CN110032288A - 显示设备 - Google Patents

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Abstract

显示设备。公开了一种即使在用户的手或手掌触摸显示设备时也能够无故障地感测笔触摸的显示设备。该显示设备包括触摸驱动电路，该触摸驱动电路将布置在显示面板中的多个触摸电极划分成多个触摸组，在多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到所述多个触摸电极，并且在多个笔位置感测时段中的每一个中通过所述多个触摸电极中的一些触摸电极来感测触摸笔的位置，其中，所述触摸驱动电路在所述多个笔位置感测时段当中的至少一个笔位置感测时段中的每一个中将上行信号供应到所述多个触摸组中的一些触摸组，并且通过已被供应所述上行信号的触摸组来感测从所述触摸笔传输的下行信号，以生成笔触摸原始数据。

Description

显示设备
技术领域
本公开涉及一种显示设备。
背景技术
随着信息社会的发展，对显示图像的显示设备的需求以各种形式增加。
使用显示设备作为显示屏的电子装置提供了便于进行用户输入的触摸屏式用户界面。能够处理这种触摸界面的显示设备已经发展为提供各种功能。
近来，配备有能够通过触摸笔(或手写笔)进行笔操作感测以及能够通过手指进行手指触摸感测的触摸面板的显示设备，或者触摸屏集成型显示设备已经得到广泛使用。这种显示设备可以被用作诸如移动电话、智能电话、智能手表、平板个人电脑(PC)、手表电话等的移动电子装置以及诸如智能电视机、笔记本电脑、监视器或冰箱这样的大中型电子装置的显示屏。
相对于基于手指的输入而言，使用触摸笔的触摸输入方法允许进行精细输入，因此，该方法适于诸如书法、素描、细节图等的触摸绘图(或图形操作)。
然而，在使用触摸笔的触摸输入方法中，如果用户的手或手掌触摸了显示面板，则用户的身体可充当电容器和电阻器，从而使从显示面板传输到触摸笔的触摸驱动信号衰减，因此，触摸笔会发生故障，导致笔感测失效，从而损坏触摸绘图。
发明内容
因此，本公开旨在提供一种显示设备，其基本上消除了由于相关技术的限制和不足而导致的一个或更多个问题。
本公开的一方面旨在提供一种显示设备，该显示设备即使在用户的手或手掌触摸显示设备时也能够无故障地感测笔触摸。
本公开的附加优点和特征将在随后的描述中部分地阐述，并且对于本领域的普通技术人员在查阅了下文后将部分变得显而易见或者可以通过本发明的实践而得知。可以通过书面描述及其权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和获得本公开的目的和其它优点。
本公开的一个实施方式涉及一种显示设备，该显示设备包括：显示面板，所述显示面板具有多个触摸电极；以及触摸驱动电路，所述触摸驱动电路将所述多个触摸电极划分成多个触摸组。所述触摸电极按照多个行和多个列排列。所述多个触摸组各自包括所述多个触摸电极中的触摸电极组。所述触摸驱动电路在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到多个触摸电极，并且在多个笔位置感测时段中的每一个中感测触摸笔的位置。
在所述多个笔位置感测时段中的一个或更多个笔位置感测时段期间，所述触摸驱动电路将上行信号供应到多个触摸组中的与所述一个或更多个笔位置感测时段对应的一个触摸组的所述触摸电极组，通过被供应所述上行信号的所述触摸电极组感测所述触摸笔的触摸，并且响应于所述上行信号而感测从所述触摸笔传输的下行信号。所述触摸驱动电路基于所述下行信号生成笔触摸原始数据。
本公开的一个实施方式涉及一种显示设备，该显示设备包括：显示面板，所述显示面板具有多个触摸电极；以及触摸驱动电路，所述触摸驱动电路将所述多个触摸电极至少划分成第一触摸组和第二触摸组。所述触摸电极按照多个行和多个列排列。所述第一触摸组和所述第二触摸组各自包括所述多个触摸电极中的相应触摸电极组。所述触摸驱动电路在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到所述多个触摸电极。
所述触摸驱动电路以帧为单位或者以笔位置感测时段为单位将上行信号交替地供应到所述第一触摸组的触摸电极组和所述第二触摸组的触摸电极组，并且通过被供应所述上行信号的触摸电极组来感测所述触摸笔的触摸。所述触摸驱动电路生成笔触摸原始数据。
本公开的一个实施方式涉及一种显示设备，该显示设备包括显示面板和数据/触摸驱动单元。所述显示面板包括按照多个行和多个列排列的多个触摸电极、与所述多个触摸电极交叠的多条选通线以及与所述多条选通线相交的多条数据线。
所述数据/触摸驱动单元连接到所述多个触摸电极和所述多条数据线，将所述多个触摸电极划分成各自包括所述多个触摸电极中的触摸电极组的多个触摸组，在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到多个触摸电极，并且在多个笔位置感测时段中的每一个中感测触摸笔的位置。在所述多个笔位置感测时段中的一个或更多个笔位置感测时段期间，所述数据/触摸驱动单元将上行信号供应到多个触摸组中的与所述一个或更多个笔位置感测时段对应的一个触摸组的触摸电极组，通过被供应所述上行信号的所述触摸电极组来感测所述触摸笔的触摸，并且响应于所述上行信号而感测从所述触摸笔传输的下行信号。所述触摸驱动电路基于所述下行信号生成笔触摸原始数据。
要理解的是，对本公开的以上总体描述和以下详细描述二者都是示例性和说明性的，旨在对所声明的本公开提供进一步的说明。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解，并且被并入本申请中并构成本申请的一部分，附图例示了本公开的实施方式并且与本说明书一起用来解释本公开的原理。在附图中：
图1是示意性地例示根据本公开的一个实施方式的显示设备的笔感测的视图；
图2是示意性地例示根据本公开的另一个实施方式的显示设备的笔感测的视图；
图3是用于说明根据本公开的一个实施方式的显示设备的视图；
图4是用于说明图3中例示的显示区域的视图；
图5是例示图3中例示的触摸同步信号的波形图；
图6是用于说明根据本公开的一个实施方式的触摸驱动电路的视图；
图7是例示根据本公开的一个实施方式的笔触摸的感测的视图；
图8是用于说明根据图7中例示的笔触摸的显示设备的操作定时的波形图；
图9和图10是用于说明根据本公开的另一个实施方式的设备的操作定时的波形图；
图11是例示根据本公开的另一个实施方式的笔触摸的感测的视图；
图12是用于说明根据图11中例示的笔触摸的显示设备的操作定时的波形图；
图13和图14是例示根据本公开的另一个实施方式的笔触摸的感测的视图；
图15是用于说明根据本公开的另一个实施方式的显示设备的视图；
图16和图17是例示使用图15中例示的数据/触摸驱动单元进行笔触摸感测的示图；以及
图18是例示根据本公开示例的显示设备和根据比较例的显示设备中的与手掌相对于显示面板的接触面积有关的触摸笔中的输出电压的曲线图。
具体实施方式
现在，将详细地参照本公开的实施方式，在附图中例示了这些实施方式的示例。只要有可能，将在整个附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部件。
将通过参照附图描述的以下实施方式来阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以按照不同的方式来实施并且不应该被解释为限于本文所阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式以使得本公开将是彻底的和完全的，并且将把本公开的范围充分地传达给本领域的技术人员。此外，本公开仅由权利要求书的范围限定。
在附图中为了描述本公开的实施方式而公开的形状、大小、比率、角度和数目仅仅是示例，因此，本公开不限于所例示的细节。相似的参考标号始终是指相似的元件。在下面的描述中，当确定对相关已知技术的详细描述不必要地模糊了本公开的要点时，将省略其详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用“仅”，否则可添加另一个部件。除非相反描述，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在解释元件时，该元件被解释为包括误差范围，尽管没有明确的描述。
在描述位置关系时，例如，当两个部件之间的位置关系被描述为“在…上”、“在…上方”、“在…下方”和“挨着…”时，除非使用了“刚刚”或“直接”，否则可在这两个部件之间设置一个或更多个其它部件。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在…之后”、“随后”、“接下来”和“在…之前”时，除非使用“刚刚”或“直接”，否则可包括不连续的情况。
将理解的是，虽然在本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件。
术语“至少一个”应该被理解为包括一个或更多个关联所列项目的任意组合和全部组合。例如，“第一项目、第二项目和第三项目中的至少一个”的含义表示从第一项目、第二项目和第三项目中的两个或更多个以及第一项目、第二项目或第三项目中提出的所有项目的组合。
如本领域的技术人员能够充分理解的，本公开的各种实施方式的特征可以被部分或整体地彼此联接或组合，并且可以按各种方式彼此相互作用并且在技术上被驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地执行，或者可以按相互依赖关系一起执行。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的显示设备的示例性实施方式。在说明书中，在为每幅图中的元件添加参考标号时，应该注意，已经在其它附图中用于表示相同元件的相同附图标记尽可能地用于相同元件。在下面的描述中，当确定对相关已知功能或配置的详细描述不必要地模糊了本公开的要点时，将省略其详细描述。
图1是示意性地例示根据本公开的一个实施方式的显示设备的笔感测的视图。
参照图1，在根据本公开的一个实施方式的显示设备10中，显示面板100被划分成多个水平触摸组HTG1至HTG8，通过依次驱动或水平分割驱动将上行信号ULS传输到触摸笔20，与触摸笔20已通过水平触摸组HTG6接收到的上行信号ULS同步地从触摸笔20传输下行信号DLS，以感测触摸笔20的位置，基于触摸笔20的位置通过触摸笔20所处的水平触摸组HTG6传输上行信号ULS，并且从触摸笔20传输下行信号DLS，从而以笔跟踪方式感测笔触摸。这里，直流(DC)电流(或公共电压)被供应到多个触摸组HTG1至HTG8当中的尚未传输上行信号ULS的水平触摸组HTG1至HTG5、HTG7和HTG8。这里，上行信号可以具有包含至少一个脉冲的方波，但是不限于此。
在基于触摸笔20的位置的笔跟踪方法中，可将触摸笔20所处的水平触摸组HTG6设置为笔交叠水平触摸组，或者可将触摸笔所处的水平触摸组HTG6以及相邻的水平触摸组HTG5和HTG7设置为笔交叠水平触摸组。因此，可在跟踪所设置的笔交叠水平触摸组的同时感测笔触摸。
