CN107533393A - 集成的自电容式触摸显示器 - Google Patents

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Abstract

具有集成的自电容传感器的显示器包括显示器堆叠中的传感器电极和保护层。触摸显示器将显示功能与触摸感测功能所需的内部元件进行组合。在一实施例中，公共电压层，VCOM层被用作保护层，并且公共电压层之上的另一层(例如滤色器层)被用作电极阵列层。公共电压层的功能在触摸感测功能与显示功能之间交替。任一功能可在另一个功能被禁用时被使用。

Description

集成的自电容式触摸显示器
背景
具有电容式触摸功能的显示器测量传感器电容的变化。在例如定向型的自电容触摸显示器中，电容传感器被布置在电极阵列中，该电极阵列分布在显示器堆叠上的同一层上，形成电极阵列层。电容变化在电极阵列层和周围环境(诸如环境接地电平)之间被检测到。例如，传感器附近的手指可被建模为接地电平对象。电极层与保护层之间的寄生电容可通过设计被最小化。保护层可被驱动到与电极相同的电位，从而最小化接地电平与电极的寄生电容耦合，并进一步提高电极传感器阵列检测电容中的变化的敏感度。保护电极可以是显示器堆叠上的电极阵列层下面的一个分开的层。电极阵列上的每个电极可通过专用电荷放大器来分开地测量，或者到多个电荷放大器的连接可被复用。这一复杂结构要求显示器堆叠上的多个层，由此增加了显示器的厚度。移动或手持设备的当前趋势集中于较薄的设备上。以下描述的各实施例不限于解决已知的具有集成触摸功能的显示器的缺点中的任何缺点或全部缺点的实现。
概述
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
具有集成的定向自电容传感器的显示器包括显示器堆叠中的传感器电极和保护层。具有集成的触摸功能的触摸显示器对显示功能和触摸感测功能所需的内部元件进行组合。在一实施例中，公共电压层，VCOM层被用作保护层，并且公共电压层之上的另一层(例如滤色器层)被用于电极阵列层。公共电压层的功能在触摸感测功能与显示功能之间交替。任一功能可在另一个功能被禁用时被使用。
许多附带特征将随着参考下面的详细描述并结合附图进行理解而得到更好的认识。
附图简述
根据附图阅读以下具体实施方式，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是根据现有技术的显示器堆叠的示意图；
图2是具有触摸控制模块和显示驱动器模块的显示器堆叠的一实施例的示意图；
图3是具有触摸控制模块和显示驱动器模块的显示器堆叠的一实施例的示意图；
图4是时序图的示例；
图5是不同模式期间的电压电平的示例；以及
图6是电极阵列层的示意图。
在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。
详细描述
下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明示例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明示例的唯一形式。然而，可以通过不同的示例来实现相同或等效功能和序列。
虽然在本文中将本发明的各示例描述并例示为在智能电话中实现，但是所描述的设备只是作为示例而非限制来提供的。如本领域技术人员将理解的，本发明的各示例适用于各种不同类型的移动和/或手持式装置中(例如平板和膝上型计算机中)的应用。
具有触摸功能的电容式显示器可被划分为两种不同的技术：互电容和自电容。互电容基于按行和列来布置的感测电极。对象影响行和列之间的相互耦合，其中各个值可通过扫描每一行和列并检测每个交叉点之间的电容变化来测量。自电容使用多个单独的传感器，也称为定向传感器，其中电容变化在传感器与诸如接地电平的公共电压电平之间被测得。传感器的行和列的布置也可被应用于自电容系统。对象可以是手指或触控笔或适合于生成传感器元件之间的电荷变化的任何物体。单独的自电容传感器可被连接到电荷放大器或者选择传感器与电荷放大器之间的连接的复用系统，使得能够使用具有一个以上的传感器的一个电荷放大器。电荷放大器将传感器元件之间的检测到的电荷转换成经放大的信号，例如电容的变化。自电容系统的公共电压电平通常被称为保护电极。公共电压电平可例如是接地电平、设备机架电压电平、电话机架电压电平。保护电极为触摸感测系统提供了公共驱动或激励电压。
保护电极可以是被布置在显示器堆叠中的层。显示器堆叠包括显示功能所需的不同层，并且在触摸显示器中，显示器堆叠包括触摸功能所需的各个层。图1例示了根据现有技术的具有控制电子元件的显示器堆叠的示意性示例。该示例或任何后续示例不按具体比例例示各层的厚度；层的厚度可根据具体实施例进行修改。在该上下文中，诸如“顶部”、“较高”或“向上”的方向与显示器的可见侧相关；而“底部”、“较低”或“向下”涉及被附接到设备的显示器的一侧。
阵列玻璃10形成显示器堆叠的底层。显示面板11可以是LCD面板、LED、OLED、AMOLED面板或用于呈现图像的任何装置。显示驱动器19操作和控制显示面板11。显示驱动器可以是被连接到显示面板11的分开的集成电路。在显示面板11之上存在可由玻璃制成的滤色器12。显示功能被布置在显示器堆叠的下部，而触摸功能被布置在上部。粘合剂层13连接被用于感测触摸的滤色器12和保护层14。在该布置中，触摸传感器基板15分开自电容感测层：下保护层14和上电极层16。电极层16可根据期望的触摸感测分辨率在同一层上包括多个传感器。电极可按阵列来布置，并且它们可以是电极层16上的二维的方形或任何其他形状。触摸控制器20被连接到保护层14和电极层16。触摸控制器20可以是分开的集成电路。窗18形成顶层。其用粘合剂层17连接到电极层16和触摸传感器基板层15。窗18可由玻璃或任何其他合适的透明耐用材料制成。
