CN112114695A - 触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法 - Google Patents

触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法 Download PDF

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Abstract

触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法。提供了一种触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法。同时执行图像显示和触摸感测,并且使显示驱动和触摸驱动之间的干扰最小化或消除了显示驱动和触摸驱动之间的干扰,从而获得优异的图像显示和触摸感测性能。通过使用差分感测顺序控制、触摸驱动电路的内部校正电阻器和信号特性控制,减少了在特定区域(例如,边缘区域)中发生的不良触摸灵敏度。

Description

触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法
技术领域
实施方式涉及触摸屏显示装置、触摸驱动电路和驱动方法。
背景技术
随着信息社会的发展,对用于显示图像的各种类型的触摸屏显示装置的需求正在增加。在这一点上,诸如液晶显示(LCD)装置、等离子显示装置和有机发光二极管(OLED)显示装置之类的许多显示装置最近已被广泛使用。
在这些显示装置当中,触摸屏显示装置提供基于触摸的用户界面,使用户能够直观且方便地直接向装置输入数据或指令,而不是使用诸如按钮、键盘或鼠标之类的常规数据输入系统。
由于应当同时提供显示功能(即,图像显示功能)和触摸感测功能,因此现有技术的触摸屏显示装置在划分的时间段中交替地执行图像显示和触摸感测。
在这种时分驱动的情况下,为了以时分方式执行显示驱动和触摸驱动,可能需要相当复杂的定时控制和非常昂贵的组件。
另外,在时分驱动中,显示驱动时间和触摸驱动时间都可能不足,从而降低了图像质量和触摸灵敏度,这是有问题的。特别地,由于时分驱动,可能无法提供高分辨率和高质量的图像,这是有问题的。
另外,在触摸屏显示装置的情况下,由于可能存在各种驱动环境,因此需要用于显示驱动和触摸驱动的各种驱动时间。然而,现有技术的触摸屏显示装置可能不利地不能为显示驱动和触摸驱动提供各种驱动时间。
另外,触摸屏显示装置可能具有尤其是在特定部分中发生的触摸灵敏度差的问题。
发明内容
实施方式可以提供一种能够以有效方式同时执行图像显示和触摸感测的触摸屏显示装置、数据驱动电路和驱动方法。
实施方式可以提供一种能够同时执行图像显示和触摸感测的同时使显示器驱动和触摸驱动之间的干扰最小化或消除显示器驱动和触摸驱动之间的干扰的触摸屏显示装置、数据驱动电路和驱动方法,从而获得优异的图像显示和触摸感测性能。
实施方式可以提供一种即使在与图像显示同时执行触摸感测的情况下也能够以使显示驱动的影响最小化的方式执行触摸感测的触摸屏显示装置、数据驱动电路和驱动方法。
实施方式可以提供一种能够减少在特定区域(例如,边缘区域)中发生的不良触摸灵敏度的触摸屏显示装置、数据驱动电路和驱动方法。
根据一个方面,实施方式可以提供一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;以及触摸驱动电路,该触摸驱动电路位于显示面板的一侧,通过多条触摸线电连接到多个触摸电极,并且对从多个触摸电极中选择的至少两个触摸电极进行差分感测。
多个触摸电极可以包括依次设置的多个触摸电极。
n个触摸电极中的第一触摸电极可以被设置为距离触摸驱动电路最远。n个触摸电极中的第n个触摸电极可以被设置为最靠近触摸驱动电路。
在第一感测时间段期间,触摸驱动电路可以对从n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第三触摸电极和从n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测。
另外,在第一感测时间段期间,触摸驱动电路可以对从n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
在不同于第一感测时间段的第二感测时间段期间,触摸驱动电路可以通过选择第n触摸电极作为用于差分感测的感测触摸电极和选择第(n-1)触摸电极作为用于差分感测的参考触摸电极来差分地感测第n触摸电极和第(n-1)触摸电极。
在第一触摸电极是感测触摸电极并且第n触摸电极是参考触摸电极的触摸电极对中,参考触摸电极可以具有比感测触摸电极的时间常数更小的时间常数。
在第一触摸电极是感测触摸电极并且第n触摸电极是参考触摸电极的触摸电极对以外的另一触摸电极对中,参考触摸电极可以具有比所述感测触摸电极的时间常数更大的时间常数。
触摸感测电路可以包括:差分放大器,该差分放大器差分地感测从多个触摸电极中选择的两个触摸电极;以及第一校正电阻器和第二校正电阻器,该第一校正电阻器和该第二校正电阻器电连接在两个触摸电极和差分放大器之间。
在触摸驱动电路中,在第一感测时间段期间,差分放大器可以对被选为感测触摸电极的第一触摸电极和被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
第一校正电阻器可以电连接在被选为参考触摸电极的第n触摸电极与差分放大器之间。
第二校正电阻器可以电连接在被选为感测触摸电极的第一触摸电极与差分放大器之间。
第一校正电阻器和第二校正电阻器可以是可变电阻器。
在第一感测时间段期间,第一校正电阻器可以具有比第二校正电阻器更高的电阻。
根据另一方面,实施方式可以提供一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;选通驱动电路,该选通驱动电路依次将选通信号输出到多条选通线;数据驱动电路,该数据驱动电路将响应于伽玛参考电压从数字图像信号转换而来的数据信号输出到多条数据线;触摸驱动电路,该触摸驱动电路向多个触摸电极中的至少一个触摸电极输出触摸电极驱动信号;第一电源电路,该第一电源电路将触摸电极驱动信号提供给触摸驱动电路;以及第二电源电路,该第二电源电路向数据驱动电路提供信号特性与触摸电极驱动信号的信号特性相对应的伽玛参考电压。
触摸屏显示装置还可包括延迟电阻器,该延迟电阻器设置在通过其触摸电极驱动信号通过触摸驱动电路从第一电源电路传送到显示面板的路径上。
触摸电极驱动信号在延迟电阻器和显示面板之间的电压变化梯度可以小于触摸电极驱动信号在第一电源电路和延迟电阻器之间的电压变化梯度。
根据另一方面,实施方式可以提供一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;选通驱动电路,该选通驱动电路将选通信号依次输出到多条选通线;数据驱动电路,该数据驱动电路将响应于多个伽玛参考电压从数字图像信号转换而来的数据信号输出到多条数据线;触摸驱动电路,该触摸驱动电路向多个触摸电极中的至少一个触摸电极输出触摸电极驱动信号;第一电源电路,该第一电源电路将触摸电极驱动信号提供给触摸驱动电路;以及第二电源电路,该第二电源电路向数据驱动电路提供信号特性与触摸电极驱动信号的信号特性相对应的多个伽玛参考电压。
