CN107870692B - 触摸驱动电路、触摸显示设备和驱动触摸显示设备的方法 - Google Patents

Abstract

触摸驱动电路、触摸显示设备和驱动触摸显示设备的方法。本实施方式涉及一种可以通过使用像素电极和数据线来感测指纹触摸的触摸显示设备，其中，在感测指纹触摸感测间隔内的像素电极的电容变化之前，只有数据线的电压被固定为与施加到指纹触摸感测单元的运算放大器的同相输入端子的电压相同，使得数据线的电容变化不会被传送到指纹触摸感测单元，并且可以仅传送像素电极的电容变化。如上所述，不包括数据线的电容变化的仅像素电极的电容变化被传送到指纹触摸感测单元，从而增强触摸显示面板的指纹的峰与谷之间的差异，并且因此，可以提高指纹触摸感测性能。

Description

触摸驱动电路、触摸显示设备和驱动触摸显示设备的方法

技术领域

本实施方式涉及触摸显示设备及其驱动方法以及包括在触摸显示设备中的触摸驱动电路。

背景技术

随着信息化社会的发展，对于显示图像的显示设备的需求以各种形式增加，并且已经使用了各种类型的显示设备，诸如液晶显示设备、等离子体显示设备和有机发光显示设备。

在显示设备当中，诸如智能电话和平板电脑的移动设备以及诸如智能电视的中型和大型设备根据用户的便利性和设备特性提供触摸式输入处理。

已经开发了能够执行触摸式输入处理的显示设备，以提供更多数量和更多种类的功能，并且用户的要求也多样化。

根据对触摸式输入处理的各种要求，不仅应用了感测显示面板上是否存在用户触摸以及感测触摸位置的方法，而且还应用了感测触摸显示面板的用户的指纹以及使用所感测的指纹进行输入处理的方法。

为了感测用户的指纹并执行触摸式输入处理，需要分析感测到的指纹的峰谷之间的差异的步骤。然而，指纹的峰谷之间存在微小的差异，因此难以精确地分析指纹。

特别地，当在指纹触摸期间感测到的数据包括不必要的感测值时，该不必要的值进一步劣化了峰谷之间的区别，由此降低了指纹触摸的性能。

发明内容

本实施方式的一个方面提供了一种触摸显示设备及其驱动方法，该触摸显示设备不仅可以感测在显示面板上是否存在用户的触摸，还可以感测用户的指纹触摸并使用感测的指纹触摸进行输入处理。

本实施方式的一个方面提供了一种触摸显示设备及其驱动方法，该触摸显示设备从显示面板上的用户的指纹触摸期间感测到的数据中去除不必要的感测数据，从而增强了相对于指纹触摸的区别。

本实施方式的一个方面提供了一种触摸显示设备，该触摸显示设备包括：多个像素电极，所述多个像素电极设置在显示面板中；数据线，所述数据线布置在所述显示面板中并且电连接到像素电极；开关晶体管，所述开关晶体管设置在所述数据线和像素电极之间并将它们彼此连接；其中，所述触摸显示设备通过使用所述像素电极与用户的手指之间的电容变化来感测指纹触摸。

为了感测指纹触摸，触摸显示设备包括：电压施加单元，所述电压施加单元在指纹触摸感测间隔内开关晶体管处于导通状态下的第一间隔中经由所述数据线向所述像素电极施加前向电压，并且在所述开关晶体管处于截止状态下的第二间隔中向所述数据线施加基准电压；和指纹触摸感测单元，所述指纹触摸感测单元在所述开关晶体管处于导通状态下的第三间隔中感测所述像素电极的电容变化。

所述电压施加单元包括：前向电压控制开关，所述前向电压控制开关设置在所述数据线和针对前向电压的输入端子之间并将它们彼此连接；和基准电压控制开关，所述基准电压控制开关设置在所述数据线和针对所述基准电压的输入端子之间并将它们彼此连接。

所述电压施加单元控制使得在指纹触摸感测间隔内的第一间隔期间，前向电压控制开关处于接通状态下并且基准电压控制开关处于断开状态下；并且在指纹触摸感测间隔的第二间隔期间，前向电压控制开关处于断开状态下，并且基准电压控制开关处于接通状态下。