图2示出了自电容式显示器的一实施例，其中显示功能和触摸感测功能是集成的。阵列玻璃21形成显示结构的基底层。电子显示器包括公共电压层23和被布置在距显示器堆叠上的公共电压层23之上一定距离处的电极阵列层26。公共电压层23和电极阵列层26彼此平行。公共电压层23与电极阵列层26之间的距离可由公共电压层23与电极阵列层26之间的各层(在此示例中为滤色器层25和液晶层24)限定，其中，电极阵列层26被布置在滤色器层25之上。检测来自外部源(诸如触摸)的电容变化的效果可伴随公共电压层23与电极阵列层26之间的较大距离而改善。公共电压层23包括两个功能，用于显示模式的VCOM层和用于触摸感测模式的保护电极层。面板阵列像素层22的阵列(例如TFT像素)被布置在阵列玻璃21之上和公共电压层23之下。液晶层24被布置在公共电压层23之上。在电极阵列层26之上存在连接顶部窗层28的粘合剂层27。在该示例实施例中，电极阵列层26被布置在滤色器层25之上。在一个实施例中，电极阵列层26被布置在粘合剂层27与窗层28之间。根据图2的一个实施例是显示器集成的自电容式触摸系统。在一个实施例中，显示器是in-cell显示器。
在一实施例中，提供了至少一个处理器和储存指令的存储器，该指令当被执行时，促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替，其中在触摸测量模式中。触摸通过公共电压层23与电极阵列层26之间的自电容来检测。显示寻址是指显示器的像素被编址以显示图像的功能—这也可被称为显示更新。在该示例中，触摸控制模块29控制触摸感测功能。触摸控制模块29用连接CSx电连接到电极阵列层26上的电极。触摸控制模块29也被电连接到公共电压层23或者相同的电压电平(例如接地电平或设备机架电压电平)，其中公共电压层23交替地起保护层的作用。显示驱动器模块30控制显示功能并且被连接到公共电压层23。
在一实施例中，提供了显示驱动器模块30和被连接到显示驱动器模块30的触摸控制模块29，显示驱动器模块30促使触摸控制模块29在触摸测量模式下测量公共电压层23与电子传感器阵列26之间的电容的变化。触摸控制模块29经由电连接从显示驱动器模块30接收信号T_enable(T_使能)。显示驱动器模块30控制并发送信号T_enable到触摸控制模块29，使得触摸控制模块29能够开始测量自电容，公共电压层23(在该示例中为保护层23)与电极阵列层26上的电极之间所引起的电容电荷的电容变化。触摸控制模块29向显示驱动器模块30发送保护(Guard)信号。
在一实施例中，显示驱动器模块30和被连接到显示驱动器模块30的触摸控制模块29促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。当显示器在显示寻址模式与触摸测量之间交替时，触摸控制模块29以预定的幅度和频率发送保护信号。
在一实施例中，显示驱动器模块30被连接到公共电压层23，而触摸控制模块29被连接到电极阵列层26和显示驱动器模块30，该显示驱动器模块30在显示寻址模式下提供用于公共电压层23的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层23的AC信号。显示驱动器模块30驱动保护层23作为对保护信号的响应，并且建立公共电压/保护层23和面板像素层22的阵列的所要求的DC偏置。
在一实施例中，触摸控制元件和/或显示控制元件促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。显示驱动器模块30和触摸控制模块29可被集成到单个触摸控制元件中，例如被集成到能够操作触摸功能和显示功能的集成电路中。
图3示出了其中显示器堆叠类似于图2所例示的示例的一实施例。触摸控制模块36被电连接到电极阵列层26的电极和接收信号CSx。触摸控制模块36还被电连接到公共电压层23和面板像素层22的阵列，为两个层22、23建立所要求的电压偏置。显示驱动器模块35被电连接到触摸控制模块36，周期性地向触摸控制模块36发送信号T_enable。在该实施例中，触摸控制模块36被连接到公共电压层23、面板像素层22的阵列和电极阵列层26，而显示驱动器模块35被连接到触摸控制模块36，其中从显示驱动器模块35接收到的信号促使触摸控制模块36在触摸测量模式下驱动公共电压层23，同时将面板像素层22的阵列保持在所要求的相对于公共电压层23的电压偏置上。显示驱动器模块35控制信号T_enable，使得触摸控制模块36能够从电极阵列层26的电极开始信号采集。触摸控制模块36控制与公共电压层23是相同层的保护层23。在一实施例中，触摸控制模块36被连接到公共电压层23和电极阵列层26；而显示驱动器模块被连接到触摸控制模块；并且触摸控制模块36提供所要求的AC和DC信令，即显示寻址模式和触摸测量模式下公共电压层23的直流偏置。触摸控制模块36在触摸测量模式和显示寻址模式下为公共电压层23和面板像素层22的阵列建立所要求的DC偏置。
