还安置将触摸传感器10与TDI 30相互连接的传感器信号线22。

虽然在本发明的示范性实施例中在纵向方向上的五个列中且在横向方向上的六个行中安装触摸传感器10，但这只是实例，且在实际使用显示装置时，可在纵向和横向方向上安装数十到数百个触摸传感器10。

此外，优选地，将绝缘体沉积和安装于触摸传感器10的上表面上。

根据以上描述的本发明的示范性实施例的触摸传感器10仅定位于为LCD的信号线的栅极线240和源极线250下方，且安置于在垂直方向上不与像素电极230重叠的位置处。

这是为了防止由在由电容器施加到液晶的电压中产生的失真(由于当施加上升或下降的电压以便检测触摸传感器10的触摸时，在像素电极230与触摸传感器10之间的耦合)造成的图像质量的恶化。

然而，此结构适合于使用不使用液晶的AMOLED或PMOLED。

在本发明的第一示范性实施例中，触摸传感器10定位于TFT衬底210与栅极线240和源极线250之间。在此情况下，优选地，触摸传感器10的宽度比栅极线240和源极线250的宽度宽。另外，优选地，在触摸传感器10不对液晶具有影响的范围中，触摸传感器10的宽度尽可能宽。原因在于，可通过广泛地形成触摸传感器10的感测区来改善触摸敏感度。

此外，触摸传感器10也可在其在垂直方向上不与像素电极230相交的范围中安置在像素电极230的边缘处。此外，触摸传感器10也可安置于形成存储电容器Cst的金属下方。形成存储电容器Cst的金属通常由栅极线240形成，且由于DC始终施加到栅极线240，且栅极线240不受驱动定位于栅极线240下的传感器信号线22的信号影响。

此外，在本发明的第一示范性实施例中，将触摸传感器10安置在子像素单元中。即，触摸传感器10可定位于配置子像素的栅极线240和源极线250下方某处，且触摸传感器20或传感器信号线22不安装于某些子像素下方以便分割触摸传感器10。

根据本发明的示范性实施例的传感器信号线22可由为透明传导性材料的氧化铟锡(ITO)、碳纳米管(carbon nano tube；CNT)、氧化铟锌(indium zinc oxide；IZO)、氧化锌锡(zinc tin oxide；ZTO)、纳米线、银纳米线或类似者形成。原因在于，当传感器信号线22由不透明金属形成时，光产生闪光现象或LCD的孔径比减小。

根据本发明的示范性实施例，当触摸传感器10定位于为LCD的信号线的栅极线240和源极线250下方时，在TFT衬底210安置于下部位置处(如图3中所说明)的情况下，术语“下方”是适当的。当将图3的TFT衬底倒转180度使得TFT衬底安置于较高位置处且TFT 220和触摸传感器层定位于TFT衬底210下方时，触摸传感器10可定位于栅极线240和源极线250上方。在本发明内容中，基于TFT衬底210安置于下部位置处的情况下定义上部和下部部分。因此，即使倒转TFT衬底210以移动到较高位置，使得将上部与下部部分相互交换，仍基于TFT衬底安置于下部位置处的情况确定上部和下部部分的绝对方向。

在说明根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中的触摸传感器10的配置的实例的图10中，将触摸传感器10在横向方向上划分成34个分割区且在纵向方向上划分成42个分割区，且在横向方向和纵向方向上的子像素的数目分别为34和42。当将其转换成LCD的分辨率时，分辨率为11(H)×42(V)。因此，当考虑到高清(highdefinition；HD)分辨率为1280(H)×800(V)时，根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置为具有显著小尺寸的显示装置。(在示范性实施例中，在H方向上保留一个子像素)。在本发明的示例性实施例中，已通过实例不管大小设定11×42的显示装置，且实际上使用具有各种分辨率的显示装置。

在图10中，在11×42的显示装置中仅展示栅极线240和源极线250，且展示在图3中定义的根据本发明的触摸传感器10在栅极线240和源极线250下方。粗线指示触摸传感器10和传感器信号线22，且展示触摸传感器10和传感器信号线22定位于栅极线240和源极线250下方。

在于如图9中说明的矩阵结构中形成触摸传感器10的情况下，也可在不具有网状结构的结构中形成触摸传感器10，但其可在如图10中所说明的网状结构中形成。作为另一实例，在于矩阵结构中形成触摸传感器10的情况下，触摸传感器10可在网状结构与非网状结构的混合结构中形成。即，触摸传感器10中的一些可不在网状结构中形成，且触摸传感器10中的另一些可在网状结构中形成。

此外，触摸传感器10具有随着其变得靠近TDI而变小的面积，且在网状结构中形成(如图10中所说明)。当触摸传感器10在网状结构中形成时，即使由于过程缺陷部分产生断开连接，仍显著减小触摸传感器10将出现故障的概率。

在本发明的示范性实施例中，传感器信号线22的数目为一个或多个，且参考安置于左下端的触摸传感器10和安置于右上端的触摸传感器10，在本发明的示范性实施例中，传感器信号线22被形成以具有两个分支。具有两个分支的传感器信号线22可在触摸传感器10被安装的活性区中相互结合或在安装TDI的LCD的BM区(即，非活性区)中相互结合。这被用作改善产品的成品率的方法，由于其即使在一个传感器信号线22中产生断开连接仍可使用另一传感器信号线22。当关于如上所述的一个触摸传感器10使用多个传感器信号线22时，在检测触摸时将出现问题的概率可减小，即使在传感器信号线中产生由于过程缺陷的断开连接。

此外，在本发明的第一示范性实施例中，对触摸传感器10施加从TDI 30产生的交流驱动电压或从PMIC产生的AC交流电压，且触摸检测单元14检测与AC交流电压的上升或下降沿同步的触摸信号。

再次参看图8，传感器信号线22与栅极线240或源极线250之间存在绝缘体，且通过绝缘体的媒介，寄生电容形成于传感器信号线22与驱动信号线(栅极线240和源极线250)之间(下文，形成于触摸传感器10与栅极线240之间的寄生电容叫作Cg，形成于触摸传感器10与源极线250之间的寄生电容叫作Cs，且通过Cg与Cs的总和获得的等效寄生电容叫作Cgs)。Cgs为形成于一个触摸传感器与栅极线240和源极线250之间的总寄生电容。绝缘体具有数十埃(10^-10)或数微米(μm)的厚度，且参照图22的等式，寄生电容器Cg、Cs或Cgs具有是通过触摸检测到的触摸电容Ct的值百倍或更大的值。连接到寄生电容Cg/Cs/Cgs的另一侧的触摸传感器受到连接到寄生电容Cg/Cs/Cgs的一侧的信号线的模拟电压的变化(即，源极线250或栅极线240的栅极开/关电压的变化)影响，使得不可能检测到触摸信号。因此，需要允许触摸传感器10不受源极线250或栅极线240影响的方法。

图11是说明根据本发明的第二示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的视图。根据本发明的第二示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置还包括防止触摸屏与信号线之间的信号的干扰的防护层(G/L)295。

防护层295形成于安置于最低侧的触摸传感器10与构成TFT的驱动信号线(栅极线240和源极线250)之间，且与触摸传感器10按一对一方案重叠，如图10中所说明(然而，在除了A/A外的TDI或LDI结合部分中，防护层295不按一对一方案与触摸传感器10重叠)。将与施加到感测垫10a或非感测垫10b的电压相同的电压施加到防护层295。替代地，将交流AC电压施加到防护层295。

根据以上描述的本发明的示范性实施例的G/L 295不仅仅安装于源极线250或栅极线240下方，而是可安装于显示装置的全部区上。然而，在此方法中，施加到G/L 295的电压可对显示装置的像素区具有影响以造成图像质量的恶化。

在本发明的第二示范性实施例中，将第一绝缘体285安装于触摸传感器10的上表面上。第一绝缘体285为使触摸传感器10与G/L 295相互电绝缘的材料。第一绝缘体285可仅形成于触摸传感器10与G/L 295之间，如图11中所说明。然而，由于需要单独的掩模，因此此方法并非优选。此外，优选地，将第一绝缘体285应用于显示装置的全部活性区上。

此外，在本发明的第二示范性实施例中，将用于使G/L 295与显示装置的组件(例如TFT的栅极线240)绝缘的第二绝缘体286安装于G/L 295的上表面上。第二绝缘体286也可部分如在图10中图案化，但并不是优选，这是由于其需要单独的掩模，且优选地，在显示装置的全部A/A上应用第二绝缘体286。