所述指纹触摸感测单元包括：感测开关，所述感测开关连接至所述数据线；运算放大器，所述运算放大器具有连接到所述感测开关的反向输入(-)端子和施加了所述基准电压的同相输入(+)端子；和电容器，所述电容器并联连接到所述运算放大器。

所述指纹触摸感测单元控制使得所述感测开关在所述指纹触摸感测间隔的所述第一间隔和所述第二间隔中处于断开状态下，并且在所述指纹触摸感测间隔的所述第三间隔中处于接通状态下。

在所述感测开关的接通状态下，所述运算放大器感测具有与施加到所述(+)端子的基准电压不同的电压电平的像素电极的电容变化，并将所述像素电极的电容变化存储在电容器中。

指纹触摸感测单元可以通过使用存储在电容器中的像素电极的电容变化来感测指纹触摸。此外，指纹触摸感测单元可以以预定次数累积在指纹触摸感测间隔内的第三间隔中感测到的像素电极的电容变化，通过使用累积的电容变化来分析峰和谷，并感测指纹触摸。

另外，触摸显示设备还可以包括布置在所述显示面板中的公共电极，并且与所述前向电压相同的电压在所述指纹触摸感测间隔中的所述第一间隔和所述第二间隔中被施加到所述公共电极。

本实施方式的另一方面提供了一种用于驱动触摸显示设备的方法，该方法包括以下步骤：在指纹触摸感测间隔的第一间隔期间，使设置在数据线和像素电极之间并将它们彼此连接的开关晶体管导通，并经由所述数据线向所述像素电极施加前向电压；在第二间隔期间，使所述开关晶体管截止并将基准电压施加到所述数据线；并且在第三间隔期间，使所述开关晶体管导通并感测所述像素电极的电容变化。

在所述第二间隔中施加到所述数据线的基准电压与施加到具有连接到所述数据线的(-)端子的运算放大器的(+)端子的电压相同，以便在所述第三间隔中感测所述像素电极的电容变化。

本实施方式的另一方面提供了一种触摸驱动电路，该触摸驱动电路包括：前向电压施加单元，所述前向电压施加单元在指纹触摸感测间隔内的第一间隔中经由数据线向像素电极施加前向电压，在所述第一间隔中，设置在所述数据线和所述像素电极之间并将它们彼此连接的开关晶体管处于导通状态下；基准电压施加单元，所述基准电压施加单元在所述指纹触摸感测间隔内的第二间隔中向所述数据线施加基准电压，在所述第二间隔中，所述开关晶体管处于截止状态下；和指纹触摸感测单元，所述指纹触摸感测单元在所述指纹触摸感测间隔内的第三间隔中感测所述像素电极的电容变化，在所述第三间隔中，所述开关晶体管处于导通状态下。

根据本实施方式，经由数据线感测布置在显示面板中的像素电极的电容变化，从而可以感测显示面板上的指纹触摸。

根据本实施方式，当为了感测指纹触摸而感测像素电极的电容变化时，控制数据线的电压以使运算放大器的(+)端子和(-)端子相同，由此可以从感测到的数据中去除由数据线形成的电容变化。

根据本实施方式，当感测到指纹触摸时，从感测到的数据中去除数据线的电容变化，从而可以仅感测像素电极的电容变化，因此可提高针对指纹触摸的特性。

附图说明

从以下结合附图的详细描述中，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加明显，在附图中：

图1是示出根据本实施方式的触摸显示设备的构造的示意图。

图2和图3是用于示出根据本实施方式的触摸显示设备感测指纹触摸的方法的图。

图4是示出根据本实施方式的触摸显示设备感测到指纹触摸的结构的图。

图5是示出根据本实施方式的触摸显示设备感测到指纹触摸时施加的电压和信号的定时的图。

图6、图7和图8是示出根据本实施方式的触摸显示设备感测到指纹触摸的处理期间的每个构造的操作状态的图。

图9和图10是示出根据本实施方式的触摸显示设备感测到指纹触摸的另一结构的图。

图11是示出驱动根据本实施方式的触摸显示设备的方法的处理的图。

具体实施方式

在下文中，将参照示例性附图详细描述本发明的一些实施方式。在由附图标记指示附图的元件时，尽管相同的元件在不同的附图中示出，但是将用相同的附图标记来表示相同的元件。此外，在本发明的以下描述中，当并入本文的已知功能和构造的详细描述可能使本发明的主题相当不清楚时，将省略这样的详细描述。

