CN111381721B - 触摸显示装置、驱动电路和驱动方法 - Google Patents

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Abstract

触摸显示装置、驱动电路和驱动方法。提供了一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法。通过执行控制使得触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在除了ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和/或OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)之外的部分中变化,可以防止在同时执行显示驱动和触摸驱动时发生的图像缺陷。

Description

触摸显示装置、驱动电路和驱动方法
技术领域
本发明的实施方式涉及一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法。
背景技术
随着信息化社会的进步,已经增加了各种类型的对于显示图像的触摸显示装置的要求,并且诸如液晶显示装置和有机发光显示装置的各种显示装置近年来已经被广泛使用。
在这样的显示装置中,存在一种触摸显示装置,该触摸显示装置不提供使用按钮、键盘、鼠标等的常规输入系统,而是提供基于触摸的输入系统使得用户能够容易地、直观地和方便地输入信息或命令。
在根据现有技术的触摸显示装置中,由于必须提供图像显示功能和触摸感测功能二者,所以用于显示图像的显示驱动和用于感测触摸的触摸驱动以划分的时间间隔交替地执行。
在这种时分驱动系统中,需要相当精细的定时控制来以时分方式按照划分的时间精确地执行显示驱动和触摸驱动,并且可能需要昂贵的电子元件。
在时分驱动系统中,显示驱动时间和触摸驱动时间都可能不足,因此存在图像质量和触摸灵敏度降低的问题。特别地,可能存在由于时分驱动而不能提供具有高分辨率的图像质量的问题。
已经研究了同时执行显示驱动和触摸驱动,但是同时执行显示驱动和触摸驱动存在相当大的技术难度。
为了同时执行显示驱动和触摸驱动,必须稳定地且准确地执行显示驱动和触摸驱动,显示驱动不应干扰触摸驱动,触摸驱动也不应干扰显示驱动。
然而,由于触摸驱动受到显示驱动的影响或显示驱动受到触摸驱动的影响,所以存在出现图像缺陷等的问题。特别地,这些问题在触摸传感器(触摸电极)嵌入显示面板时变得严重并且不容易解决。
发明内容
本发明的实施方式的一个目的是提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
本发明的实施方式的另一目的是提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够使用其中嵌入有触摸传感器的显示面板来同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
本发明的实施方式的另一目的是提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够减少可能由选通驱动相关信号和触摸电极驱动信号之间的定时失配引起的线模式的图像缺陷。
根据本发明的一个方面,提供了一种触摸显示装置,其包括:显示面板,其中布置有多条数据线和多条选通线,布置有多个子像素,并且布置有多个触摸电极;显示控制器,其输出ON时钟信号和OFF时钟信号;选通驱动电路,其基于ON时钟信号和OFF时钟信号向多条选通线输出扫描信号;数据驱动电路,其向多条数据线输出用于显示图像的数据信号;以及触摸驱动电路,其向多个触摸电极中的一个或更多个提供触摸电极驱动信号,感测多个触摸电极中的一个或更多个,并且输出感测数据,其中触摸电极驱动信号的电压电平在除了ON时钟信号的高电平周期或OFF时钟信号的高电平周期之外的部分中变化。
触摸显示装置还可以包括触摸控制器,其基于感测数据检测是否存在触摸或触摸坐标。
触摸控制器可以执行控制,使得触摸电极驱动信号的电压电平在除了ON时钟信号的高电平周期或OFF时钟信号的高电平周期之外的部分中变化。
ON时钟信号和OFF时钟信号的频率可以是触摸电极驱动信号的频率的N或1/N倍(其中N是自然数)。
触摸电极驱动信号可以具有恒定的占空比。
ON时钟信号和OFF时钟信号的频率可以不是触摸电极驱动信号的频率的N倍或1/N倍(其中N是自然数)。
触摸电极驱动信号可以具有可变的占空比。
触摸电极驱动信号可以包括具有第一占空比的第一信号部分和具有不同于第一占空比的第二占空比的第二信号部分。由于触摸电极驱动信号的第二信号部分具有不同于第一占空比的第二占空比,所以触摸电极驱动信号的第二信号部分中的电压电平可以在除了ON时钟信号的高电平周期和OFF时钟信号的高电平周期之外的部分中变化。
触摸电极驱动信号的电压电平可以在除了扫描信号的上升部分或下降部分之外的部分中变化。
当通过向多条数据线提供用于显示图像的数据信号来执行显示驱动时,触摸驱动电路可以感测多个触摸电极中的至少一个。
触摸电极驱动信号可以是电压电平周期性地变化的信号,并且触摸电极驱动信号的高电平电压周期的宽度或周期可以长于显示驱动的一个水平时间。
在这种情况下,在触摸电极驱动信号的周期或高电平电压周期中,用于显示提供给多条数据线中的至少一条数据线的图像的数据信号的电压电平可以改变一次或更多次,或者提供给多条选通线中的至少一条选通线的扫描信号的电压电平可以改变一次或更多次。
触摸电极驱动信号可以是电压电平周期性地变化的信号,并且触摸电极驱动信号的周期或高电平电压周期的宽度可以短于显示驱动的一个水平时间。
在这种情况下,触摸电极驱动信号的电压电平可以改变一次或更多次。
数据驱动电路可以响应于伽马参考电压将图像数字信号转换为图像模拟信号,并且将对应于图像模拟信号的数据信号输出到数据线,并且伽马参考电压的频率和相位可以对应于触摸电极驱动信号的频率和相位。
ON时钟信号的高电平周期和OFF时钟信号的高电平周期可以彼此对应。
ON时钟信号的低电平周期和OFF时钟信号的低电平周期可以彼此对应。
提供给多条选通线中的第一选通线的第一扫描信号的下降部分可以对应于提供给多条选通线中除了第一选通线之外的选通线的另一扫描信号的上升部分。
第一选通线和另一选通线可以与同一触摸电极交叠。
另一选通线可以是与第一选通线相邻的选通线。另一方面,可以在第一选通线与另一选通线之间设置一条或多条选通线。
根据本发明的另一方面,提供一种触摸显示装置,其包括:显示面板,其中布置有多条数据线和多条选通线,布置有多个子像素,并且布置有多个触摸电极;选通驱动电路,其向多条选通线顺序地输出扫描信号;数据驱动电路,其向多条数据线输出数据信号;以及触摸驱动电路,其向多个触摸电极中的一个或更多个提供触摸电极驱动信号,其中触摸电极驱动信号的电压电平在除了扫描信号的上升部分或下降部分之外的部分中变化。
提供给多条选通线中的第一选通线的第一扫描信号的下降部分可以对应于提供给多条选通线中除了第一选通线之外的选通线的另一扫描信号的上升部分。
第一选通线和另一选通线可以与同一触摸电极交叠。
根据本发明的另一方面,提供了一种驱动电路,其包括:数据驱动电路,其向布置在显示面板上的数据线输出数据信号;以及触摸驱动电路,其驱动布置在显示面板上的多个触摸电极中的一个或更多个,并且向多个触摸电极中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号,其中,触摸电极驱动信号的电压电平在不同于输出到布置在显示面板上的多条选通线的扫描信号的上升部分或下降部分之外的部分中变化。
数据驱动电路可以响应于与触摸电极驱动信号同步调制的伽马参考电压将图像数字信号转换为图像模拟信号,并且将对应于图像模拟信号的数据信号输出到数据线。
伽马参考电压的频率和相位可以对应于触摸电极驱动信号的频率和相位。
提供给多条选通线中的第一选通线的第一扫描信号的下降部分可以对应于提供给多条选通线中除了第一选通线之外的选通线的另一扫描信号的上升部分。
第一选通线和另一选通线可以与同一触摸电极交叠。
根据本发明的另一方面,提供一种触摸显示装置的驱动方法,其包括以下步骤:分别向布置在显示面板上的数据线和选通线输出数据信号和扫描信号,并且向布置在显示面板上的多个触摸电极中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号;以及响应于数据信号和触摸电极驱动信号来显示图像,并且基于感测提供有触摸电极驱动信号的触摸电极的结果来感测触摸,
触摸电极驱动信号的电压电平可以在除了扫描信号的上升部分或下降部分之外的部分中变化。
提供给多条选通线中的第一选通线的第一扫描信号的下降部分可以对应于提供给多条选通线中除了第一选通线之外的选通线的另一扫描信号的上升部分。
第一选通线和另一选通线可以与同一触摸电极交叠。
根据本发明的实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
根据本发明的实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够使用其中嵌入有触摸传感器的显示面板同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
根据本发明的实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够减少由选通驱动相关信号和触摸电极驱动信号之间的定时失配所引起的线模式的图像缺陷。
附图说明
图1是示意性示出触摸显示装置的系统配置的图;
图2是示意性示出触摸显示装置的显示驱动的图;
图3是示意性示出触摸显示装置的触摸驱动的图;
图4和图5是示出触摸显示装置的时分驱动系统的图;
图6是示出触摸显示装置的无时间驱动系统的图;
图7是示出触摸显示装置中无时间驱动的三种情况的图;
图8是示出基于触摸显示装置中的无时间驱动系统的手指感测和笔感测的各种定时的图;
图9是示出在触摸显示装置中的三种无时间驱动情况下触摸电极驱动信号TDS的图;
图10是示出在触摸显示装置中的三种无时间驱动情况下主要信号的波形的图;
图11是示出触摸显示装置中的无时间驱动系统的图;
图12是示出触摸显示装置中三种无时间驱动情况中的情况1的元件之间的信号传输系统的图;
图13是示出触摸显示装置中三种无时间驱动情况中的情况2的元件之间的信号传输系统的图;
图14是示出触摸显示装置中三种无时间驱动情况中的情况3的元件之间的信号传输系统的图;
图15是示出在触摸显示装置的无时间驱动系统中使用伽马调制方法在数据线上执行无时间驱动的伽马块的示例的图;
图16是示出在触摸显示装置的无时间驱动系统中使用伽马调制方法在数据线上执行无时间驱动的伽马块中使用的伽马参考电压的电压电平和特性的图;
图17是示出当触摸显示装置中触摸电极驱动信号的频率高时用于无时间驱动的主要信号的波形的图;
图18是示出当触摸显示装置中触摸电极驱动信号的频率低时用于无时间驱动的主要信号的波形的图;
图19是示出在触摸显示装置中生成用于选通驱动的扫描信号的过程(process)的图;
图20是示出与触摸显示装置中的选通驱动相关联的ON时钟信号、OFF时钟信号和扫描信号的图;
图21和图22是示出触摸显示装置中触摸电极驱动信号的电压电平在OFF时钟信号的高电平部分中变化的情况以及基于此的线模式的图像缺陷的图;
图23A和图23B是示出用于减少在触摸显示装置中由于选通驱动相关信号和触摸电极驱动信号之间的定时失配而出现的线模式的图像缺陷的驱动方法的图;
图24是示出当触摸显示装置中触摸电极驱动信号的频率与ON时钟信号和OFF时钟信号的频率彼此不同时,用于允许触摸电极驱动信号的电压电平在除了OFF时钟信号的高电平周期之外的周期中变化的控制的图;
图25A和图25B是示出当触摸显示装置中OFF时钟信号的频率是触摸电极驱动信号的频率的两倍时,允许触摸电极驱动信号的电压电平在除了OFF时钟信号的高电平周期之外的周期中变化的控制的图;
图26A和图26B是示出当触摸显示装置中OFF时钟信号的频率是触摸电极驱动信号的频率的四倍时,允许触摸电极驱动信号的电压电平在除了OFF时钟信号的高电平周期之外的周期中变化的控制的图;
图27和图28是示出触摸显示装置中选通驱动控制的效果的图;以及
图29是示出触摸显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
通过下面参照附图详细描述的实施方式,本发明的优点和特征以及用于实现这些优点或特征的方法将会显而易见。然而,本发明不限于这些实施方式,而是可以以各种形式进行修改。提供这些实施方式仅仅是为了使本发明的公开完整,并且提供这些实施方式是为了向本领域技术人员完整地告知本发明的范围。本发明的范围仅由所附权利要求限定。
为了解释本发明的实施方式而提供的附图中所示的形状、尺寸、比率、角度、件数等是示例性的,因此本发明不限于所示的细节。在以下描述中,相同的元件采用相同的附图标记表示。当确定本发明中涉及的相关已知功能或配置的详细描述使得本发明的要点变得模糊时,将不进行其详细描述。当说明书中提到“包括”、“具有”、“构成”等时,可以添加另一元件,除非使用“仅”。一个元件的单数形式包括两个或更多个元件,除非另有说明。
在解释本发明的实施方式中的元件时,即使没有进行明确描述,也包括误差范围。
诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、和“(b)”的术语可以用来描述本发明的元件。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件,而元件的本质、等级、顺序、数量等不限于这些术语。如果提到一个元件“链接”、“耦合”或“连接”到另一个元件,应该理解,该元件可以直接耦合或连接到另一元件,或又一元件可以“插入”在它们之间,或这两个元件可以彼此“链接”、“联接”或“连接”,并且又一元件插入在它们之间。例如,当使用“上~”、“上方~”、“下~”、“紧接~”等描述两个部分之间的位置关系时,除非使用“紧靠”或“直接”,否则可以在两个部分之间设置一个或更多个其它部分。
诸如“第一”、“第二”等术语可以用来描述各种元件,但是这些元件不应局限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件和另一元件。因此,在本发明的技术精神内,第一元件可以是第二元件。
本发明的实施方式的特征(元件)可以彼此联接或组合,或部分地或整体地彼此分离,并且可以在技术上互连并且以各种形式驱动。这些实施方式可以独立地或组合地实施。
在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施方式。
图1是示意性示出触摸显示装置的系统配置的图。图2是示意性示出触摸显示装置的显示驱动的图。图3是示意性示出触摸显示装置的触摸驱动的图。
参照图1,触摸显示装置可以提供显示图像的显示功能。触摸显示装置还可以提供感测用户触摸的触摸感测功能和使用触摸感测结果基于用户触摸执行输入处理的触摸输入功能。
在以下描述中,将参照图1和图2描述用于提供显示功能和显示驱动的元件,并且将参照图1和图3描述用于提供触摸感测功能和触摸驱动的元件。