图4例示了被用于触摸测量的显示静止时间的示例的示意性时序图。x轴表示时间，其中T1是显示寻址活动时间；T2是触摸测量活动时间；而T3是组合T1和T2的显示帧。时序周期41是显示寻址周期；时序周期42是触摸使能信号，例如根据先前各示例的信号T_enable；时序周期43是公共电压层，VCOM或保护层周期；而时序周期44是触摸测量周期。在该示例中，显示帧速率通常是16ms；然而，显示驱动器模块可更快地更新显示面板，留下用于触摸测量的静止时间。静默时间由例如从显示驱动器模块发送到触摸控制模块的同步信号T_enable来指示。在接收到T_enable信号之后，触摸控制模块开始测量电极阵列层中的电极达预定的时间。公共电压层VCOM交替作为保护层；信号T_enable允许将显示器的公共电压层VCOM重新用作用于触摸测量的AC驱动保护层。保护信号从触摸控制模块被发送到显示驱动器模块，以正确地调整面板像素层22的阵列直流偏置，或者如在另一实施例中，触摸控制模块可调整面板像素层22的阵列DC偏置。触摸控制模块测量能够改变自电容式电极的电荷的对象的触摸或接近。在显示寻址模式下，触摸控制模块将对公共电压层VCOM和面板像素层22的阵列的控制给予显示驱动器模块以建立适当的电压电平，或者如在另一实施例中，触摸控制模块可建立适当的电压电平。
图5例示了根据时间的不同信号的电压电平的一个示例。x轴被拆分成各部分，首先从触摸测量模式开始。信号SYNC指示用于触摸控制模块和显示驱动器模块的同步信号，使得两个元件能够同时启动周期。信号VCOM/GUARD指示被施加到公共电压层的电压电平。在触摸测量模式下，VCOM/GUARD信号在0V和4V方波之间交替，从而在触摸测量模式下将AC激励电压施加到用作保护层的层。面板像素的阵列遵循相同的方波形，其中电压在-10V和-6V之间交替。在显示寻址模式下，VCOM/GUARD信号被设置为0.2V，其中该层被用作公共电压层。面板像素的阵列被设置为-8V，其中固定的电压电平不会干扰显示功能。在触摸模式期间显示器不活动，而在显示模式下触摸测量不活动。
该解决方案使得显示器VCOM层能够重新用作保护层。滤色器层也被用于传感器电极层；提供到公共电压层的一定距离的其他层也可被使用。当将触摸测量集成到显示周期中时，该解决方案可控制显示驱动器模块和触摸控制模块。触摸使能信号T_enable可针对显示驱动器模块和/或触摸控制模块来生成。该解决方案可控制VCOM以及电极传感器阵列层AC和DC电平，同时交替进行触摸测量和更新/寻址显示图像。
图6示意性地示出了作为保护层被主动驱动的公共电压层61。传感器电极62被布置在距公共电压层61一定距离的另一层中。传感器电极62可按不同的形状或尺寸来布置，但是在该示例中，电极62是正方形的。连接63例示了从传感器电极62到电荷放大器64的路由，其中系统可包括一个电荷放大器64每传感器电极62或者复用系统，以便减少电荷放大器和直到AD转换器的信号路径中的接下来的元件的数量。电荷放大器64仅作为提供从模拟传感器信息到数字数据的信号路径的元件的一示例来被例示。触摸分辨率随着传感器电极62的数量而增加；例如，智能电话显示器可包括超过一百个传感器电极62。电荷放大器64和直到AD转换器的信号路径中的接下来的元件可被集成到触摸控制模块中，或者它们可以是分开的组件、包括多个电荷放大器并提供触摸控制模块与传感器电极之间的电连接的集成电路。
在一实施例中，显示器结构包括显示器堆叠，显示器堆叠上的公共电压层和显示器堆叠上的电极阵列层；电极阵列层被布置在显示器堆叠上的公共电压层之上的一定距离处，其中电极阵列通过自电容感测触摸；被耦合到公共电压层和电极阵列层的触摸控制元件，其中触摸控制元件促使公共电压层在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。在一实施例中，触摸控制元件包括显示驱动器模块，并且被连接到显示驱动器模块的触摸控制模块促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。在一实施例中，触摸控制元件包括显示驱动器模块和被连接到显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块促使触摸控制模块在触摸测量模式下测量公共电压层与电子传感器阵列之间的电容变化。在一实施例中，触摸控制元件包括被连接到公共电压层的显示驱动器模块和被连接到电极阵列层和显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。在一实施例中，触摸控制元件包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中从显示驱动器模块接收到的信号促使触摸控制模块在触摸测量模式下驱动公共电压层。在一实施例中，触摸控制元件包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中触摸控制模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。在一实施例中，电极阵列层被布置在滤色器层之上。在一实施例中，电极阵列层被布置在粘合剂层与窗层之间。
一种用于显示器的方法的一实施例，包括显示器堆叠，显示器堆叠上的公共电压层和显示器堆叠上的电极阵列层；通过将公共电压层驱动到预定的电压电平来设置用于显示寻址模式的显示器；通过驱动公共电压层来驱动触摸输入并将显示器设置达静止周期来设置用于触摸测量模式的显示器；以及通过公共电压层与被布置在显示器堆叠上的公共电压层之上一定距离处的电极阵列层之间的自电容来检测触摸。在一实施例中，电极阵列层被布置在滤色器层之上。在一实施例中，电极阵列层被布置在粘合剂层与窗层之间。在一实施例中，该方法包括将显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。在该方法的一实施例中，显示器包括显示驱动器模块和被连接到显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块促使触摸控制模块在触摸测量模式下测量公共电压层与电子传感器阵列之间的电容变化。