此外，当描述本发明的部件时，本文可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于将一个部件与其它部件区分开，并且相应部件的属性、顺序、序列、数量等不受相应术语的限制。在描述某个结构元件“连接到”、“联接到”或“接触”另一结构元件的情况下，应当理解，另一结构元件可以“插入”在相应的特定结构元件之间，或者相应的特定结构元件可以经由另一结构元件“连接”、“联接”或“接触”，以及特定结构元件直接连接到另一结构元件或与另一结构元件直接接触。

图1是示出根据本实施方式的触摸显示设备100的构造的示意图。

参照图1，根据本实施方式的触摸显示设备100包括：设置在显示面板110中的多个触摸电极(或触摸传感器)；驱动触摸电极的触摸驱动电路120；以及连接触摸电极和触摸驱动电路120的触摸线。

触摸电极在显示面板110中彼此分开地布置。每个触摸电极经由触摸线连接到触摸驱动电路120。

触摸电极可以是布置在显示面板110中的公共电极，可以接收在显示面板110在显示模式下操作的间隔中施加的公共电压，并且接收在显示面板110在触摸模式下操作的间隔中施加的触摸驱动信号。

因此，由于执行了将时间分为显示驱动间隔和触摸驱动间隔，并且将公共电极用作触摸电极，所以可以感测用户对显示面板110的触摸。

触摸驱动电路120在显示面板110在触摸模式下操作的间隔中向多个触摸电极施加触摸驱动信号。

当向触摸电极施加触摸驱动信号并且发生用户对显示面板110的触摸时，感测到用户手指等与触摸电极之间的电容变化，从而感测是否存在用户触摸并且感测触摸位置(坐标)。

触摸显示设备100可以使用公共电极作为触摸电极来感测从显示驱动间隔时分的触摸驱动间隔中的用户触摸。然而，具有与公共电极相同尺寸的触摸电极不足以感测手指的指纹。

也就是说，为了感测手指的指纹，应该区分包括在指纹中的峰和谷。因此，应当感测当产生指纹触摸时在峰和谷上形成的电容差。

据此，为了感测用户的指纹触摸，本实施方式提供了一种通过使用尺寸小于公共电极并且布置在显示面板110中的像素电极来感测指纹触摸的方法。

图2和图3是示出根据本实施方式的触摸显示设备100感测用户的指纹触摸的方法的图。

参照图2，根据本实施方式的触摸显示设备100包括：像素电极，其设置在显示面板110中；数据线，其电连接到像素电极，其中，数据电压在显示驱动间隔中被施加到数据线；以及开关晶体管，其设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接。

感测指纹触摸的触摸驱动电路120包括具有连接到数据线的反相输入(-)端子和被施加前向电压的同相输入(+)端子的运算放大器；以及连接到运算放大器的电容器Cfb。

在指纹触摸感测间隔中，将扫描信号施加到选通线以使开关晶体管导通，由此可以经由数据线将电压施加到像素电极。

在可以向像素电极施加电压的状态下，施加前向电压Vforwarding，以感测像素电极和触摸显示面板110的指纹之间的电容变化。

触摸驱动电路120感测指纹和像素电极之间的电容的变化，以便通过电容变化的差异来区分指纹的峰和谷，并且感测显示面板110上的指纹触摸。

当触摸驱动电路120感测到指纹触摸时所需的电容的变化是与像素电极和指纹之间的电容变化对应的像素电容Cf_pixel。然而，由于前向电压Vforwarding经由数据线被施加到像素电极，所以可以与像素电容Cf_pixel一起感测与数据线和指纹之间的电容变化对应的数据线电容Cf_dataline。

因此，与像素电容Cf_pixel一起感测在数据线中形成的电容变化，由此减少指纹的峰和谷之间的区别。

图3是示出在触摸显示设备100的指纹触摸感测间隔中施加的电压和信号的定时的图。

参照图3，在指纹触摸感测间隔中，扫描信号被施加到选通线，因此，设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管变为导通状态。