触摸屏显示装置还包括:快速电阻器,该快速电阻器设置在生成多个伽玛参考电压中的一个或更多个伽玛参考电压的电路中,或者设置在通过其传送多个伽玛参考电压中的一个或更多个伽玛参考电压的路径上。
第二电源电路可以包括多个电压分配电路,所述多个电压分配电路输出多个伽玛参考电压作为分配电压。
电压分配电路中的每一个可以包括连接在调制驱动电压和调制基极电压之间的分配电阻器。
在电压分配电路中,输出最低伽玛参考电压的电压分配电路中的分配电阻器可以具有比电压分配电路中的另一电压分配电路中的分配电阻器更低的电阻。
在电压分配电路中,输出最低伽玛参考电压的电压分配电路中的分配电阻器可以是快速电阻器。
包括第一电源电路和第二电源电路的触摸电源电路可以是单个触摸电源集成电路(IC)。另选地,在触摸电源集成电路的第一电源电路和第二电源电路中,第一电源电路可以被包括在触摸电源集成电路中,并且第二电源电路可以被设置在触摸电源集成电路的外部。
根据另一方面,实施方式可以提供一种驱动触摸屏显示装置的方法,该触摸屏显示装置包括显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线,该方法包括以下步骤:由触摸驱动电路对多个触摸电极中的两个触摸电极进行差分感测;以及根据差分感测的结果来检测触摸。
多个触摸电极可以包括依次设置的n个触摸电极。
n个触摸电极中的第一触摸电极可以被设置为距触摸驱动电路最远。n个触摸电极中的第n触摸电极可以被设置为最靠近触摸驱动电路。
在差分感测中触摸驱动电路可以对从n个触摸电极中选择作为感测触摸电极的第三触摸电极和从n个触摸电极中选择作为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测。另外,触摸驱动电路可以对从n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
根据另一方面,实施方式可以提供一种触摸屏显示装置的触摸驱动电路,该触摸屏显示装置包括显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线,该触摸驱动电路包括:差分放大器,该差分放大器差分地感测从多个触摸电极中选择的两个触摸电极;以及模数转换器,该模数转换器根据差分放大器的输出信号输出感测值。
触摸驱动电路可以位于显示面板的一侧。
多个触摸电极可以包括依次设置的n个触摸电极。
n个触摸电极中的第一触摸电极可以被设置为距触摸驱动电路最远。n个触摸电极中的第n触摸电极可以被设置为最靠近触摸驱动电路。
差分放大器可以对从n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第三触摸电极和从n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测。
另外,差分放大器可以对从n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
根据实施方式,可以以有效的方式同时执行图像显示和触摸感测。
根据实施方式,可以在同时执行图像显示和触摸感测的同时使显示驱动和触摸驱动之间的干扰最小化或消除显示驱动和触摸驱动之间的干扰,从而获得优异的图像显示和触摸感测性能。
根据实施方式,即使在与图像显示同时执行触摸感测的情况下,也可以以使显示驱动的影响最小化的方式执行触摸感测。
根据实施方式,可以减少在特定区域(例如,边缘区域)中发生的不良触摸灵敏度。特别地,可以改善在与触摸驱动电路TDC相邻的边缘区域中的触摸感测性能。
附图说明
图1是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的系统配置的示意图;
图2是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的显示驱动的示意图;
图3是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动的示意图;
图4和图5是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的时分驱动的图;
图6是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间(time-free)驱动的图;
图7A是示出根据实施方式的触摸屏显示装置进行的无时间驱动的三种情况的图;
图7B是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的根据无时间驱动方法的手指感测和笔感测的各个时间点的图;
图8是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动的三种情况下的触摸电极驱动信号的图;
图9是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的无时间驱动的三种情况下的主要信号的信号波形图;
图10是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统的图;
图11是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的三种无时间驱动的情况中的情况1在各组件间发送信号的系统的图;
图12是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的三种无时间驱动的情况中的情况2在各组件间发送信号的系统的图;
图13是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的三种无时间驱动的情况中的情况3在各组件间发送信号的系统的图;
图14是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线执行时间驱动的伽玛块的图;
图15是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线执行时间驱动的伽玛块中使用的伽玛参考电压的电压电平(voltage level)和特性的图;
图16是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线执行时间驱动的伽玛块中的数模转换特性的图;
图17是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中生成用于伽玛调制的各种电压的电路的图;
图18是示出在第一触摸电极驱动信号具有高频的情况下,在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中用于无时间驱动的主要信号的信号波形图;
图19是示出在第一触摸电极驱动信号具有低频的情况下,在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中用于无时间驱动的主要信号的信号波形图;
图20是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中,通过伽玛调制对数据线DL执行无时间驱动的伽玛块的另一示例的图;