参照图1和图2,触摸显示装置包括:显示面板DISP,其中布置了多条数据线DL和多条选通线GL,并且布置了由多条数据线DL和多条选通线GL限定的多个子像素SP;驱动多条数据线DL的数据驱动电路DDC;驱动多条选通线GL的选通驱动电路GDC;和控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC的显示控制器DCTR。
显示控制器DCTR向数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC提供各种控制信号,并且控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC。
显示控制器DCTR在每一帧中实现的定时开始扫描,将从外部输入的输入图像数据转换成与数据驱动电路DDC中使用的数据信号格式相对应,输出转换后的图像数据,并且在适当的定时控制数据驱动以与扫描相对应。
选通驱动电路GDC在显示控制器DCTR的控制下向多条选通线GL依次提供ON电压或OFF电压的选通信号。
当选通驱动电路GDC选择了特定选通线GL时,数据驱动电路DDC将从显示控制器DCTR接收的图像数据信号转换为图像模拟信号,并且将与其对应的数据信号Vdata提供给多条数据线DL。
显示控制器DCTR可以是用于常规显示技术的定时控制器或者除了定时控制器之外还执行另一控制功能的控制装置,或者可以是不同于定时控制器的控制装置。
显示控制器DCTR可以实施为与数据驱动电路DDC分离的组件,或者可以实施为与数据驱动电路DDC一起的集成电路。
数据驱动电路DDC通过向多条数据线DL提供数据信号Vdata来驱动多条数据线DL。这里,数据驱动电路DDC也称为“源极驱动器”。
数据驱动电路DDC可以包括至少一个源极驱动器集成电路SDIC。每个源极驱动器集成电路SDIC可以包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器DAC和输出缓冲电路。在一些情况下,每个源极驱动器集成电路SDIC还可以包括模数转换器ADC。
每个源极驱动器集成电路SDIC可以在胶带自动接合(TAB)系统或玻璃上芯片(COG)系统中连接到显示面板DISP的接合焊盘,可以直接设置在显示面板DISP上,或者在一些情况下可以集成并且设置在显示面板DISP上。每个选通驱动器集成电路GDIC可以在膜上芯片(COF)系统中实现,在膜上芯片(COF)系统中将选通驱动器集成电路GDIC安装在与显示面板DISP连接的膜上。
选通驱动电路GDC通过向多条选通线GL依次提供扫描信号Vgate(也称为扫描电压、扫描信号或选通电压)来依次驱动多条选通线GL。这里,选通驱动电路GDC也称为“扫描驱动器”。
这里,扫描信号Vgate由用于闭合对应选通线GL的OFF电平选通电压和用于断开对应选通线GL的ON电平选通电压构成。
更具体地,扫描信号Vgate由用于关断连接到对应选通线GL的晶体管的OFF电平选通电压和用于导通连接到对应选通线GL的晶体管的ON电平选通电压构成。
当晶体管是N型时,OFF电平选通电压可以是低电平选通电压VGL_M,并且ON电平选通电压可以是高电平选通电压VGH_M。当晶体管是P型时,OFF电平选通电压可以是高电平选通电压VGH_M,并且ON电平选通电压可以是低电平选通电压VGL_M。在以下描述中,为了便于解释,假设OFF电平选通电压是低电平选通电压VGL_M,并且ON电平选通电压是高电平选通电压VGH_M。
选通驱动电路GDC可以包括至少一个选通驱动器集成电路GDIC。每个选通驱动器集成电路GDIC可以包括移位寄存器和电平移位器。
每个选通驱动器集成电路GDIC可以在胶带自动接合(TAB)系统或玻璃上芯片(COG)系统中连接到显示面板DISP的接合焊盘,或者可以在板内栅极(GIP)系统中实现并且直接设置在显示面板DISP上。在一些情况下,每个选通驱动器集成电路GDIC可以集成并且设置在显示面板DISP上。每个选通驱动器集成电路GDIC可以在膜上芯片(COF)系统中实现,在膜上芯片(COF)系统中该选通驱动器集成电路GDIC安装在连接到显示面板DISP的膜上。
数据驱动电路DDC可以如图1所示仅设置在显示面板DISP的一侧(例如,上侧或下侧),或者在某些情况下,可以根据驱动系统、面板设计系统等而设置在显示面板DISP的两侧(换句话说,两个相对侧;例如,上侧和下侧)。
选通驱动电路GDC可以如图1所示仅设置在显示面板DISP的一侧(例如,右侧或左侧),或者在某些情况下,可以根据驱动系统、面板设计系统等而设置在显示面板DISP的两侧(换句话说,两个相对侧;例如,右侧和左侧)。
触摸显示装置可以是各种类型的显示装置,例如液晶显示装置和有机发光显示装置。显示面板DISP可以是各种类型的显示面板,例如液晶显示面板和有机发光显示面板。
布置在显示面板DISP中的每个子像素SP可以包括一个或更多个电路元件(例如,晶体管和电容器)。
例如,当显示面板DISP是液晶显示面板时,像素电极设置在每个子像素SP中,并且晶体管电连接在像素电极和对应的数据线DL之间。晶体管可以由经由对应的选通线GL提供给栅极节点的扫描信号Vgate导通,并且可以将经由对应的数据线DL提供给源极节点(或漏极节点)的数据信号Vdata输出到漏极节点(或源极节点),并且在导通时将数据信号Vdata施加到与漏极节点(或源极节点)电连接的像素电极。在施加有数据信号Vdata的像素电极和施加有公共电压Vcom的公共电极之间形成电场,并且可以在像素电极和公共电极之间形成电容器。
每个子像素SP的结构可以根据面板类型、提供的功能、设计系统等不同地确定。
参照图1和图3,触摸显示装置可以包括触摸面板TSP;触摸驱动电路TDC,其驱动触摸面板TSP并且执行感测;以及触摸控制器TCTR,其使用来自触摸驱动电路TDC的触摸面板TSP的感测结果来感测触摸以提供触摸感测功能。
显示面板DISP可以由用户的指针触摸或接近。触摸传感器可以设置在触摸面板TSP上。
这里,用户的指针可以是手指或笔。
笔可以是不具有信号发送/接收功能的无源笔或具有信号发送/接收功能的有源笔。触摸驱动电路TDC可以向触摸面板TSP提供触摸驱动信号并且感测触摸面板TSP。触摸控制器TCTR可以使用来自触摸驱动电路TDC的触摸面板TSP的感测结果来感测触摸。这里,“感测触摸”表示是否已经进行触摸和/或确定触摸坐标。
触摸面板TSP可以是其设置在显示面板DISP外部的外部安装式或其设置在显示面板DISP内部的嵌入式。
当触摸面板TSP是外部安装式时,触摸面板TSP和显示面板DISP可以单独制造,然后通过粘合剂等彼此联接。外部安装的触摸面板TSP也称为外挂式。
当触摸面板TSP是嵌入式时,可以在制造显示面板DISP的过程中一起制造触摸面板TSP。也即是说,构成触摸面板TSP的触摸传感器可以设置在显示面板DISP中。嵌入式触摸面板TSP可以是电池内型、电池上型、混合型等。
另一方面,为了便于解释,在以下描述中假设触摸面板TSP为嵌入式,其中触摸面板TSP设置在显示面板DISP内部。
当触摸面板TSP嵌入显示面板DISP中时,也即当多个触摸电极TE布置在显示面板DISP中时,多个触摸电极TE可以与用于显示驱动的电极分开设置在显示面板DISP中,或者设置在显示面板DISP中用于显示驱动的电极可以作为多个触摸电极TE。
例如,设置在显示面板DISP中的公共电极可以分成多个部分,并且可以作为多个触摸电极TE。也即是说,设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以是用于触摸感测的电极,并且可以是用于显示驱动的电极。在以下描述中,假设设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE是公共电极。
触摸控制器TCTR可以例如通过微控制单元MCU或处理器来实现。
显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR可以单独实施或整体实施。
参照图3,多个触摸电极TE布置在触摸显示装置的触摸面板TSP中,并且其中设置有将多个触摸电极TE电连接到触摸驱动电路TDC的多条触摸线TL。一条或多条触摸线TL可以经由一个或更多个接触孔电连接到每个触摸电极TE。
触摸显示装置可以基于触摸电极TE的自电容感测触摸,或者基于触摸电极TE之间的互电容感测触摸。
当触摸显示装置基于互电容感测触摸时,多条第一触摸电极线和多条第二触摸电极线可以布置成彼此交叉。例如,多条第一触摸电极线可以沿X轴方向布置,并且多条第二触摸电极线可以沿Y轴方向布置。这里,第一触摸电极线和第二触摸电极线中的每一条可以是条形的单个触摸电极,或者可以具有两个或更多个触摸电极彼此电连接的形状。第一触摸电极线可以称为驱动线、驱动电极、驱动触摸电极线、Tx线、Tx电极或Tx触摸电极线。第二触摸电极线可以称为接收线、接收电极、接收触摸电极线、感测线、感测电极、感测触摸电极线、Rx线、Rx电极或Rx触摸电极线。
在这种情况下,触摸驱动电路TDC可以向多条第一触摸电极线中的一条或多条提供驱动信号,感测第二触摸电极线,并且输出感测数据。触摸控制器TCTR可以使用感测数据来计算是否存在触摸和/或触摸坐标。
当触摸显示装置基于自电容感测触摸时,如图3所示,多个触摸电极TE可以单独布置在触摸面板TSP中。
在这种情况下,触摸驱动电路TDC可以向多个触摸电极TE中的全部或部分提供驱动信号(以下称为触摸电极驱动信号TDS),感测已经向其提供驱动信号的一个或更多个触摸电极TE,并且输出感测数据。触摸控制器TCTR可以使用感测数据来计算是否存在触摸和/或触摸坐标。
在以下描述中,为了便于解释,假设触摸显示装置基于自电容感测触摸,并且触摸面板TSP被配置为如图2和图3所示。
从触摸驱动电路TDC输出的触摸电极驱动信号TDS可以是电压恒定的信号或者可以是可变电压的信号。
当触摸电极驱动信号TDS是可变电压的信号时,触摸电极驱动信号TDS可以具有各种信号波形,例如正弦波形、三角波形或矩形波形。
在以下描述中,假设当触摸电极驱动信号TDS是可变电压的信号时,触摸电极驱动信号TDS是包括两个或更多个脉冲的脉冲信号。当触摸电极驱动信号TDS是包括两个或更多个脉冲的脉冲信号时,触摸电极驱动信号TDS可以具有恒定频率或者可以具有可变频率。
参照图2和图3,由一个触摸电极TE占据的区域的大小可以对应于由一个子像素SP占据的区域的大小,或者可以对应于由两个或更多个子像素SP占据的区域的大小。也即是说,多个触摸电极TE中的每一个可以与两个或更多个子像素SP交叠。
当假设多个触摸电极TE布置在矩阵中并且多个触摸电极TE的第一触摸电极和第二触摸电极设置在同一列(或同一行)中时,与第一触摸电极交叠的两条或更多条数据线DL可以与第二触摸电极交叠。与第一触摸电极交叠的两条或更多条选通线GL不与第二触摸电极交叠。
多个触摸电极列(或触摸电极行)可以设置成平行于多条数据线DL。多条触摸线TL可以设置成平行于多条数据线DL。
多个触摸电极TE布置在一个触摸电极列(或触摸电极行)中,并且电连接到多个触摸电极TE的多条触摸线TL可以与多个触摸电极TE交叠。
例如,当假设布置在一个触摸电极列中的多个触摸电极TE包括第一触摸电极和第二触摸电极时,第一触摸线将第一触摸电极电连接到触摸驱动电路TDC,并且第二触摸线将第二触摸电极电连接到触摸驱动电路TDC,连接到第一触摸电极的第一触摸线可以与第二触摸电极(设置在与第一触摸电极相同的列中的触摸电极)交叠,但是与显示面板DISP中的第二触摸电极电绝缘。另一方面,第一触摸线和第二触摸线可以根据驱动情况或者如果需要时在触摸驱动电路TDC中短路。
图4和图5是示出触摸显示装置的时分驱动(TDD)系统的图。
参照图4,触摸显示装置可以交替地执行显示和触摸感测。这样,其中交替执行用于显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动的系统称为时分驱动系统。
在时分驱动系统中,用于显示的显示周期和用于触摸感测的触摸感测周期交替。触摸显示装置可以在显示周期执行显示驱动。触摸显示装置可以在触摸感测周期执行触摸驱动。
在时分驱动系统的示例中,一帧时间可以分为显示周期和触摸感测周期。在时分驱动系统的另一个示例中,一帧时间可以分成两个或更多个显示周期以及一个或两个或更多个触摸感测周期。
参照图4,在时分驱动系统中,可以将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE中的一个或更多个。此时,可以不驱动多条数据线DL和多条选通线GL。
在这种情况下,由于电位差,在施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE和位于其附近的一条或多条数据线DL之间会形成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容会增加对应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL之间的RC延迟,使得触摸灵敏度可能降低。
在这种情况下,由于电位差,在施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE和位于其附近的一条或多条选通线GL之间会形成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容会增加对应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL之间的RC延迟,使得触摸灵敏度可能降低。
在这种情况下,由于电位差,在施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE和位于其附近的一个或更多个其它触摸电极TE之间会形成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容会增加对应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL之间的RC延迟,使得触摸灵敏度可能降低。
上述RC延迟称为时间常数或负载。
为了移除负载,触摸显示装置可以在触摸感测周期内执行无负载驱动LFD。
参照图5,在触摸显示装置中,当在无负载驱动时将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE的全部或部分时,可以将无负载驱动信号作为数据信号Vdata施加到所有数据线DL或有可能形成寄生电容的一些数据线DL。
参照图5,在触摸显示装置中,当在无负载驱动时将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE的全部或部分时,可以将无负载驱动信号作为选通信号Vgate施加到所有选通线GL或有可能形成寄生电容的一些选通线GL。
在触摸显示装置中,当在无负载驱动时将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE中的一些时,可以将无负载驱动信号施加到所有触摸电极或有可能形成寄生电容的一些其它触摸电极TE(图5中未示出)。
无负载驱动信号可以是触摸电极驱动信号,或者可以是信号特性等于或类似于触摸电极驱动信号的信号。例如,无负载驱动信号的频率和相位可以完全等于触摸电极驱动信号TDS的频率和相位,或者可以在预定误差范围内与其相等。无负载驱动信号的幅度和触摸电极驱动信号TDS的幅度可以完全相等或者可以在预定误差范围内相等,并且在一些情况下可以具有故意的差异。
图6是示出触摸显示装置的无时间驱动(TFD)系统的图。