在本发明的示范性实施例中，优选地，第一绝缘体285与第二绝缘体286由相同材料形成，且参看图11，在传感器信号线22和G/L 295中开放用于在显示装置的一侧施加信号的垫，且通过垫结合柔性电路板(例如可挠性印刷电路(flexible printed circuit；FPC)、可挠性印刷电路上芯片(chip on flexible printed circuit；COF)或类似者)。在此情况下，为了暴露传感器信号线结合部分297的垫和用于将信号传送到G/L 295的垫，蚀刻第一绝缘体285和第二绝缘体286以开放垫。在此情况下，当第一绝缘体285与第二绝缘体286由相同材料形成时，可易于使用一个掩模执行图案化。

在本发明的第二示范性实施例中，用于将驱动信号施加到G/L 295的方法包含1)用于施加从TDI输出的DC电压或交流电压的方法，和2)用于施加与从电力管理IC(powermanagement IC；PMIC)施加到TDI的AC电压相同的交流电压的方法。

1)用于施加从TDI输出的DC电压或交流电压的方法

参看图11，寄生电容(未展示)形成于G/L 295与栅极线240之间，且寄生电容(未展示)还形成于源极线250或存储电极(Cst电极)与G/L 295之间。当将未变化的DC电压(包含GND)施加到G/L 295时，即使发生栅极线240或源极线250的信号变化和通过Cg或Cs的信号传送，由于G/L 295防止信号变化，因此触摸传感器10仍不受显示驱动信号线影响。因而，根据本发明，将DC电压施加到G/L 295。通过图11的G/L结合部分296传送施加的DC电压。

为了改善触摸传感器的检测到的敏感度，可将交流电压施加到G/L 295，其中施加的交流电压为图4的Vlb1。

根据触摸传感器的结构，存在用于施加Vlb1的多种方法，且所述方法如下。

*当使用在TDI内部的Cdrv而不使用图4的Ceq时

如在图4的实例中，当不将Vlbl施加到非感测垫10b时，将交流电压施加到Cdrv(未展示)(其存在于TDI内部，且具有连接到图4的P点的一侧和施加有交流驱动电压的另一侧)，且与交流电压的上升或下降沿同步地检测触摸信号，将预充电电压和交流电压施加到G/L 295。如下所述，由于预充电电压施加得比交流驱动电压早，因此当将与预充电电压相同的电压施加到图11的G/L 295时(在将预充电电压施加到图4的P点时)，去除在G/L 295与感测垫之间产生的寄生电容，这是因为不存在G/L 295与感测垫之间的电位差。由此，可更快地执行预充电。

在预充电后，将交流驱动电压(作为实例，Vlb1)施加到Cdrv的一侧，且与交流电压的上升或下降沿同步地检测触摸信号，其中也将与施加到Cdrv的电压相同的交流电压施加到G/L。

参看图11，在G/L 295与触摸传感器之间产生寄生电容(未展示)，将其定义为Cgl。当将与施加到Cdrv的电压相同的交流电压施加到G/L 295时，Cgl包含于检测触摸信号的等式的分子中，这有利于改善触摸敏感度，如在以下等式中。

[等式2]当不使用Ceq且将交流电压施加到G/L时检测到的信号

此处，Vpre为如在图4的实例中所描述的施加到触摸传感器的预充电电压，Cdrv为TDI内部的电容器，Cdrv其一侧连接到图4的P点且另一侧施加有交流驱动电压，Cgl为形成于G/L与触摸传感器之间的寄生电容，且Cp为连接到P点的若干寄生电容，其中形成于感测垫与非感测垫之间的寄生电容为若干寄生电容当中的一个。Vdrv为交流驱动电压，Vdrv可为与图4的Vlb1相同的电压。触摸驱动IC(TDI)检测当Ct不存在于等式2中时的值与当发生触摸且出现Ct时的D/B的量值差，且确定是否执行触摸。

*当使用图4的Ceq时

如图4中所说明，当将交流驱动电压Vlb1施加到Ceq和非感测垫10b且将相同交流电压施加到G/L 295时，由于跨非感测垫10b与G/L 295之间产生的寄生电容(未展示)施加相同Vlb1，因此非感测垫10b与G/L 295之间的寄生电容不影响触摸检测，由此改善触摸检测的敏感度。因此，根据本发明，将与施加到Ceq的电压相同的交流电压施加到非感测垫10b。

由此，在P点检测到的触摸信号如在以下等式中。

[等式3]当使用Ceq且将交流电压施加到G/L时检测到的信号

此处，Vpre为如在图4的实例中所描述的施加到触摸传感器的预充电电压，Ceq为形成于感测垫与非感测垫之间的等效寄生电容的电容器，Ceq其一侧连接到图4的P点且另一侧施加有Vlb1(其为交流驱动电压)，Cgl为在G/L与触摸传感器之间产生的寄生电容，且Cp为连接到P点的若干寄生电容，其中形成于图4的开关元件的栅极与漏极之间的寄生电容为若干寄生电容当中的一个。触摸驱动IC(TDI)检测当Ct不存在于等式3中时的值与当由于触摸出现Ct时的D/B的量值差，且确定是否执行触摸。

为了将交流驱动电压(例如TDI中的Vlb1或Vdrv)施加到G/L 295，需要将交流驱动电压输出到TDI的专用输出接脚。

因而，根据本发明，当安装G/L 295且施加DC电压或交流驱动电压时，有可能用可预测等式独立于显示装置的驱动信号来检测触摸信号。

在本发明中，由于形成于G/L 295与栅极线240或源极线250之间的寄生电容显著大，因此为驱动元件的电容器的驱动能力应显著大以便用交流电压驱动G/L。为了TDI 30驱动G/L 295，嵌入于TDI 30中的专用输出端子应具有显著的电容器驱动能力，这导致TDI 30的大小的增大以引起成本的增加。

为了解决此问题，在本发明的第二示范性实施例中，使用专用缓冲器或运算放大器(OPAMP)而非TDI 30驱动G/L 295。参看图12，通过缓冲器或OPAMP将在TDI的专用接脚中产生的交流电压施加到G/L 295。通过图11的G/L结合部分296执行AC电压到G/L 295的施加。缓冲器或OPAMP定位于TDI 30外，且具有用于驱动具有大电容的电容器的驱动能力。

根据本发明的示范性实施例的缓冲器或运算放大器(其为按原样输出从TDI 30接收的交流电压的电元件)具有例如大驱动能力的优势。由于G/L 295具有宽的区和大的电阻，因此当使用一个缓冲器或OPAPM时，驱动能力可能不够。因此，可使用多个缓冲器或OPAMP。优选地，多个缓冲器或OPAMP适当地安置于G/L 295的拐角部分、中心部分、左部分或右部分处以允许在G/L 295的每一位置处的交流电压的量值不会相互不同。

2)用于施加与从电力管理IC(PMIC)施加到TDI的AC电压相同的交流电压的方法

在本发明中使用的时序控制器(timing controller，TCON)或LDI或TDI需要输入电力供IC操作。输入电力通常为3V或3.3V(其被定义为Vc)，且作为实例，其量值限于3V。

在本发明中，AC输入电力具有3V的电位差，有被定义为基于接地从高摆动到低或从低摆动到高的电力。图13为用于定义在本发明中使用的AC电力的视图。参看图13，对PMIC施加3V的Vc1，且Vc1为基于接地(即，绝对接地)的3V电压。PMIC为形成Vc2的IC，其中为PMIC的一侧的Vc21大于Vc22，且作为实例，Vc21与Vc22之间的电位差为3V。举例来说，如果Vc21为10V，那么Vc22为7V。

此关系按图14的波形说明。Vc21和Vc22从高摆动到低或从低摆动到高，同时维持为同相的恒定量值。在本发明中，将此电压定义为AC输入电压。

图14的Vc22为交流电压，但充当接地，这叫作动态接地。动态接地具有改变的量值，且基于动态接地的AC输入电压的电位差始终维持恒定。

图13的PMIC的输出电压被不同地输出。只要Vc21和Vc22是为Vc2的任一值(此处，3V)，那么任何输出电压是可能的。举例来说，如果Vc21为20V，那么Vc22为17V。此外，如果Vc21为8V，那么Vc22为5V。