由于开关晶体管处于导通状态下，因此可以经由数据线向像素电极施加电压，并且触摸驱动电路120经由数据线向像素电极施加前向电压Vforwarding。

在向像素电极施加前向电压Vforwarding的间隔中，向公共电极施加与前向电压Vforwarding相同的无负载驱动电压。

向公共电极施加与施加到像素电极的电压相同的电压，由此防止在公共电极和像素电极之间形成的电容影响像素电极的电容的感测。

前向电压Vforwarding可以仅被施加到像素电极一次。然而，为了提高感测精度，前向电压Vforwarding可以被施加多次。

也就是说，如图3所示，向像素电极施加前向电压Vforwarding 3次，并且每当施加前向电压Vforwarding时产生的像素电极的电容变化被存储在电容器Cfb中。

当存储在电容器Cfb中的像素电极的电容变化被累积时，感测存储在电容器Cfb中的电容。然后，通过使用感测到的电容来区分指纹的峰和谷，由此可以感测到指纹触摸。

感测指纹触摸所需的电容变化与由像素电容Cf_pixel传送的变化对应。然而，由数据线电容Cf_dataline传送的变化具有比像素电容Cf_pixel更大的值。

因此，为了感测显示面板110上的指纹触摸而感测的电容变化包括不必要的电容变化，从而存在指纹的峰与谷之间的区别减小的问题。

本实施方式提供了一种触摸显示设备100，该触摸显示设备100在指纹触摸感测间隔中感测到像素电极的电容变化时，消除与像素电极的电容变化一起感测到的数据线的电容变化，由此增强指纹的峰与谷之间的区别，并提高指纹触摸感测性能。

图4是示出在根据本实施方式的触摸显示设备100中可以去除数据线的电容变化并且可以感测到指纹触摸的指纹触摸感测结构的图。

参见图4，根据本实施方式的能够感测指纹触摸的触摸显示设备100的触摸驱动电路120包括前向电压施加单元121、基准电压施加单元122和指纹触摸感测单元123。

前向电压施加单元121包括连接到数据线的前向电压控制开关SW_Vforwarding。

前向电压施加单元121控制使得前向电压控制开关SW_Vforwarding在指纹触摸感测间隔内的第一间隔中处于接通状态下，在所述第一间隔中，设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管处于导通状态下。

此外，前向电压施加单元121控制使得前向电压控制开关SW_Vforwarding在指纹触摸感测间隔内的第二间隔和第三间隔中处于断开状态下。

当前向电压控制开关SW_Vforwarding处于接通状态下时，由于设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管处于导通状态下，因此经由数据线将前向电压Vforwarding施加到像素电极。

当在向像素电极施加前向电压Vforwarding的状态下产生指纹触摸时，像素电极的电容发生变化。

此时，当感测到像素电极的电容变化时，与像素电极的变化一起感测被施加了前向电压Vforwarding的数据线的电容变化，使得当前实施方式提供了在指纹触摸感测间隔内控制数据线的电压的间隔。

数据线的电压的控制由基准电压施加单元122在指纹触摸感测间隔内的第二间隔中执行。

基准电压施加单元122包括连接到数据线的基准电压控制开关SW_Vref。

基准电压施加单元122控制使得基准电压控制开关SW_Vref在指纹触摸感测间隔内的第二间隔中处于接通状态下，在所述第二间隔中，设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管处于截止状态下。

此外，基准电压施加单元122控制使得基准电压控制开关SW_Vref在指纹触摸感测间隔内的第一间隔和第三间隔中处于断开状态下。

当在指纹触摸感测间隔的第一间隔中施加前向电压Vforwarding并且在指纹触摸感测间隔的第二区间中开关晶体管进入截止状态时，像素电极保持被施加前向电压Vforwarding的状态。

另外，在指纹触摸感测间隔的第一间隔中被施加了前向电压Vforwarding的数据线的电压被改变为在指纹触摸感测间隔的第二间隔中施加的基准电压Vref。

也就是说，在指纹触摸感测间隔的第二间隔中，在开关晶体管处于截止状态的状态下施加基准电压Vref，使得像素电极的电压保持在前向电压Vforwarding，并且数据线的电压变为基准电压Vref。