参照图6,触摸显示装置可以独立地执行显示和触摸感测。这样,其中独立执行用于显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动的驱动系统称为无时间驱动系统。
在无时间驱动系统中,可以同时执行用于显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动。在特定周期内,只能执行用于显示的显示驱动或只能执行用于触摸感测的触摸驱动。
图7是示出当触摸显示装置执行无时间驱动时三种无时间驱动情况(情况1、情况2和情况3)的图。图8是示出基于触摸显示装置中无时间驱动系统的手指感测(F/S)和笔感测(P/S)的各种定时的图。图9是示出在触摸显示装置中的三种无时间驱动情况(情况1、情况2和情况3)下的触摸电极驱动信号TDS的图。
在无时间驱动的情况1中,触摸显示装置可以同时执行显示驱动和触摸驱动。在这种情况下,当通过从数据驱动电路DDC向多条数据线DL提供用于显示图像的数据信号Vdata来执行显示驱动时,触摸驱动电路TDC可以感测多个触摸电极TE中的至少一个。
在情况1中,触摸显示装置可以向触摸电极TE提供可变电压的触摸电极驱动信号TDS,以执行触摸驱动。
在以下描述中,在情况1中施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS称为第一触摸电极驱动信号TDS1。第一触摸电极驱动信号TDS1具有第一幅度AMP1。
在情况1中,触摸显示装置可以执行触摸驱动,并且用触摸面板TSP感测手指的触摸。这种触摸感测称为手指感测。
另选地,在情况1中,当手指或笔没有触摸到触摸面板TSP而是接近触摸面板TSP时,触摸显示装置可以执行触摸驱动并且感测手指或笔的触摸。这种触摸感测称为悬停感测。
在无时间驱动的情况2中,触摸显示装置只能执行显示驱动。
在情况2中,由于触摸显示装置不需要感测手指的触摸,所以触摸显示装置不会执行一般的触摸驱动。也即是说,触摸显示装置不向设置在触摸面板TSP中的多个触摸电极TE提供可变电压的触摸电极驱动信号TDS。
在情况2中,触摸显示装置可以提供DC电压的触摸电极驱动信号TDS。在以下描述中,在情况2中施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS称为第二触摸电极驱动信号TDS2。
另一方面,在情况2中,触摸显示装置可以接收从笔输出的笔信号并且感测笔。触摸显示装置可以获取笔感测的结果、笔的位置、倾斜和压力(笔压力)或各种附加信息。
在无时间驱动的情况3中,触摸显示装置只能执行触摸驱动。
在情况3中,出于触摸驱动的目的,触摸显示装置可以向触摸电极TE提供可变电压的触摸电极驱动信号TDS。
在以下描述中,在情况3中施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS称为第三触摸电极驱动信号TDS3。第三触摸电极驱动信号TDS3具有不同于第一幅度AMP1的第三幅度AMP3。
在情况3中,触摸显示装置可以通过执行触摸驱动来感测手指对触摸面板TSP的触摸。
参照图7,在触摸显示装置中的三种无时间驱动情况(情况1、情况2和情况3)中,情况1可以在有效时间内执行,并且情况3可以在消隐时间内执行。这里,有效时间对应于显示一帧屏幕的时间,并且消隐时间对应于在显示一帧的屏幕之后直到显示下一帧的屏幕所需的时间。
参照图7,情况1可以在有效时间切换到情况2。
参照图7,在有效时间内,触摸显示装置可以停止用于手指感测的触摸驱动,同时执行显示驱动和触摸驱动(执行情况1)(即情况1切换到情况2)。
在情况1和情况3中,可以在用于手指感测的触摸驱动时将具有幅度AMP1和AMP3的触摸电极驱动信号TDS1和TDS3施加到触摸电极TE。
在情况2中,出于笔感测的目的,可以将DC电压的触摸电极驱动信号TDS2施加到触摸电极TE。
另一方面,参照图9,同时执行显示驱动和触摸驱动(情况1)时施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1可以小于仅执行触摸驱动(情况3)时施加到触摸电极TE的第三触摸电极驱动信号TDS3的第三幅度AMP3。
在有效时间内施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1可以小于在消隐时间内施加到触摸电极TE的第三触摸电极驱动信号TDS3的第三幅度AMP3。
参照图7和图9,在有效时间内,触摸驱动电路TDC可以向多个触摸电极TE提供具有第一幅度AMP1的第一触摸电极驱动信号TDS1或具有DC电压的第二触摸电极驱动信号TDS2。
参照图7和图9,在消隐时间内,触摸驱动电路TDC可以向多个触摸电极TE中的一个或更多个提供具有第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3。
另一方面,对应于情况1的驱动可以在一帧中执行,或可以仅在一帧的部分时间间隔中执行。对应于情况2的驱动可以在所有帧或一些帧中执行,或可以仅在一帧的部分时间间隔中执行。在执行对应于情况3的驱动时,可以执行用于手指感测的驱动或者可以执行用于笔感测的驱动。
参照图8,在触摸显示装置的无时间驱动系统中,可以在各种定时执行手指感测F/S和笔感测P/S。
例如,在第i帧中,可以仅执行用于显示的显示驱动,而不在一帧中执行手指感测F/S和笔感测P/S。这对应于不执行笔感测P/S的情况2。
在第j帧中,可以仅在一帧时间内所需的部分时间间隔中执行手指感测F/S。这对应于情况1。笔感测P/S可以仅在一帧时间内必要的部分时间间隔中执行。这对应于情况2。在一帧中,手指感测F/S和笔感测P/S可以在一帧时间内不交叠的部分时间间隔中执行。
在第k帧中,手指感测F/S和笔感测P/S可以在一帧中交叠的时间间隔中执行。在这种情况下,手指感测F/S和笔感测P/S的感测结果可以使用触摸控制器TCTR等通过预定算法或基于感测位置的信号分析进行区分。
除了上述示例之外,显示和触摸感测(手指感测和/或笔感测)可以在各种定时独立执行。
图10是示出在触摸显示装置中的三种无时间驱动情况(情况1、情况2和情况3)下主信号TDS1、Vdata、VGL_M和VGH_M的波形的图。
情况1和情况2是在有效时间内驱动的情况。情况3是在消隐时间内驱动的情况。
在这三种情况下,触摸电极驱动信号TDS施加到触摸电极TE,数据信号Vdata提供到数据线DL,并且OFF电平选通电压VGL_M和ON电平选通电压VGH_M提供到选通驱动电路GDC以产生提供到选通线GL的扫描信号。
在有效时间内仅执行显示驱动的情况2中,施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS是DC电压的第二触摸电极驱动信号TDS2。
施加到数据线DL的数据信号Vdata是与图像模拟信号(出于显示的目的,图像数字信号以数模转换的方式转换成图像模拟信号)相对应的信号,并且可以是经由对应的数据线DL施加到对应的子像素SP的像素电极的像素电压。数据信号Vdata能在可以是高电平电压的驱动电压AVDD和可以是低电平电压的基极电压AVSS之间摆动。
构成施加到选通线GL的扫描信号Vgate的OFF电平选通电压VGL_M和ON电平选通电压VGH_M是DC电压。
如上所述,触摸电极TE还能够作为用于显示驱动的公共电极。因此,在有效时间内仅执行显示驱动的情况2中,施加到触摸电极TE的第二触摸电极驱动信号TDS2对应于用于显示的公共电压。
因此,在对应的子像素SP中,由于经由数据线DL施加到像素电极的数据信号Vdata和对应于施加到触摸电极TE的公共电压的第二触摸电极驱动信号TDS2之间的电压差,在像素电极和触摸电极TE之间形成电场,因此可以从子像素SP发出期望的光。
在消隐时间内仅执行触摸驱动的情况3中,施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS是具有第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3。
在消隐时间内,数据线DL通常可以提供有对应于DC电压的数据信号,或者可以处于浮置状态。在消隐时间中,选通线GL通常可以提供有与DC电压相对应的OFF电平选通电压的扫描信号,或者可以处于电浮置状态。
当在仅执行触摸驱动的消隐时间中执行无负载驱动时,就电压特性而言,数据线DL和选通线GL可以以与触摸电极TE相同的方式摆动。
根据无负载驱动在消隐时间内施加到数据线DL的数据信号Vdata可以是第三触摸电极驱动信号TDS3或者具有与第三触摸电极驱动信号TDS3的信号特性(例如,相位、频率和幅度)相等或相似的信号特性的无负载驱动信号。
根据无负载驱动在消隐时间内施加到选通线GL的OFF电平选通电压VGL_M可以是第三触摸电极驱动信号TDS3或者具有与第三触摸电极驱动信号TDS3的信号特性(例如,相位、频率和幅度)相等或相似的信号特性的无负载驱动信号。
在显示驱动和触摸驱动在有效时间内同时执行的情况1中,施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS是具有第一幅度AMP1的第一触摸电极驱动信号TDS1。
在情况1中,由于显示驱动和触摸驱动在有效时间内同时执行,所以第一触摸电极驱动信号TDS1是用于触摸感测的触摸驱动信号,并且还作为用于与数据信号Vdata形成电容的显示公共电压Vcom。
施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1应该与对应于用于显示的像素电压的数据信号Vdata具有用于显示的预定电压差。
在同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1中,第一触摸电极驱动信号TDS1执行两个功能(用于触摸感测的驱动信号和用于显示的公共电压)。
如上所述,由于对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的公共电压Vcom不是固定电压而是可变电压,所以施加到数据线DL的数据信号Vdata除了用于显示的原始电压变化之外,还应经受第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1的附加电压变化,以防止数据线DL受到触摸驱动的影响。
因此,在对应于像素电压的数据信号Vdata与对应于公共电压Vcom的第一触摸电极驱动信号TDS1之间的电压差中,排除第一触摸电极驱动信号TDS1的电压变化部分(即,第一幅度AMP1),并且仅留下用于显示的原始电压变化。因此,可以执行正常显示。
因此,同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1中的数据信号Vdata可以具有这样的信号模式,其中组合了仅执行显示驱动的情况(情况2)中的数据信号Vdata和第一触摸电极驱动信号TDS1。
换句话说,在同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1中的数据信号Vdata可以具有通过在仅使用第一触摸电极驱动信号TDS1执行显示驱动的情况(情况2)中偏移原始数据信号Vdata而获得的信号模式。这里,数据信号Vdata可以经受驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间的较大电压变化。
因此,在同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1中的数据信号Vdata和第一触摸电极驱动信号TDS1之间的电压差与在仅执行显示驱动的情况2中的数据信号Vdata和第二触摸电极驱动信号TDS2之间的电压差相同。
在情况1中,由于同时执行显示驱动和触摸驱动,因此可能需要无负载驱动。
也即是说,在情况1中,由于同时执行显示驱动和触摸驱动,所以有必要减少由于触摸驱动而在触摸电极TE和数据线DL之间形成寄生电容,并且减少由于触摸驱动而在触摸电极TE和选通线GL之间形成寄生电容。
如上所述,在情况1中,由于触摸电极TE和数据线DL的电压随着第一触摸电极驱动信号TDS1的电压变化而波动,所以在触摸电极TE和数据线DL之间仅存在用于显示的电压差,并且不会形成由于触摸驱动引起的不必要的寄生电容。也即是说,在情况1中,必须执行数据线DL的无负载驱动。
在情况1中,提供给选通驱动电路GDC使得选通驱动电路GDC可以产生施加到选通线GL的扫描信号SCAN的OFF电平选通电压VGL_M和ON电平选通电压VGH_M可以是信号特性(例如相位、频率和幅度)等于或类似于第三触摸电极驱动信号TDS3的信号特性的无负载驱动信号。
在情况1中,数据信号Vdata可以是基于第一触摸电极驱动信号TDS1调制的信号。扫描信号Vgate可以是基于第一触摸电极驱动信号TDS1调制的信号。
下面将更详细地描述触摸显示装置的上述无时间驱动。
图11是示出触摸显示装置中的无时间驱动系统的图。
参照图11,触摸显示装置包括:显示面板DISP,其中布置了多条数据线DL和多条选通线GL,并且布置了多个触摸电极TE;选通驱动电路GDC,其能够电连接到多条选通线GL并且驱动多条选通线GL;数据驱动电路DDC,其能够电连接到多条数据线DL并且驱动多条数据线DL;以及触摸驱动电路TDC,其能够电连接到多个触摸电极TE并且驱动多个触摸电极TE。
触摸显示装置还可以包括:显示控制器DCTR,其控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC的驱动操作;以及触摸控制器TCTR,其控制触摸驱动电路TDC的驱动操作,或者使用从触摸驱动电路TDC输出的感测数据来计算是否存在触摸和/或触摸坐标。
触摸显示装置还可以包括触摸电源电路TPIC和用于供电的电源管理电路PMIC。
触摸电源电路TPIC可以向选通驱动电路GDC提供驱动选通线GL所需的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M。
触摸电源电路TPIC可以向触摸驱动电路TDC提供驱动触摸电极TE所需的触摸电极驱动信号TDS。
另一方面,考虑到用于触摸电极TE的驱动实体,触摸驱动电路TDC可以基于从触摸控制器TCTR接收的调制信号(例如,脉宽调制信号)将用于触摸感测的触摸电极驱动信号TDS1和TDS3提供给多个触摸电极TE中将要感测的触摸电极TE。触摸电源电路TPIC还可以将从触摸控制器TCTR接收的调制信号(例如,脉宽调制信号)作为无负载驱动信号(一种触摸电极驱动信号)提供给多个触摸电极TE中将不被感测的触摸电极TE。这里,施加到将要感测的触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS1和TDS2以及施加到将不被感测的触摸电极TE的无负载驱动信号(也可以认为是触摸电极驱动信号)可以是相同的信号。
电源管理电路PMIC可以提供从触摸电源电路TPIC向触摸电源电路TPIC提供信号所需的各种DC电压(例如AVDD、Vcom、VGH和VGL)。
电源管理电路PMIC可以将数据驱动电路DDC中数据驱动所需的各种DC电压(例如AVDD和AVSS)提供到数据驱动电路DDC。
触摸控制器TCTR可以提供脉宽调制(PWM)信号,用于在诸如触摸电源电路TPIC、触摸驱动电路TDC和数据驱动电路DDC的电路中输出或产生各种信号(例如TDS)。触摸控制器TCTR可以由例如微控制单元(MCU)或处理器来实现。