触摸笔20可以包括由诸如金属这样的导电材料形成的导电尖端。导电尖端用作用于接收包括从显示面板100传输的笔设置信号或笔驱动信号(或笔同步信号)的上行信号ULS的接收电极，或者用作将包括笔位置数据信号或笔操作数据信号的下行信号DLS发送到显示面板100的发送电极。例如，导电尖端与显示面板100接触，并且在接触位置处与设置在显示面板100中的触摸电极联接，从而接收供应到所联接的触摸电极的上行信号ULS。另外，导电尖端将与接收到的上行信号ULS同步的下行信号DLS传输到所联接的触摸电极。
以这种方式，在根据本公开的实施方式的显示设备10中，由于上行信号ULS通过多个水平触摸组HTG1至HTG8的依次驱动或水平分割驱动被传输到触摸笔20，因此可使基于触摸显示面板100的用户的手或手掌而导致的上行信号ULS的衰减最小化。因此，即使当用户的手或手掌与显示面板100接触时，也能感测到触摸笔20在显示面板100上的位置，并且可在跟踪触摸笔20的位置的同时通过感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
图2是示意性地例示根据本公开的另一个实施方式的显示设备的笔感测的示图。
参照图2，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备10中，显示面板100被划分成多个垂直触摸组VTG1至VTG12，通过多个垂直触摸组的依次驱动或垂直分割驱动将上行信号ULS传输到触摸笔20，从触摸笔20传输与通过垂直触摸组VTG1至VTG12传输的上行信号同步的下行信号DLS，以感测触摸笔20的位置，通过触摸笔20所处的局部触摸组LTG传输上行信号ULS，并且接收从触摸笔20传输的下行信号DLS。以这种方式，根据笔跟踪方案感测笔触摸。这里，DC电压(或公共电压)被施加到多个垂直触摸组VTG1至VTG12当中的尚未传输上行信号ULS的垂直触摸组。
根据基于触摸笔20的位置的笔跟踪方案，可将触摸笔20所处的垂直触摸组VTG8设置为局部触摸组LTG，或者可将触摸笔20所处的垂直触摸组VTG8以及相邻的垂直触摸组VTG7和VTG9设置为局部触摸组LTG，并且可在跟踪所设置的局部触摸组LTG的同时感测笔触摸。
在根据本公开的另一个实施方式的显示设备10中，通过经由多个垂直触摸组VTG1至VTG12的依次驱动或垂直分割驱动将上行信号ULS传输到触摸笔20，可使基于触摸显示面板100的用户的手或手掌而导致的上行信号ULS的衰减最小化。因此，即使当用户的手或手掌触摸显示面板100时，也能感测到触摸笔20在显示面板100上的位置，并且可在跟踪触摸笔20的位置的同时通过感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。根据本公开的另一个实施方式的显示设备10可通过经由触摸笔20所处的局部触摸组LTG向触摸笔20发送信号以及从触摸笔20接收信号来降低功耗。
图3是用于说明根据本公开的一个实施方式的显示设备的视图，图4是用于说明图3中例示的显示区域的视图，并且图5是图3中例示的触摸同步信号的波形图。
参照图3至图5，根据本公开的一个实施方式的显示设备可以包括显示面板100、显示驱动电路单元、触摸驱动电路700和主机控制器800。
显示面板100可以是具有使用电容方案(或类型)的盒内触摸型结构的液晶显示面板。根据实施方式的显示面板100可以具有使用自电容方案(或类型)的盒内触摸型结构。显示面板100可以在显示模式和触摸感测模式下操作。例如，显示面板100可以在显示模式下使用从背光单元发射的光来显示图像，并且在触摸感测模式下用作感测触摸的触摸面板。可以在一帧内所设置的多个显示时段中的每一个内执行显示模式，并且可以在一帧内的多个显示时段之间所设置的多个触摸感测时段中的每一个内执行触摸感测模式。这里，可以紧接在多个显示时段中的每一个之前设置多个触摸感测时段中的每一个。
根据实施方式的显示面板100包括设置在基板上的显示区域101和设置在基板的边缘处并且包围显示区域101的非显示区域102。
显示区域101包括多条数据线DL、多条选通线GL、多个子像素SP、多个触摸电极TE和多条触摸布线TL。
多条数据线DL中的每一条在显示模式下接收数据信号。多条选通线GL中的每一条在显示模式下接收扫描脉冲。多条数据线DL中的每一条和多条选通线GL中的每一条被设置成在基板上彼此相交，以限定多个子像素区域。
多个子像素SP中的每一个可以包括：薄膜晶体管(TFT)，其连接到与该TFT相邻的选通线GL和数据线DL；像素电极，其连接到TFT；以及存储电容器，其连接到像素电极。
TFT可以包括栅极端子、半导体层、第一端子和第二端子。TFT的第一端子和第二端子可以根据电流方向被定义为源极端子或漏极端子。TFT可以具有其中栅极端子位于半导体层下方的底栅结构和/或其中栅极端子位于半导体层上的顶栅结构。TFT被钝化层(或平整层)覆盖。
像素电极可在子像素区域中的钝化层上由透明导电材料形成，并且可以通过设置在钝化层中的通孔连接到TFT的第二端子。
存储电容器可以形成在TFT的第二端子与触摸电极TE之间或者像素电极与触摸电极TE之间。存储电容器充入通过TFT供应的数据信号，并且当TFT截止时，使用充入的电压来保持形成在像素电极与触摸电极TE之间的电场。
多个触摸电极TE中的每一个用作用于感测触摸物体所施加的触摸的触摸传感器，或者用作用于通过与像素电极一起形成电场来驱动液晶的公共电极。也就是说，多个触摸电极TE中的每一个在触摸感测模式下用作触摸传感器，而在显示模式下用作公共电极。由于多个触摸电极TE中的每一个也用作用于液晶驱动的公共电极，因此它可以包含透明导电材料。触摸物体可以被定义为用户的手指或诸如主动式手写笔之类的触摸笔。
由于多个触摸电极TE中的每一个在触摸感测模式下被用作自电容方案的触摸传感器，因此它的尺寸必须比触摸物体与显示面板100之间的最小接触尺寸大。因此，多个触摸电极TE中的每一个可以具有与一个或更多个子像素SP对应的尺寸。根据实施方式的多个触摸电极TE可以沿着多条水平线和多条垂直线以规则间隔布置。例如，一条水平线可以包括以规则间隔布置的84个触摸电极TE，一条垂直线可以包括以规则间隔布置的48个触摸电极TE。
多条触摸布线TL分别连接到多个触摸电极TE。在显示模式下，多条触摸布线TL中的每一条向对应的触摸电极TE供应公共电压Vcom，而在触摸感测模式下，多条触摸布线中的每一条向对应的触摸电极TE供应触摸驱动脉冲，随后向触摸驱动电路700提供对应触摸电极TE的电容变化。
显示区域101被划分为n(n是1或更大的自然数)个水平块HB1至HBn，并且根据时分驱动，以水平块为单位来显示图像或执行触摸感测。在实施方式中，n个水平块HB1至HBn中的每一个可以包括m(m是自然数)条选通线GL(或水平线)，并且m条选通线GL可以与一个触摸电极TE交叠。例如，第一水平块HB1可以包括第一选通线至第m选通线，第二水平块HB2可以包括第m+1选通线至第2m选通线。
显示驱动电路单元将显示面板100的显示区域101时分成n个水平块HB1至HBn，并且在触摸同步信号Tsync的每个显示时段DP以水平块为单位向子像素SP供应数据信号。根据实施方式的显示驱动电路单元可以包括数据驱动电路200、选通驱动电路300、定时控制电路400、驱动电源单元500和触摸驱动信号供应单元600。
在显示模式下，数据驱动电路200基于数据控制信号DCS将像素数据R/G/B转换成模拟数据信号，并且将转换后的模拟数据信号供应到多条数据线DL。
根据实施方式的数据驱动电路200在触摸同步信号Tsync的每个显示时段DP中通过多条数据线DL将数据信号供应到对应水平块的子像素SP。
根据另一个实施方式的数据驱动电路200在触摸同步信号Tsync的每个显示时段DP中通过多条数据线DL将数据信号供应到对应水平块的子像素SP。数据驱动电路200在触摸同步信号Tsync的每个触摸感测时段TP中将无负载数据信号供应到与被施加触摸驱动信号或上行信号的触摸电极TE交叠的多条数据线D1中的每一条。这里，无负载数据信号在触摸感测模式下具有与被施加到触摸电极TE的触摸驱动信号或上行信号的相位相同的相位，由此减小了触摸电极TE的根据触摸电极TE与数据线D1之间的寄生电容的负载，从而增强了触摸灵敏度。
伴随着制备子像素SP中的TFT的TFT制造工序，将选通驱动电路300嵌入(或集成)在显示面板100的一侧的非显示区域中，并且以一对一的方式连接到多条选通线GL。选通驱动电路300以确定的顺序基于选通控制信号GCS生成扫描脉冲，并且将所生成的扫描脉冲供应到与所确定的顺序对应的选通线GL。供应到选通线的扫描脉冲与供应到数据线的数据信号同步。
在触摸同步信号Tsync的每个显示时段DP中，根据实施方式的选通驱动电路300以水平块为单位将扫描脉冲依次供应到水平块组中所包括的i条选通线。例如，选通驱动电路300可以包括n个驱动级组和n-1个保持级组，n个驱动级组具有将扫描脉冲依次供应到i条选通线的i个驱动级，n-1个保持级组布置在n个驱动级组之间，在触摸同步信号Tsync的触摸感测时段(TP)内保持来自先前驱动级组的输出信号，并且将输出信号依次供应为后续驱动级组的起始信号。
在触摸同步信号Tsync的每个显示时段DP中，根据另一个实施方式的选通驱动电路300以水平块为单位将扫描脉冲依次供应到水平块组中所包括的i条选通线。另外，在触摸同步信号Tsync的每个触摸感测时段TP中，数据驱动电路300将无负载选通信号施加到与被施加触摸驱动信号或上行信号的触摸电极TE交叠的多条选通线GL中的每一条。这里，无负载选通信号在触摸感测模式下具有与施加到触摸电极TE的触摸驱动信号或上行信号的相位相同的相位，以减小触摸电极TE的根据触摸电极TE与选通线GL之间的寄生电容的负载，从而增强触摸灵敏度。
定时控制电路400接收从显示驱动系统(或主机系统)供应的诸如数据使能信号、参考时钟信号、垂直同步信号Vsync和水平同步信号这样的定时同步信号TSS，并且将接收到的垂直同步信号Vsync提供给主机控制器800。定时控制电路400从主机控制器800接收触摸同步信号Tsync，并且基于触摸同步信号Tsync以时分方式将显示面板100的一帧驱动成多个显示时段DP和多个触摸感测时段TP。
定时控制电路400接收从显示驱动系统所提供的输入数据Idata，并且将输入数据Idata排列为像素数据R/G/B，以适合显示面板100在多个显示时段DP中的每一个中的驱动并且将排列后的像素数据R/G/B提供给数据驱动电路200。
定时控制电路400基于定时同步信号TSS和触摸同步信号Tsync生成并输出数据控制信号DCS和选通控制信号GCS。这里，数据控制信号DCS可以包括源起始信号、源移位信号、源使能信号、极性控制信号等。选通控制信号GCS可以包括至少一个选通起始信号、多个选通移位时钟等。
驱动电源单元500使用来自外部的输入电力Vin产生驱动显示设备所需的驱动电力。具体地，驱动电源单元500可以产生包括逻辑驱动电压、参考公共电压、无负载低电压和无负载高电压的驱动电压Vpower，并且将所产生的驱动电压Vpower供应到触摸驱动信号供应单元600。驱动电源单元500可以是安装在显示设备的数据印刷电路板、控制板或电源板上的电力管理集成电路。