在该方法的一实施例中，显示器包括被连接到公共电压层的显示驱动器模块和被连接到电极阵列层和显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。在该方法的一实施例中，显示器包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中从显示驱动器模块接收到的信号促使触摸控制模块在触摸测量模式下驱动公共电压层。在该方法的一实施例中，显示器包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中触摸控制模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。
在一实施例中，电子显示器包括公共电压层；被布置在显示器堆叠上的公共电压层之上的一定距离处的电极阵列层；用于将显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替的装置，其中在触摸测量模式下，触摸通过公共电压层与电极阵列层之间的自电容来检测。在一个实施例中，电子显示器包括促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替的触摸控制元件。在一实施例中，电子显示器包括显示驱动器模块，并且被连接到显示驱动器模块的触摸控制模块促使显示器在显示寻址模式与触摸测量模式之间交替。在一实施例中，电子显示器包括显示驱动器模块和被连接到显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块促使触摸控制模块在触摸测量模式下测量公共电压层与电子传感器阵列之间的电容变化。在一实施例中，电子显示器包括被连接到公共电压层的显示驱动器模块和被连接到电极阵列层和显示驱动器模块的触摸控制模块，其中显示驱动器模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。在一实施例中，电子显示器包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中从显示驱动器模块接收到的信号促使触摸控制模块在触摸测量模式下驱动公共电压层。在一实施例中，电子显示器包括被连接到公共电压层和电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到触摸控制模块的显示驱动器模块，其中触摸控制模块在显示寻址模式下提供用于公共电压层的DC信号，并且在触摸测量模式下提供用于公共电压层的AC信号。在一实施例中，电极阵列层被布置在滤色器层之上。在一实施例中，电极阵列层被布置在粘合剂层与窗层之间。
作为替换或补充，本文所述的功能可至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来执行。例如，但非限制，可被使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用的集成电路(ASIC)、程序专用的标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，图形处理单元(GPU)。例如，一些或全部反射控制元件功能可由一个或多个硬件逻辑组件来执行。
上文所描述的装置或系统的示例是包括一个或多个处理器的基于计算的设备，该一个或多个处理器可以是微处理器、控制器或任何其他合适类型的处理器，以供处理计算机可执行指令来控制设备的操作以便控制一个或多个传感器、接收传感器数据并使用传感器数据。可以在基于计算的设备处提供包括操作系统或任何其他合适的平台软件的平台软件以使得能够在该设备上执行应用软件。
可以使用可由基于计算的设备访问的任何计算机可读介质来提供计算机可执行指令。计算机可读介质可以包括例如诸如存储器之类的计算机存储介质和通信介质。诸如存储器之类的计算机存储介质包括以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可以以诸如载波或其他传输机构等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据。如本文中所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质不应被解释为本质上是传播信号。传播信号可存在于计算机存储介质中，但是传播信号本身不是计算机存储介质的示例。虽然在基于计算的设备中示出了计算机存储介质，然而应当理解，该存储可以是分布式的或位于远程并经由网络或其他通信链路(例如，使用通信接口)来访问。
基于计算的设备可包括被布置成向显示设备输出显示信息的输入/输出控制器，该显示设备可与基于计算的设备分开或集成。显示信息可提供图形用户界面例如以显示由该设备使用传感器输入来跟踪的手姿势或用于其他显示目的。输入/输出控制器还被布置成接收并处理来自一个或多个设备的输入，诸如用户输入设备(例如，鼠标、键盘、相机、麦克风或者其他传感器)。在一些示例中，用户输入设备可以检测语音输入、用户姿势或其他用户动作，并且可以提供自然用户界面(NUI)。该用户输入可被用来为特定用户配置设备。在一实施例中，如果显示设备是触敏显示设备，则它也可充当用户输入设备。输入/输出控制器还可向除显示设备之外的设备输出数据，例如，本地连接的打印设备。