触摸显示装置还可以包括改变各种信号的电压电平的一个或更多个电平移位器L/S。
一个或更多个电平移位器L/S可以与数据驱动电路DDC、选通驱动电路GDC、触摸驱动电路TDC、触摸电源电路TPIC、电源管理电路PMIC、显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR分开实现,或可以作为一个或更多个内部模块包括在数据驱动电路DDC、选通驱动电路GDC、触摸驱动电路TDC、触摸电源电路TPIC、电源管理电路PMIC、显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR中。
参照图11,数据驱动电路DDC可以包括伽马块GMA,其将从显示控制器DCTR等输入的图像数字信号转换为图像模拟信号。
参照图11,触摸电源电路TPIC被配置为向数据驱动电路DDC中的伽马块GMA提供将图像数字信号转换成图像模拟信号所需的D/A转换控制信号DACS。
D/A转换控制信号DACS可以包括例如伽马参考电压EGBI_M,并且可以进一步包括半驱动电压HVDD_M,其为驱动电压AVDD(高电平电压)与基极电压AVSS(低电平电压)之间的中间电平的驱动电压。
作为D/A转换控制信号DACS的伽马参考电压EGBI_M可以包括高伽马参考电压和低伽马参考电压,它们被输入到伽马块GMA中的电阻器串的两端。
作为另一个D/A转换控制信号DACS的半驱动电压HVDD_M可以为基本上是驱动电压AVDD一半的电压。
如上所述,触摸驱动电路TDC可以向多个触摸电极TE输出以第一幅度AMP1摆动的第一触摸电极驱动信号TDS1,向多个触摸电极TE输出与DC电压相对应的第二触摸电极驱动信号TDS2,或者向多个触摸电极TE中的全部或部分输出以第三幅度AMP3摆动的第三触摸电极驱动信号TDS3。
这里,第一触摸电极驱动信号TDS1是用于触摸感测的驱动信号,并且对应于用于显示的公共电压Vcom。第二触摸电极驱动信号TDS2对应于用于显示的公共电压Vcom。第三触摸电极驱动信号TDS3对应于用于触摸感测的驱动信号。
在同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1中,在将第一触摸电极驱动信号TDS1输出到多个触摸电极TE时,需要用于减少在多个触摸电极TE和多条数据线DL之间形成不必要的寄生电容的无负载驱动。
为此,数据驱动电路DDC可以向数据线DL提供数据信号Vdata,用于产生与由于数据线DL中的第一触摸电极驱动信号TDS1引起的触摸电极TE的电压变化状态相同的电压变化状态。
对于这种无负载驱动,数据驱动电路DDC可以使用伽马调制技术。
更具体地,数据驱动电路DDC可以响应于以预定幅度摆动的调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M将图像数字信号转换为图像模拟信号,并且将对应于图像模拟信号的数据信号Vdata输出到数据线DL。
数据驱动电路DDC包括:数模转换器DAC,其响应于以预定幅度摆动的调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M将图像数字信号转换成图像模拟信号;以及输出缓冲电路,其将对应于图像模拟信号的数据信号Vdata输出到数据线DL。
调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M可以是施加到触摸电极TE并且与以第一幅度AMP1摆动的第一触摸电极驱动信号TDS1同步地调制的信号。
调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M可以具有对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位的频率和相位。在一些情况下,伽马参考电压EGBI_M可以具有等于或类似于第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1的幅度。
基于调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M生成的数据信号Vdata可以包括与第一触摸电极驱动信号TDS1的电压变化相对应的电压变化部分。
对于数据驱动电路DDC的伽马调制技术,触摸电源电路TPIC可以在对应于情况1的驱动定时将具有对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1的幅度的伽马参考电压EGBI_M输出到数据驱动电路DDC。
在对应于情况2的驱动定时,触摸电源电路TPIC可以将对应于DC电压的伽马参考电压EGBI_M输出到数据驱动电路DDC。
在对应于情况3的驱动定时,触摸电源电路TPIC不向数据驱动电路DDC提供任何模式的任何伽马参考电压EGBI_M。
参照图11,在触摸显示装置中,显示面板DISP、数据驱动电路DDC、选通驱动电路GDC、触摸驱动电路TDC等可以连接到DC接地电压GND。
图12至图14是示出用于触摸显示装置中的无时间驱动的三种情况的元件之间的信号传输系统的图。这里,假设触摸驱动电路TDC和数据驱动电路DDC集成为单个驱动电路TDIC。
参照图12至图14,触摸电源电路TPIC从电源管理电路PMIC接收作为DC电压的驱动电压AVDD、ON电平选通电压VGH1和VGH2,以及OFF电平选通电压VGL1和VGL2。
参照图12,当在有效时间内同时执行显示驱动和触摸驱动时(情况1),触摸电源电路TPIC可以向触摸驱动电路TDC提供具有第一幅度AMP1的第一触摸电极驱动信号TDS1。
触摸电源电路TPIC可以将与第一触摸电极驱动信号TDS1同步摆动的半驱动电压HVDD_M和伽马参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC的伽马块GMA。这里,半驱动电压HVDD_M和伽马参考电压EGBI_M可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位。
触摸电源电路TPIC可以向选通驱动电路GDC提供与第一触摸电极驱动信号TDS1同步摆动的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M。这里,ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位。
ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M可以经由电平移位器L/S改变,并且改变的电压可以由电平移位器L/S提供给选通驱动电路GDC。电平移位器L/S设置在选通驱动电路GDC的外部。另选地,电平移位器L/S可以设置在选通驱动电路GDC中,并且改变从触摸电源电路TPIC接收的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M。
触摸驱动电路TDC可以将具有第一幅度AMP1的第一触摸电极驱动信号TDS1输出到多个触摸电极TE。
这里,第一触摸电极驱动信号TDS1作为用于触摸感测的驱动信号,并且还作为用于显示的公共电压Vcom。
数据驱动电路DDC可以响应于具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的伽马参考电压EGBI_M将图像数字信号转换为图像模拟信号,并且将与图像模拟信号相对应的数据信号Vdata输出到数据线DL。
当第一触摸电极驱动信号TDS1输出到多个触摸电极TE时,选通驱动电路GDC可以向选通线GL提供具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的第一OFF电平选通电压VGL_M,或者向选通线GL提供偏移了第一OFF电平选通电压VGL_M的第一ON电平选通电压VGH_M。
在情况1中,显示面板DISP可以具有电压摆动的特性。
参照图13,当在有效时间内仅执行显示驱动时(情况2),触摸电源电路TPIC可以向触摸驱动电路TDC提供对应于DC电压的第二触摸电极驱动信号TDS2。
触摸电源电路TPIC可以将DC电压模式的半驱动电压HVDD_M和DC电压模式的伽马参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC的伽马块GMA。
触摸电源电路TPIC可以将DC电压模式的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。
DC电压模式的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M的电压电平可以经由电平移位器L/S改变,并且改变的电压可以由电平移位器L/S提供给选通驱动电路GDC。电平移位器L/S设置在选通驱动电路GDC的外部。另选地,电平移位器L/S可以设置在选通驱动电路GDC中,并且改变从触摸电源电路TPIC接收的ON电平选通电压VGH_M和OFF电平选通电压VGL_M的电压电平。
触摸驱动电路TDC可以将DC电压模式的第二触摸电极驱动信号TDS2提供给多个触摸电极TE。
这里,提供给多个触摸电极TE的DC电压模式的第二触摸电极驱动信号TDS2可以作为用于显示驱动的公共电压。因此,多个触摸电极TE可以作为公共电极。
数据驱动电路DDC可以响应于伽马参考电压EGBI_M和对应于DC电压的半驱动电压HVDD_M将图像数字信号转换为图像模拟信号,并且将对应于图像模拟信号的数据信号Vdata输出到数据线DL。
当第二触摸电极驱动信号TDS2输出到多个触摸电极TE时,选通驱动电路GDC可以向选通线GL提供作为DC电压的第二OFF电平选通电压VGL_M,或者向选通线GL提供作为DC电压的第二ON电平选通电压VGH_M。
在情况2中,显示面板DISP可以具有DC电压特性。
参照图14,当在消隐时间执行触摸驱动时(情况3),触摸电源电路TPIC可以向触摸驱动电路TDC提供具有第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3。
由于在消隐时间内不需要显示驱动,所以触摸电源电路TPIC不会将半驱动电压HVDD_M和伽马参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC的伽马块GMA。也即是说,由于在无时间驱动的情况3中的消隐时间内执行触摸驱动但不执行显示驱动,因此伽马参考电压EGBI_M不会被输入到数据驱动电路DDC。
触摸电源电路TPIC可以向选通驱动电路GDC提供与第三触摸电极驱动信号TDS3同步摆动的OFF电平选通电压VGL_M。这里,OFF电平选通电压VGL_M具有与第三触摸电极驱动信号TDS3的频率和相位相对应的频率和相位。
由于在消隐时间内不需要显示驱动,所以触摸电源电路TPIC不会输出ON电平选通电压VGH_M。
OFF电平选通电压VGL_M的电压电平可以经由电平移位器L/S改变,并且改变的电压可以由电平移位器L/S提供到选通驱动电路GDC。电平移位器L/S设置在选通驱动电路GDC的外部。另选地,电平移位器L/S可以设置在选通驱动电路GDC中,并且改变从触摸电源电路TPIC接收的OFF电平选通电压VGL_M的电压电平。
在消隐时间内,触摸驱动电路TDC可以将具有不同于第一幅度AMP1的第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3输出到多个触摸电极TE中的全部或部分。
这里,第三触摸电极驱动信号TDS3不作为用于显示的公共电压,而是作为用于触摸感测的驱动信号。
从触摸驱动电路TDC输出的第三触摸电极驱动信号TDS3可以施加到多个触摸电极TE中的全部或部分,并且还可以施加到布置在显示面板DISP中的其它电极(例如其它触摸电极)或其它线(DL,GL),以通过开关电路S/C进行无负载驱动。
更具体地,在消隐时间内,第三触摸电极驱动信号TDS3或对应于第三触摸电极驱动信号TDS3的信号可以施加到多条数据线DL中的全部或部分。这里,第三触摸电极驱动信号TDS3或与施加到多条数据线DL中的全部或部分的第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号是能够减少在对应的触摸电极TE和对应的数据线DL之间形成寄生电容并且消除对应的触摸电极TE和对应的触摸线TL中的负载(RC延迟)的无负载驱动信号。
当第三触摸电极驱动信号TDS3被提供给多个触摸电极TE时,选通驱动电路GDC可以将具有与第三触摸电极驱动信号TDS3的频率和相位相对应的频率和相位的第三OFF电平选通电压VGL_M提供给选通线GL。
在消隐时间内,第三触摸电极驱动信号TDS3或对应于第三触摸电极驱动信号TDS3的信号(第三OFF电平选通电压)可以施加到多条选通线GL中的全部或部分。
这里,第三触摸电极驱动信号TDS3或与施加到多条选通线GL中的全部或部分的第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号是能够减少在对应的触摸电极TE和对应的选通线GL之间形成寄生电容并且消除对应的触摸电极TE和对应的触摸线TL中的负载(RC延迟)的无负载驱动信号。
在情况3中,显示面板DISP可以具有电压摆动的特性。
下面将更详细地描述在三种无时间驱动的情况(情况1,情况2和情况3)中同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1。
图15是示出在触摸显示装置的无时间驱动(TFD)系统中使用伽马调制技术在数据线DL上执行无时间驱动TFD的伽马块GMA的示例的图。图16是示出在触摸显示装置的无时间驱动系统中使用伽马调制技术在数据线DL上执行无时间驱动的伽马块GMA中使用的伽马参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M的电压电平和特性的图。
在以下描述中,假设基于极性反转驱动来驱动数据线DL。
数据驱动电路DDC中的伽马块GMA可以包括数模转换器DAC,其使用伽马参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M将图像数字信号转换成具有正极性或负极性的图像模拟信号。
数模转换器DAC包括第一转换部分(正转换部分)和第二转换部分(负转换部分)。
数模转换器DAC的第一转换部分包括:第一电阻器串P-RS,其中多个电阻器串联连接;以及第一开关P-SW,其基于图像数字信号选择具有正极性的图像模拟电压。数模转换器DAC的第二转换部分包括:第二电阻器串N-RS,其中多个电阻器串联连接;以及第二开关N-SW,其基于图像数字信号选择具有负极性的图像模拟电压。
数据驱动电路DDC中的伽马块GMA可以进一步包括:复用器MUX,其选择具有正极性的图像模拟电压和具有负极性的图像模拟电压;第一输出缓冲电路P-BUF,其将对应于具有正极性的图像模拟信号的第一数据信号Vdata输出到数据线DL,以及第二输出缓冲电路N-BUF,其将对应于具有负极性的图像模拟信号的第二数据信号Vdata输出到数据线DL。
参照图15和图16,当数据驱动电路DDC执行极性反转驱动时,调制信号模式的伽马参考电压EGBI_M可以包括第一伽马参考电压EGBI1_M和第二伽马参考电压EGBI2_M,其施加到具有正极性P-RS的电阻器串的两端,并且包括施加到具有负极性N-RS的电阻器串的两端的第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M。