触摸驱动信号供应单元600基于从驱动电源单元500所提供的驱动电压Vpower，根据触摸脉冲控制信号TPCS生成具有在相对于参考公共电压的高电压与低电压之间摆动的多个驱动脉冲的触摸电极驱动信号TDS，并且将所生成的触摸电极驱动信号TDS提供给触摸驱动电路700。这里，触摸电极驱动信号TDS根据触摸脉冲控制信号TPCS接受高电压和低电压中的每一个的脉宽调制，以便用作在触摸感测时段期间供应到触摸电极的上行信号，例如，触摸驱动信号、笔驱动信号或笔设置信号。另外，触摸驱动信号供应单元600将从驱动电源单元500所提供的无负载低电压Vlfd1和无负载高电压Vlfd2提供给触摸驱动电路700。在显示时段DP期间，无负载低电压Vlfd1可以被用作提供给触摸电极TE的公共电压Vcom或供应到未被供应上行信号的触摸电极TE的DC电压。触摸驱动信号供应单元600可以是安装在显示设备的数据印刷电路板、控制板或电源板上的触摸电力集成电路。
触摸驱动电路700通过设置在显示面板100中的多条触摸布线TL以一对一的方式连接到多个触摸电极TE。响应于主机控制器800的通道控制和感测定时控制，触摸驱动电路700在触摸同步信号Tsync的显示时段DP期间通过多条触摸布线TL中的每一条将公共电压Vcom供应到多个触摸电极TE中的每一个，并且在触摸同步信号Tsync的触摸感测时段TP期间通过多个触摸电极TE中的一些或全部来感测触摸物体所施加的触摸。
在根据触摸同步信号Tsync的触摸感测时段TP的触摸感测模式下，根据实施方式的触摸驱动电路700可在一帧中所设置的多个触摸感测时段TP当中的笔操作感测时段中的每一个中感测笔触摸，并且在多个触摸感测时段TP当中的每个手指触摸感测时段中感测手指触摸。例如，在一帧包括第一触摸感测时段TP1至第十六触摸感测时段TP16的情况下，第一触摸感测时段TP1可以被设置为笔设置时段，第二触摸感测时段TP2至第四触摸感测时段TP4、第六触摸感测时段TP6至第八触摸感测时段TP8、第十触摸感测时段TP10至第十二触摸感测时段TP12、第十四触摸感测时段TP14和第十五触摸感测时段TP15中的每一个可以被设置为笔感测时段，并且第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个可以被设置为手指感测时段。另外，第二触摸感测时段TP2、第六触摸感测时段TP6、第十触摸感测时段TP10和第十四触摸感测时段TP14中的每一个可以被设置为笔位置感测时段，并且第三触摸感测时段TP3、第四触摸感测时段TP4、第七触摸感测时段TP7、第八触摸感测时段TP8、第十一触摸感测时段TP11、第十二触摸感测时段TP12和第十五触摸感测时段TP15中的每一个可以被设置为笔操作感测时段。第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个可以包括用于驱动触摸电极TE的第一时段和用于感测触摸电极的电容变化的第二时段。
根据实施方式的触摸驱动电路700将多个触摸电极TE划分为多个触摸组，将触摸驱动信号供应到多个触摸组中的一些或全部触摸组的触摸电极中的每一个，通过多条触摸布线TL中的每一条感测对应触摸电极TE的电容变化，以生成手指触摸原始数据，随后将所生成的手指触摸原始数据提供给主机控制器800。
根据实施方式的触摸驱动电路700将多个触摸电极TE划分成多个触摸组，在多个笔位置感测时段TP2、TP6、TP10和TP14中的每一个的每第一时段中将上行信号(即，笔驱动信号)供应到多个触摸组中的一些触摸组，将在多个笔位置感测时段中的每一个的每第二时段中从触摸笔通过被供应笔驱动信号的触摸组传输的下行信号(即，笔位置数据信号)转换成第一笔触摸原始数据，并且将转换后的第一笔触摸原始数据提供给主机控制器800。同时，触摸驱动电路700在多个笔位置感测时段中的每一个的每第一时段中将DC电压(或公共电压Vcom)供应到多个触摸组中的除了所述一些触摸组之外的其余触摸组，由此与多个触摸组中的除了一些触摸组之外的其余触摸组的触摸电极TE交叠的子像素中的每一个中所设置的存储电容器的电压得以保持，而没有根据在笔操作感测时段期间供应到触摸电极TE的上行信号而改变。
根据实施方式的触摸驱动电路700在多个笔操作感测时段中的每一个的每第一时段中，将笔驱动信号供应到多个触摸组当中的与主机控制器800所提供的笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组，并且将通过笔交叠触摸组从触摸笔传输的笔操作数据信号转换成第二笔触摸原始数据，并且将转换后的第二笔触摸原始数据提供给主机控制器800。同时，根据实施方式的触摸驱动电路700在多个笔操作感测时段中的每一个的每第一时段中，将DC电压(或公共电压Vcom)供应到多个触摸组当中的除了笔交叠触摸组之外的其余笔未交叠触摸组，由此与笔未交叠触摸组的触摸电极TE交叠的子像素中的每一个中所设置的存储电容的电压得以保持，而没有根据在笔操作感测时段期间供应到触摸电极TE的上行信号而改变。
根据实施方式的触摸驱动电路700可在多个触摸位置感测时段中的每第一时段中，通过将上行信号(即，笔驱动信号)依次供应到多个触摸组来感测触摸笔的位置。这里，多个触摸组中的每一个包括布置在至少一条水平线或至少一条垂直线上的触摸电极。
根据另一个实施方式的触摸驱动电路700将多个触摸电极TE划分成第一触摸组和第二触摸组，并且以帧为单位或者以多个触摸感测时段中的每一个的第一时段为单位，将上行信号(即，笔驱动信号)交替地供应到第一触摸组和第二触摸组，以感测触摸笔的位置。例如，第一触摸组可以包括布置在多条水平线当中的奇数水平线上的触摸电极，第二触摸组可以包括布置在多条水平线当中的偶数水平线上的触摸电极。在另一个实施方式中，第一触摸组可以包括布置在多条垂直线当中的奇数垂直线上的触摸电极，第二触摸组可以包括布置在多条垂直线当中的偶数垂直线上的触摸电极。
主机控制器800可以是微控制器单元(MCU)或应用处理器。
主机控制器800基于定时控制电路400所提供的垂直同步信号Vsync，以时分方式生成用于以水平块为单位驱动显示面板100的触摸同步信号Tsync和触摸脉冲控制信号TPCS。
根据实施方式的触摸同步信号Tsync可以根据定时同步信号TSS的垂直同步信号Vsync，在一帧期间包括两个或更多个显示时段DP和两个或更多个触摸感测时段TP。触摸同步信号Tsync可被生成为使得触摸感测时段TP在显示时段DP之前开始。这里，触摸同步信号Tsync的显示时段DP可以被定义为显示面板100的显示模式，触摸同步信号Tsync的触摸感测时段TP可以被定义为触摸感测模式。
触摸脉冲控制信号TPCS可以被定义为用于控制从触摸驱动电路700供应到触摸电极TE的上行信号(即，用于感测手指触摸的触摸驱动信号、用于感测笔触摸的笔设置信号以及笔驱动中的每一个)的输出时段的信号。例如，触摸脉冲控制信号TPCS可以是脉宽调制信号。
根据实施方式的主机控制器800通过串行外围接口(SPI)连接到触摸驱动电路700。主机控制器800生成包括通道设置信息、感测块信息、采样起始信号、数字转换设置参数等的触摸控制数据，并且通过SPI方案将触摸控制数据提供给触摸驱动电路700，由此控制触摸驱动电路700的驱动定时。具体地，主机控制器800将多个触摸电极划分成多个触摸组，生成用于按触摸组依次驱动或者按触摸组分割驱动的通道组设置信息，并且将通道组设置信息提供给触摸驱动电路700，从而使由于用户的手或手掌触摸显示面板100而导致传输到触摸笔的上行信号的衰减最小化，由此即使在用户的手或手掌触摸显示面板100时，触摸驱动电路700也能感测笔触摸。
根据实施方式的主机控制器800可以通过SPI方案接收触摸驱动电路700所提供的触摸原始数据，对接收到的手指触摸原始数据执行预定的触摸感测算法，以计算触摸坐标信息，并且执行与计算出的触摸坐标信息对应的应用。
根据实施方式的主机控制器800通过SPI方案接收触摸驱动电路700所提供的第一笔触摸原始数据，通过对接收到的第一笔触摸原始数据执行预定的笔触摸感测算法来计算笔位置信息，针对多个触摸组当中的与计算出的笔位置信息对应的触摸组生成包括笔跟踪通道信息的通道设置信息，并且将所生成的通道设置信息提供给触摸驱动电路700。因此，触摸驱动电路700在多个笔操作感测时段的每个第一时段中将上行信号供应到与笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组，在多个笔操作感测时段的每个第二时段中将通过笔交叠触摸组从触摸笔传输的下行信号转换成第二笔触摸原始数据并且将转换后的第二笔触摸原始数据提供给主机控制器。这里，笔交叠触摸组可以是具有根据多个触摸组的布置结构而布置在至少一条水平线上的触摸电极的水平触摸组或具有布置在至少一条垂直线上的触摸电极的垂直触摸组中的局部触摸组。主机控制器800可以通过SPI方案接收触摸驱动电路700所提供的第二笔触摸原始数据，通过执行针对接收到的第二笔触摸原始数据先前设置的笔操作感测算法来计算笔操作信息，并且执行与计算出的笔位置信息和笔操作信息对应的应用。这里，笔操作信息可以是笔压力信息、按钮操作信息等。
选择性地，主机控制器800可以被嵌入在定时控制电路400或触摸驱动电路700中。在这种情况下，本公开的优点在于，能够简化显示设备的组件的数目以及组件之间的连接结构。触摸同步信号Tsync和触摸脉冲控制信号TPCS可以在定时控制电路400中而非在主机控制器800中产生。
图6是用于说明根据本公开的一个实施方式的触摸驱动电路的视图。
参照图6，根据本公开的实施方式的触摸驱动电路700可以包括通道选择单元CSP、电压选择单元VSP、感测单元SU、复用器MUX、模数转换器ADC和触摸控制电路CTR。
通道选择单元CSP通过多条触摸布线TL以一对一的方式连接到多个触摸电极TE。通道选择单元CSP在多个笔感测时段中的每个第一时段中将上行信号和无负载低电压Vlfd1选择性供应到与通道选择信号CSS对应的触摸组。通道选择单元CSP在多个笔感测时段的每个第二时段中选择与通道选择信号对应的触摸组。也就是说，通道选择单元CSP将与通道选择信号CSS对应的触摸布线TL连接到对应的感测电路AFE。根据实施方式的通道选择单元CSP可以包括根据触摸同步信号Tsync和通道选择信号CSS切换的多个复用器。
电压选择单元VSP根据从触摸控制电路CTR供应的电压选择信号VSS，将触摸驱动信号供应单元600所供应的触摸电极驱动信号TDS(或上行信号)和无负载低电压Vlfd1选择性供应到通道选择单元CSP。例如，电压选择单元VSP将在触摸同步信号Tsync的每个显示时段中用作公共电压的无负载低电压Vlfd1供应到通道选择单元CSP。另外，电压选择单元VSP将触摸电极驱动信号TDS和无负载低电压Vlfd1选择性供应到通道选择单元CSP，使得根据触摸电极驱动信号TDS的上行信号可被供应到多个触摸组中的一些触摸组的触摸电极，并且根据无负载低电压Vlfd1的DC电压可以被供应到多个触摸组中的除了所述一些触摸组之外的其余触摸组。
感测单元SU通过通道选择单元CSP选择性连接到设置在显示面板100中的多个触摸电极TE，向多个触摸电极TE供应包括触摸驱动信号、笔设置信号或笔驱动信号的上行信号，并且感测触摸笔所传输的包括笔位置数据信号或笔操作数据信号的下行信号。根据实施方式的感测单元SU可以包括多个感测电路AFE。
多个感测电路AFE中的每一个感测通过触摸布线TL和通道选择单元CSP输入的触摸电极TE的电容变化，并且输出触摸感测信号Tsen。多个感测电路AFE中的每一个使用从电压选择单元VSP输出的触摸电极驱动信号TDS或无负载低电压Vlfd1作为参考信号来感测触摸电极TE的电容变化，并且输出触摸感测信号Tsen。例如，多个感测电路AFE通过在多个触摸感测时段TP当中的笔位置感测时段内经由多个触摸组中的一些触摸组的触摸电极感测根据笔位置数据信号的电容变化来输出触摸感测信号Tsen，通过在多个触摸感测时段TP当中的笔操作感测时段内经由多个触摸组中的一些触摸组的触摸电极感测根据笔操作数据的电容变化来输出触摸感测信号Tsen，并且通过在多个触摸感测时段TP当中的手指感测时段内经由多个触摸组中的一些触摸组的触摸电极感测根据手指触摸的电容变化来输出触摸感测信号Tsen。