AC输入电压通常交变两个状态。此处，小电压被称作低电压，且大电压被称作高电压(Hi电压)。AC输入电压从低电压交变到高电压或从高电压交变到低电压。存在三个或更多个交变状态。可在与从TDI或TCON输出的控制信号(未展示)同步地改变多个状态的电压时摆动PMIC。如下所述，TDI基于施加到TDI的AC输入电压的交变检测触摸。

图13说明根据本发明的实施例的将AC输入电压施加到在具有嵌入的触摸屏的显示装置中使用的TCON和LCD驱动IC(LDI)和TDI的电路的实例。参看图13，将PMIC中形成的Vc2施加到TCON和LDI和TDI，且作为实例，其量值为3V。Vc22为充当接地的动态接地。作为实例，AC输入电压将Vc21为10V且Vc22为7V的两个状态从高交变到低或从低交变到高。

在图13中，L/S为电平移位器，L/S为将系统(未展示)中的图形卡或CPU的视频信号传送到TCON或LDI的电路元件。为了使用电平移位器传送存在两个接地的情况的信号，鉴于所属领域的技术人员，需要两个接地，且在本发明的示范性实施例中，使用绝对接地和Vc22。由于还存在在任一示范性实施例中TCON将视频信号提供到LDI的情况，因此在此情况下，L/S存在于TCON与LDI之间，且如在绝对接地中将Vcl施加到TCON。

再次参看图13，对于所属领域的技术人员来说合理的许多电压(例如，为栅极断开电压的约-20V的电压、为栅极接通电压的12V的电压和为共同电压的5V)从图13中的LDI中的电力端子产生。由于LDI的接地为动态接地(Vc22)，因此在LDI中产生的许多电压将基于动态接地形成电位。举例来说，共同电压为5V的意义意味着当为动态接地的Vc22的量值为7V时，共同电压为12V，且当Vc22为3V时，共同电压为8V。

这方面也应用于根据本发明的TDI和G/L。TDI产生Vlb1或Vpre或定义类比数位转换器或数位类比转换器的各种参考电压，其中由于TDI的接地也被施加为动态接地的Vc22，因此在基于接地的Vlb1的绝对量值为8V的情况下，如果Vc22为7V，那么Vlb1与Vc22的相对量值为15V。此外，当Vc22从7V摆动到3V时，Vlb1也从16V摆动到11V。

当将AC输入电压施加到如图15中所说明的LDI、TDI、TCON和G/L时，由于摆动施加到LDI、TDI、TCON和G/L的为动态接地的Vc22(参看图8)，因此可了解，源极线或栅极线也与Vc22同步摆动，但将信号的量值维持为恒定，如在图14的波形中。此外，触摸传感器也与Vc22同步地摆动。

在将Vpre施加到触摸传感器且Vc2从低摆动到高或从高摆动到低同时维持恒定电压后，在图8的驱动信号线与触摸传感器之间产生的寄生电容不影响触摸检测。

当假定在不操作图4的Vlb1时摆动AC输入电力的电压的量值为Vc2时，与AC输入电压的交变同步地从触摸垫检测触摸信号，这由等式4指示。

[等式4]与AC输入电力同步检测的感测的电压

此处，Vc2为基于Vc22(其为同时施加到LDI和TDI的动态接地)摆动LDI和TDI的电压的量值，Cgs为形成于触摸传感器与信号线之间的寄生电容的等效寄生电容，Ct为由例如手指的物件从触摸传感器10检测的触摸电容，且Cp为添加到感测垫10a的寄生电容。

由于在等式4中不存在Cgs，因此可了解，可针对具有相对小值的Cp获得显著大的触摸敏感度。然而，与AC输入电力同步的触摸检测方法具有需要PMIC或电平移位器的劣势。

如果与AC输入电压同步地检测触摸信号，那么优选地，首先驱动Vlb1的边缘信号，且接着当通过插入图4的Vlb1的上升沿或下降沿检测触摸时摆动AC电力。此时的时间差在约0.1μs到30μs内。

在本发明的第二示范性实施例中，对触摸传感器10施加从TDI 30产生的交流驱动电压或从PMIC产生的AC交流电压，且触摸检测单元14检测与AC交流电压的上升或下降沿同步的触摸信号。

此外，将与在由触摸检测单元14检测触摸信号时同步的AC交流电压相同的电压施加到G/L。

参看图9，图9为根据示范性实施例的触摸屏面板的实例，和且在图9的下部末端，说明触摸驱动IC(TDI)30的配置。TDI 30可包含驱动单元31、触摸检测单元14、时序控制单元33、信号处理单元35、存储器单元28、交流电压产生单元42、电力供应器单元47和通信单元46，且可还包含CPU 40。CPU 40为具有计算功能的微处理器，且也可定位于TDI 30之外。

驱动单元31包含充电构件12，且包含在多个触摸传感器10当中选择感测垫和非感测垫且将选定感测垫和非感测垫连接到触摸检测单元14的功能。此外，驱动单元31包含在使用充电构件12的充电操作期间到Vh或Vl的非感测垫信号线的一侧的功能。

时序控制单元33用以产生在TDI 30中需要的多个不同时钟。举例来说，需要时钟以便操作CPU 40，且也需要时钟以便操作类比数位转换器或依序操作驱动单元31的多路复用器。针对如上所述的每一功能，需要若干种类的时钟，且时序控制单元33可产生和供应如上所述的多个各种时钟。

信号处理单元35将在触摸检测单元14中产生的类比数位转换器的值传送到CPU40，控制通信单元46通过帧间集成电路(I2C)或串行外围接口总线(serial peripheralinterface；SPI)信号线将类比数位转换器的值发射到TDI 30的外面，或产生和供应在TDI30中的所有功能元件(例如触摸检测单元14、驱动单元或类似者)中需要的信号。功能元件或功能块指示执行图9中说明的相应功能的组件。举例来说，当前，TDI中包含九个功能块，且CPU 40为九个功能块中的一个。信号处理单元35将触摸检测单元14中产生的类比数位转换器值存储在存储器单元28中，和/或执行所需的计算。举例来说，信号处理单元35可参照触摸检测单元14中产生的类比数位转换器的值计算由于触摸传感器10与触摸构件之间的触摸的触摸面积，且也可使用类比数位转换器的值或计算的触摸面积值计算触摸坐标。

存储器单元28可由闪存存储器、电可擦除可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read only memory；EEPROM)、静态随机存取存储器(staticrandom access memory；SRAM)或动态RAM(dynamic RAM；DRAM)形成。将驱动TDI 30需要的若干寄存器值或操作CPU 40需要的程序存储在闪存存储器或EEPROM中。

CPU 40的许多功能可与由信号处理单元35执行的功能重叠。因此，CPU 40可不包含于TDI 30中，或可定位于TDI 30外。CPU 40和信号处理单元36中的任一个可不临时用于预期CPU 40和信号处理单元36将多余地执行其功能的区段中。

CPU 40可执行由信号处理单元35执行的功能中的多数，和提取触摸坐标，执行例如变焦、旋转、移动或类似者的示意动作，或执行若干功能。此外，CPU 40可计算触摸输入的面积以产生变焦信号，计算触摸输入的强度，和处理各种形式的数据，其中仅在同时触摸例如小键盘的图形用户接口(graphic user interface；GUI)对象的情况下由用户需要的GUI对象(例如，检测到其大面积的GUI对象)被辨识为有效输入，且使用TDI 30中的被处理的数据或通过通信线路将被处理的数据发射到外面。

用于控制CPU 40的程序可安装于存储器单元28中，且可在产生校正时由新的程序替换。可使用通信单元46中包含的通信总线执行新程序，例如串行通信(例如I2C、SPI、通用串行总线(universal serial bus；USB)或类似者)或并行通信(例如CPU接口(下文被称作I/F)或类似者)。

通信单元46执行将所需信息输出到TDI 30外或将从TDI 30外提供的信息输入到TDI的内部的功能。在通信单元中，使用例如I2C、SPI或类似者的串行通信或例如CPU I/F或类似者的并行I/F。

交流电压产生单元42产生施加到线之间的等效电容器Ceq的交流电压。交流电压的高电压Vh和低电压Vl由电力供应器单元47产生，且交流电压产生单元42将高电压Vh与低电压Vl相互组合以产生交流电压，由此允许驱动单元31使用交流电压。此外，交流电压产生单元42具有调整上升沿或下降沿中的交流电压的梯度的构件。