此处所使用的术语“计算机”或“基于计算的设备”是指带有处理能力以便可以执行指令的任何设备。本领域技术人员可以理解，这样的处理能力被结合到许多不同设备中，并且因此术语“计算机”和“基于计算的设备”各自包括个人计算机、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板计算机、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其他设备。
本文描述的方法可由有形存储介质上的机器可读形式的软件来执行，例如计算机程序的形式，该计算机程序包括在该程序在计算机上运行时适用于执行本文描述的任何方法的所有步骤的计算机程序代码装置并且其中该计算机程序可被包括在计算机可读介质上。有形存储介质的示例包括计算机存储设备，计算机存储设备包括计算机可读介质，诸如盘(disk)、拇指型驱动器、存储器等而不包括所传播的信号。传播信号可存在于有形存储介质中，但是传播信号本身不是有形存储介质的示例。软件可适于在并行处理器或串行处理器上执行以使得各方法步骤可以按任何合适的次序或同时执行。
这承认，软件可以是有价值的，单独地可交换的商品。它旨在包含运行于或者控制“哑”或标准硬件以实现所需功能的软件。它还旨在包含例如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片的HDL(硬件描述语言)软件等“描述”或者定义硬件配置以实现期望功能的软件。
本领域技术人员会认识到，用于存储程序指令的存储设备可分布在网络上。例如，远程计算机可以存储被描述为软件的进程的示例。本地或终端计算机可以访问远程计算机并下载软件的一部分或全部以运行程序。可另选地，本地计算机可以根据需要下载软件的片段，或在本地终端上执行一些软件指令，并在远程计算机(或计算机网络)上执行另一些软件指令。替换地或附加地，此处描述的功能可以至少部分由一个或多个硬件逻辑组件来执行。例如、但非限制，可使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、等等。
本文给出的任何范围或设备值可被扩展或更改而不损失所寻求的效果。
尽管用结构特征和/或动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述特定特征和动作是作为实现权利要求书的示例而公开的，并且其他等价特征和动作旨在处于权利要求书的范围内。
可以理解，上文所描述的优点可以涉及一个实施例或可以涉及多个实施例。各实施例不仅限于解决任何或全部所陈述的问题的那些实施例或具有任何或全部所陈述的优点那些实施例。进一步可以理解，对“一个”项目的引用是指那些项目中的一个或多个。
此处所描述的方法的步骤可以在适当的情况下以任何合适的顺序，或同时实现。另外，在不偏离此处所描述的主题的精神和范围的情况下，可以从任何一个方法中删除各单独的框。上文所描述的任何示例的各方面可以与所描述的其他示例中的任何示例的各方面相结合，以构成进一步的示例，而不会丢失寻求的效果。
此处使用了术语“包括”旨在包括已标识的方法的框或元件，但是这样的框或元件不包括排它性的列表，方法或设备可以包含额外的框或元件。
可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单独实施例描述了各实施例，但是，在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对所公开的实施例作出很多更改。

Claims (15)

1.一种用于显示器的方法，其特征在于，包括：
显示器堆叠，所述显示器堆叠上的公共电压层以及所述显示器堆叠上的电极阵列层；
通过将公共电压层驱动到预定的电压电平来设置用于显示寻址模式的所述显示器；
通过驱动所述公共电压层来驱动触摸输入并将所述显示器设置为静默周期来设置用于触摸测量模式的所述显示器；以及
通过所述公共电压层与被布置在所述显示器堆叠上的公共电压层之上一定距离处的所述电极阵列层之间的自电容来检测所述触摸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述显示器在所述显示寻址模式与所述触摸测量模式之间交替。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述显示器包括显示驱动器模块和被连接到所述显示驱动器模块的触摸控制模块，其中所述显示驱动器模块促使所述触摸控制模块在所述触摸测量模式下测量所述公共电压层与所述电极阵列层之间的电容的变化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述显示器包括被连接到所述公共电压层的显示驱动器模块和被连接到所述电极阵列层和所述显示驱动器模块的触摸控制模块，其中所述显示驱动器模块在所述显示寻址模式下提供用于所述公共电压层的DC信令，并且在所述触摸测量模式下提供用于所述公共电压层的AC信令。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述显示器包括被连接到所述公共电压层和所述电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到所述触摸控制模块的显示驱动器模块，其中从所述显示驱动器模块接收到的信号促使所述触摸控制模块在所述触摸测量模式下驱动所述公共电压层。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述显示器包括被连接到所述公共电压层和所述电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到所述触摸控制模块的显示驱动器模块，其中所述触摸控制模块在所述显示寻址模式下提供用于所述公共电压层的DC信令，并且在所述触摸测量模式下提供用于所述公共电压层的AC信令。