选择性地，多个感测电路AFE中的每一个可使用从电压选择单元VSP输出的触摸电极驱动信号TDS或无负载高电压Vlfd2作为参考信号感测触摸电极TE的电容变化，并且输出触摸感测信号Tsen。
复用器MUX根据从触摸控制电路CTR供应的触摸同步信号Tsync，按多个触摸感测时段TP选择性将多个感测电路AFE一个接一个地连接到ADC。
模数转换器(ADC)在触摸控制电路CTR的控制下，对多个感测电路AFE中的任一个所供应的触摸感测信号Tsen执行模数转换，以生成触摸原始数据Tdata。
触摸控制电路CTR生成触摸同步信号Tsync，并且将所生成的触摸同步信号Tsync提供给显示驱动电路，同时将其提供给复用器MUX。另外，触摸控制电路CTR基于从主机控制器800提供的触摸控制数据，生成与以触摸组为基础的依次驱动或者以触摸组为基础的分割驱动对应的通道选择信号CSS，并且将通道选择信号CSS提供给通道选择单元CSP。触摸控制电路CTR在多个触摸感测时段TP的第一时段期间将上行信号供应到对应的触摸电极并且同时将公共电压(或DC电压)供应到对应的触摸电极，并且在多个触摸感测时段TP的第二时段期间生成用于将公共电压(或DC电压)供应到对应的触摸电极的电压选择信号VSS，并且将所生成的电压选择信号VSS提供给电压选择单元VSP。另外，触摸控制电路CTR将来自ADC的触摸原始数据临时存储在存储器中，并且通过SPI方案将所存储的触摸原始数据提供给主机控制器800。
选择性，在根据本实施方式的触摸驱动电路700中，电压选择单元VSP可以被安装在其上安装有定时控制电路和主机控制器800的印刷电路板(PCB)上，并且根据电压选择信号VSS，将触摸电极驱动信号TDS和无负载低电压Vlfd1供应到触摸驱动电路700的通道选择单元CSP。也就是说，电压选择单元VSP可以不嵌入在触摸驱动电路700中，而是可以布置在触摸驱动电路700的外部。在这种情况下，在本公开中，包括电压选择单元VSP的触摸驱动电路700可以不必单独制造，并且可以有利于用于未包括电压选择单元VSP的通用(或常见)触摸驱动电路。
图7是例示根据本公开的一个实施方式的笔触摸的感测的视图，并且图8是用于说明根据图7中例示的笔触摸的显示设备的操作定时的波形图。
将参照图7和图8连同图6一起描述根据本公开的一个实施方式的显示设备的笔位置感测方法。
首先，触摸驱动电路700将设置在显示面板100中的多个触摸电极划分为第一水平触摸组HTG1至第八水平触摸组HTG8，并且将上行信号ULS依次供应到第一水平触摸组HTG1至第八水平触摸组HTG8，以感测笔触摸。这里，触摸驱动电路700将公共电压或DC电压提供给除了将上行信号ULS传输到触摸笔的水平触摸组之外的其余水平触摸组的触摸电极。
具体地，在第N帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)施加到显示面板100的第一水平触摸组HTG1的触摸电极。这里，笔设置信号PSS可以被定义为用于向触摸笔20告知笔频率、笔驱动方案(接触或悬停)、面板驱动状态(基本驱动、低功率驱动)等的信号。随后，触摸驱动电路700在第N帧的第九触摸感测时段TP9至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中，再次将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)依次供应到第一水平触摸组HTG1至第八水平触摸组HTG8的触摸电极，并且在第九触摸感测时段TP9至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中，通过对应的水平触摸组的触摸电极的电容变化依次感测笔触摸。在第N帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中依次供应对应水平触摸组的触摸电极的触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应水平触摸组的触摸电极的电容变化依次感测用户的手指触摸。
此后，在第N+1帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号(即，笔设置信号PSS)供应到显示面板100的第一水平触摸组HTG1的触摸电极。因此，设置在显示面板100上的触摸笔20接收从显示面板100的第一水平触摸组HTG1的触摸电极传输的笔设置信号PSS，并且根据笔设置信号PSS设置笔驱动频率和笔驱动方案(接触或悬停)。
随后，在第N+1帧的第二触摸感测时段TP2的第一时段P1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到第二水平触摸组HTG2的触摸电极。因此，触摸笔20接收从显示面板100的第二水平触摸组HTG2的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且经由导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号DLS(即，笔位置信号PPS)传输到显示面板100的第二水平触摸组HTG2的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在第二触摸感测时段TP2的第二时段P2期间感测第二水平触摸组HTG2的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen生成第一笔触摸原始数据并且将第一笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于第一笔触摸原始数据计算笔位置信息，在执行与计算出的笔位置信息对应的应用的同时生成包括与对应于计算出的笔位置信息的水平触摸组HTG对应的笔跟踪通道信息的通道设置信息，并且将所生成的通道设置信息提供给触摸驱动电路700。
此后，根据主机控制器800所提供的笔跟踪通道信息，在第N+1帧的第三触摸感测时段TP3的第一时段P1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到第二水平触摸组HTG2的触摸电极。因此，触摸笔20接收从显示面板100的第二水平触摸组HTG2的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且通过导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号DLS(即，笔调制数据信号PMS)传输到显示面板100的第二水平触摸组HTG2的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在第三触摸感测时段TP3的第二时段P2期间感测第二水平触摸组HTG2的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen生成第二笔触摸原始数据并且将第二笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于第二笔触摸原始数据计算笔操作信息，在执行与计算出的笔操作信息对应的应用的同时根据触摸笔20的位置生成由笔跟踪通道信息形成的笔操作信息，并且将笔操作信息提供给触摸驱动电路700。
此后，在第N+1帧的第四触摸感测时段TP4至第十六触摸感测时段TP16的每个第一时段P1中，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到对应的水平触摸组的触摸电极。因此，触摸笔20接收从显示面板100的对应水平触摸组的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且通过导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号传输到显示面板100的对应水平触摸组的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在对应触摸感测时段TP4至TP16的每个第二时段P2中感测对应水平触摸组的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen生成笔触摸原始数据并且将所生成的笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于笔触摸原始数据计算笔位置信息或笔操作信息，在执行与计算出的笔位置信息或笔操作信息对应的应用的同时生成包括跟踪通道信息的跟踪设置信息，并且将通道设置信息提供给触摸驱动电路700。触摸驱动电路700可以在第N+1帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应水平触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号，随后在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应水平触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
以这种方式，在根据本公开的实施方式的显示设备中，由于通过将上行信号ULS依次供应到显示面板100中所限定的第一水平触摸组HTG1至第八水平触摸组HTG8来感测笔触摸，因此即使当用户的手或手掌触摸显示面板100时，也能感测触摸笔20在显示面板100上所处的位置，并且能在跟踪触摸笔20的位置的同时通过感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
图9是用于说明根据本公开的另一个实施方式的显示设备的操作定时的波形图，其仅示出了用于感测触摸笔20在显示面板上所处的位置的操作。
将参照图9连同图6一起描述根据本公开的另一个实施方式的显示设备的笔位置感测方法。
首先，触摸驱动电路700可以将设置在显示面板100上的多个触摸电极划分成第一触摸组TG1和第二触摸组TG2，并且将上行信号ULS(即，笔驱动信号)交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。根据实施方式的第一触摸组TG1可以包括布置在多条水平线当中的奇数水平线上的触摸电极，第二触摸组TG2可以包括布置在多条水平线当中的偶数水平线上的触摸电极。