图21和图22是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的笔感测操作的图;
图23是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的应用示例的图;
图24是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路的配置的图;
图25是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路中具有单一感测模式的感测单元的图;
图26是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路中具有差分感测模式的感测单元的图;
图27是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的差分感测的图;
图28是示出根据实施方式的图27的差分感测中的信道特定时间常数的图;
图29和图30是示出根据实施方式的基于差分感测顺序控制的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能;
图31是示出根据实施方式的29和图30所示的差分感测方法中的信道特定时间常数的图;
图32是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的驱动方法的流程图;
图33和图34是示出根据实施方式的基于触摸驱动电路内的校正电阻的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能;
图35和图36是示出根据实施方式的基于与第一电源电路有关的信号特性控制的感测方法的图,该感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能;
图37和图38是示出根据实施方式的基于与第二电源电路有关的信号特性控制的感测方法的图,该感测方法被设计为提高触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能;
图39是示出根据实施方式的在触摸屏显示装置的第二电源电路中生成导通电平栅极电压的电路的图;以及
图40是示出根据实施方式的基于与第一电源电路和第二电源电路有关的信号特性控制的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能。
具体实施方式
在本发明的示例或实施方式的以下描述中,将参照附图,在附图中通过例示的方式示出了可以实施的具体示例或实施方式,并且在附图中,即使相同的附图标记在彼此不同的附图中示出,也可以使用相同的附图标记来表示相同或相似的组件。此外,在以下对本发明的示例或实施方式的描述中,当确定并入本文的公知功能和组件的详细描述可能使本发明的某些实施方式的主题不清楚时,将省略该详细描述。除非与术语“仅”一起使用,否则术语“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“组成”和“形成”之类的术语通常旨在允许添加其他组件。如在本文中所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式旨在包括复数形式。
这里使用的诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”或“(B)”之类的术语可以用于描述本发明的元件。这些术语中的每一个都不用于定义元件的本质、次序、顺序、数量等,而仅用于将相应的元件与其他元件区分开。
当提到第一元件“连接或联接到”第二元件、与第二元件“接触或交叠”等时,应当理解,不仅第一元件可以“直接连接或联接到”第二元件或与第二元件“直接接触或交叠”,而且第三元件也可以“插入”在第一元件和第二元件之间,或者第一元件和第二元件可以经由第四元件彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等。这里,第二元件可以被包括在彼此“连接或联接”、“接触或交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当使用诸如“之后”、“随后”、“下一个”、“之前”等的与时间相关的术语来描述元件或配置的过程或操作,或操作、处理、制造方法中的流程或步骤时,除非术语“直接”或“立即”一起使用,否则这些术语可以用来描述非连续或非顺序的过程或操作。
另外,当提及任何尺寸、相对尺寸等时,应该考虑到,即使未指定相关说明,元件或特征的数值或相应的信息(例如,级别、范围等)也包括可能由各种因素(例如,工艺因素、内部或外部影响、噪声等)引起的公差或误差范围。此外,术语“可以”完全涵盖术语“能够”的所有含义。
图1是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的系统配置的示意图,图2是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的显示驱动的示意图,并且图3是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动的示意图。
参照图1,根据实施方式的触摸屏显示装置可以提供显示功能以显示图像。另外,根据实施方式的触摸屏显示装置可以提供检测用户的触摸的触摸感测功能和使用触摸感测结果响应于用户的触摸而执行输入处理的触摸输入功能。
在下文中,将参照图1和图2描述用于提供显示功能以及显示驱动的组件,并且将参照图1和图3描述用于提供触摸感测功能以及触摸驱动的组件。
参照图1和图2,为了提供显示功能,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括:显示面板DISP,在显示面板DISP中可以设置多条数据线DL和多条选通线GL,并且可以设置由多条数据线DL和多条选通线GL限定的多个子像素SP;数据驱动电路DDC,该数据驱动电路驱动多条数据线DL;选通驱动电路GDC,该选通驱动电路GDC驱动多条选通线GL;显示控制器DCTR,该显示控制器控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC,等等。
显示控制器DCTR通过向数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC提供各种控制信号来控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC。
显示控制器DCTR在由各个帧实现的时间点开始扫描,将从外部源输入的图像数据转换为数据驱动电路DDC可读取的数据信号Vdata的格式,输出转换后的图像数据,并根据扫描在适当的时间点控制数据驱动。
选通驱动电路GDC在显示控制器DCTR的控制下将选通信号Vgate依次提供给多条选通线GL。
当特定的选通线GL被选通驱动电路GDC打开时,数据驱动电路DDC将从显示控制器DCTR接收的图像数据转换为模拟图像信号,并且将与模拟图像信号相对应的数据信号Vdata提供给多条数据线DL。