指纹触摸感测单元123包括连接到数据线的感测开关SW_Sensing、具有连接到感测开关SW_Sensing的(-)端子和被施加了基准电压Vref的(+)端子的运算放大器以及并联连接到运算放大器的电容器Cfb。

指纹触摸感测单元123控制使得感测开关SW_Sensing在指纹触摸感测间隔内的第三间隔中处于接通状态下，在所述第三间隔中，开关晶体管处于导通状态下。

指纹触摸感测单元123控制使得感测开关SW_Sensing在指纹触摸感测间隔内的第一间隔和第二间隔中处于断开状态下，并且感测开关SW_Sensing在第三间隔中处于接通状态下使得指纹触摸感测单元123感测在第一间隔和第二间隔中发生的像素电极的电容变化。

在作为第三间隔的前一间隔的第二间隔中，像素电极的电压保持在前向电压Vforwarding，并且数据线的电压已经改变为基准电压Vref。

当感测开关SW_Sensing在指纹触摸感测间隔的第三个间隔中进入接通状态时，只有具有不同于施加到运算放大器的(+)端子的基准电压Vref的电压电平的像素电极的电容变化被存储在电容器Cfb中。

此外，数据线的电压已经被固定为与被施加到运算放大器的(+)端子的基准电压Vref相同，从而不存在电压差。因此，数据线的电容变化不会被传送到电容器Cfb。

因此，在经由数据线感测像素电极的电容变化的过程中，可以去除数据线的电容变化，使得可以精确地感测像素电极的电容变化。

由于精确地感测到像素电极的电容变化，因此增强了触摸显示面板110的指纹的峰与谷之间的区别，从而可以提高指纹触摸感测性能。

图5是示出在根据本实施方式的触摸显示设备100的指纹触摸感测间隔中施加的电压和信号的定时的图。

参照图5，指纹触摸感测间隔被分为第一间隔、第二间隔和第三间隔。此外，通过将指纹触摸感测重复预定次数来累积存储在电容器Cfb中的像素电极的电容变化，从而感测指纹触摸。

在指纹触摸感测间隔的第一间隔中，连接像素电极和数据线的开关晶体管进入导通状态，前向电压控制开关SW_Forwarding进入接通状态。

此时，基准电压控制开关SW_Vref和感测开关SW_Sensing保持接通状态。

当开关晶体管和前向电压控制开关SW_Forwarding进入接通状态时，数据线和像素电极进入到被施加前向电压Vforwarding的状态。

此外，向公共电极施加与前向电压Vforwarding相同的无负载驱动电压，从而防止在公共电极和像素电极之间形成的电容影响像素电极的感测电容。

在指纹触摸感测间隔的第二间隔中，连接像素电极和数据线的开关晶体管进入截止状态，基准电压控制开关SW_Vref进入接通状态。

此时，前向电压控制开关SW_Vforwarding变为断开状态，并且感测开关SW_sensing保持断开状态。

在开关晶体管处于断开状态的状态下，基准电压控制开关SW_Vref进入接通状态。因此，像素电极的电压保持在前向电压Vforwarding，并且数据线的电压变为基准电压Vref。

在指纹触摸感测间隔的第三间隔中，连接像素电极和数据线的开关晶体管进入导通状态，并且感测开关SW_Sensing进入接通状态。

当感测开关SW_Sensing进入接通状态时，具有与被施加到具有连接到数据线的(-)端子的运算放大器的(+)端子的基准电压Vref不同的电压电平的像素电极的电容变化被传送到连接到运算放大器的电容器Cfb。

另一方面，数据线的电压已经变为基准电压Vref，因此与运算放大器的(+)端的电压相同。因此，数据线的电容变化不会被传送到与运算放大器连接的电容器Cfb。

图6和图8示出了根据本实施方式的触摸显示设备100感测指纹触摸的处理中的每个构造的操作状态。

图6示出了指纹触摸感测间隔的第一间隔中的每个构造的操作状态。

参照图6，在指纹触摸感测间隔的第一间隔中，布置在显示屏110中并连接像素电极和数据线的开关晶体管进入导通状态。

此外，在触摸驱动电路120中，基准电压控制开关SW_Vref和感测开关SW_Sensing保持断开状态，并且只有前向电压控制开关SW_Vforwarding进入接通状态。