7.一种电子显示器，其特征在于，包括：
公共电压层；
被布置在所述显示器堆叠上的公共电压层之上一定距离处的电极阵列层；
用于将所述显示器在所述显示寻址模式与所述触摸测量模式之间交替的装置，其中在所述触摸测量模式下，所述触摸通过所述公共电压层与所述电极阵列层之间的自电容来检测。
8.根据权利要求7所述的电子显示器，其特征在于，触摸控制元件促使所述显示器在所述显示寻址模式与所述触摸测量模式之间交替。
9.根据权利要求7或8所述的电子显示器，其特征在于，显示驱动器模块以及被连接到所述显示驱动器模块的触摸控制模块促使所述显示器在所述显示寻址模式与所述触摸测量模式之间交替。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电子显示器，其特征在于，显示驱动器模块以及被连接到所述显示驱动器模块的触摸控制模块，其中所述显示驱动器模块促使所述触摸控制模块在所述触摸测量模式下测量所述公共电压层与所述电极阵列层之间的电容的变化。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的电子显示器，其特征在于，被连接到所述公共电压层的显示驱动器模块以及被连接到所述电极阵列层和所述显示驱动器模块的触摸控制模块，其中所述显示驱动器模块在所述显示寻址模式下提供用于所述公共电压层的DC信令，并且在所述触摸测量模式下提供用于所述公共电压层的AC信令。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的电子显示器，其特征在于，被连接到所述公共电压层和所述电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到所述触摸控制模块的显示驱动器模块，其中从所述显示驱动器模块接收到的信号促使所述触摸控制模块在所述触摸测量模式下驱动所述公共电压层。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的电子显示器，其特征在于，被连接到所述公共电压层和所述电极阵列层的触摸控制模块；以及被连接到所述触摸控制模块的显示驱动器模块，其中所述触摸控制模块在所述显示寻址模式下提供用于所述公共电压层的DC信令，并且在所述触摸测量模式下提供用于所述公共电压层的AC信令。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的电子显示器，其特征在于，所述电极阵列层被布置在滤色器层之上。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的电子显示器，其特征在于，所述电极阵列层被布置在所述粘合剂层和所述窗层之间。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107077020A (zh) * 2014-10-29 2017-08-18 快步科技有限责任公司 结合在显示屏中的电容式命令接口机构
US11353985B2 (en) 2015-02-02 2022-06-07 Apple Inc. Flexible self-capacitance and mutual capacitance touch sensing system architecture
US11662867B1 (en) 2020-05-30 2023-05-30 Apple Inc. Hover detection on a touch sensor panel

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9336723B2 (en) 2013-02-13 2016-05-10 Apple Inc. In-cell touch for LED
EP3796594B1 (en) 2013-12-13 2022-12-14 Apple Inc. Integrated touch and display architectures for self-capacitive touch sensors
US10936120B2 (en) 2014-05-22 2021-03-02 Apple Inc. Panel bootstraping architectures for in-cell self-capacitance
US10078392B2 (en) * 2015-04-09 2018-09-18 Himax Technologies Limited Low loading driving method, driver integrated circuit applying the method, and touch display system
CN107710316B (zh) * 2015-06-04 2021-09-21 硅工厂股份有限公司 用于驱动面板的技术
US20170003776A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Synaptics Incorporated Dynamic estimation of ground condition in a capacitive sensing device
CN105260069B (zh) * 2015-09-23 2018-09-11 京东方科技集团股份有限公司 一种自电容式触控显示面板及显示装置