在如图9中所说明的实例中，检测触摸信号的感测垫的数目为一个或多个，且优选地，就减少感测时间来说，感测垫的数目为多个。感测垫可在按六个行Row1到Row6和五个列Col1到Col5安置的三十个触摸传感器30当中随机地选择，且可逐列地选择或逐行地选择。在本发明的示范性实施例中，基于TDI的位置设定行和列的坐标。因此，触摸检测传感器的行和列的坐标不固定，但可取决于TDI的设定位置相对地改变。

在逐列选择感测垫的实例中，当将Col1中包含的六个触摸传感器10确定为同时初始感测垫时，将Col1中包含的所有六个触摸传感器10作为感测垫操作。(在此情况下，将包含于Col2到Col6中的触摸传感器作为非感测垫操作。)然而，在此情况下，以上描述的线之间的等效电容器Ceq未形成，且即使其被形成，仍具有小的电容，使得触摸检测敏感度变小。因此，如与逐列相比，优选逐行感测触摸。原因在于，当逐行感测触摸时，邻近感测垫信号线22不存在，使得不产生由于信号的干扰的故障。

在选择Row1中包含的五个触摸传感器50且将其作为感测垫操作的周期期间，将Row2到Row6中包含的所有触摸传感器10作为非感测垫操作。当Row1中包含的五个触摸传感器50完成感测垫的功能时，依序重复Row2中包含的五个触摸传感器50变为感测垫和Row1和Row3到Row6中包含的触摸传感器50作为非感测垫操作的过程。由于将Row1中包含的五个触摸传感器10作为感测垫操作，因此优选地，TDI中存在五个驱动单元31。因此，同时驱动五个感测垫，由此有可能使减少触摸检测时间减少。

同时，参照以上描述的线之间的感测等效电容器Ceq的两个特征中的第一特征，当将Row1中包含的五个触摸传感器50作为感测垫操作时的感测等效电容Ceq大于当将Row6中包含的五个触摸传感器50作为感测垫操作时的感测等效电容Ceq。原因在于，连接到定位于Row1中的触摸传感器10的传感器信号线22的长度比连接到定位于Row6中的触摸传感器10的传感器信号线22的长度长。由于随着感测垫变得距TDI远，在感测垫中形成的感测等效电容Ceq的量值变大，因此优选地，补偿感测等效电容Ceq的不同量值以便检测均一触摸信号。对感测等效电容Ceq的量值的补偿的意义是允许通过将补偿电容器添加到等式1或等式2的感测等效电容Ceq来检测相同电压，即使感测垫的位置关于同一触摸电容Ct相互不同。

根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置具有补偿感测等效电容Ceq的不同量值的构件，使得基于每一位置中的相互不同的感测等效电容Ceq的量值在每一位置中维持相同触摸敏感度。

图16是用于描述根据本发明的示范性实施例的将所需信号施加到具有嵌入的触摸屏的显示装置中的显示装置、触摸传感器10和G/L 295的方法的视图。在图16中，部分X为显示图像或安装根据本发明的示范性实施例的触摸传感器10的区，且在本发明内容中将被叫作活性区或A/A。图16的第一垫310为用于显示装置的信号施加到的垫，且将从LDI传送的信号施加到第一垫310。此外，第二垫320接收从TDI、缓冲器或类似者传送的信号，且连接到G/L 295。此外，第三垫330为连接到触摸传感器10的垫。

在说明关于信号线的连接的实例的图16中，从LDI传送的显示装置的信号线由实线表示，且传送到触摸传感器的信号由点线表示，且传送到G/L的信号由双实线表示。由于相应信号线定位于不同层上，所以不产生短路。

此外，在根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中，可将不同衬底(例如柔性电路板，例如FPC或COF)附接到垫上用于将信号分别传送到LDI、TDI 30和G/L 295。替代地，可将一个柔性电路板附接到垫上以便减少成本。

另外，虽未说明，但可将COG型的LDI和COG型的TDI 30附接到显示装置的一侧而非垫。参看图16，LDI和TDI可以COG形式附接到定位垫的区。因此，可显著减少从外面传送到显示装置的信号的数量，可减小柔性电路板的大小，且可减少成本。

即，在使用COG型的IC的情况下，传送到G/L 295的信号可在COG型的TDI 30中产生且传送到G/L，或可在COG型的TDI中产生且通过附接到COG型的TDI的下部侧面的柔性电路板、外部缓冲器和柔性电路板连接到G/L。作为一种选择，交流AC电压的输出中的一个可连接到G/L。

在参看图8、图10和图11通过实例如上所述的触摸传感器10定位于信号线下方的第一和第二示范性实施例中，在人手触摸图6的彩色滤光片的上部部分的情况下，触摸传感器10由栅极线240或源极线250覆盖，使得不可能检测到触摸信号。为了克服以上描述的问题，设定显示装置使得将TFT衬底210朝向向上方向引导，且将彩色滤光片衬底100朝向向下方向引导。因此，将触摸传感器10朝向最上部部分引导，且在触摸传感器10的上表面上不存在任何电阻材料，使得有可能检测通过例如手指或类似者的物件进行的触摸。

根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置特性在于，触摸屏定位于TFT和构成TFT的源极线250和栅极线240的上表面上。当触摸屏定位于源极线250和栅极线240下方时，应将LCD倒转180度。然而，倒转LCD是不可能的，或可在使用对应于在图5的彩色滤光片衬底中不存在Vcom的横向电场模式的IPS模式或FFS模式的LCD中的信号线的上表面上装设触摸传感器。

在描述如上所述的在信号线的上表面上装设触摸传感器的技术精神前，以下将描述使用横向电场模式的LCD的结构，这是由于对应于将嵌入根据本发明的示范性实施例的触摸传感器的横向电场模式的IPS模式或FFS模式与TN结构不同。

图19是说明在使用横向电场模式的LCD的组件当中的TFT衬底的配置的视图。在使用横向电场模式的LCD中，共同电极120不分散于彩色滤光片的全部表面上，而是仅形成于TFT衬底的部分区而非彩色滤光片中，这不同于使用以上描述的TN模式的LCD。

如图19中所说明，栅极线240和源极线250在纵向和横向方向上安置于TFT衬底的上表面上，且由栅极线240和源极线250形成的区形成像素。在像素中安装开关图像信号的TFT 220。TFT 220的栅极电极265连接到栅极线240以接收施加到其的扫描信号，且TFT 220的源电极270和漏极电极260分别连接到源极线250和像素电极信号线235。此外，TFT 220的半导体层257在源电极270与漏极电极260之间形成通道，以便将图像信号施加到液晶层。共同电极信号线125与像素中的像素电极信号线235平行地形成，如图所说明。

在具有如上所述的配置的LCD中，当操作TFT 220以将图像信号施加到像素电极信号线235时，在共同电极信号线125与像素电极信号线235之间产生实质上相互平行的横向电场，且液晶分子在平面上移动。

虽然已在图19中说明共同电极信号线125定位于像素电极信号线235下方的情况，但共同电极信号线125也可定位于上部像素电极信号线235上，其中绝缘体插入于其间。

图20是说明在横向电场模式中使用共同电极的根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸传感器的显示装置的实例的视图。参看图20，存在所述栅极线240和源极线250分割的八个像素，且聚集四个像素的共同电极信号线125以形成由实线分割的一个共同电极。图20的实线为虚拟分割区，其表示共同电极线125聚集在一个共同电极120中，且实际上，仅存在由斜线表示的共同电极信号线125。

四个共同电极信号线125被耦合且在不同像素电极230的共同电极信号线125之间相互电连接(如在下部共同电极230的左边中)，或被耦合且在其间的栅极线240和源极线250的上表面或下表面上相互电连接，由此有可能形成一个共同电极120。

可将多个共同电极信号线246相互耦合的共同电极120作为根据本发明的触摸传感器操作，且传感器信号线22将共同电极120连接到TDI 30。

除了共同电极120定位于像素部分中(如图28中所说明)的一般情况之外，其也安装于栅极线240或源极线250的上表面或下表面上以便增大与例如手指或类似者的物件的接触面积。根据本发明的示范性实施例，在共同电极120安装于栅极线240或源极线250的上表面或下表面上的情况下，由于在共同电极120与驱动信号线(源极线和栅极线)之间产生寄生电容，因此优选地，减小与驱动信号线(源极线和栅极线)重叠的共同电极的重叠面积。