四个伽马参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M可以是通过同步地调制第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位而产生的信号。
四个伽马参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中的每一个是可变电压,并且可以具有等于或类似于第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1的幅度。
换句话说,数据驱动电路DDC中的数模转换器DAC可以接收具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的第一伽马参考电压EGBI1_M、第二伽马参考电压EGBI2_M、第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M,并且响应于第一伽马参考电压EGBI1_M和第二伽马参考电压EGBI2_M将图像数字信号转换为第一图像模拟信号(具有正极性的图像模拟信号),或者响应于第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M将图像数字信号转换为第二图像模拟信号(具有负极性的图像模拟信号)。
第一输出缓冲电路P-BUF可以接收第一图像模拟信号并且向数据线DL输出第一数据信号Vdata。
第二输出缓冲电路N-BUF可以接收第二图像模拟信号并且向数据线DL输出第二数据信号Vdata。
第一数据信号Vdata是具有正极性的数据信号Vdata,其输出到第i帧中的数据线DL。第二数据信号Vdata是具有负极性的数据信号Vdata,其输出到第(i+1)帧中的数据线DL。
参照图15和图16,第一伽马参考电压EGBI1_M是正-高伽马参考电压,第二伽马参考电压EGBI2_M是正-低伽马参考电压,第三伽马参考电压EGBI3_M是负-高伽马参考电压,并且第四伽马参考电压EGBI4_M是负-低伽马参考电压。
第一伽马参考电压EGBI1_M、第二伽马参考电压EGBI2_M、第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M是与第一触摸电极驱动信号TDS1同步摆动并且可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的调制信号。
第一伽马参考电压EGBI1_M、第二伽马参考电压EGBI2_M、第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的幅度AMP。
第一伽马参考电压EGBI1_M可以设置为高于第二伽马参考电压EGBI2_M的电压。第二伽马参考电压EGBI2_M可以设置为高于第三伽马参考电压EGBI3_M的电压。第三伽马参考电压EGBI3_M可以设置为高于第四伽马参考电压EGBI4_M的电压。
另一方面,参照图15,第一输出缓冲电路P-BUF可以利用施加到PH节点的驱动电压AVDD和施加到PL节点的半驱动电压HVDD_M来操作。
第二输出缓冲电路N-BUF可以利用施加到NH节点的半驱动电压HVDD_M和施加到NL节点的基极电压AVSS来操作。
施加到第一输出缓冲电路P-BUF的驱动电压AVDD和施加到第二输出缓冲电路N-BUF的半驱动电压HVDD_M是执行相同功能的电压(缓冲驱动电压)。施加到第一输出缓冲电路P-BUF的半驱动电压HVDD_M和施加到第二输出缓冲电路N-BUF的基极电压AVSS是执行相同功能的电压(缓冲基极电压)。
驱动电压AVDD可以是DC电压。基极电压AVSS可以是低于驱动电压AVDD的DC电压。例如,基极电压AVSS可以是0[V]。
半驱动电压HVDD_M可以是电压在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间摆动的信号。
半驱动电压HVDD_M可以是具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的信号。因此,半驱动电压HVDD_M可具有对应于第一伽马参考电压EGBI1_M、第二伽马参考电压EGBI2_M、第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M的频率和相位的频率和相位。
在一些情况下,半驱动电压HVDD_M可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的幅度。因此,半驱动电压HVDD_M可以具有与第一伽马参考电压EGBI1_M、第二伽马参考电压EGBI2_M、第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M的幅度相对应的幅度。
第一伽马参考电压EGBI1_M和第二伽马参考电压EGBI2_M可以设置为高于半驱动电压HVDD_M的电压。第三伽马参考电压EGBI3_M和第四伽马参考电压EGBI4_M可以设置为低于半驱动电压HVDD_M的电压。
第四伽马参考电压EGBI4_M的低电平电压可以设置为高于基极电压AVSS。特别地,第一伽马参考电压EGBI1_M的低电平电压和驱动电压AVDD之间的差ΔV可以设置为等于或大于第一伽马参考电压EGBI1_M的幅度。
参照图15,可以将具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的幅度的电压AVSS_M施加到NHV节点,该NHV节点通常连接到其中将半驱动电压HVDD_M施加到第一输出缓冲电路P-BUF的节点(P1节点)和其中将半驱动电压HVDD_M经由电容器Ch施加到第二输出缓冲电路N-BUF的节点(NH节点)。
半驱动电压HVDD_M作为第一输出缓冲电路P-BUF的低电平的基极电压,并且作为第二输出缓冲电路N-BUF的高电平的驱动电压。就此而言,连接到NHV节点的电容器Ch可以帮助NHV节点和半驱动电压HVDD_M的电压稳定。
图17是示出当触摸显示装置中第一触摸电极驱动信号TDS1的频率高时,用于无时间驱动的主信号TDS1、Vdata、VGL_M、VGH_M和Vgate的波形的图。图18是示出当触摸显示装置中第一触摸电极驱动信号TDS1的频率低时,用于无时间驱动的主信号TDS1、Vdata、VGL_M、VGH_M和Vgate的波形的图。
第一触摸电极驱动信号TDS1的频率可以设置为高或低。也即是说,第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T可以设置为短或长。
如图17所示,第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T可以短于预定水平时间1H或数据电压施加周期。如图18所示,第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T可以长于预定水平时间1H或数据电压施加周期。这里,预定水平时间可以是1H、2H、3H等,其中1H、2H、3H等可以表示用于在显示装置中显示子像素的1条水平线、2条水平线、3条水平线等的时间。在以下描述中,假设预定水平时间是1H。
参照图17,第一触摸电极驱动信号TDS1是电压电平周期性地变化的信号,第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T或高电平电压周期的宽度可以短于一个水平时间1H。
在这种情况下,在用于显示提供给至少一条数据线DL的图像的数据信号Vdata的高电平电压周期或提供给至少一条选通线GL的扫描信号Vgate的高电平电压周期中,第一触摸电极驱动信号TDS1的电压电平可以改变一次或更多次。
参照图18,第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T或高电平电压周期的宽度可以长于一个水平时间1H或数据电压施加周期。
在这种情况下,在第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T或高电平电压周期中,用于显示提供给至少一条数据线DL的图像的数据信号Vdata的电压电平可以改变一次或更多次,或者提供给至少一条选通线GL的扫描信号Vgate的电压电平可以改变一次或更多次。
下面将参照图17和图18更详细地描述信号波形。
参照图17和图18,当基于无时间驱动系统同时地执行显示驱动和触摸驱动时,数据信号Vdata可以具有信号模式,其中组合了具有第一脉冲宽度W1的第一脉冲PULSE1和具有第二脉冲宽度W2的第二脉冲PULSE2。这里,第二脉冲宽度W2可以大于第一脉冲宽度W1。
参照图17和18,数据信号Vdata可以具有在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间变化的电压。
如图17所示,当第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T短于预定水平时间(例如,1H)时,数据信号Vdata中的第一脉冲PULSE1可以包括具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的幅度的部分。第一脉冲PULSE1的第一脉冲宽度W1可以对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的脉冲宽度。
如图18所示,当第一触摸电极驱动信号TDS1的周期T长于预定水平时间(例如,1H)时,数据信号Vdata中的第二脉冲PULSE2可以包括具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的幅度的部分。第二脉冲PULSE2的第二脉冲宽度W2可以对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的脉冲宽度。
参照图17和图18,从触摸电源电路TPIC提供给选通驱动电路GDC的OFF电平选通电压VGL_M的频率和相位对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位。从触摸电源电路TPIC提供给选通驱动电路GDC的ON电平选通电压VGH_M的频率和相位对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位。
参照图17和图18,OFF电平选通电压VGL_M和ON电平选通电压VGH_M可以具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相同的幅度,或在允许范围内具有基本相同的幅度。
参照图17,提供给选通线GL的扫描信号Vgate可以是除了其中对应的选通线GL由ON电平选通电压VGH_M驱动的水平时间(1H)之外的周期中的OFF电平选通电压VGL_M。扫描信号Vgate可以是其中对应的选通线GL由ON电平选通电压VGH_M驱动的水平时间(1H)中的ON电平选通电压VGH_M。扫描信号Vgate可以具有这样的模式,即其中将与导通对应的像素中包括的晶体管所需的幅度相对应的电压(ΔVgate)(该电压提供给晶体管的栅极)添加到ON电平选通电压VGH_M。这里,与断开对应的选通线GL所需的幅度相对应的电压(ΔVgate)可以是DC电压模式的高电平选通电压VGH和低电平选通电压VGL之间的电压差。
参照图17,提供给选通线GL的扫描信号Vgate具有这样的模式,即其中调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M在其中对应的选通线GL由栅极高电压VGH驱动的水平时间(1H)内叠加在与导通晶体管所需的幅度相对应的电压(ΔVgate)上,并且在除了水平时间(1H)之外的时间中具有调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M的模式。这里,调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位。
参照图18,施加到选通线GL的扫描信号Vgate具有这样的模式,即其中与断开对应的选通线GL所需的幅度相对应的电压ΔVgate在其中对应的选通线GL断开的水平时间(1H)内叠加在调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M上,并且在除了水平时间(1H)之外的时间中具有调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M的模式。这里,调制信号模式的OFF电平选通电压VGL_M具有与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位。
如上所述,触摸显示装置可以采用伽马调制方法作为同时地执行显示驱动和触摸驱动的方法。
在这种情况下,将被调制为具有与根据伽马调制的第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的频率和相位的数据信号Vdata和扫描信号Vgate提供给施加了DC电压的接地电压的显示面板DISP。
另一方面,如上所述,除了伽马调制方法之外,触摸显示装置还可以采用接地调制方法作为同时地执行显示驱动和触摸驱动的方法。
在接地调制方法中,通过使提供给显示面板DISP的接地电压摆动以对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位,提供给显示面板DISP的数据信号Vdata和扫描信号Vgate具有对应于显示面板DISP上的第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位的频率和相位。
换句话说,伽马调制方法是向显示面板DISP施加DC接地电压的状态下,以与第一触摸电极驱动信号TDS1相对应的调制信号模式向显示面板DISP提供显示相关信号Vdata和Vgate的方法。
另一方面,接地调制方法是将显示相关信号Vdata和Vgate无调制地提供给显示面板DISP的方法,由此,因为调制信号模式的接地电压施加到显示面板DISP,所以提供给显示面板DISP的显示相关信号Vdata和Vgate具有对应于第一触摸电极驱动信号TDS1的调制信号模式。
在以下描述中,为了便于解释,电压电平变化的第一触摸电极驱动信号TDS1和第三触摸电极驱动信号TDS3称为触摸电极驱动信号TDS。
图19是示出在触摸显示装置中生成用于选通驱动的扫描信号Vgate的过程的图。图20是示出与触摸显示装置中的选通驱动相关联的ON时钟信号ON_CLK、OFF时钟信号关CLK和扫描信号Vgate的图。
参照图19,出于选通驱动的目的,显示控制器DCTR向时钟发生器CGR输出ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK。
时钟发生器CGR基于ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK生成两个或更多个选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…,并且输出所生成的选通时钟信号。例如,时钟发生器CGR可以是电平移位器L/S。