因此，像素电极和数据线进入被施加前向电压Vforwarding的状态。

由于前向电压Vforwarding已经被施加到像素电极，所以在像素电极的电容中可以根据指纹的峰和谷而发生改变。此外，由于前向电压Vforwarding已经被施加到数据线，所以在数据线的电容中也发生变化。

图7示出了指纹触摸感测间隔的第二间隔中的每个构造的操作状态。

参照图7，在指纹触摸感测间隔的第二间隔中，连接像素电极和数据线的开关晶体管进入截止状态。

由于开关晶体管进入截止状态，因此像素电极的电压被固定为已经在第一时间间隔中施加的前向电压Vforwarding。

此外，在触摸驱动电路120中，前向电压控制开关SW_Vforwarding和感测开关SW_Sensing保持断开状态，并且仅基准电压控制开关SW_Vref进入接通状态。

由于基准电压控制开关SW_Vref进入接通状态，所以数据线的电压从已经在第一间隔中施加的前向电压Vforwarding变为基准电压Vref。

此时，基准电压Vref与施加到感测像素电极的电容变化的运算放大器的(+)端子的电压相同。

也就是说，在第一间隔中被施加的前向电压Vforwarding的数据线的电压被改变为施加到运算放大器的(+)端的基准电压Vref，由此，然后，当感测到像素电极的电容变化时，运算放大器可能不会感测到数据线的电容变化。

图8示出了指纹触摸感测间隔的第三间隔中的每个构造的操作状态。

参照图8，设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管在指纹触摸感测间隔的第三间隔中进入导通状态。

此外，在触摸驱动电路120中，前向电压控制开关SW_Vforwarding和基准电压控制开关SW_Vref保持接通状态，并且只有感测开关SW_Sensing进入接通状态。

由于开关晶体管进入导通状态，因此像素电极的电压从前向电压Vforwarding变为基准电压Vref，该基准电压Vref是数据线的电压。然后，通过由此产生的电压差，将像素电极的电容变化传送到连接到运算放大器的电容器Cfb。

另一方面，数据线的电压已经在第二间隔中改变为基准电压Vref。因此，运算放大器的(-)端和(+)端之间不存在电压差，使得数据线的电容变化不会被传送到电容器Cfb。

因此，在指纹触摸感测间隔的第三间隔中，感测到在第一间隔和第二间隔中发生的仅像素电极的电容变化，从而可以获得去除了数据线的电容变化的感测到的数据。

只有具有关于在像素电极上发生的指纹的峰和谷的信息的像素电极的电容变化被传送到电容器Cfb，由此可以增强指纹触摸感测期间的峰和谷之间的区别，并且可以改进指纹触摸感测性能。

另外，在触摸驱动电路120中，控制电压施加的前向电压施加单元121和基准电压施加单元122可以布置在触摸驱动电路120中，但是可以根据需要布置成与设置在触摸驱动电路120中的指纹触摸感测单元123分隔开。

图9和图10示出了根据本实施方式的触摸显示设备100的指纹触摸感测结构的另一实施方式。

参照图9，可以在显示面板110中配置控制前向电压Vforwarding的施加的前向电压施加单元121和控制基准电压Vref的施加的基准电压施加单元122。

另外，如图10所示，前向电压施加单元121和基准电压施加单元122可以布置成与显示面板110和触摸驱动电路120分隔开。

当布置在显示面板110和触摸驱动电路120外部时，前向电压施加单元121和基准电压施加单元122可布置在印刷电路基板或柔性印刷电路中。

因此，由于前向电压施加单元121和基准电压施加单元122可以布置在触摸驱动电路120的内部或外部，从而可以根据需要不同地设置指纹触摸感测结构。

图11示出了根据本实施方式的触摸显示设备100感测指纹触摸的处理。

参照图11，在步骤S1100中，根据本实施方式的触摸显示设备100在指纹触摸感测间隔的第一间隔中使布置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管导通。

在步骤S1110中，触摸显示设备100允许在开关晶体管导通的状态下经由数据线向像素电极施加前向电压Vforwarding。

在步骤S1120中，触摸显示设备10 0在指纹触摸感测间隔的第二间隔中使设置在像素电极和数据线之间并将它们彼此连接的开关晶体管截止，并且在步骤S1130中将基准电压Vref施加到数据线。