作为其方法，如图29中所说明，为了减小共同电极120与驱动信号线(源极线和栅极线)之间的重叠面积，一或多个狭缝121(凹槽被切割的部分)可形成于共同电极120的一些区域中，即，驱动信号线与共同电极相互重叠的区域。因此，根据本发明，共同电极不形成于狭缝121中。与驱动信号线(源极线和栅极线)的重叠面积因共同电极120的狭缝121而减小，如图28中所说明，由此使减少寄生电容的发生有可能。在此情况下，将相应共同电极120相互连接的连接部分122的大小不受限制，且可取决于狭缝121的大小而改变。

参照图20的A和B，传感器信号线22安装于源极线250的侧表面上。然而，实际上，传感器信号线22安置于源极线250的上表面或下表面上以便与信号线重叠，使得凭肉眼看不到它们，且其将作为触摸传感器10操作的共同电极120连接到TDI 30。

虽然在图20中的一个共同电极120中安置四个共同电极信号线125，但数十到数百个共同电极信号线125实际上形成一个共同电极120。

显示装置中存在大量数目个像素。举例来说，HD显示装置具有1280×720的像素，应将根据本发明的大量数目个共同电极120安装于使用横向电场模式的LCD中。图20说明在横向电场模式中安置共同电极120的形状。参看图20，在纵向和横向方向上安装在横向电场模式中的多个共同电极120，且每一共同电极120连接到一个传感器信号线22以由此连接到TDI30。

为构成像素的部分的共同电极120应为由ITO形成的透明电极。传感器信号线22可由与共同电极120相同的材料形成，且可在预定区域中分开，且一或多个信号线可连接一个触摸传感器10与TDI 30。此外，当传感器信号线22将作为触摸传感器10操作的共同电极120与TDI 30相互连接时，传感器信号线22被形成以与除了触摸传感器10中包含的像素区域外的像素区域重叠，其中传感器信号线22可被形成以与一或多个子像素区域(垂直或水平)重叠或与一个子像素的一些区域重叠。

举例来说，如图30的(a)中所说明，在一个像素包含红(R)子像素、绿(G)子像素和蓝(B)子像素的情况下，传感器信号线22可被形成以通过将三个传感器信号线22连接到作为一个触摸传感器10操作的共同电极120而与相应的R、G和B子像素(垂直或水平)重叠，其中相应传感器信号线22可被形成以在R、G和B子像素的边界线之间重叠，或可被形成以与R、G和B子像素的边界线重叠。

此外，如图30的(b)中所说明，连接到定位于一个列中的最上部部分处的第一触摸传感器10-1的第一传感器信号线22-1被形成以与在其上安置B子像素的线与其上安置G子像素的线之间的区域重叠，或被形成以与在B子像素与G子像素之间的边界线的一些区域重叠。此外，连接到定位于第一触摸传感器10-1下方的第二触摸传感器10-2的第二传感器信号线22-2被形成以与在其上安置G子像素的线与其上安置R子像素的线之间的区域重叠，或被形成以与在G子像素与R子像素之间的边界线区域重叠。此外，连接到定位于第二触摸传感器10-2下方的第三触摸传感器10-3的第三传感器信号线22-3被形成以与在其上安置R子像素的线与其上安置左像素的B子像素的线之间的区域重叠，或被形成以与在R子像素与左像素的B子像素之间的边界线区域重叠。

然而，传感器信号线22不限于以上所提到的说明，且其宽度可不同地形成于子像素上的区域中。因而，根据本发明的示范性实施例的传感器信号线22被形成以与除了形成为触摸传感器10的共同电极120的区域外的像素区域重叠，使得充分保证传感器信号线22的宽度，由此有可能使传感器信号线22的电阻值减小和在驱动显示装置时将共同电压稳定地施加到不同于触摸传感器10的区域。此外，在传感器信号线22由与共同电极120相同的材料形成的情况下，由于触摸传感器10和传感器信号线22可由一个掩模形成，因此用于制造显示装置的成本也可减少。

虽然本发明的示范性实施例说明作为触摸传感器10操作的共同电极120由四边形形状指示的情况，但共同电极120不限于此，而是可以各种形状(例如三角形形状、五边形形状和类似者)实施，且可按具有预定角度的Z形形状配置作为触摸传感器10操作的共同电极或传感器信号线22的边缘，以便改善可见性。此外，夹子(＞)形状的图案或各种形状的精细图案形成于作为触摸传感器10操作的共同电极或传感器信号线22中。

作为另一实例，在将连接到共同电极120的传感器信号线22安装于栅极线240或源极线250上方或下方的情况下，传感器信号线22不需要为透明电极。当连接到共同电极120的传感器信号线22由例如铜、铝或类似者的金属形成时，其具有低于透明电极的电阻的电阻，这有利于捕捉触摸信号。

可使用单独的专用掩模图案化和制造传感器信号线22。当在制造TFT的过程中通常使用源极金属、栅极金属或金属掩模制造传感器信号线22时，掩模的数目减少，由此使减少制造成本有可能。当图20的共同电极120和共同电极线125被安装以与源极线250或栅极线240重叠时，共同电极120和共同电极线125受到施加到源极线250或栅极线240的像素信号电压或栅极开/关电压影响，且以上效应充当检测触摸时的噪音。为了避免以上提到的问题，建议两种方法。

第一方法为用于使用不驱动LCD的窃取周期检测触摸的方法。窃取周期包含行同步信号Hsync的窃取和帧同步信号Vsync的窃取，且由于用于配置LCD的图像的信号电压在窃取中不改变，因此TDI接收帧同步信号、行同步信号或与从LDI或TCON启用或窃取有关数据的信息，由此有可能使用窃取检测触摸信号。

第二方法为用于在栅极线240或源极线250与共同电极120之间安装G/L(未展示)的方法。其中使用的G/L使用与以上描述的G/L相同的技术精神。根据本发明，在使用共同电极作为触摸传感器的显示装置中，用于将驱动信号施加到G/L的方法包含1)用于施加从TDI输出的DC电压或交流电压的方法，和2)用于在与以上描述的G/L相同的内容中施加与从电力管理IC(PMIC)施加到TDI的AC电压相同的交流电压的方法。

图21说明用于使用根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的共同电极检测触摸的方法，嵌入的触摸屏一起作为共同电极执行触摸传感器的功能。在于如图9中所说明的矩阵结构中形成的根据示范性实施例的触摸传感器结构中，存在执行触摸信号检测的触摸传感器和不执行触摸信号检测的触摸传感器，其中执行触摸信号检测的触摸传感器被称作感测垫(sensing pad；SP)且不执行触摸信号检测的触摸传感器被称作非感测垫(non-sensing pad；NSP)。参看图21，连接到触摸信号检测单元的触摸传感器为SP，且未连接到触摸信号检测单元的触摸传感器为NSP。虽然图21通过实例说明仅一个SP，但可通过多个触摸信号检测单元将多个触摸传感器作为感测垫(SP)操作，由此有可能减少检测触摸信号所花的时间。

参看图9，可将属于一个横向方向(例如Row1或Row2)的所有触摸传感器作为SP操作。替代地，可将属于一个纵向方向(例如Col1或Col2)的所有触摸传感器作为SP操作。然而，当同时使用在纵向方向上的触摸传感器检测触摸信号时，由于信号线与信号线之间的寄生电容，SP受到彼此影响，这可造成检测信号的误差。

然而，如上所述，甚至在如图9中说明的结构中，当使用AC输入电力时，去除由于信号线与信号线之间的寄生电容的干扰，由此有可能检测触摸信号。

此外，在仅使用AC输入电力检测触摸信号且不使用对于TDI内的触摸检测必要的交流电压的情况下，也可能使用可在图9的所有触摸传感器中执行触摸检测的感测垫(SP)。在此情况下，由于需要多个触摸信号检测单元、类比数位转换器和数位类比转换器，因此可增大TDI的体积，但存在可在快速时间内检测触摸信号的优势。