显示控制器DCTR可以是典型的显示技术中使用的定时控制器,可以是包括定时控制器并执行其他控制功能的控制装置,或者可以是与定时控制器不同的控制装置。
显示控制器DCTR可以被设置为与数据驱动电路DDC分离的组件,或者可以与数据驱动电路DDC组合以形成集成电路(IC)。
数据驱动电路DDC通过将数据信号Vdata提供给多条数据线DL来驱动多条数据线DL。在本文中,数据驱动电路DDC也可以被称为“源极驱动器”。
数据驱动电路DDC可以包括一个或更多个源极驱动器IC(SDIC)。源极驱动器IC中的每一个可以包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器(DAC)、输出缓存电路等。在某些情况下,源极驱动器IC中的每一个还可包括模数转换器(ADC)。
源极驱动器IC中的每一个可以通过胶带自动键合(TAB)方法或玻璃上芯片(COG)方法连接到显示面板DISP的接合焊盘,可以直接安装在显示面板DISP上,或者在某些情况下,可以被设置为显示面板DISP的集成部分。另外,源极驱动器IC中的每一个可以使用安装在连接到显示面板DISP的膜上的膜上芯片(COF)结构来实现。
选通驱动电路GDC通过向多个选通线GL依次提供选通信号Vgate(也称为扫描信号)来依次驱动多个选通线GL。在本文中,选通驱动电路GDC也可以被称为“扫描驱动器”。
选通信号Vgate可以由通过其关闭相应的选通线GL的截止电平栅极电压和通过打开相应的选通线GL的导通电平栅极电压构成。
更具体地,选通信号Vgate可以由通过其截止与对应的选通线GL连接的晶体管的截止电平栅极电压和通过其导通与对应的选通线GL连接的晶体管的导通电平栅极电压构成。
在晶体管是N型晶体管的情况下,截止电平栅极电压可以是低电平栅极电压VGL,并且导通电平栅极电压可以是高电平栅极电压VGH。在晶体管是P型晶体管的情况下,截止电平栅极电压可以是高电平栅极电压VGH,并且导通电平栅极电压可以是低电平栅极电压VGL。在下文中,为了简洁起见,作为示例,将截止电平栅极电压描述为低电平栅极电压VGL,并且将导通电平栅极电压描述为高电平栅极电压VGH。
选通驱动电路GDC可以包括一个或更多个选通驱动器IC(GDIC)。选通驱动器IC中的每一个可以包括移位寄存器、电平移位器等。
选通驱动器IC中的每一个可以通过TAB方法或COG方法连接到显示面板DISP的接合焊盘,可以使用直接安装在显示面板DISP上的面板内栅极(GIP)结构来实现,或者在某些情况下,可以被设置为显示面板DISP的集成部分。另外,可以使用安装在连接到显示面板DISP的膜上的COF结构来实现选通驱动器IC中的每一个。
如图1所示,数据驱动电路DDC可以设置在显示面板DISP的一侧上(例如,在显示面板DISP的上部或下部上或与其相邻)。在某些情况下,根据驱动方法、显示面板的设计等,数据驱动电路DDC可以设置在显示面板DISP的两侧(例如,在显示面板DISP的上部和下部上或与其相邻)。
如图1所示,选通驱动电路GDC可以设置在显示面板DISP的一侧上(例如,在显示面板DISP的右部或左部上或与其相邻)。在某些情况下,根据驱动方法、显示面板的设计等,选通驱动电路GDC可以设置在显示面板DISP的两侧(例如,在显示面板DISP的左部和右部上或与其相邻)。
根据实施方式的触摸屏显示装置可以是诸如液晶显示(LCD)装置和有机发光二极管(OLED)显示装置的各种显示装置。根据实施方式的显示面板DISP可以是诸如LCD面板和OLED显示面板的各种显示面板。
设置在显示面板DISP上的子像素SP中的每一个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,在显示面板DISP是LCD面板的情况下,像素电极PXL可以设置在子像素SP中的每一个中,并且晶体管TR可以电连接到像素电极PXL和对应的数据线DL。晶体管TR可以由通过相应的选通线GL提供给栅极节点的选通信号Vgate来导通。当导通时,晶体管TR可以通过漏极节点(或源极节点)输出通过数据线DL提供给源极节点(或漏极节点)的数据信号Vdata,以施加到电连接到漏极节点(或源极节点)的像素电极PXL。在被施加数据信号Vdata的像素电极PXL与被施加公共电压VCOM的对应触摸电极TE之间可以生成电场,并且在像素电极PXL和触摸电极TE之间可以生成存储电容。
子像素SP中的每一个的结构可以根据面板的类型、要提供的功能、设计等而不同地确定。
参照图1至图3,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括触摸屏面板TSP、驱动并感测触摸屏面板TSP的触摸驱动电路TDC以及使用触摸驱动电路TDC感测触摸屏面板TSP的结果来检测触摸的触摸控制器TCTR,以提供触摸感测功能。
可以由与触摸屏面板TSP接触或接近的用户的指示器进行触摸。在触摸屏面板TSP中,可以设置触摸传感器。
这里,用户的指示器可以是手指、笔等。
笔可以是不具有信号发送和接收功能的无源笔或者是具有信号发送和接收功能的有源笔。触摸驱动电路TDC可以将触摸驱动信号(或触摸电极驱动信号TDS)提供给触摸屏面板TSP并感测触摸屏面板TSP。触摸控制器TCTR可以使用触摸驱动电路TDC感测触摸屏面板TSP的结果来检测触摸。这里,检测触摸可以指示执行以下至少一项:检测触摸输入,确定触摸坐标或其组合。
触摸屏面板TSP可以是设置在显示面板DISP外部的外部触摸屏面板或设置在显示面板DISP内部的内部触摸屏面板。
在触摸屏面板TSP是外部触摸屏面板的情况下,触摸屏面板TSP和显示面板DISP可以分开制造,然后使用粘接剂等组合。外部触摸屏面板也可以被称为附加触摸屏面板。
在触摸屏面板TSP是内部触摸屏面板的情况下,触摸屏面板TSP可以与显示面板DISP的制造过程一起被制造。也就是说,触摸屏面板TSP的触摸传感器可以设置在显示面板DISP内部。内部触摸屏面板TSP可以是单元内触摸屏面板、单元上触摸屏面板、混合触摸屏面板等。
在下文中,为了简洁起见,将触摸屏面板TSP描述为设置在显示面板DISP内部的内部触摸屏面板。
在触摸屏面板TSP设置在显示面板DISP内部的情况下(即,多个触摸电极TE设置在显示面板DISP中),可以将多个触摸电极TE与显示驱动中使用的电极分开设置为显示面板DISP的组件,或者可以将设置在显示面板DISP中用于显示驱动的电极用作多个触摸电极TE。
例如,设置在显示面板DISP中的公共电极可以被分成多片以用作多个触摸电极TE。也就是说,设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以是触摸感测电极,同时也是显示驱动电极。在下文中,将设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE描述为公共电极。
触摸控制器TCTR可以被实现为例如微控制单元(MCU)、处理器等。
显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR可以分开设置或者可以集成在一起。
参照图3,在根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸屏面板TSP中,可以设置多个触摸电极TE,并且可以设置电连接多个触摸电极TE和触摸驱动电路TDC的多个触摸线TL。