因此，触摸显示设备100允许像素电极的电压保持在前向电压Vforwarding，并且允许数据线的电压改变为基准电压Vref。

在步骤S1140中，触摸显示设备100在指纹触摸感测间隔的第三间隔中使开关晶体管导通。

触摸显示设备100在将数据线的电压固定为基准电压Vref的状态下使开关晶体管导通，使得像素电极的电容变化根据像素电极的电压变化被传送到指纹触摸感测单元123。

因此，在步骤S1150中，指纹触摸感测单元123感测像素电极的电容变化，并且在步骤S1160中通过使用感测到的像素电极的电容变化来感测指纹触摸。

根据本实施方式，在感测到指纹触摸感测间隔中的像素电极的电容变化之前，仅将数据线的电压改变为被施加到指纹触摸感测单元123的运算放大器的(+)端子的基准电压Vref，从而不感测数据线的电容变化。

因此，提供了可以仅感测像素电极的电容变化的触摸显示设备100，由此增强触摸显示面板110的指纹的峰与谷之间的区别，并且提高指纹触摸感测性能。

虽然出于示例性的目的描述了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。此外，本发明中公开的实施方式仅用于描述，但不限制本发明的技术构思，并且本发明的技术构思的范围不受实施方式的限制。本发明的范围应基于所附权利要求书按照包括在与权利要求等同的范围内的所有技术构思属于本发明的方式来解释。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月23日提交的韩国专利申请No.10-2016-0121975的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同在此进行完全阐述。

Claims (19)

1.一种触摸显示设备，该触摸显示设备包括：

多个像素电极，所述像素电极设置在显示面板中；

数据线，所述数据线布置在所述显示面板中并且电连接到所述像素电极；

开关晶体管，所述开关晶体管设置在所述数据线与所述像素电极之间并且将所述数据线和所述像素电极连接；

电压施加单元，所述电压施加单元被配置为在指纹触摸感测间隔内在所述开关晶体管处于导通状态的第一间隔中经由所述数据线向所述像素电极施加前向电压，并且在所述开关晶体管处于截止状态的第二间隔中向所述数据线施加基准电压；以及

指纹触摸感测单元，所述指纹触摸感测单元被配置为在所述指纹触摸感测间隔内在所述开关晶体管处于导通状态的第三间隔中感测所述像素电极的电容变化，

其中，所述指纹触摸感测单元包括：

感测开关，所述感测开关连接到所述数据线；

运算放大器，所述运算放大器具有连接到所述感测开关的反相输入端子和施加了所述基准电压的同相输入端子；以及

电容器，所述电容器并联连接到所述运算放大器。

2.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述感测开关被配置为在所述指纹触摸感测间隔内的所述第一间隔和所述第二间隔中处于断开状态，并且在所述指纹触摸感测间隔内的所述第三间隔中处于接通状态。

3.根据权利要求2所述的触摸显示设备，其中，在所述感测开关的接通状态下，所述运算放大器被配置为感测具有与施加到所述同相输入端子的所述基准电压不同的电压电平的所述像素电极的电容变化，并将所述电容变化存储在电容器中。

4.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述电压施加单元包括：

前向电压控制开关，所述前向电压控制开关设置在所述数据线与针对所述前向电压的输入端子之间并且将所述数据线和针对所述前向电压的所述输入端子连接；以及

基准电压控制开关，所述基准电压控制开关设置在所述数据线与针对所述基准电压的输入端子之间并且将所述数据线和针对所述基准电压的所述输入端子连接。

5.根据权利要求4所述的触摸显示设备，其中，在所述第一间隔期间，所述前向电压控制开关被配置为处于接通状态，并且所述基准电压控制开关被配置为处于断开状态；并且在所述第二间隔期间，所述前向电压控制开关被配置为处于断开状态，并且所述基准电压控制开关被配置为处于接通状态。

6.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述指纹触摸感测单元被配置为以预定次数累积在所述指纹触摸感测间隔内的所述第三间隔中感测到的所述像素电极的电容变化，通过使用累积的所述电容变化来分析指纹的峰和谷，并且感测所述指纹触摸。