再次参看图9和图19，当使用在一个纵向方向或一个横向方向上包含的触摸传感器10检测触摸信号时，在由于触摸信号检测单元14的数目的增加而增大TDI的体积的情况下，也可能通过划分触摸传感器的数目来检测触摸信号。举例来说，在使用Row1方向上的五个触摸传感器检测触摸信号的情况下，首先使用偶数号的触摸传感器(即，(Row1，Col2)和(Row1，Col4)的触摸传感器)作为感测垫来检测触摸信号，且接着从奇数号的触摸传感器((Row1，Col1)、(Row1，Col3)和(Row1，Col5))检测触摸信号。如果存在多个触摸传感器，也可能将触摸传感器的数目划分三次或四次。

以上提到的方法具有少量触摸检测单元14操作多个触摸传感器10以检测触摸信号的优势，由此有可能减小TDI的体积。

举例来说，在安装于Row1中的触摸传感器的数目为30的情况下，当使用15个触摸信号检测单元且通过将时间差分类而将偶数号和奇数号的触摸传感器连接到触摸检测单元时，有可能使用15个触摸信号检测单元检测来自30个触摸传感器的触摸信号。

虽然说明将包含偶数号的触摸传感器和奇数号的触摸传感器的触摸传感器分类以连接到触摸信号检测单元的实例，但也可将触摸传感器划分成左方向和右方向以执行分时以连接到触摸信号检测单元。

因而，根据本发明，将触摸传感器划分成多个且使用分时方法共享触摸信号检测单元是可能的。在此情况下，将触摸传感器分割成偶数号或奇数号或将触摸传感器分类成左方向和右方向是可能的。除此之外，根据任何定义的规则将触摸传感器分割成多个(n个)触摸传感器是可能的。

如上所述，根据本发明，在用于使用共同电极检测触摸信号的方法中，共同电极的物件实质上充当显示装置的共同电极、LCD的横向电场模式中的共同电极或OLED(确切地说，AMOLED)的阴极。

因此，需要始终将共同电压施加到共同电极，且不应应用改变共同电压的驱动方法。以下将描述以上提到的驱动方法，但用于将恒定共同电压施加到共同电极的方法如下。

参看图21，SP和NSP在共同电极中共存。用于将未改变的共同电压施加到共同电极的方法包含首先将为具有恒定量值的DC电压(包含0V或接地)的共同电压Vcom施加到NSP，和不改变共同电压Vcom，甚至在从SP检测到触摸信号的情况下。为此目的，当从SP检测到触摸信号时，连接到NSP的共同电压Vcom维持恒定电压。

此外，具有相同量值的共同电压可施加到所有NSP，可针对个别中的每一个、针对群组中的每一个和针对位置中的每一个有区别地供应共同电压。

此外，也用共同电压Vcom对SP预充电。当从SP检测到触摸时，SP中出现轻微电位变化，使得在施加到SP的共同电压Vcom中出现轻微变化，这引起图像的质量的异常，但由于例如手指或类似者的物件与屏幕接触，因此将查看不到屏幕的图像的质量的异常。

因而，根据本发明，可始终将对于显示装置需要的共同电压施加到作为NSP操作的共同电极，且通常将对于显示装置需要的共同电压用作用于作为SP操作的共同电极的预充电电压来驱动显示装置。

此外，施加到NSP的共同电压与预充电到SP的共同电压为相同电压。替代地，施加到SP的共同电压可比施加到NSP的共同电压大或小。当希望预充电在快速时间内执行(由于在共同电压下或连接到SP的寄生电容下通过开/关开关元件将共同电压传送到SP的开关元件的接通电阻)时，由于充电时间的缺乏，可出现充电不足的情况。

共同电压为包含接地的正电压，但由于可施加负电压，因此优选地，当共同电压为正电压时，施加高于目标值的共同电压，且当共同电压具有负值时，施加低于目标值的共同电压。

根据本发明，当将共同电压施加到共同电极时，包含用于变化共同电压的量值的构件，可在TDI内部或外实施用于变化共同电压的构件。在于TDI中实施用于变化共同电压的构件的情况下，可在TDI中的数位类比转换器或内电阻的组合中产生共同电压，且可通过电阻器调整产生的共同电压的量值。虽未展示，但可针对共同电压的量值中的每一个按一对一方案匹配多个电阻器，且可根据电阻器的选择选择不同共同电压。举例来说，可将八个不同共同电压映射到包含3个比特的电阻器块，且当选择为最低有效位(LSB)的00h时，共同电压的量值为-1.5V，01h为-1.6V，且最后07h的量值为-22V。此外，在于TDI外实施用于变化共同电压的构件的情况下，电压可从外面直接施加到共同电极，或可通过按外部可变电阻变化共同电压的量值来施加电压，且在此情况下，优选地，TDI还包含能够选择从外部产生的共同电压的施加的构件。

在本发明中，当将LDI和TDI集成到一个IC内时由TDI和LDI需要的电力供应器单元由共同电力供应器单元产生，且在此情况下，TDI产生共同电压，且调整共同电压的量值的意义为集成TDI和LDI的一个IC执行共同电压的量值的调整的相同意义。

此外，以上提到的共同电压是从产生AC输入电力的单独的电力管理IC(PMIC)产生，且PMIC具有用于改变共同电压的量值的构件。PMIC具有用于与LDI或TDI的控制信号同步地交变AC电压的构件。举例来说，当从TDI输出的控制信号低时，PMIC可基于接地将为AC电压的Vc21从高的10V交变到3V，且当从PMIC输出的控制信号为高(Hi)时，Vc21可从3V摆动到10V。当然，Vc22可始终与Vc21同步地维持恒定DC电压。

在根据本发明的示范性实施例的用于利用共同电极作为触摸传感器来检测具有嵌入的触摸传感器的显示装置的触摸的方法中，由于应不改变连接到SP或NSP的共同电极，因此可使用用于将交流驱动电压用于NSP来检测触摸信号的方法，或用于通过在连接到SP的TDI中施加交流驱动电压Cdrv来检测触摸信号的方法。

为了解决以上提到的问题，除了用于使用共同电极检测触摸信号的方法之外，本发明还使用用于使用AC输入电力检测触摸信号的方法。

如下所述，可将TDI和LDI集成到待制造的一个IC内。在此情况下，如图12中所说明，不将AC电力分别施加到TDI和LDI，而是AC输入电力将被施加到一个集成的IC。

参看图21，图21说明TDI的一些功能块，其更详细地说明于图9中。由于根据本发明的示范性实施例的用于使用共同电极检测触摸的方法使用嵌入于显示装置中的触摸传感器，因此在TDI和LDI使用共同接地的情况下，可将施加到为TDI的触摸传感器的共同电极的共同电压作为显示装置的共同电极操作。

因此，将通常具有接地的AC输入电力施加到TDI、LDI或集成TDI和LDI的共同IC，且AC输入电力的接地为Vc22。在基于为TDI或LDI的接地的Vc22假定Vcom为-2.2V的情况下，当Vc22基于接地为10V(其为绝对电位)时，Vcom基于接地为7.8V。

参看图9和图21，由于TDI的接地为Vc22，因此当为作为SP操作的共同电极的触摸传感器定位于显示装置中时，在触摸传感器上或下方，在栅极线240与源极线250之间出现寄生电容，或当G/L 295存在于触摸传感器10与驱动信号线之间时，寄生电容也出现在触摸传感器10与G/L 295之间。在此情况下，将寄生电容模型化为Cvcom，当Cvcom与信号线重叠时，VVcc为信号线的电位，且当Cvcom与G/L重叠时，G/L的电位为VVcc。此外，寄生电容也出现在NSP与SP之间，其由Cp表示，且由于NSP的电位为Vcom，因此Cp的接地为Vcom。

在此结构中，当摆动AC输入电压时，可检测到与交流电压的上升沿或下降沿同步的触摸信号，且在此情况下，检测到的信号由以下等式表示。

[等式5]

此处，Ct为在SP与手指之间产生的触摸电容，且Vswing为具有作为接地的Vc22的AC输入电压基于接地摆动的交流电压的量值。Vpre为在SP中充电的电压，其为Vcom。此外，Vpre后的正或负极性与交流电压的上升或下降互相配合，当交流电压下降时的极性为负，且当交流电压上升时的极性为正。以上提到的规则适用于本说明书的全部。

TDI基于当Ct不存在于等式5中来计算Ct的量值时计算当添加Ct时电压的量值的改变，由此有可能确认是否执行触摸和计算触摸的面积。

当与交流AC输入电压的上升沿或下降沿同步地检测到触摸信号，需要一些时间直到触摸信号在上升沿或下降沿后稳定。这次可通过TDI中包含的设定构件调整延迟检测时间，例如TDI中的电阻器的设定。