具体地，在第N帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)供应到第一触摸组TG1的触摸电极并且将公共电压(或DC电压)供应到第二触摸组TG2的触摸电极。随后，触摸驱动电路700在第N帧的第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS，或者笔同步信号)再次供应到第一触摸组TG1的触摸电极，并且同时将公共电压(或DC电压)供应到第二触摸组TG2的触摸电极，并且在第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过第一触摸组的触摸电极的电容变化感测笔触摸。在第N帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应水平触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应水平触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
此后，在第N+1帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)供应到第二触摸组TG2的触摸电极并且将公共电压(或DC电压)供应到第一触摸组TG1的触摸电极。随后，触摸驱动电路700在第N+1帧的第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS，或者笔同步信号)供应到第二触摸组TG2的触摸电极，并且同时将公共电压(或DC电压)供应到第一触摸组TG1的触摸电极，并且在第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过第二触摸组的触摸电极的电容变化感测笔触摸。在第N+1帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应水平触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应水平触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
如上所述，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，由于通过以帧为单位将上行信号ULS交替地供应到显示面板100中所限定的第一触摸组TG1和第二触摸组TG2来感测笔位置，因此即使当用户的手或手掌触摸显示面板100时，也能感测触摸笔20在显示面板100上所处的位置，并且可通过在跟踪触摸笔20的位置的同时基于触摸笔20的位置感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
选择性地，如图10中例示的，根据本发明的另一个实施方式的显示设备的触摸驱动电路700可以在每帧的第一触摸感测时段TP1期间将笔设置信号PSS供应到第一触摸组TG1或第二触摸组TG2的触摸电极，随后在第二感测时段TP2至第十六感测时段TP16期间以触摸感测时段为单位将上行信号ULS交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2，以感测笔位置，并且在这种情况下，能更快速地感测触摸笔20的位置。
图11是例示根据本公开的另一个实施方式的笔触摸的感测的视图，并且图12是用于说明根据图11中例示的笔触摸的显示设备的操作定时的波形图。
将参照图11和图12连同图6一起描述根据本公开的另一个实施方式的显示设备的笔位置感测方法。
首先，触摸驱动电路700将设置在显示面板100中的多个触摸电极划分为第一垂直触摸组VTG1至第六垂直触摸组VTG6，并且将上行信号ULS依次供应到第一垂直触摸组VTG1至第六垂直触摸组VTG6，以感测笔触摸。这里，触摸驱动电路700将公共电压或DC电压供应到除了将上行信号ULS传输到触摸笔的垂直触摸组之外的其余垂直触摸组的触摸电极。
具体地，在第N帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)供应到显示面板100的第一垂直触摸组VTG1的触摸电极。随后，触摸驱动电路700在第N帧的第二触摸感测时段TP2至第六触摸感测时段TP6中的每一个的每第一时段P1中，将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS，或者笔同步信号)依次供应到第二垂直触摸组VTG2至第六垂直触摸组VTG6的触摸电极，并且在第二触摸感测时段TP2至第六触摸感测时段TP6中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组的触摸电极的电容变化依次感测笔触摸。此后，触摸驱动电路700在第N帧的第七触摸感测时段T7至第十六触摸感测时段T16中的每一个的每第一时段P1中，将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)再次依次供应到第一垂直触摸组VTG1至第六垂直触摸组VTG6的触摸电极，并且在第七触摸感测时段T7至第十六触摸感测时段T16中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组的触摸电极的电容变化依次感测笔触摸。在第N帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应垂直触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
此后，在第N+1帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号(即，笔设置信号PSS)供应到显示面板100的第一垂直触摸组VTG1的触摸电极。因此，设置在显示面板100上的触摸笔20接收从显示面板100的第一垂直触摸组VTG1的触摸电极传输的笔设置信号PSS，并且根据笔设置信号PSS设置笔驱动频率和笔驱动方案(接触或悬停)。
随后，在第N+1帧的第二触摸感测时段TP2的第一时段P1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到第二垂直触摸组VTG2的触摸电极。因此，触摸笔20接收从显示面板100的第二垂直触摸组HTG2的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且通过导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号DLS(即，笔位置信号PPS)传输到显示面板100的第二垂直触摸组VTG2的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在第二触摸感测时段TP2的第二时段P2期间感测第二垂直触摸组VTG2的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen将第一笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于第一笔触摸原始数据计算笔位置信息，在执行与计算出的笔位置信息对应的应用的同时生成包括与对应于计算出的笔位置信息的局部触摸组LTG对应的笔跟踪通道信息的通道设置信息，并且将所生成的通道设置信息提供给触摸驱动电路700。
随后，在第N+1帧的第三触摸感测时段TP3的第一时段P1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到第二垂直触摸组VTG2中的局部触摸组LTG的触摸电极。因此，触摸笔20可以接收从显示面板100的局部触摸组LTG的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且通过导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号DLS(即，笔调制数据信号PMS)传输到显示面板100的局部触摸组LTG的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在第三触摸感测时段TP3的第二时段P2期间感测局部触摸组LTG的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen生成第二笔触摸原始数据并且将所生成的第二笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于第二笔触摸原始数据计算笔操作信息，在执行与计算出的笔操作信息对应的应用的同时根据触摸笔20的位置生成包括笔跟踪通道信息的通道设置信息，并且将所生成的通道设置信息提供给触摸驱动电路700。
随后，在第N+1帧的第四触摸感测时段TP4至第十六触摸感测时段TP16的每个第一时段P1中，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS)供应到对应垂直触摸组的局部触摸组LTG的触摸电极。因此，触摸笔20接收从显示面板100的对应垂直触摸组中的局部触摸组LTG的触摸电极传输的笔驱动信号PDS，并且通过导电尖端将与接收到的笔驱动信号PDS同步的下行信号传输到显示面板100的对应垂直触摸组的局部触摸组LTG的触摸电极。同时，触摸驱动电路700通过感测单元SU在对应触摸感测时段TP4至TP16的每个第二时段P2中感测对应垂直触摸组中的局部触摸组LTG的触摸电极的电容变化并且将触摸感测信号Tsen提供给触摸控制电路CTR，触摸控制电路CTR基于触摸感测信号Tsen生成笔触摸原始数据并且将所生成的笔触摸原始数据提供给主机控制器800。主机控制器800基于笔触摸原始数据计算笔位置信息或笔操作信息，在执行与计算出的笔位置信息或笔操作信息对应的应用的同时生成包括跟踪通道信息的跟踪设置信息，并且将通道设置信息提供给触摸驱动电路700。触摸驱动电路700可以在第N+1帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应垂直触摸组的局部触摸组LTG的触摸电极供应触摸驱动信号，随后在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组中的局部触摸组LTG的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
以这种方式，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，由于通过将上行信号ULS依次供应到显示面板100中所限定的第一垂直触摸组VTG1至第六垂直触摸组VTG6来感测笔触摸，因此即使当用户的手或手掌触摸显示面板100时，也能感测触摸笔20在显示面板100上所处的位置，并且能在跟踪触摸笔20的位置的同时通过感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。另外，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，由于仅通过第一垂直触摸组VTG1至第六垂直触摸组VTG6中的触摸笔20所处的局部触摸组LG来感测笔触摸，因此能降低功耗。例如，根据功耗的模拟结果，确认了当仅通过触摸笔20所处的一个局部触摸组LTG来感测笔触摸时，与通过整个触摸电极感测笔触摸的比较例相比，减少了83％的功耗，并且当通过包括触摸笔20所处的一个局部触摸组LTG和与该局部触摸组LTG相邻设置的另一个局部触摸组在内的两个局部触摸组来感测笔触摸时，与比较示例相比，减少了67％的功耗。
图13是例示了根据本公开的另一个实施方式的笔触摸的感测的视图，其仅示出了用于感测触摸笔在显示面板上所处的位置的操作。