根据实施方式的触摸屏显示装置可以基于触摸电极TE的自电容或触摸电极TE之间的互电容来检测触摸。
在根据实施方式的触摸屏显示装置基于自电容检测触摸的情况下,可以在触摸屏面板TSP中设置多条第一触摸电极线和与多条第一触摸电极线相交的多条第二触摸电极线。例如,可以在x轴方向上设置多条第一触摸电极线,而可以在y轴方向上设置多条第二触摸电极线。这里,第一触摸电极线和第二触摸电极线中的每一个可以是单个条形触摸电极,或者可以是由两个或更多个电连接的触摸电极组成的结构。第一触摸电极线可以被称为驱动线、驱动电极、驱动触摸电极线、发送(Tx)线、Tx电极、Tx触摸电极线等,而第二触摸电极线可以被称为接收(receiving)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、接收(Rx)线、Rx电极、Rx触摸电极线等。
在这种情况下,触摸驱动电路TDC可以通过将驱动信号提供给多个第一触摸电极线中的一个或更多个第一触摸电极线并感测第二触摸电极线来输出感测数据,并且触摸控制器TCTR可以使用感测数据执行检测触摸、确定触摸坐标或其组合中的至少一项。
在根据实施方式的触摸屏显示装置基于互电容检测触摸的情况下,如图3所示,可以将彼此分离的多个触摸电极TE设置在触摸屏面板TSP中。
在这种情况下,触摸驱动电路TDC可以通过将驱动信号(在下文中,称为触摸电极驱动信号TDS)提供给多个触摸电极TE的全部或一部分,并且感测被提供驱动信号的一个或更多个触摸电极TE,来输出感测数据,并且触摸控制器TCTR可以使用感测数据执行检测触摸、确定触摸坐标或其组合中的至少一项。
在下文中,为了简洁起见,将根据实施方式的触摸屏显示装置描述为基于自电容来检测触摸,并且将触摸屏面板TSP描述为如图2和图3所示地配置。
从触摸驱动电路TDC输出的触摸电极驱动信号TDS可以是具有恒定电压电平的信号或具有可变电压电平的信号。
在触摸电极驱动信号TDS是具有可变电压电平的信号的情况下,电压电平可以规则地变化。也就是说,在触摸电极驱动信号TDS中,所有的高电平时段可以具有相同的长度,并且所有的低电平时段可以具有相同的长度。
另选地,在触摸电极驱动信号TDS是具有可变电压电平的信号的情况下,电压电平可以不规则地变化。也就是说,在触摸电极驱动信号TDS中,一些高电平时段可以具有不同的长度,并且一些低电平时段可以具有不同的长度。这样的触摸电极驱动信号TDS可以是例如包括与笔触摸感测有关的信息的信标信号。
在触摸电极驱动信号TDS是具有可变电压电平的信号的情况下,触摸电极驱动信号TDS可以是各种信号波形(例如,正弦波、三角波或方波)。
在下文中,在触摸电极驱动信号TDS是具有可变电压电平的信号的情况下,触摸电极驱动信号TDS将被描述为由多个脉冲组成的脉冲信号。在触摸电极驱动信号TDS是由多个脉冲组成的脉冲信号的情况下,触摸电极驱动信号TDS可以具有恒定频率或可变频率。
触摸电极驱动信号TDS的幅度可以是恒定的或可变的。
参照图2和图3,单个触摸电极TE所占用的区域的尺寸可以对应于单个子像素SP所占用的区域的尺寸,或者可以对应于两个或更多个子像素SP所占用的区域的尺寸。
多个触摸电极TE中的每一个可以与一个或更多个子像素SP交叠。多个触摸电极TE中的每一个可以与一条或更多条选通线GL交叠。多个触摸电极TE中的每一个可以与子像素SP中的像素电极PXL交叠。
单个触摸电极列可以包括多个触摸电极TE。电连接到多个触摸电极TE的多个触摸线TL可以与多个触摸电极TE交叠。例如,在将设置在单个触摸电极列中的多个触摸电极TE描述为包括第一触摸电极和第二触摸电极的情况下,连接到第一触摸电极的第一触摸线可以与第二触摸电极交叠,同时与第二触摸电极电断开。
在数模转换中,数据驱动电路DDC可以基于多个伽玛参考电压(GRV)将数字图像数据DATA以模拟电压的形式转换为数据信号Vdata。
多个伽玛参考电压由伽玛电路(GMA)提供。伽玛电路可以位于数据驱动电路DDC的外部或内部。
另外,可以将接地电压GND施加到显示面板DISP。接地电压GND可以是具有恒定电压电平的电压(例如,直流(DC)电压)或具有可变电压电平的电压(例如,交流(AC)电压)。
例如,在接地电压GND是具有可变电压电平的电压的情况下,接地电压GND的频率、相位、幅度或其组合中的至少一个可以与具有可变电压电平的触摸电极驱动信号TDS的频率、相位、幅度或其组合中的至少一个相对应。
图4和图5是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的时分驱动(TDD)的图。
参照图4,根据实施方式的触摸屏显示装置可以交替地执行图像显示和触摸感测。这种交替执行用于图像显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动的方法被称为时分驱动方法。
根据时分驱动方法,用于图像显示的显示时段和用于触摸感测的触摸感测时段彼此交替。在显示时段期间,触摸屏显示装置可以执行显示驱动。在触摸感测期间,触摸屏显示装置可以执行触摸驱动。
在时分驱动方法的示例中,一帧时段可以被划分为单个显示时段和单个触摸感测时段。在时分驱动方法的另一示例中,可以将一帧时段划分为两个或更多个显示时段和一个或更多个触摸感测时段。
参照图4,根据时分驱动方法,在触摸感测时段期间,触摸电极驱动信号TDS可以被施加到多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。在这种情况下,多条数据线DL和多条选通线GL均不能被驱动。
在这种情况下,由于电势差,在施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE与位于其附近的一条或更多条数据线DL之间可能生成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容可能会增加相应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL中的电阻电容(RC)延迟,从而降低触摸灵敏度。
另外,由于电势差,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更多条选通线GL之间也可能生成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容可能会增加相应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL之间的电阻电容延迟,从而降低触摸灵敏度。
另外,由于电势差,在施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE和与其相邻的一个或更多个其他触摸电极TE之间也可能生成不必要的寄生电容。这种不必要的寄生电容可能会增加相应的触摸电极TE和与其连接的触摸线TL之间的电阻电容延迟,从而降低触摸灵敏度。
上述的RC延迟也可以称为时间常数或负载。
为了消除负载,如图5所示,根据实施方式的触摸屏显示装置可以在触摸感测时段期间执行无负载驱动(LFD)。
在无负载驱动中,当将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE的全部或一部分时,根据实施方式的触摸屏显示装置可以将无负载驱动信号作为数据信号Vdata施加到可能出现寄生电容的多条数据线DL中的全部或多条数据线DL中的一部分上。