图17说明根据本发明的第三示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置。在图17中，触摸传感器10定位于栅极线240和源极线250的上表面上，且具有如图10中所说明的网状结构。在具有此结构的示范性实施例中，可在横向电场模式(例如IPS模式或类似者)中使用触摸传感器10，其中图6的共同电极不存在，或可在存在于RGB彩色滤光片110之间的BM130的区中的Vcom通过蚀刻去除的状态中使用。然而，共同电极120之间的连接点应保留，以便互连共同电极120。触摸传感器10包含图20的共同电极120。

触摸传感器10安装于栅极线240和源极线250上方，且安置于比栅极线240和源极线250的宽度宽的宽度处。此外，触摸传感器10形成于如图10中所说明的网状结构中，或形成于如图9中所说明的矩阵结构中。此外，在触摸传感器10形成于如图9中所说明的矩阵结构中的情况下，触摸传感器10也可形成并非网状结构的结构中，但可形成于网状结构中。作为另一实例，在触摸传感器10形成于矩阵结构中的情况下，触摸传感器10可形成于网状结构与非网状结构的混合结构中。即，可不在网状结构中形成触摸传感器10中的一些，且可在网状结构中形成触摸传感器10中的另一些。此外，在触摸传感器10形成于矩阵结构中的情况下，优选地，触摸传感器10具有随着其变得靠近TDI 30而变小的面积。

此外，优选地，触摸传感器10安置于邻近像素电极230的位置处，被安置以便与像素电极230在垂直方向上重叠，且安装于子像素单元中。

此外，连接到触摸传感器10的传感器信号线22的数目为一个或多个，且在传感器信号线22的数目为多个的情况下，传感器信号线在A/A中相互结合或在安置TDI 30的非A/A中相互结合。

此外，传感器信号线22安装于栅极线240和源极线250上方，且包含由至少一种透明传导性材料(例如氧化铟锡(ITO)、氧化锑锡(antimony tin oxide；ATO)、碳纳米管(CNT)、氧化铟锌(IZO)、纳米线、银纳米线或类似者)形成的透明布线和由金属形成的金属布线。此处，优选地，透明布线形成于显示装置的A/A中，和透明布线或金属布线形成于显示装置的非A/A中。替代地，传感器信号线22不安装于栅极线240和源极线250上方，而可安装于显示装置的全部区(例如显示装置的像素区)上。

在如上所述的触摸传感器10定位于栅极线240和源极线250的上表面上的情况下，当彩色滤光片110耦合到TFT衬底210时，彩色滤光片110的BM 130视觉上阻挡触摸传感器10。因此，即使将金属用作触摸传感器10的材料，仍不产生金属的闪光现象。因此，可将例如铜、铝或类似者的金属用作触摸传感器10的材料，使得电阻减小，由此使更迅速地检测触摸信号和减少消耗的电流有可能。

如果有必要，可在图17的触摸传感器的上表面上添加保护层。

在本发明的第三示范性实施例中，对触摸传感器10施加从TDI 30产生的交流驱动电压或从PMIC产生的AC交流电压，且触摸检测单元14检测与AC交流电压的上升或下降沿同步的触摸信号。

在根据本发明的第三示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中，定位于栅极线240和源极线250的上表面上的触摸传感器10因栅极线240和源极线250的电压的改变而出现故障，且提出还包含G/L295的根据本发明的第四示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置以便解决此问题。

图18是说明根据本发明的第四示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置的视图。当触摸传感器10定位于显示装置的活性区中的任何区中或栅极线240和源极线250的上表面上时，将G/L 295安装于触摸传感器10与栅极线240和源极线250之间。虽然已在图18中说明将触摸传感器10安装于栅极线240和源极线250的上表面上的实例，但触摸传感器10可安置于例如栅极线240、源极线250和类似者的任何位置上，除了显示装置的驱动信号线的上表面外。此外，此显示装置包含AMOLED、PMOLED或类似者，以及LCD。

参看图18，触摸传感器10定位于构成显示装置的TFT的上表面上，第一绝缘体285定位于触摸传感器10下方，且G/L 295定位于第一绝缘体下方。优选地，将第一绝缘体285应用于显示装置的全部活性区(A/A)上。

G/L 295或触摸传感器10定位于栅极线240和源极线250的上表面上或显示装置的A/A中的任何区中，且形成于如图5中所说明的网状结构中或形成于如图4中所说明的非网状结构中，且将DC或交流驱动电压施加到G/L 295。

本发明的所有特征类似地适用于触摸传感器10定位于栅极线240和源极线250上方的情况，类似于对应于触摸传感器10定位于信号线下方的情况的根据第一和第二示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置。

在触摸传感器10形成于图18的最上部表面上后，不应用第二绝缘体286，这实现成本减少效果。然而，如果有必要，可将第二绝缘体286安装于触摸传感器10的上表面上。

在本发明的第四示范性实施例中，用于将驱动信号施加到G/L 295的方法包含1)用于施加从TDI输出的DC电压或交流电压的方法，和2)用于施加与从电力管理IC(PMIC)施加到TDI的与AC电压相同的交流电压的方法，类似于应用于第二示范性实施例的内容。

此外，优选地，根据本发明的第四示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置还包含缓冲器或放大传送到G/L 295的TDI的驱动信号的运算放大器(OPAMP)，类似于根据第二示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置。

另外，在本发明的第四示范性实施例中，对触摸传感器10施加从TDI 30产生的交流驱动电压或从PMIC产生的AC交流电压，且触摸检测单元14检测与AC交流电压的上升或下降沿同步的触摸信号。

此外，将与在由触摸检测单元14检测触摸信号时同步的AC交流电压相同的电压施加到G/L。

应用于本发明的第一到第四示范性实施例的触摸传感器10形成于如图10中所说明的网状结构中，或形成于如图9中所说明的矩阵结构中。此外，在触摸传感器10形成于如图9中所说明的矩阵结构中的情况下，触摸传感器10也可形成于不具有网状结构的结构中，但可形成于网状结构中。作为另一实例，在触摸传感器10形成于矩阵结构中的情况下，触摸传感器10可形成于网状结构与非网状结构的混合结构中。即，可不在网状结构中形成触摸传感器10中的一些，且可在网状结构中形成触摸传感器10中的另一些。此外，在触摸传感器10形成于矩阵结构中的情况下，优选地，触摸传感器10具有随着其变得靠近TDI 30而变小的面积。

同时，在根据本发明的示范性实施例的触摸传感器的大小比例如手指或笔的物件大的情况下，准确检测触摸位置是不可能的。参看图22，在于垂直方向或水平方向上移动例如手指或笔的物件的情况下，不可能计算当在一个触摸传感器10内移动物件时的触摸坐标。为了计算触摸坐标，需要发生两个或更多个触摸传感器的面积改变。

用于解决以上提到的问题的方法包含通过使两个触摸传感器交叉在纵向方向或横向方向上共享触摸传感器区。图23A和图23B说明根据本发明的示范性实施例的关于触摸传感器区的共享的实例，其中在纵向方向上共享所述区。在图23A和图23B中，存在按四边形形状形成的四个触摸传感器10，且相应的触摸传感器10共享多达50％的相互邻近的触摸传感器10的中心部分，(即，在长度方向上)。举例来说，第二传感器改变到具有圆形图案的三角形，且通过将自身面积扩大多达在第一和第三传感器中的50％的长度(即，触摸传感器的中心部分的长度)来共享第一传感器与第三传感器之间的面积。

因此，因为物件仅在一个触摸传感器中移动而不可能计算触摸坐标(甚至在物件在图22中的一个触摸传感器中垂直移动以便不引起面积的改变的情况下)的情形改变到因为发生两个触摸传感器中的面积的改变而可检测到触摸的情形。

图23A说明当触摸传感器相互垂直接触时接触区为一个的情况，且在此情况下，可检测不到极小物件的垂直位移。为了解决以上提到的问题，如图23B中所说明，当垂直定位的触摸传感器的接触区增加到多个(例如在所述实例中，三个)(即，相互垂直重叠的顶点的数目增加)时，触摸传感器之间的面积共享紧密地发生，由此有可能易于检测具有小面积的物件的改变。