时钟发生器CGR可以根据选通驱动系统产生两个或更多个选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…。
选通驱动电路GDC基于两个或更多个选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…生成扫描信号Vgate1、Vgate2、…,并且将生成的扫描信号顺序地输出到多条选通线GL1、GL2、…。
每个扫描信号Vgate1、Vgate2、…是适于包括在一个选通时钟信号中的多个时钟脉冲的对应定时的时钟脉冲。
在图20中,假设使用四个选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4来执行选通驱动。
参照图20,ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon以恒定周期T1重复。OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff以恒定周期T1重复。ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK具有相同的频率(f1=1/T1)。
时钟发生器CGR可以使用ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK来生成选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4。
参照图20,选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon中上升。也即是说,选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4的上升部分Pup对应于ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon。
参照图20,选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4落入OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff。也即是说,选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4的下降部分Pdown对应于OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff。
可以基于如上所述生成的选通时钟信号GCLK1、GCLK2、GCLK3和GCLK4来生成扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…。
图21和图22是示出触摸显示装置中触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平部分Poff中变化的情况以及基于此的线模式的图像缺陷的图。
参照图21,OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1可以不同于触摸电极驱动信号TDS的频率f2。因此,可能发生触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中变化的情况。
类似地,由于ON时钟信号ON_CLK的频率f1不同于触摸电极驱动信号TDS的频率f2,所以可能发生触摸电极驱动信号TDS的电压电平在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon中变化的情况。
参照图22,当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff和ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon中变化时(2200),用于同时驱动的伽马调制下的数据线DL可能受到影响,并且在显示面板DISP中可能出现线模式的图像缺陷。
换句话说,可能出现包括在线块2210中的子像素的图像缺陷,线块2210中布置了提供有扫描信号Vgate的选通线GL,扫描信号Vgate对应于与触摸电极驱动信号TDS的电压电平的变化交叠的OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff和ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon。
即使当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown中变化时,也可能发生线模式的上述图像缺陷。
即使当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在扫描信号Vgate1、Vgate2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown中变化时,也可能发生线模式的上述图像缺陷。
由于如上所述同时执行触摸驱动和显示驱动,所以触摸驱动影响显示驱动而引起图像缺陷。
在以下描述中,将会描述用于减少由于选通驱动相关信号ON_CLK、OFF_CLK、GCLK和Vgate与触摸电极驱动信号TDS之间的定时失配而引起的线模式的图像缺陷的驱动方法。
图23A和图23B是示出了用于减少在触摸显示装置中由于选通驱动相关信号ON_CLK、OFF_CLK、GCLK和Vgate与触摸电极驱动信号TDS之间的定时失配而出现线模式的图像缺陷的驱动方法的图。
参照图23A和图23B,触摸驱动电路TDC向多个触摸电极TE中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号TDS,其电压电平在除了ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon之外的周期内变化。
触摸驱动电路TDC向多个触摸电极TE中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号TDS,其电压电平在除OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff外的周期中变化。
触摸驱动电路TDC向多个触摸电极TE中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号TDS,其电压电平在除了选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化。
触摸驱动电路TDC向多个触摸电极TE中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号TDS,其电压电平在除了扫描信号Vgate1、Vgate2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化。
触摸控制器TCTR可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon之外的周期中变化。这里,当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon之外的周期中变化时,意味着ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon与触摸电极驱动信号TDS的电压电平变化部分是不同的定时。
触摸控制器TCTR可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化。这里,当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化时,意味着OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff与触摸电极驱动信号TDS的电压电平变化部分是不同的定时。
触摸控制器TCTR可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化。这里,当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化时,意味着选通时钟信号GCLK1、GCLK2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown与触摸电极驱动信号TDS的电压电平变化部分是不同的定时。
触摸控制器TCTR可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了扫描信号Vgate1、Vgate2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化。这里,当触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了扫描信号Vgate1、Vgate2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown之外的部分中变化时,意味着扫描信号Vgate1、Vgate2、…的上升部分Pup和下降部分Pdown与触摸电极驱动信号TDS的电压电平变化部分是不同的定时。
如图23A所示,触摸显示装置可以执行控制,使得ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff是不同的定时。也即是说,触摸显示装置可以执行控制,使得ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff彼此不交叠并且彼此不匹配。
ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…的上升部分Pup相关联,并且OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…的下降部分Pdown相关联。在一些情况下,ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK可以变为负信号模式。在这种情况下,ON时钟信号ON_CLK的低电平周期可以与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…的上升部分Pup相关联,并且OFF时钟信号OFF_CLK的低电平周期可以与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…的下降部分Pdown相关联。
考虑到两个时钟信号ON_CLK和OFF_CLK与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…之间的关系,提供给多条选通线GL中的第一选通线GL1的第一扫描信号Vgate1的下降部分Pdown和提供给除了第一选通线GL1之外的选通线(例如GL3)的另一扫描信号(例如Vgate3)的上升部分Pup可以是不同的定时。
如图23B所示,触摸显示装置可以执行控制,使得ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff彼此对应。这里,当ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff彼此对应时,意味着ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff在时间上是相同的周期或者是在时间上部分彼此交叠的周期。
考虑到两个时钟信号ON_CLK和OFF_CLK与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…之间的关系,提供给多条选通线GL中的第一选通线GL1的第一扫描信号Vgate1的下降部分Pdown和提供给除了多条选通线中的第一选通线GL1之外的第三选通线GL3的第三扫描信号Vgate3的上升部分Pup可以彼此对应。
这里,彼此不同的第一选通线GL1和第三选通线GL3可以与相同的触摸电极(例如下面结合图27和图28描述的触摸电极TE2)交叠。一个或更多个其它选通线GL2可以设置在第一选通线GL1和第三选通线GL3之间。另一方面,第一选通线GL1和第三选通线GL3可以是相邻的选通线。
考虑到两个时钟信号ON_CLK和OFF_CLK与扫描信号Vgate1、Vgate2、Vgate3、Vgate4、…之间的关系,提供给多条选通线GL中的第二选通线GL2的第二扫描信号Vgate2的下降部分Ppown可以对应于提供给除了第二选通线GL2之外的第四选通线GL4的第四扫描信号Vgate4的上升部分Pup。
这里,彼此不同的第二选通线GL2和第四选通线GL4可以与相同的触摸电极(例如下面结合图27和图28描述的触摸电极TE2)交叠。一个或更多个其它选通线GL3可以设置在第二选通线GL2和第四选通线GL4之间。另一方面,第二选通线GL2和第四选通线GL4可以是相邻的选通线。
下面将描述基于ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1与触摸电极驱动信号TDS的频率f2之间的关系的控制方法。为了便于解释,将OFF时钟信号OFF_CLK作为参考描述。
图24是示出当触摸显示装置中触摸电极驱动信号TDS的频率f2与OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1彼此不同时,用于允许触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化的控制的图。
参照图24,触摸电极驱动信号TDS的频率f2可以与ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1不同。
特别地,触摸电极驱动信号TDS的频率f2可以不是ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1的N倍或1/N倍。
然后,触摸电极驱动信号TDS的电压电平升高的部分2410必然存在于ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中。
在这样的部分2410中,根据占空比的调整,在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff已经过去之后,触摸电极驱动信号TDS可以延迟地上升。
触摸电极驱动信号TDS的电压电平下降的部分2420必然存在于ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中。
在这样的部分2420中,根据占空比的调整,触摸电极驱动信号TDS可以在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff开始之前下降。