在无负载驱动中,当将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE的全部或一部分时,根据实施方式的触摸屏显示装置可以将无负载驱动信号作为选通信号Vgate施加到可能生成寄生电容的多条选通线GL的全部或多条选通线GL中的一部分上。
在无负载驱动中,当将触摸电极驱动信号TDS施加到多个触摸电极TE的全部或一部分时,根据实施方式的触摸屏显示装置可以将无负载驱动信号施加到可能生成寄生电容的其余的触摸电极TE的全部或其余的触摸电极TE的一部分上。
无负载驱动信号可以是触摸电极驱动信号或者其特性与触摸电极驱动信号TDS的特性相同或相似的信号。
例如,无负载驱动信号的频率和相位可以与触摸电极驱动信号TDS的频率和相位相同或在其预定的误差范围(或预定的公差范围)内。另外,无负载驱动信号的幅度可以与触摸电极驱动信号TDS的幅度相同或在预定误差范围内。在一些情况下,无负载驱动信号的幅度可以与触摸电极驱动信号TDS的幅度具有预期的差异。
图6是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动(TFD)的图。
参照图6,根据实施方式的触摸屏显示装置可以彼此独立地执行图像显示和触摸感测。这种彼此独立地执行用于图像显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动的驱动方法被称为无时间驱动方法。
根据无时间驱动方法,可以同时执行用于图像显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动。另外,在特定时段中,可以仅执行用于图像显示的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动中的一个。
图7A是示出根据实施方式的触摸屏显示装置进行的无时间驱动的情况1、情况2和情况3的三种情况的图,图7B是示出根据实施方式的触摸屏显示装置中的根据无时间驱动方法的手指感测F/S和笔感测P/S的各个时间点的图,并且图8是示出根据基于实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动的情况1、情况2和情况3的触摸电极驱动信号TDS的图。
无时间驱动的情况1是触摸屏显示装置同时执行用于图像显示的显示驱动和用于手指触摸感测的触摸驱动的情况。
无时间驱动的情况2是触摸屏显示装置同时执行用于图像显示的显示驱动的情况。在情况2中,触摸屏显示装置可以在显示驱动期间执行用于笔触摸感测的触摸驱动。
无时间驱动的情况3这样的情况,其中在图像显示的空白时间中,触摸屏显示装置可以针对手指触摸感测、笔触摸感测或它们的组合中的至少之一执行触摸驱动。
在情况1中,触摸屏显示装置可以将具有可变电压电平的触摸电极驱动信号TDS提供给触摸电极TE,以便于执行触摸驱动。
在情况1中,将施加到触摸电极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。第一触摸电极驱动信号TDS1也被称为触摸驱动信号或触摸感测信号。
在情况1中,触摸屏显示装置可以通过执行触摸驱动来检测在触摸屏面板TSP上的手指触摸。这种触摸检测也被称为手指感测。
另外,在情况1中,在手指或笔接近触摸屏面板TSP而未接触触摸屏面板TSP的情况下,触摸屏显示装置可以通过执行触摸驱动来检测手指触摸或笔触摸。这种触摸检测被称为悬停感测。
在情况2中,因为不需要检测手指触摸,所以触摸屏显示装置不执行典型的触摸驱动。也就是说,触摸屏显示装置不将具有可变电压电平的触摸电极驱动信号TDS提供给设置在触摸屏面板TSP中的多个触摸电极TE。
在情况2中,触摸屏显示装置可以以直流(DC)电压的形式提供触摸电极驱动信号TDS。在下文中,在情况2中,施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS也被称为第二触摸电极驱动信号TDS2。
另外,在情况2中,触摸屏显示装置可以通过接收从笔输出的笔信号来检测笔。触摸屏显示装置可以获得诸如位置、倾斜、压力(书写压力)的关于笔的各种信息或各种其他信息,作为笔感测的结果。
在情况3中,触摸屏显示装置可以将具有可变电压电平的触摸电极驱动信号TDS提供给触摸电极TE,以便于执行触摸驱动。
在下文中,在情况3中,施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS被称为第三触摸电极驱动信号TDS3。第三触摸电极驱动信号TDS3具有与第一幅度AMP1不同的第三幅度AMP3。第三触摸电极驱动信号TDS3也被称为触摸驱动信号或触摸感测信号。
在情况3中,触摸屏显示装置可以通过执行触摸驱动来检测在触摸屏面板TSP上的手指触摸。
参照图7A,在触摸屏显示装置中,有三种情况:情况1、情况2和情况3中。无时间驱动的情况1可以在与实质的显示驱动时间相对应的活动时间中执行,而情况3可以在空白时间内执行。活动时间可以与显示单帧的屏幕的时间段相对应,而空白时间可以与在显示单帧的屏幕之后显示(更新)下一帧的屏幕之前保持的时间段相对应。实质的显示驱动可以指示多条选通线的扫描以及向多条数据线DL的数据信号Vdata的供应。
参照图7A,在活动时间期间,情况1可以改变为情况2。
参照图7A,在活动时间期间,触摸屏显示设备可以执行显示驱动和触摸驱动二者(情况1),然后停止针对手指感测的触摸驱动以启用笔感测(情况1更改为情况2)。
在情况1和情况3中,在用于手指感测的触摸驱动中,可以将分别具有幅度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,可以将DC电压形式的触摸电极驱动信号TDS2施加到触摸电极TE以实现笔感测。
另外,参照图8,在执行显示驱动和触摸驱动二者的情况(情况1)下施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1可以小于在仅执行触摸驱动的情况(情况3)下施加到触摸电极TE的第三触摸电极驱动信号TDS3的第三幅度AMP3。
在活动时间期间施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1可以小于在空白时间期间施加到触摸电极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,在活动时间期间,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或与直流电压相对应的第二触摸电极驱动信号TDS2提供给多个触摸电极TE。
参照图7和图9,在空白时间期间,触摸驱动电路TDC可以将具有第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3提供给多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
这里,与情况1相对应的驱动可以在整个一帧时段期间执行,或者可以仅在一帧时段内在一个或更多个时间间隔中执行。与情况2相对应的驱动可以在全部或一部分帧期间执行,或者可以仅在一帧时段内在某些时间间隔中执行。在与情况3相对应的驱动中,可以执行手指感测驱动或笔感测驱动。