将参照图13连同图6和图9一起描述根据本公开的另一个实施方式的显示设备的笔位置感测方法。
首先，触摸驱动电路700可以将设置在显示面板100上的多个触摸电极划分成第一触摸组TG1和第二触摸组TG2，并且以帧为单位将上行信号ULS(即，笔驱动信号)交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。根据实施方式的第一触摸组TG1可以包括布置在多条垂直线当中的奇数垂直线上的触摸电极，第二触摸组TG2可以包括布置在多条垂直线当中的偶数垂直线上的触摸电极。
具体地，在第N帧或第N+2帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)供应到第一触摸组TG1的触摸电极并且将公共电压(或DC电压)供应到第二触摸组TG2的触摸电极。随后，触摸驱动电路700在第N帧或第N+2帧的第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS，或者笔同步信号)再次供应到第一触摸组TG1的触摸电极，并同时将公共电压(或DC电压)供应到第二触摸组TG2的触摸电极，并且在第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过第一触摸组的触摸电极的电容变化感测笔触摸。在第N帧或第N+2帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应垂直触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
此后，在第N+1帧或第N+3帧的第一触摸感测时段TP1期间，触摸驱动电路700将上行信号ULS(即，笔设置信号PSS)供应到第二触摸组TG2的触摸电极并且将公共电压(或DC电压)供应到第一触摸组TG1的触摸电极。随后，触摸驱动电路700在第N+1帧或第N+3帧的第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中将上行信号ULS(即，笔驱动信号PDS，或者笔同步信号)供应到第二触摸组TG2的触摸电极，并同时将公共电压(或DC电压)供应到第一触摸组TG1的触摸电极，并且在第二触摸感测时段TP2至第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过第二触摸组的触摸电极的电容变化感测笔触摸。在第N+1帧或第N+3帧的第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第一时段P1中向对应垂直触摸组的触摸电极供应触摸驱动信号之后，触摸驱动电路700可以在第五触摸感测时段TP5、第九触摸感测时段TP9、第十三触摸感测时段TP13和第十六触摸感测时段TP16中的每一个的每第二时段P2中通过对应垂直触摸组的触摸电极的电容变化感测用户的手指触摸。
如上所述，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，由于通过以帧为单位将上行信号ULS交替地供应到显示面板100中所限定的第一触摸组TG1和第二触摸组TG2来感测笔位置，因此即使用户的手或手掌触摸显示面板100，也能感测触摸笔20在显示面板100上所处的位置，并且可通过在跟踪触摸笔20的位置的同时基于触摸笔20的位置感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
选择性地，如图14中例示的，根据本发明的另一个实施方式的显示设备的触摸驱动电路700可以在每帧的第一触摸感测时段TP1期间将笔设置信号PSS供应到第一触摸组TG1或第二触摸组TG2的触摸电极，随后在第二感测时段TP2至第十六感测时段TP16期间以触摸感测时段为单位将上行信号ULS交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2，以感测笔位置，并且在这种情况下，能更快速地感测触摸笔20的位置。例如，触摸驱动电路700可以在第一触摸感测时段TP1至第十六感测时段TP16中的奇数触摸感测时段TP_odd期间将上行信号供应到第一触摸组TG1，并且在其中的偶数触摸感测时段TP_even期间将上行信号供应到第二触摸组TG2。在另一个实施方式中，在奇数帧中，触摸驱动电路700可以在第一触摸感测时段TP1至第十六触摸感测时段TP16中的奇数触摸感测时段TP_odd期间将上行信号供应到第一触摸组TG1，并且在偶数触摸感测时段TP_even期间将上行信号供应到第二触摸组TG2。在偶数帧中，触摸驱动电路700可以在第一触摸感测时段TP1至第十六触摸感测时段TP16中的奇数触摸感测时段TP_odd期间将上行信号供应到第二触摸组TG2，并且在偶数触摸感测时段TP_even期间将上行信号供应到第一触摸组TG1。
图15是用于说明通过修改图3中例示的数据驱动电路和触摸驱动电路而构造的根据本公开的另一个实施方式的显示设备的视图。因此，在以下的描述中，将只描述数据驱动电路、触摸驱动电路和相关组件，并且将省略对相同组件的冗余描述。
参照图15，在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，数据驱动电路和触摸驱动电路可以被配置为数据/触摸驱动单元900。
数据/触摸驱动单元900连接到多个触摸电极TE和多条数据线，将多个触摸电极TE划分成多个触摸组，在多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到触摸电极TE，并且在多个笔感测时段中的每一个中通过多个触摸电极TE中的一些来感测触摸笔的位置。也就是说，数据/触摸驱动单元900将上行信号供应到多个触摸组中的一些，并且通过被供应上行信号的触摸组来感测从触摸笔传输的下行信号，以生成笔触摸原始数据。另外，在包括具有利用SPI方案从主机控制器提供的笔跟踪通道信息的通道设置信息的触摸控制数据的基础上，数据/触摸驱动单元900在每个笔位置感测时段中将上行信号供应到与笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组，通过笔交叠触摸组感测从触摸笔传输的下行信号以生成触摸感测信号，将所生成的触摸感测信号转换成笔触摸原始数据，并且将转换后的笔触摸原始数据提供给主机控制器。
根据实施方式的数据/触摸驱动单元900可以包括多个集成驱动IC 900a至900n。这里，多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个也可以被表示为源读出集成电路(SRIC)或读出集成电路(ROIC)。
多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个可以包括多个第一触摸通道Tch1、多个第二触摸通道Tch2、多个数据通道Dch、第一触摸驱动单元TDP1、第二触摸驱动单元TDP2和数据驱动单元DDP。
多个第一触摸通道Tch1以一对一的方式连接到布置在显示面板100的多条限定垂直线当中的i(i是2或更大的自然数)条垂直线中的触摸电极TE。在该示例中，假定多个第一触摸通道Tch1以一对一的方式与布置在七条垂直线中的触摸电极TE连接。例如，设置在第一集成驱动IC 900a中的多个第一触摸通道Tch1可以以一对一的方式与设置在第一垂直线至第七垂直线中的触摸电极TE连接。
多个第二触摸通道Tch2以一对一的方式连接到布置在显示面板100的多条限定垂直线当中的和与多个第一触摸通道Tch1连接的i条垂直线相邻的i条垂直线中的触摸电极。在该示例中，假定多个第二触摸通道Tch2以一对一的方式与布置在七条垂直线中的触摸电极TE连接。例如，设置在第一集成驱动IC 900a中的多个第二触摸通道Tch2可以以一对一的方式与设置在第八垂直线至第十四垂直线中的触摸电极TE连接。
多个数据通道Dch布置在多个第一触摸通道Tch1与多个第二触摸通道Tch2之间，并且以一对一的方式连接到与布置在2i条垂直线中的触摸电极TE交叠的多条数据线。
第一触摸驱动单元TDP1以一对一的方式与设置在显示面板100上的多个触摸电极TE当中的布置在i条垂直线上的触摸电极TE连接。也就是说，第一触摸驱动单元TDP1可以通过多个第一触摸通道Tch1以一对一的方式连接到布置在i条垂直线中的触摸电极TE。
第二触摸驱动单元TDP2连接到布置在多条垂直线当中的与和第一触摸驱动单元TDP1连接的i条垂直线相邻的i条垂直线中的触摸电极TE。也就是说，第二触摸驱动单元TDP2可以通过多个第二触摸通道Tch2连接到布置在i条垂直线中的触摸电极TE。
除了第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个以一对一的方式连接到布置在i条垂直线中的触摸电极TD之外，数据/触摸驱动单元具有与图3和图6中例示的触摸驱动电路700的配置相同的配置，因此将省略其描述。这里，配置在第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个中的电压选择单元可以被安装在集成驱动IC 900a至900n的外部，例如，安装在其上安装有定时控制电路和主机控制器的印刷电路板上，并且根据电压选择信号，将触摸电极驱动信号和无负载低电压供应到对应触摸驱动单元的通道选择单元。
数据驱动单元DDP连接到与布置在2i条垂直线中的触摸电极交叠的多条数据线，并且被布置在第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2之间。也就是说，数据驱动单元DDP可以通过多个数据通道Dch以一对一的方式连接到与布置在2i条垂直线中的触摸电极TE交叠的多条数据线。例如，数据驱动单元DDP可以以一对一的方式与布置在一条水平线上的十四个触摸电极TE交叠的多条数据线连接。除了连接到与十四个触摸电极TE交叠的多条数据线之外，数据驱动单元DDP与图3中例示的数据驱动电路200相同，因此将省略其描述。
根据实施方式的多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个可以通过芯片安装工艺安装在显示面板100的焊盘部分上。
根据另一个实施方式的多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个可以通过芯片安装工艺安装在柔性电路膜上。柔性电路膜可以通过膜附接工艺附接到显示面板100的焊盘部分。
在根据实施方式的多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个中，第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个在多个笔感测时段中的至少一个的每个笔位置感测时段中将上行信号供应到多个触摸组中的一些触摸组，并且通过被供应上行信号的触摸组来感测从触摸笔传输的下行信号，以生成笔触摸原始数据。这里，第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个在每个笔位置感测时段中将DC电压(或公共电压)供应到多个触摸组中的除了所述一些触摸组之外的其余触摸组。