如上所述,当触摸电极驱动信号TDS的频率f2不同于OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1并且执行控制使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化时,触摸电极驱动信号TDS可以具有可变的占空比DR1、DR2、…。
例如,参照图24,触摸电极驱动信号TDS包括具有第一占空比DR1的第一信号部分和具有不同于第一占空比DR1的第二占空比DR2的第二信号部分。
当触摸电极驱动信号TDS的第二信号部分具有不同于第一占空比DR1的第二占空比DR2时,触摸电极驱动信号TDS的第二信号部分中的电压电平可以在除了ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化。
例如,参照图24,触摸电极驱动信号TDS包括具有第一占空比DR1的第一信号部分和具有不同于第一占空比DR1的第三占空比DR3的第三信号部分。
当触摸电极驱动信号TDS的第三信号部分具有不同于第一占空比DR1的第三占空比DR3时,触摸电极驱动信号TDS的第三信号部分中的电压电平可以在除了ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化。
另一方面,下面将描述当OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的N或1/N倍时,执行控制使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化的方法。
图25A和图25B是示出当触摸显示装置中OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的两倍时,允许触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化的控制的图。图26A和图26B是示出当触摸显示装置中OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的四倍时,允许触摸电极驱动信号TDS的电压电平在除了OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff之外的周期中变化的控制的图。
参照图25A和图25B,OFF时钟信号OFF_CLK的电压电平在第一周期T1中变化。触摸电极驱动信号TDS的电压电平在第二周期T2中变化。
触摸电极驱动信号TDS的第二周期T2是OFF时钟信号OFF_CLK的第一周期T1的两倍(T2=2×T1)。
因此,OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的两倍(f1=1/T1=1/(T2/2)=2(1/T2)=2f2)。
参照图26A和图26B,触摸电极驱动信号TDS的第二周期T2是OFF时钟信号OFF_CLK的第一周期T1的四倍(T2=4×T1)。
因此,OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的四倍(f1=1/T1=1/(T2/4)=4(1/T2)=4f2)。
如图25A和图26A所示,当OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的N倍(其中N是自然数)时,通过将触摸电极驱动信号TDS的上升时间点Tr2设置为晚于OFF时钟信号OFF_CLK的下降时间点Tf1,可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中不会变化。
如图25B和图26B所示,当OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的N倍(其中N是自然数)时,通过将触摸电极驱动信号TDS的上升时间点Tr2设置为早于OFF时钟信号OFF_CLK的上升时间点Tr1,可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中不会变化。
根据上述方法,即使当OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的1/N倍(其中N是自然数)时,也可以通过适当控制触摸电极驱动信号TDS和OFF时钟信号OFF_CLK的上升时间点和下降时间点来执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中不会变化。
与上述方法类似,即使当OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的1/N倍(其中N是自然数)时,也可以通过适当地控制触摸电极驱动信号TDS和ON时钟信号ON_CLK的上升时间点和下降时间点来执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon中不会变化。
另一方面,当ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的N或1/N倍(其中N是自然数)时,通过如上所述地控制上升/下降时间点,可以执行控制,使得触摸电极驱动信号TDS的电压电平在ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff中不会变化,因此触摸电极驱动信号TDS的占空比控制不是必需的。
因此,当ON时钟信号ON_CLK和OFF时钟信号OFF_CLK的频率f1是触摸电极驱动信号TDS的频率f2的N或1/N倍(其中N是自然数)时,触摸电极驱动信号TDS具有恒定的占空比。
图27和图28是示出图23B所示的触摸显示装置中选通驱动控制的效果的图,其中图27是示出将要感测的触摸电极TE2和将要导通的选通线GL1彼此交叠的情况的图,并且图28是与将要感测的触摸电极TE2交叠并且连接到将要导通的选通线GL1的子像素的等效电路图。
参照图27,当同时执行显示驱动和触摸驱动时,将触摸电极驱动信号TDS提供给触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…。这里,触摸电极驱动信号TDS是用于触摸驱动的信号,并且还作为用于显示驱动的公共电压信号。
当同时执行显示驱动和触摸驱动时,触摸驱动电路TDC感测触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…中的全部或部分以感测触摸。在图27所示的示例中,要感测触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…中的一个触摸电极TE2。
另一方面,如上所述,布置在显示面板DISP中的一些选通线GL1、GL2、GL3、GL4、…可以与布置在同一行中的触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…交叠。
因此,当同时执行显示驱动和触摸驱动时,与将要从触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…中感测的触摸电极(图27所示的示例中的TE2)交叠的选通线GL1、GL2、GL3、GL4、…的一部分(图27所示的示例中的GL1)提供有导通电平的扫描信号(图27所示的示例中的Vgate1)并且被驱动(导通)。
在图27中,导通电平的扫描信号Vgate1具有用于同时执行显示驱动和触摸驱动的信号波形(与图17和图18中所示的扫描信号Vgate相同的信号波形),但是出于便于解释和容易理解的目的,其被示出为仅用于执行显示驱动的信号波形。
通过经由与将要从触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…中感测的触摸电极TE2交叠的选通线GL1,GL2,GL3,GL4…的一部分GL1提供的导通电平的扫描信号Vgate1,使设置在图28所示的子像素SP中的晶体管TR导通。
排列在显示面板DISP上的所有其它子像素SP的等效电路与图28所示的子像素SP的等效电路相同。将参照图28简要描述子像素SP的结构。子像素SP包括晶体管TR和像素电极PXL。
子像素SP中的晶体管TR包括连接到选通线GL1的栅极、连接到数据线DL的漏极(或源极)以及连接到像素电极PXL的源极(或漏极)。
子像素SP中的晶体管TR响应于经由选通线GL1提供的扫描信号Vgate1而导通,从而将经由数据线DL提供的数据信号Vdata发送到像素电极PXL。发送到像素电极PXL的数据信号Vdata可以具有图17或图18所示的信号波形。
数据信号Vdata所发送到的像素电极PXL可以与触摸电极驱动信号TDS所提供到的触摸电极TE2一起形成存储电容器Cst。这里,存储电容器Cst是存储用于显示的预定时间的电压所需的电容器。
另一方面,可以在晶体管TR的栅极和源极(或漏极)之间形成内部电容器Cgs。可以在晶体管TR的栅极或选通线GL1与触摸电极TE2之间形成栅极触摸电容器Cgc。
当同时执行显示驱动和触摸驱动并且图17或图18所示的数据信号Vdata提供给像素电极PXL时,在存储电容器Cst中产生显示驱动所需的电荷变化ΔQ1。存储电容器Cst中产生的电荷变化ΔQ1是显示驱动所需的并且是自然的,但对于触摸感测可能是不必要的。
这里,由原始数据电压变化部分(图17中的PULSE2和图18中的PULSE1)在存储电容器Cst中产生对于显示驱动必要但是对于触摸感测不必要的电荷变化ΔQ1,以用于数据信号Vdata中的显示。当如上所述地在存储电容器Cst中产生对于显示驱动必要但是对于触摸感测不必要的电荷变化ΔQ1时,可以在经由存储电容器Cst联接到像素电极PXL的触摸电极TE2中产生对于触摸感测不必要的电压变化。
换句话说,用于数据信号Vdata中的显示的原始数据电压变化部分(图17中的PULSE2和图18中的PULSE1)在像素电极PXL中引起不希望的电压变化,从而会在触摸电极TE2中产生不希望的电压变化。由于数据信号Vdata的电压变化而在触摸电极TE2中引起的不希望的电压变化可以在触摸感测时充当噪声。
当同时执行显示驱动和触摸驱动时,由于提供给选通线GL1或与其连接的晶体管TR的选通信号Vgate1的电压变化(截止电平的电压<->导通电平的电压),电荷变化ΔQ2可能出现在晶体管TR的栅极或选通线GL1与触摸电极TE2之间形成的栅极触摸电容器Cgc中。
晶体管TR的栅极或选通线GL1与触摸电极TE2之间形成的栅极触摸电容器Cgc中的电荷变化ΔQ2对于显示驱动是必要和自然的,但对于触摸感测可能是不必要的。
这里,由原始电压变化部分(图17和图18中的ΔVgate)在栅极触摸电容器Cgc中产生对于显示驱动必要但是对于触摸感测不必要的电荷变化ΔQ2,以用于选通信号Vgate1中的显示。
当如上所述地在栅极触摸电容器Cgc中产生对于显示驱动必要但是对于触摸感测不必要的电荷变化ΔQ2时,可以在经由栅极触摸电容器Cgc联接到晶体管TR的栅极或选通线GL1的触摸电极TE2中产生对于触摸感测不必要的电压变化。
换句话说,用于选通信号Vgate1中的显示的原始电压变化部分(图17和图18中的ΔVgate)在触摸电极TE2中引起不希望的电压变化。由于选通信号Vgate1的电压变化而在触摸电极TE2中引起的不期望的电压变化可以在触摸感测时充当噪声。
当同时执行显示驱动和触摸驱动并且与将要从触摸电极TE1、TE2、TE3、TE4、…中感测的触摸电极TE2交叠的选通线GL1、GL2、GL3、GL4、…被驱动(导通)时,存储电容器Cst和栅极触摸电容器Cgc中的电荷变化ΔQ1和ΔQ2在触摸感测时充当噪声分量,因此从触摸电极TE2获取的将要从触摸感测数据中感测出的数据部分是溢出值,并且可能不具有作为感测数据的意义。结果,触摸感测可能无法正常进行。
当如上所述地同时执行显示驱动和触摸驱动时,可以通过图23B所示的选通驱动控制来消除或减小对于显示驱动是必要的和自然的但是充当用于触摸感测的噪声的电荷变化ΔQ1和ΔQ2。
如以上参照图23B所述,在触摸显示装置中,ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff可以彼此对应。也即是说,ON时钟信号ON_CLK的高电平周期Pon和OFF时钟信号OFF_CLK的高电平周期Poff在时间上可以是相同的周期,或者可以是在时间上彼此部分交叠的周期。
因此,提供给多条选通线GL中的第一选通线GL1的第一扫描信号Vgate1的下降部分Pdown可以对应于提供给多条选通线GL中除了第一选通线GL1之外的第三选通线GL3的第三扫描信号Vgate3的上升部分Pup。
这里,第一选通线GL1和与其不同的第三选通线GL3可以与相同的触摸电极TE2交叠。一条或多条其它选通线GL2可以设置在第一选通线GL1和第三选通线GL3之间。另一方面,第一选通线GL1和第三选通线GL3可以是相邻的选通线。
类似地,提供给多条选通线GL中的第二选通线GL2的第二扫描信号Vgate2的下降部分Pdown可以对应于提供给多条选通线GL中除了第二选通线GL2之外的第四选通线GL4的第四扫描信号Vgate4的上升部分Pup。
这里,第二选通线GL2和与其不同的第四选通线GL4可以与相同的触摸电极TE2交叠。一条或多条其它选通线GL3可以设置在第二选通线GL2和第四选通线GL4之间。另一方面,第二选通线GL2和第四选通线GL4可以是相邻的选通线。
参照图23B,根据上述选通驱动控制,当提供给与一个触摸电极TE2交叠的选通线GL1、GL2、GL3、GL4、…中的第一选通线GL1的第一扫描信号Vgate1下降时(栅极OFF),提供给不同于第一选通线GL1的第三选通线GL3的第三扫描信号Vgate3上升(栅极ON),因此由于第一扫描信号Vgate1的下降而在与触摸电极TE2相关联的电容器Cst和Cgc中引起的电荷流-Q以及由于第三扫描信号Vgate3的上升而在与触摸电极TE2相关联的电容器Cst和Cgc中引起的电荷流+Q彼此相反。
通过这些彼此相反的电荷流+Q和-Q,可以消除与触摸电极TE2相关联的电容器Cst和Cgc中不必要的电荷变化ΔQ1和ΔQ2对将要感测的触摸电极TE2的影响。因此,防止了从将要感测的触摸电极TE2获取的感测数据的溢出,并且可增强触摸灵敏度。
图29是示出触摸显示装置的驱动方法的流程图。
参照图29,触摸显示装置的驱动方法包括同时驱动步骤S10和图像显示和触摸感测步骤S20。
在同时驱动步骤S10中,触摸显示装置可以向布置在显示面板DISP中的数据线DL和选通线输出数据信号Vdata和扫描信号Vgate,并且向布置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号TDS。
在图像显示和触摸感测步骤S20中,触摸显示装置可以响应于数据信号Vdata和触摸电极驱动信号TDS来显示图像,并且基于提供有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE的感测结果来感测触摸。
触摸电极驱动信号TDS的电压电平可以在除了扫描信号Vgate的上升部分Pup或下降部分Pdown之外的部分中变化。
根据本发明的上述实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
根据本发明的实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够使用其中嵌入有触摸传感器的显示面板同时稳定地执行显示驱动和触摸驱动。