参照图7B,在根据实施方式的触摸屏显示装置中,根据无时间驱动方法,可以在各个时间点执行手指感测F/S和笔感测P/S。
例如,如在第i帧中那样,在一帧时段期间,可以仅执行显示驱动而不是手指感测F/S或笔感测P/S。这可能对应于没有笔感测P/S的情况2。
另外,如在第j帧中那样,在一帧时段期间,可以在一帧时段的必要时间间隔期间执行手指感测F/S。这可对应于情况1。另外,在一帧时段期间,可以在一帧时段的必要时间间隔期间执行笔感测P/S。这可对应于情况2。另外,在一帧时段期间,手指感测F/S和笔感测P/S仅在一帧时段的非交叠时间间隔内执行。
另外,如在第k帧中那样,在一帧时段期间,手指感测F/S和笔感测P/S可以仅在交叠的时间间隔期间执行。在这种情况下,可以使用预定算法或感测特定位置信号的分析,由触摸控制器TCTR来区分手指感测F/S的结果和笔感测P/S的结果。
除了上述示例之外,可以在各个时间点上彼此独立地执行图像显示和触摸感测(即,手指感测、笔感测或它们的组合中的至少一个)。
图9是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置中根据无时间驱动的情况1、情况2和情况3的三种情况的主要信号TDS1、Vdata、VGL_M和VGH_M的信号波形的图。
情况1和情况2是活动时间期间的驱动情况。情况3是空白时间期间的驱动情况。
将根据上述三种情况描述提供给选通驱动电路GDC以生成施加到触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS的截止电平栅极电压VGL和导通电平栅极电压VGH、施加到数据线DL的数据信号Vdata、以及施加到选通线GL的选通信号Vgate。
在活动时间期间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电压形式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是与通过图像显示的数模转换从数字图像信号获得的模拟图像信号相对应的信号。数据信号Vdata可以是通过数据线DL施加到对应子像素SP的像素电极的像素电压。这里,数据信号Vdata的电压可以在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间变化。
施加到选通线GL的扫描信号的截止电平栅极电压VGL和导通电平栅极电压VGH中的每一个都是对应的DC电压。
如上所述,触摸电极TE还可以用作用于显示驱动的公共电极。因此,在活动时间期间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与用于图像显示的公共电压相对应。
因此,在对应的子像素SP中的每一个中,由于通过数据线DL施加到像素电极的数据信号Vdata之间的电压差,可能在像素电极和触摸电极TE之间生成电场,并且第二触摸电极驱动信号TDS2用作施加到触摸电极TE的公共电压,以使得可以从子像素SP发出预期的光。
在在空白时间期间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。
在空白时间期间,数据线DL可以具有与施加于其上的DC电压相对应的数据信号Vdata,或可以处于浮置状态。在空白时间期间,选通线GL可以具有施加于其上的选通信号Vgate,选通信号Vgate是与DC电压相对应的截止电平栅极电压VGL,或者可以处于电浮置状态。
在其中仅执行触摸驱动的空白时间期间执行无负载驱动的情况下,数据线DL和选通线GL的电压特性可以以与触摸电极TE相同的方式摆动。
根据无负载驱动,在空白时间期间,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TD3或具有与第三触摸电极驱动信号TD3相似的特性(例如,相位、频率或幅度)的无负载驱动信号。
此外,根据无负载驱动,在空白时间期间,施加到选通线GL的截止电平栅极电压VGL可以是第三触摸电极驱动信号TD3或具有与第三触摸电极驱动信号TD3相似的特性(例如,相位、频率或幅度)的无负载驱动信号。
在活动时间期间同时执行显示驱动和触摸驱动的情况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,由于在活动时间期间同时执行显示驱动和触摸驱动,所以第一触摸电极驱动信号TDS1是用于显示驱动的公共电压VCOM同时也是用于触摸感测的驱动信号。
施加到触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1必须与数据信号Vdata具有与用于图像显示的像素电压相对应的电压差,该电压差被确定用于图像显示。
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具有两个功能(用作触摸感测的驱动信号和图像显示的公共电压)。
如上所述,由于与第一触摸电极驱动信号TDS1相对应的公共电压VCOM具有可变的电压电平而不是恒定的电压,因此除了原始电压变化之外,施加到数据线DL的数据信号Vdata还必须具有等于第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1的值的附加电压变化,以使得数据线DL均不受触摸驱动的影响。
这确保了仅存在用于图像显示的原始电压变化,并从对应于像素电压的数据信号Vdata和对应于公共电压VCOM的第一触摸电极驱动信号TDS1之间的电压差中去除第一触摸电极驱动信号TDS1的电压变化分量(即,第一幅度AMP1),以使得可以正确地执行图像显示。
因此,同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1的数据信号Vdata可以是仅执行显示驱动的情况(情况2)的数据信号Vdata和第一触摸电极驱动信号TDS1的组合信号。
用不同的方式解释,同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1的数据信号Vdata可以是仅执行显示驱动的情况2的原始数据信号Vdata的偏移信号,该偏移信号是通过第一触摸电极驱动信号TDS1使情况2的原始数据信号Vdata偏移而获得的。这里,数据信号Vdata的电压可以在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间改变。
因此,同时执行显示驱动和触摸驱动的情况1的数据信号Vdata与第一触摸电极驱动信号TDS1之间的电压差与仅执行显示驱动的情况2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,由于显示驱动和触摸驱动同时执行,因此可能需要无负载驱动。
也就是说,在情况1中,由于同时执行显示驱动和触摸驱动,因此,可能需要减少由于触摸驱动而在触摸电极TE与数据线DL之间产生的寄生电容,并且可能需要减少由于触摸驱动而在触摸电极TE与选通线GL之间产生的寄生电容。