在此情况下，相互重叠的顶点的数目有必要包含半顶点(例如1.5或2.5或3.5)，因此物件之间重叠的接触面积相互相同，使得在触摸传感器之间产生的寄生电容等于触摸传感器中的每一个。参看图23B，半顶点的概念使用于在共享Z形中的区的上部端触摸传感器的直角三角形的面积仅为其相邻三角形的面积的50％且下部侧触摸传感器的左三角形的面积也仅是其相邻三角形的面积的50％的方面中。

此外，一个传感器同时共享相互面对的上部侧和下部侧中的区，且共享的区的长度为最小0％(不共享区)到最大50％。

图24说明在横向方向上的触摸传感器共享区的实例。类似于在纵向方向上的实例，在横向方向上为左和右的触摸传感器共享所述区，且共享多达0到50％的长度的区。重叠顶点优选地包含半顶点，例如2.5或3.5。虽未说明，在垂直方向上安置的信号线也具有Z形形状。

图25是根据本发明的示范性实施例的在触摸传感器定位于栅极线或源极线的上表面或下表面上的情况下共享触摸传感器的上区和下区或左区和右区的实例的视图。参看图25，上部侧触摸传感器与下部侧触摸传感器共享区，说明在共享所述区时的触摸传感器之间的间隔。图25的格子指示显示装置的像素，在纵向方向上的实线为栅极线240，且在横向方向上的实线为源极线250。

因而，当触摸传感器存在于信号线的上表面或下表面上时，触摸传感器共享在像素的单元中呈台阶形状的区。这也同等地适用于在横向方向上安置的传感器的共享的区或在纵向方向上安置的传感器的共享的区。

传感器之间的间隔为至少一个像素或更多。如果在与共同电极共享触摸传感器的本发明的示范性实施例中，充当像素的单元中的触摸传感器的共同电极共享区(如在图23或图24中)，那么出现共同电极不施加到的像素，由此造成图像的质量的缺陷。

图26说明在共同电极充当触摸传感器的情况下的触摸传感器区的共享的实例。参看图26，存在在纵向方向上的源极线250和在横向方向上的栅极线240，且区共享发生在作为边界的驱动信号线处。即，在共同电极充当触摸传感器的情况下，在作为边界的源极线250或栅极线240处划分不同的触摸传感器10c和10d，以便防止共同电极未施加到单独像素的情形。

替代地，在制造LCD的过程中的装备的处理能力良好的情况下，可从信号线的上表面或下表面划分不同的触摸传感器。

在根据本发明的示范性实施例的包含触摸屏的显示装置中，应使用LCD驱动IC(LDI)和触摸驱动IC(TDI)。LDI与TDI被划分以单独使用，如在图12中所说明，但在此情况下，添加制造LDI和TDI的过程，由此增加生产成本。此外，当将IC安置于图16中的显示装置的一侧时，空间可增大。为了解决以上提到的问题，本发明建议将两个IC集成到一个IC内的方法。

图27说明根据本发明的示范性实施例的LDI和TDI集成到一个IC内的IC的结构。参看图27，区1和区3为TDI，其中将图9的组件划分为分散式，或分别包含在区1和区3中。替代地，区2为TDI，且图9的TDI的组件都包含在区2中。

此外，区2为LDI区。LDI可定位于集成IC的中心部分，或可安置于区1或区3的位置处。

因而，如果将TDI和LDI集成到一个IC内，那么可共享从TDI或LDI产生的电力，且由于可消去LDI的电力和TDI的电力中的一个，因此IC的面积减小，由此减少成本。

在此情况下，由于不需要在TDI与LDI之间发射信号，因此不需要通过IC中的信号将TDI和LDI相互连接，但如果有必要，TDI与LDI可共享IC中的必要的信号。

在根据本发明的示范性实施例的具有嵌入的触摸屏的显示装置中，触摸传感器和传感器信号线被形成以定位于与显示装置的驱动信号线(例如源极线、栅极线或类似者)相同的线上，以防止在显示装置中观测到触摸传感器和传感器信号线和去除触摸传感器和传感器信号线对显示装置的影响。

此外，可防止由于传感器信号线的断开连接的触摸信号的辨识误差，使得可稳定地维持触摸装置的触摸辨识性能。

另外，安装防护层(G/L)以减小在触摸传感器和传感器信号线与显示装置的组件之间产生的寄生电容，由此易于获得触摸信号。

另外，可分别通过应用用于施加从TDI输出的DC电压或交流电压的方法和用于将与从电力管理IC(PMIC)施加到TDI的AC电压相同的交流电压施加到防护层的方法来改善触摸敏感度。

另外，将传感器信号线与在显示装置中使用的源极金属和栅极金属一起在除了显示装置的活性区(A/A)外的区中使用，以减小传感器信号线的电阻，由此易于检测获得的触摸信号。

对本发明涉及的所属领域的技术人员将明显了解本发明不限于上文提到的示范性实施例和附图，而是可在不脱离本发明的范围和精神的情况下以不同方式取代、修改和更改。

Claims (20)

1.一种显示装置，具有嵌入的触摸屏，所述显示装置包括：

衬底，像素电极、驱动信号线和共同电极安置于所述衬底上，

其中所述共同电极安置于所述像素电极上方或下方；以及

多个触摸传感器，其通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置。

2.根据权利要求1所述的显示装置，还包括多个传感器信号线，所述多个传感器信号线将通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置的所述多个触摸传感器电连接到触摸驱动集成电路。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述多个传感器信号线是通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置。

4.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述多个传感器信号线由透明传导性材料或不透明金属材料形成，且安置于垂直于所述驱动信号线的相同线上。

5.根据权利要求2所述的显示装置，其中所述触摸驱动集成电路在所述像素电极的窃取周期期间驱动通过电连接一个或多个所述共同电极配置的所述多个触摸传感器。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述共同电极安置于所述像素电极上方，且

绝缘层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中防护层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述防护层被划分以按一对一的方式与通过电连接一个或多个所述共同电极而配置的所述多个触摸传感器重叠。

9.根据权利要求8所述的显示装置，其中在通过电连接一个或多个所述共同电极配置的所述多个触摸传感器当中，

与检测触摸的第一触摸传感器重叠的所述防护层被施加第一电压，且

与不检测所述触摸的第二触摸传感器重叠的所述防护层被施加第二电压。

10.根据权利要求9所述的显示装置，其中所述第一电压为交流电压或预充电电压，

所述第二电压为直流电压或接地电压，且

所述第一电压和所述第二电压从触摸驱动集成电路或电力管理集成电路供应。

11.一种用于检测显示装置的触摸的方法，所述显示装置具有嵌入的触摸屏且包含衬底，像素电极、驱动信号线和共同电极安置于所述衬底上，其中所述共同电极安置于所述像素电极上或下方，所述用于检测显示装置的触摸的方法包括：

由通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置的多个触摸传感器产生触摸信号；以及

通过由多个传感器信号线接收产生的所述触摸信号来检测所述触摸。

12.根据权利要求11所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中所述多个传感器信号线将通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置的所述多个触摸传感器电连接到触摸驱动集成电路。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个传感器信号线是通过将一个或多个所述共同电极相互电连接而配置。

14.根据权利要求12所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中所述多个传感器信号线由透明传导性材料或不透明金属材料形成，且安置于垂直于所述驱动信号线的相同线上。

15.根据权利要求12所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中所述触摸驱动集成电路在所述像素电极的窃取周期期间驱动通过电连接一个或多个所述共同电极配置的所述多个触摸传感器。

16.根据权利要求11所述的用于检测显示装置的触摸的方法，所述共同电极安置于所述像素电极上方，且

绝缘层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

17.根据权利要求11所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中防护层安置于所述共同电极与所述像素电极之间。

18.根据权利要求17所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中所述防护层被划分以按一对一的方式与通过电连接一个或多个所述共同电极而配置的所述多个触摸传感器重叠。

19.根据权利要求18所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中在通过电连接一个或多个所述共同电极配置的所述多个触摸传感器当中，

与检测触摸的第一触摸传感器重叠的所述防护层被施加第一电压，且

与不检测所述触摸的第二触摸传感器重叠的所述防护层被施加第二电压。

20.根据权利要求19所述的用于检测显示装置的触摸的方法，其中所述第一电压为交流电压或预充电电压，

所述第二电压为直流电压或接地电压，且

所述第一电压和所述第二电压从触摸驱动集成电路或电力管理集成电路供应。