根据本发明的实施方式,可以提供一种触摸显示装置、一种驱动电路和一种驱动方法,其能够减少由选通驱动相关信号ON_CLK、OFF_CLK、GCLK和Vgate与触摸电极驱动信号TDS之间的定时失配所引起的线模式的图像缺陷。
以上描述和附图举例说明了本发明的技术思想,并且在不脱离本发明范围的情况下,本领域技术人员可以进行各种修改和变化,例如组合、分离、替换和改变配置。因此,本公开中公开的实施方式不是为了限制本发明的范围,而是为了解释本发明的技术思想。本发明的范围不限于实施方式。本发明的范围由所附权利要求限定。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月27日提交的韩国专利申请No.10-2018-0170592以及于2019年5月28日提交的韩国专利申请No.10-2019-0062755的优先权。

Claims (24)

1.一种触摸显示装置,该触摸显示装置包括:
显示面板(DISP),在该显示面板(DISP)中布置有多条数据线(DL)和多条选通线(GL),布置有多个子像素(SP),并且布置有多个触摸电极(TE);
显示控制器(DCTR),该显示控制器(DCTR)被配置为输出ON时钟信号(ON_CLK)和OFF时钟信号(OFF_CLK);
选通驱动电路(GDC),该选通驱动电路(GDC)被配置为基于所述ON时钟信号(ON_CLK)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)向所述多条选通线(GL)输出扫描信号(Vgate);
数据驱动电路(DDC),该数据驱动电路(DDC)被配置为向所述多条数据线(DL)输出用于显示图像的数据信号(Vdata);以及
触摸驱动电路(TDC),该触摸驱动电路(TDC)被配置为向所述多个触摸电极(TE)中的一个或更多个提供触摸电极驱动信号(TDS),感测所述多个触摸电极(TE)中的一个或更多个,并且输出感测数据;
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在第一周期期间具有第一电压电平并且在第二周期期间具有第二电压电平,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平变化的部分是除了所述ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)之外的部分,并且整个所述ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)被配置为在所述第一周期或所述第二周期期间与所述触摸电极驱动信号交叠。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置,其中,所述ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)彼此对应,并且所述ON时钟信号(ON_CLK)的低电平周期和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的低电平周期彼此对应。
3.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,提供给所述多条选通线(GL)中的第一选通线(GL1)的第一扫描信号(Vgate1)的下降部分(Pdown)与提供给所述多条选通线(GL)中除了所述第一选通线(GL1)之外的另一选通线(GL3)的另一扫描信号(Vgate3)的上升部分(Pup)对应。
4.根据权利要求3所述的触摸显示装置,其中,所述第一选通线(GL1)和所述另一选通线(GL3)与相同的触摸电极(TE2)交叠。
5.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述ON时钟信号(ON_CLK)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的频率(f1)是所述触摸电极驱动信号(TDS)的频率(f2)的N倍或1/N倍,其中,N是非0的自然数,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)具有恒定的占空比。
6.根据权利要求5所述的触摸显示装置,其中,如果所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的频率(f1)是所述触摸电极驱动信号(TDS)的频率(f2)的N倍,则将所述触摸电极驱动信号(TDS)的上升时间点(Tr2)设置为晚于所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的下降时间点(Tf1),或者将所述触摸电极驱动信号(TDS)的上升时间点(Tr2)设置为早于所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的上升时间点(Tr1)。
7.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述ON时钟信号(ON_CLK)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的频率(f1)不是所述触摸电极驱动信号(TDS)的频率(f2)的N倍或1/N倍,其中,N是非0的自然数,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)具有能够变化的占空比(DR1,DR2,DR3)。
8.根据权利要求7所述的触摸显示装置,其中,根据所述占空比的调整,在所述ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)已经过去之后,所述触摸电极驱动信号(TDS)延迟地上升,并且
其中,根据所述占空比的调整,所述触摸电极驱动信号(TDS)在所述ON时钟信号(ON_CLK)的高电平周期(Pon)和所述OFF时钟信号(OFF_CLK)的高电平周期(Poff)开始之前下降。
9.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在除了所述扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)或下降部分(Pddown)之外的部分中变化。
10.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述触摸驱动电路(TDC)被配置为当通过向所述多条数据线(DL)提供用于显示图像的所述数据信号(Vdata)来执行显示驱动时,感测所述多个触摸电极(TE)中的至少一个。
11.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)是电压电平周期性地变化的信号,
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的高电平电压周期的宽度或周期(T)长于用于显示驱动的一个水平时间(1H),并且
其中,在所述触摸电极驱动信号(TDS)的周期(T)或高电平电压周期中,
用于显示提供给所述多条数据线(DL)中的至少一条数据线(DL)的图像的所述数据信号(Vdata)的电压电平变化一次或更多次,或者
提供给所述多条选通线(GL)中的至少一条选通线的所述扫描信号(Vgate)的电压电平变化一次或更多次。
12.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)是电压电平周期性地变化的信号,
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的高电平电压周期的宽度或周期(T)短于用于显示驱动的一个水平时间(1H),并且
其中,在用于显示驱动的所述一个水平时间(1H)中,
所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平变化一次或更多次。
13.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述数据驱动电路(DDC)被配置为响应于伽马参考电压(EGBI_M)将图像数字信号转换为图像模拟信号,
其中,所述数据驱动电路(DDC)被配置为将与所述图像模拟信号对应的所述数据信号(Vdata)输出到所述数据线(DL),并且
其中,所述伽马参考电压的频率和相位与所述触摸电极驱动信号(TDS)的频率和相位对应。
14.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,施加到所述显示面板(DISP)的地电压是频率和相位与所述触摸电极驱动信号(TDS)的频率和相位对应的调制信号。
15.根据权利要求1或2所述的触摸显示装置,其中,所述触摸显示装置被配置为独立地执行显示和触摸感测,
其中,如果触摸显示装置同时执行显示和触摸感测,则所述触摸驱动电路(TDC)向所述多个触摸电极(TE)提供可变电压的第一触摸电极驱动信号(TDS1),
其中,如果触摸显示装置仅执行显示,则所述触摸驱动电路(TDC)向所述多个触摸电极(TE)提供DC电压的第二触摸电极驱动信号(TDS2),并且
其中,如果触摸显示装置仅执行触摸感测,则所述触摸驱动电路(TDC)向所述多个触摸电极(TE)提供可变电压的第三触摸电极驱动信号(TDS3)。
16.根据权利要求15所述的触摸显示装置,其中,所述第一触摸电极驱动信号(TDS1)的振幅(AMP1)小于所述第三触摸电极驱动信号(TDS3)的振幅(AMP3)。
17.一种触摸显示装置,该触摸显示装置包括:
显示面板(DISP),在该显示面板(DISP)中布置有多条数据线(DL)和多条选通线(GL),布置有多个子像素(SP),并且布置有多个触摸电极(TE);
选通驱动电路(GDC),该选通驱动电路(GDC)被配置为向所述多条选通线(GL)顺序地输出扫描信号(Vgate);
数据驱动电路(DDC),该数据驱动电路(DDC)被配置为向所述多条数据线(DL)输出数据信号(Vdata);以及
触摸驱动电路(TDC),该触摸驱动电路(TDC)被配置为向所述多个触摸电极(TE)中的一个或更多个提供触摸电极驱动信号(TDS),
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在第一周期期间具有第一电压电平并且在第二周期期间具有第二电压电平,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平变化的部分是除了所述扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和下降部分(Pddown)之外的部分,并且所述扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和所述扫描信号(Vgate)的下降部分(Pddown)中的至少一者被配置为在所述第一周期或所述第二周期期间与所述触摸电极驱动信号交叠。
18.根据权利要求17所述的触摸显示装置,其中,提供给所述多条选通线(GL)中的第一选通线(GL1)的第一扫描信号(Vgate1)的下降部分(Pdown)与提供给所述多条选通线(GL)中除了所述第一选通线(GL1)之外的另一选通线(GL3)的另一扫描信号(Vgate3)的上升部分(Pup)对应。
19.根据权利要求18所述的触摸显示装置,其中,所述第一选通线(GL1)和所述另一选通线(GL3)与相同的触摸电极(TE2)交叠。
20.一种驱动电路,该驱动电路包括:
数据驱动电路(DDC),该数据驱动电路(DDC)被配置为向布置在显示面板(DISP)上的数据线(DL)输出数据信号(Vdata);以及
触摸驱动电路(TDC),该触摸驱动电路(TDC)被配置为驱动布置在所述显示面板(DISP)上的多个触摸电极(TE)中的一个或更多个,并且向所述多个触摸电极(TE)中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号(TDS),
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在第一周期期间具有第一电压电平并且在第二周期期间具有第二电压电平,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平变化的部分是输出到布置在所述显示面板(DISP)上的多条选通线(GL)的扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和下降部分(Pddown)之外的部分,并且输出到布置在所述显示面板(DISP)上的多条选通线(GL)的扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和下降部分(Pddown)中的至少一者被配置为在所述第一周期或所述第二周期期间与所述触摸电极驱动信号交叠。
21.根据权利要求20所述的驱动电路,其中,提供给所述多条选通线(GL)中的第一选通线(GL1)的第一扫描信号(Vgate1)的下降部分(Pdown)与提供给所述多条选通线(GL)中除了所述第一选通线(GL1)之外的选通线(GL3)的另一扫描信号(Vgate3)的上升部分(Pup)对应。
22.一种触摸显示装置的驱动方法,所述触摸显示装置包括显示面板(DISP),在所述显示面板(DISP)中布置有多条数据线(DL)和多条选通线(GL),并且布置有多个子像素(SP),该驱动方法包括以下步骤:
分别向布置在所述显示面板(DISP)上的所述数据线(DL)和所述选通线(GL)输出数据信号(Vdata)和扫描信号(Vgate),并且向布置在所述显示面板(DISP)上的多个触摸电极(TE)中的一个或更多个输出触摸电极驱动信号(TDS);以及
响应于所述数据信号(Vdata)和所述触摸电极驱动信号(TDS)来显示图像,并且基于对提供有所述触摸电极驱动信号(TDS)的所述触摸电极(TE)进行感测的结果来感测触摸,
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在第一周期期间具有第一电压电平并且在第二周期期间具有第二电压电平,并且
其中,所述触摸电极驱动信号(TDS)的电压电平在除了所述扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和下降部分(Pdown)之外的部分中变化,并且所述扫描信号(Vgate)的上升部分(Pup)和所述扫描信号(Vgate)的下降部分(Pdown)中的至少一者被配置为在所述第一周期或所述第二周期期间与所述触摸电极驱动信号交叠。
23.根据权利要求22所述的驱动方法,其中,提供给所述多条选通线(GL)中的第一选通线(GL1)的第一扫描信号(Vgate1)的下降部分(Pdown)与提供给所述多条选通线(GL)中除了所述第一选通线(GL1)之外的另一选通线(GL3)的另一扫描信号(Vgate3)的上升部分(Pup)对应。
24.根据权利要求23所述的驱动方法,其中,所述第一选通线(GL1)和所述另一选通线(GL3)与相同的触摸电极(TE2)交叠。
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