JP6518576B2 (ja) * 2015-11-27 2019-05-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置のタッチ検出方法
CN114779956A (zh) 2016-07-29 2022-07-22 苹果公司 具有多电源域芯片配置的触摸传感器面板
KR102545420B1 (ko) * 2016-11-25 2023-06-19 동우 화인켐 주식회사 Oled 일체형 터치 센서 및 이를 포함하는 oled 화상 표시 장치
KR20180078934A (ko) * 2016-12-30 2018-07-10 엘지디스플레이 주식회사 연산 증폭기를 갖는 터치 전원 회로 및 그를 이용한 터치 디스플레이 장치
JP2018190095A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置及び検出方法
JP6857563B2 (ja) * 2017-07-04 2021-04-14 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
KR102485360B1 (ko) * 2017-12-20 2023-01-06 삼성전자주식회사 영상 동기 신호에 기반하여 터치 센서 컨트롤러를 제어하기 위한 전자 장치 및 방법
US11073927B2 (en) 2018-07-26 2021-07-27 Apple Inc. Touch sensing utilizing integrated micro circuitry

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100245308A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 Casio Computer Co., Ltd. Display apparatus, drive control method of display apparatus and manufacturing method of display apparatus
US20100253638A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Marduke Yousefpor Integrated Touch Sensitive Display Gate Driver
US20110128254A1 (en) * 2009-05-29 2011-06-02 Sony Corporation Touch sensor, display and electronic device
US20120218199A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Kim Cheolse Touch sensor integrated display device
JP2012212230A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Toshiba Corp 電子機器
US20130194198A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-01 David Brent GUARD Thin Dielectric Layer For Touch Sensor Stack
CN103279245A (zh) * 2013-06-06 2013-09-04 敦泰科技有限公司 触控显示装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5847690A (en) 1995-10-24 1998-12-08 Lucent Technologies Inc. Integrated liquid crystal display and digitizer having a black matrix layer adapted for sensing screen touch location
US6057903A (en) 1998-08-18 2000-05-02 International Business Machines Corporation Liquid crystal display device employing a guard plane between a layer for measuring touch position and common electrode layer
KR102481798B1 (ko) 2006-06-09 2022-12-26 애플 인크. 터치 스크린 액정 디스플레이
US8730179B2 (en) 2008-09-30 2014-05-20 Apple Inc. Integrated touch sensor and solar assembly
US8217913B2 (en) 2009-02-02 2012-07-10 Apple Inc. Integrated touch screen
JP2014512606A (ja) 2011-03-29 2014-05-22 シナプティクス インコーポレイテッド 容量型タッチスクリーンの干渉検出及び動作