7.根据权利要求1所述的触摸显示设备，所述触摸显示设备还包括布置在所述显示面板中的公共电极，

其中，在所述指纹触摸感测间隔内的所述第一间隔和所述第二间隔中，向所述公共电极施加与所述前向电压相同的电压。

8.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述电压施加单元设置在所述显示面板中，并且所述指纹触摸感测单元设置在所述触摸显示设备的触摸驱动电路中。

9.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述电压施加单元和所述指纹触摸感测单元设置在所述触摸显示设备的触摸驱动电路中。

10.根据权利要求1所述的触摸显示设备，其中，所述电压施加单元设置在所述显示面板和所述触摸显示设备的触摸驱动电路外部，并且所述指纹触摸感测单元设置在所述触摸驱动电路中。

11.一种用于驱动触摸显示设备的方法，所述方法包括以下步骤：

在第一间隔中，使设置在数据线与像素电极之间并且将所述数据线和所述像素电极连接的开关晶体管导通，并且经由所述数据线向所述像素电极施加前向电压；

在第二间隔中，使所述开关晶体管截止并且向所述数据线施加基准电压；以及

在第三间隔中，使所述开关晶体管导通并且感测所述像素电极的电容变化，

其中，在所述第二间隔中向所述数据线施加的所述基准电压与施加到具有连接到所述数据线的反相输入端子的运算放大器的同相输入端子的电压相同，以便在所述第三间隔中感测所述像素电极的电容变化。

12.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

累积在所述第三间隔中感测到的所述像素电极的电容变化；以及

通过使用累积的所述像素电极的电容变化来分析指纹的峰和谷，并且感测指纹触摸。

13.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在所述第一间隔和所述第二间隔中向公共电极施加与所述前向电压相同的电压。

14.一种触摸驱动电路，所述触摸驱动电路包括：

前向电压施加单元，所述前向电压施加单元被配置为在指纹触摸感测间隔内的第一间隔中经由数据线向像素电极施加前向电压，在所述第一间隔中，设置在所述数据线与所述像素电极之间并且连接所述数据线和所述像素电极的开关晶体管处于导通状态；

基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为在所述指纹触摸感测间隔内的第二间隔中向所述数据线施加基准电压，在所述第二间隔中，所述开关晶体管处于截止状态；以及

指纹触摸感测单元，所述指纹触摸感测单元被配置为在所述指纹触摸感测间隔内的第三间隔中感测所述像素电极的电容变化，在所述第三间隔中，所述开关晶体管处于导通状态，

其中，所述指纹触摸感测单元包括：

感测开关，所述感测开关连接到所述数据线；

运算放大器，所述运算放大器具有连接到所述感测开关的反相输入端子和被施加了所述基准电压的同相输入端子；以及

电容器，所述电容器并联连接到所述运算放大器。

15.根据权利要求14所述的触摸驱动电路，其中，所述感测开关被配置为在所述第三间隔中处于接通状态，并且在所述第一间隔和所述第二间隔中处于断开状态。

16.根据权利要求14所述的触摸驱动电路，其中，所述指纹触摸感测单元被配置为在所述感测开关的接通状态下感测具有与施加到所述运算放大器的所述同相输入端子的所述基准电压不同的电压电平的所述像素电极的电容变化。

17.根据权利要求14所述的触摸驱动电路，其中，所述指纹触摸感测单元被配置为以预定次数累积在所述第三间隔中感测到的所述像素电极的电容变化，通过使用所述像素电极的电容变化来分析指纹的峰和谷，并且感测指纹触摸。

18.根据权利要求14所述的触摸驱动电路，

其中，所述前向电压施加单元包括前向电压控制开关，所述前向电压控制开关设置在所述数据线与针对所述前向电压的输入端子之间并且将所述数据线和针对所述前向电压的所述输入端子连接；并且

所述前向电压控制开关被配置为在所述第一间隔中处于接通状态并且在所述第二间隔和所述第三间隔中处于断开状态。

19.根据权利要求14所述的触摸驱动电路，

其中，所述基准电压施加单元包括基准电压控制开关，所述基准电压控制开关设置在所述数据线与针对所述基准电压的输入端子之间并且将所述数据线和针对所述基准电压的所述输入端子连接；并且

所述基准电压控制开关被配置为在所述第二间隔中处于导通状态并且在所述第一间隔和所述第三间隔中处于断开状态。

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