在该示例中，根据实施方式的多个触摸组中的每一个可以包括布置在至少一条水平线上的触摸电极。在这种情况下，如在图7中例示的第N帧中一样，根据实施方式的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以触摸感测时段(TP)为单位(即，以笔位置感测时段为单位)将上行信号依次供应到多个触摸组。
在该示例中，根据另一个实施方式的多个触摸组中的每一个可以是具有与多个集成驱动IC中的每一个的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2各自连接的垂直触摸组。在这种情况下，如在图11中例示的第N帧中一样，根据另一个实施方式的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以触摸感测时段(TP)为单位(即，以笔位置感测时段为单位)将上行信号依次供应到多个触摸组VTG。
在该示例中，根据另一个实施方式的分别与第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2连接的触摸电极TE可以被划分成第一触摸组和第二触摸组。根据实施方式的第一触摸组可以包括布置在分别与第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2连接的多条垂直线当中的奇数垂直线上的触摸电极，并且第二触摸组可以包括布置在分别与第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2连接的多条垂直线当中的偶数垂直线上的触摸电极。因此，根据另一个实施方式的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以帧为单位(如图13所示)将上行信号交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。另选地，第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以触摸感测时段TP为单位(即，以笔位置感测时段为单位)将上行信号交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。选择性地，如图13中例示的，第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以帧和笔位置感测时段为单位将上行信号交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。
选择性地，第一触摸组可以包括布置在分别与第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2连接的多条水平线当中的奇数水平线上的触摸电极，并且第二触摸组可以包括布置在分别与第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2连接的多条水平线当中的偶数水平线上的触摸电极。另外，在这种情况下，根据另一个实施方式的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以帧、笔位置感测时段为单位或者以帧和笔位置感测时段为单位将上行信号交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。
在该示例中，如图16中例示的，设置在显示面板100中的多个触摸电极TE可以被划分成与第一触摸驱动单元TDP1连接的第一触摸组TG1和与第二触摸驱动单元TDP2连接的第二触摸组TG2。在这种情况下，根据另一个实施方式的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2中的每一个可以以触摸感测时段TP为单位(即，以笔位置感测时段或帧为单位)将上行信号交替地供应到第一触摸组TG1和第二触摸组TG2。
例如，在第N帧期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将上行信号供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将DC电压(或公共电压)供应到第二触摸组TG2。另外，在第N+1期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将DC电压(或公共电压)供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将上行信号供应到第二触摸组TG2。这里，第N帧可以是奇数帧。
在另一个实施方式中，如图17中例示的，在触摸感测时段TP的奇数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将上行信号供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将DC电压(或公共电压)供应到第二触摸组TG2。另外，在触摸感测时段TP的偶数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将DC电压(或公共电压)供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将上行信号供应到第二触摸组TG2。
在另一个示例中，在第N帧的奇数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将上行信号供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将DC电压(或公共电压)供应到第二触摸组TG2。在第N帧的偶数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将DC电压(或公共电压)供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将上行信号供应到第二触摸组TG2。在第N+1帧的奇数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将DC电压(或公共电压)供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将上行信号供应到第二触摸组TG2。另外，在第N+1帧的偶数触摸感测时段期间，第一触摸驱动单元TDP1可以将上行信号供应到第一触摸组TG1，而第二触摸驱动单元TDP2可以将DC电压(或公共电压)供应到第二触摸组TG2。这里，第N帧可以是奇数帧。
在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，设置在多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个中的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2各自可以基于包括具有主机控制器所提供的笔跟踪通道信息的通道设置信息的触摸控制数据，在每个笔位置感测时段中，将上行信号仅供应到与笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组(即，局部触摸组)，并且通过笔交叠触摸组感测从触摸笔传输的下行信号，以生成触摸感测信号。在这种情况下，在该示例中，由于仅通过设置在多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个中的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2当中的与局部触摸组连接的触摸驱动单元的感测单元来感测笔触摸，而其余触摸驱动单元的感测单元并不操作，因此可降低显示设备的功耗。例如，在数据/触摸驱动单元900由六个集成驱动IC构成的情况下，该示例启用总共12个触摸驱动单元当中的与局部触摸组连接的一个触摸驱动单元的感测单元，而禁用其它剩余11个触摸驱动单元的感测单元，从而降低显示设备的功耗。
在根据本公开的另一个实施方式的显示设备中，由于多个触摸电极被划分成多个触摸组并且通过设置在多个集成驱动IC 900a至900n中的每一个中的第一触摸驱动单元TDP1和第二触摸驱动单元TDP2向多个触摸组中的一些触摸组供应上行信号来感测笔触摸，因此能使由于用户的手或手掌触摸显示面板而导致传输到触摸笔的上行信号的衰减最小化，由此即使当用户的手或手掌触摸显示面板时，也能感测笔触摸。
图18是例示根据本公开示例的显示设备和根据比较例的显示设备中的触摸笔中的输出电压关于手掌在显示面板上的接触面积的曲线图。在图18中，横轴表示手掌相对于显示面板的接触面积，纵轴表示安装在触摸笔中的接收单元(下文中，被称为“笔接收单元”)的输出电压。在图18中，第一曲线图G1(细实线)表示通过将上行信号供应到所有多个触摸电极并且使触摸笔定位在根据比较例的显示面板的边缘部分处测得的笔接收单元的输出电压，第二曲线图G2(细虚线)表示通过将上行信号供应到所有多个触摸电极并且使触摸笔定位在根据比较例的显示面板的中心部分处测得的笔接收单元的输出电压，第三曲线图G3(粗实线)表示通过将上行信号仅供应到多个触摸电极当中的一些触摸组中所包括的触摸电极并且使触摸笔定位在根据本公开的发明例的显示面板的边缘部分处测得的笔接收单元的输出电压，并且第四曲线图G4(粗虚线)表示通过将上行信号仅供应到多个触摸电极当中的一些触摸组中所包括的触摸电极并且使触摸笔定位在根据本公开的发明例的显示面板的中心部分处测得的笔接收单元的输出电压。
如从图18的第一曲线图G1和第二曲线图G2可以看到，比较例示出接收单元的输出电压随着相对于显示面板的手掌面积增大而减小，具体地，在相对于显示面板的手掌面积等于或大于4500mm2的情况下，由于上行信号通过手掌而衰减，导致触摸笔不可能识别到上行信号。
相反，如从图18中的第三曲线图G3和第四曲线图G4可以看到，本公开的发明例示出尽管相对于显示面板的手掌面积增大，但是与比较例相比，上行信号通过手掌的衰减比率减小了两倍或更多。
因此，在本公开中，由于多个触摸电极被划分成多个触摸组并且通过多个触摸组的依次驱动或分割驱动将上行信号传输到触摸笔，因此能使由于用户的手或手掌触摸显示面板而导致的上行信号的衰减最小化，由此即使当用户的手或手掌触摸显示面板时，也能感测触摸笔在显示面板上所处的位置，并且可通过在跟踪触摸笔位置的同时基于触摸笔的位置感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
根据本公开的显示设备可以被用作智能手机、移动通信终端、移动电话、个人计算机、智能手表、手表电话、可穿戴装置、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、导航装置、电视机、笔记本、监视器、相机、摄像机、家用电器等的显示屏。
根据本公开的显示设备能使由于用户的手或手掌触摸显示面板而导致的上行信号的衰减最小化，由此即使当用户的手或手掌触摸显示面板时，也能感测触摸笔在显示面板上所处的位置，并且能通过在跟踪触摸笔位置的同时感测笔触摸来无缝地感测触摸绘图。
本公开的上述特征、结构和效果被包括在本公开的至少一个实施方式中，但是不限于仅一个实施方式。此外，本领域的技术人员可以通过其它实施方式的组合或修改来实现本公开的至少一个实施方式中所描述的特征、结构和效果。因此，与组合和修改关联的内容应该被解释为落入本公开的范围内。