US9141247B2 (en) * 2011-04-13 2015-09-22 Japan Display Inc. Display panel with touch detection function, method of driving the same, driving circuit, and electronic unit
TWI464642B (zh) * 2012-04-27 2014-12-11 Orise Technology Co Ltd 內嵌式多點觸控液晶顯示面板系統
KR101416003B1 (ko) * 2012-06-20 2014-07-08 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치 및 그 구동 방법
KR101325918B1 (ko) * 2012-06-21 2013-11-07 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 이를 이용한 터치 센싱 방법
US8780065B2 (en) 2012-07-19 2014-07-15 Cypress Semiconductor Corporation Interface and synchronization method between touch controller and display driver for operation with touch integrated displays
KR101305924B1 (ko) * 2012-10-23 2013-09-09 엘지디스플레이 주식회사 표시장치 및 그 구동방법
KR101641690B1 (ko) * 2013-09-25 2016-07-21 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치
KR101736937B1 (ko) * 2013-11-08 2017-05-17 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 일체형 표시장치
CN107918235A (zh) 2013-12-31 2018-04-17 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板及显示装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100245308A1 (en) * 2009-03-30 2010-09-30 Casio Computer Co., Ltd. Display apparatus, drive control method of display apparatus and manufacturing method of display apparatus
US20100253638A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Marduke Yousefpor Integrated Touch Sensitive Display Gate Driver
US20110128254A1 (en) * 2009-05-29 2011-06-02 Sony Corporation Touch sensor, display and electronic device
CN102112951A (zh) * 2009-05-29 2011-06-29 索尼公司 触摸传感器、显示器和电子设备
US20120218199A1 (en) * 2011-02-25 2012-08-30 Kim Cheolse Touch sensor integrated display device
JP2012212230A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Toshiba Corp 電子機器
US20130194198A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-01 David Brent GUARD Thin Dielectric Layer For Touch Sensor Stack
CN103279245A (zh) * 2013-06-06 2013-09-04 敦泰科技有限公司 触控显示装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107077020A (zh) * 2014-10-29 2017-08-18 快步科技有限责任公司 结合在显示屏中的电容式命令接口机构
US11353985B2 (en) 2015-02-02 2022-06-07 Apple Inc. Flexible self-capacitance and mutual capacitance touch sensing system architecture
US12014003B2 (en) 2015-02-02 2024-06-18 Apple Inc. Flexible self-capacitance and mutual capacitance touch sensing system architecture
US11662867B1 (en) 2020-05-30 2023-05-30 Apple Inc. Hover detection on a touch sensor panel

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