对于本领域技术人员来说明显的是，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可在本公开中进行各种修改和变形。因此，本公开旨在涵盖本公开的修改和变形，只要它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月12日提交的韩国专利申请No.10-2017-0170692的权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

Claims (23)

1.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板包括按照多个行和多个列排列的多个触摸电极；以及
触摸驱动电路，所述触摸驱动电路将所述多个触摸电极划分成各自包括所述多个触摸电极中的触摸电极组的多个触摸组，在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到所述多个触摸电极，并且在多个笔位置感测时段中的每一个中感测触摸笔的位置，
其中，在所述多个笔位置感测时段中的一个或更多个笔位置感测时段期间，所述触摸驱动电路将上行信号供应到多个触摸组中的与所述一个或更多个笔位置感测时段对应的一个触摸组的触摸电极组，通过被供应所述上行信号的所述触摸电极组感测所述触摸笔的触摸，并且响应于所述上行信号而感测从所述触摸笔传输的下行信号，并且
其中，所述触摸驱动电路基于所述下行信号生成笔触摸原始数据。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，在每个笔位置感测时段中，所述触摸驱动电路将直流DC电压或公共电压供应到所述多个触摸组中的除了被供应所述上行信号的触摸组之外的其余触摸组的触摸电极组。
3.根据权利要求2所述的显示设备，其中，
所述多个触摸组中的每一个包括布置在至少一个水平行或至少一个垂直列上的相应触摸电极组，并且
所述上行信号以所述笔位置感测时段为单位被依次供应到所述多个触摸组的多个触摸电极。
4.根据权利要求2所述的显示设备，该显示设备还包括：
主机控制器，所述主机控制器基于所述笔触摸原始数据计算笔位置信息，并且将关于所述多个触摸组当中的与所述笔位置信息对应的触摸组的笔跟踪通道信息提供给所述触摸驱动电路，
其中，在所述一个或更多个笔位置感测时段中，所述触摸驱动电路将上行信号供应到与所述笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组，通过所述笔交叠触摸组感测从所述触摸笔传输的下行信号以生成触摸感测信号，将所生成的触摸感测信号转换成笔触摸原始数据，并且将转换后的笔触摸原始数据提供给所述主机控制器。
5.根据权利要求4所述的显示设备，其中，所述笔交叠触摸组是包括位于具有布置在至少一条水平线上的触摸电极的水平触摸组内或者位于具有布置在至少一条垂直线上的触摸电极的垂直触摸组内的触摸电极组的局部触摸组。
6.根据权利要求2至5中的任一项所述的显示设备，该显示设备还包括：电压选择单元，所述电压选择单元被安装在印刷电路板上并且将所述上行信号和所述DC电压或所述公共电压选择性地供应到所述触摸驱动电路。
7.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板包括按照多个行和多个列排列的多个触摸电极；以及
触摸驱动电路，所述触摸驱动电路将所述多个触摸电极至少划分成各自包括所述多个触摸电极中的相应触摸电极组的第一触摸组和第二触摸组，在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到所述多个触摸电极，
其中，所述触摸驱动电路以帧为单位或者以笔位置感测时段为单位将上行信号交替地供应到所述第一触摸组的触摸电极组和所述第二触摸组的触摸电极组，并且通过被供应所述上行信号的触摸电极组来感测触摸笔的触摸，并且
其中，所述触摸驱动电路生成笔触摸原始数据。
8.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述触摸驱动电路在所述第二触摸组被供应所述上行信号时，向所述第一触摸组供应直流DC电压或公共电压，并且在所述第一触摸组被供应所述上行信号时，向所述第二触摸组供应直流DC电压或公共电压。
9.根据权利要求7所述的显示设备，其中，
所述第一触摸组包括布置在所述多个行当中的奇数行上的触摸电极，并且
所述第二触摸组包括布置在所述多个行当中的偶数行上的触摸电极。
10.根据权利要求7所述的显示设备，其中，
所述第一触摸组包括布置在所述多个列当中的奇数列上的触摸电极，并且
所述第二触摸组包括布置在所述多个列当中的偶数列上的触摸电极。
11.根据权利要求7所述的显示设备，其中，所述触摸驱动电路基于对所述第一触摸组中的所述触摸电极组接收所述上行信号的响应的在所述第一触摸组中的所述触摸电极组之间的电容变化来感测所述笔触摸，并且基于对所述第二触摸组中的所述触摸电极组接收所述上行信号的响应的在所述第二触摸组中的所述触摸电极组之间的电容变化来感测所述笔触摸。
12.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板包括按照多个行和多个列排列的多个触摸电极、与所述多个触摸电极交叠的多条选通线以及与所述多条选通线相交的多条数据线；以及
数据/触摸驱动单元，所述数据/触摸驱动单元连接到所述多个触摸电极和所述多条数据线，将所述多个触摸电极划分成各自包括所述多个触摸电极中的触摸电极组的多个触摸组，在所述显示面板上显示图像的多个显示时段中的每一个中将公共电压供应到所述多个触摸电极，并且在多个笔位置感测时段中的每一个中感测触摸笔的位置，
其中，在所述多个笔位置感测时段中的一个或更多个笔位置感测时段期间，所述数据/触摸驱动单元将上行信号供应到多个触摸组中的与所述一个或更多个笔位置感测时段对应的一个触摸组的触摸电极组，通过被供应所述上行信号的所述触摸电极组来感测所述触摸笔的触摸，并且响应于所述上行信号而感测从所述触摸笔传输的下行信号，并且
其中，所述触摸驱动电路基于所述下行信号生成笔触摸原始数据。
13.根据权利要求12所述的显示设备，其中，
所述数据/触摸驱动单元还包括多个集成驱动集成电路IC，并且
所述多个集成驱动IC中的每一个包括：
第一触摸驱动单元，所述第一触摸驱动单元与布置在所述多个列当中的第一组列上的触摸电极连接；
第二触摸驱动单元，所述第二触摸驱动单元与布置在所述多个列当中的第二组列上的触摸电极连接，其中，所述第二组列与所述第一组列相邻；以及
数据驱动单元，所述数据驱动单元连接到与布置在所述第一组列和所述第二组列上的触摸电极交叠的数据线，
其中，所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元中的每一个将所述上行信号供应到多个触摸组中的与所述一个或更多个笔位置感测时段对应的一个触摸组的所述触摸电极组，通过被供应所述上行信号的所述触摸电极组感测所述触摸笔的触摸，并且响应于所述上行信号而感测从所述触摸笔传输的下行信号，并且基于所述下行信号生成笔触摸原始数据。
14.根据权利要求13所述的显示设备，其中，在每个笔位置感测时段中，所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元中的每一个将直流DC电压或公共电压供应到除了被供应所述上行信号的触摸组之外的其余触摸组。
15.根据权利要求14所述的显示设备，其中，
所述多个触摸组中的每一个包括布置在至少一行上的触摸电极，并且
所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元中的每一个以所述笔位置感测时段为单位将所述上行信号依次供应到所述多个触摸组。
16.根据权利要求12所述的显示设备，其中，
与第一触摸驱动单元和第二触摸驱动单元连接的触摸电极被划分成第一触摸组和第二触摸组，并且
所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元以帧为单位或者以所述笔位置感测时段为单位将所述上行信号交替地供应到所述第一触摸组和所述第二触摸组。
17.根据权利要求16所述的显示设备，其中，
所述第一触摸组包括与所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元连接的布置在所述多个行当中的奇数行上的触摸电极，并且
所述第二触摸组包括与所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元连接的布置在所述多个行当中的偶数行上的触摸电极。
18.根据权利要求16所述的显示设备，其中，
所述第一触摸组包括与所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元连接的布置在所述多个列当中的奇数列上的触摸电极，并且
所述第二触摸组包括与所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元中的每个连接的布置在所述多个列当中的偶数列上的触摸电极。
19.根据权利要求13所述的显示设备，其中，
所述多个触摸组中的每一个包括与所述多个集成驱动IC中的每一个的所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元连接的触摸电极，并且
所述上行信号以所述笔位置感测时段为单位被依次供应到所述多个触摸组。
20.根据权利要求13所述的显示设备，其中，
所述多个触摸电极组被划分成与所述第一触摸驱动单元连接的第一触摸组和与所述第二触摸驱动单元连接的第二触摸组，并且
所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元中的每一个以帧为单位或者以所述笔位置感测时段为单位将所述上行信号交替地供应到所述第一触摸组和所述第二触摸组。
21.根据权利要求12至20中的任一项所述的显示设备，该显示设备还包括：
主机控制器，所述主机控制器基于所述数据/触摸驱动单元所提供的所述笔触摸原始数据计算笔位置信息，并且将关于所述多个触摸组当中的与所述笔位置信息对应的触摸组的笔跟踪通道信息提供给所述数据/触摸驱动单元，
其中，在所述一个或更多个笔位置感测时段中，所述数据/触摸驱动单元将上行信号供应到与所述笔跟踪通道信息对应的笔交叠触摸组，通过所述笔交叠触摸组感测从所述触摸笔传输的下行信号以生成触摸感测信号，将所生成的触摸感测信号转换成笔触摸原始数据，并且将转换后的笔触摸原始数据提供给所述主机控制器。
22.根据权利要求18所述的显示设备，其中，笔交叠触摸组是包括位于具有布置在至少一条水平线上的触摸电极的水平触摸组内或者位于具有布置在至少一条垂直线上的触摸电极的垂直触摸组内的触摸电极组的局部触摸组。
23.根据权利要求14或15所述的显示设备，该显示设备还包括：电压选择单元，所述电压选择单元被安装在印刷电路板上并且将所述上行信号和所述DC电压或所述公共电压选择性地供应到所述多个集成驱动IC中的每一个的所述第一触摸驱动单元和所述第二触摸驱动单元。
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