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的电压的变化而摆动,所以在触摸电极TE和数据线DL之间仅存在用于图像显示的电压差,并且通过触摸驱动不会产生不必要的寄生电容,也就是说,在情况1中,实质上执行数据线DL的无负载驱动。
在情况1中,提供给选通驱动电路GDC的截止电平栅极电压VGL和导通电平栅极电压VGH可以是无负载驱动信号,其特性(例如,相位、频率或幅度)与第三触摸电极驱动信号TD3的特性相同或相似,以使得选通驱动电路GDC可以生成要施加到选通线GL的选通信号Vgate。
在下文中,将更详细地描述根据实施方式的触摸屏显示装置的上述无时间驱动。
图10是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动(TFD)系统的图。
参照图10,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括显示面板DISP、选通驱动电路GDC、数据驱动电路DDC、触摸驱动电路TDC等。
在显示面板DISP中,设置多条数据线DL和多条选通线GL,并且设置多个触摸电极TE。选通驱动电路GDC可以电连接到多条选通线GL以驱动多条选通线GL。数据驱动电路DDC可以电连接到多条数据线DL以驱动多条数据线DL。触摸驱动电路TDC可以电连接到多个触摸电极TE以驱动多个触摸电极TE。
另外,根据实施方式的触摸屏显示装置还可以包括:显示控制器DCTR,该显示控制器DCTR控制数据驱动电路DDC和选通驱动电路GDC的驱动操作;触摸控制器TCTR,该触摸控制器TCTR控制触摸驱动电路TDC的驱动操作或使用从触摸驱动电路TDC输出的感测数据确定触摸或触摸坐标中的至少一个;等等。
另外,根据实施方式的触摸屏显示装置还可以包括用于供电的触摸电源电路TPC、电源管理电路PMIC等。
触摸电源电路TPC可以将驱动选通线GL所需的导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。
触摸电源电路TPC可以将驱动触摸电极TE所需的触摸电极驱动信号TDS提供给触摸驱动电路TDC。
触摸电源电路TPC可以被实现为单个触摸电源IC(TPIC),或者可以被划分为第一电源电路和第二电源电路。例如,触摸电源电路TPC被分为第一电源电路和第二电源电路,第一电源电路和第二电源电路中的一个可以是TPIC,而第一电源电路和第二电源电路中的另一个可以是包括多路复用器的电路(例如,图37中的MUX_VDD和MUX_VSS或图39中的MUX_VGH)。
另外,从触摸电极TE的驱动对象的角度来看,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,脉冲宽度调制信号),将触摸感测触摸电极驱动信号TDS1或TDS3提供给多个触摸电极TE中的被选为感测目标的电极TE。另外,触摸电源电路TPC还可以将从触摸控制器TCTR接收的调制信号(例如,脉冲宽度调制信号)提供给多个触摸电极TE中未被选择为感测目标的触摸电极TE,作为无负载驱动信号(即,一种触摸电极驱动信号)。这里,提供给被选为感测目标的触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS1或TDS3和施加给未被选为感测目标的触摸电极TE的无负载驱动信号(也称为触摸电极驱动信号)可以是相同的信号。
电源管理电路PMIC可以将触摸电源电路TPC的信号供应所需的各种DC电压(例如,AVDD、VCOM、VGH和VGL)提供给触摸电源电路TPC。
电源管理电路PMIC可以将数据驱动电路DDC的数据驱动所需的各种DC电压(例如,AVDD和AVSS)提供给数据驱动电路DDC。
触摸控制器TCTR可以将输出或生成各种信号(例如,TDS)所需的脉冲宽度调制(PWM)信号提供给诸如触摸电源电路TPC、触摸驱动电路TDC或数据驱动电路DDC的电路。触摸控制器TCTR可以被实现为例如微控制单元(MCU)或处理器。
另外,根据实施方式的触摸屏显示装置还可以包括一个或更多个电平移位器L/S,以改变各种信号的电压电平。
一个或更多个电平转换器L/S中的每一个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TPC、电源管理电路PMIC、显示控制器DCTR、触摸控制器TCTR等分开设置,或可以作为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TPC、电源管理电路PMIC、显示控制器DCTR、触摸控制器TCTR等中的一个或更多个中。
参照图10,数据驱动电路DDC可以包括将从显示控制器DCTR等输入的数字图像信号转换成模拟图像信号所需的伽玛块GMA。
参照图10,触摸电源电路TPC可以被配置为将数据转换为模拟图像信号所需的D/A转换控制信号DACS提供给数据驱动电路DDC中的伽玛块GMA。
上述D/A转换控制信号DACS可以包括例如伽玛参考电压GRV。在某些情况下,D/A转换控制信号DACS还可以包括半驱动电压HVDD_M,该半驱动电压HVDD_M具有在驱动电压AVDD(即,高电平电压)与基极电压AVSS(即,低电平电压)等之间的中间电压电平。在下文中,在伽玛参考电压具有可变电压电平的情况下,伽玛参考电压GRV将被描述为EGBI_M而不是GRV。
可以是D/A转换控制信号中的一个的伽玛参考电压EGBI_M可以包括例如输入到伽玛块GMA中的电阻器串的两端的高伽玛参考电压和低伽玛参考电压。
可以是D/A转换控制信号中的另一个的半驱动电压HVDD_M可以是基本上是驱动电压AVDD的一半的电压。
如上所述,触摸驱动电路TDC可以将以第一幅度AMP1摆动的第一触摸电极驱动信号TDS1输出到多个触摸电极TE,将与直流电压相对应的第二触摸电极驱动信号TDS2输出到多个触摸电极TE,或者将以第三幅度AMP3摆动的第三触摸电极驱动信号TDS3输出到多个触摸电极TE的全部或一部分。
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,并且与用于图像显示的公共电压VCOM相对应。第二触摸电极驱动信号TDS2与用于图像显示的公共电压VCOM相对应。第三触摸电极驱动信号TDS3与用于触摸感测的驱动信号相对应。
在同时执行触摸驱动和显示驱动的情况1中,当第一触摸电极驱动信号TDS1被输出到多个触摸电极TE时,需要无负载驱动以减少在多个触摸电极TE和多条数据线DL之间生成不必要的寄生电容。
在这方面,数据驱动电路DDC可以将数据信号Vdata提供给数据线DL,以在数据线DL中引起与由第一触摸电极驱动信号TDS1在触摸电极TE中引起的电压变化情况相同的电压变化情况。
针对这种无负载驱动,数据驱动电路DDC可以使用伽玛调制。
更具体地,响应于预定幅度摆动的调制信号的形式的伽玛参考电压EGBI_M,根据实施方式的数据驱动电路DDC可以将数字图像信号转换为模拟图像信号,并将与转换后的模拟图像信号相对应的数据信号Vdata输出至数据线DL。
根据实施方式的数据驱动电路DDC可以包括:数模转换器(DAC),该数模转换器(DAC)响应于以预定幅度摆动的调制信号的形式的伽玛参考电压EGBI_M,将数字图像信号转换为模拟图像信号;输出缓存电路,该输出缓存电路将与转换后的模拟图像信号相对应的数据信号Vdata输出到数据线DL;等。
伽玛参考电压EGBI_M可以是调制信号,其特性(例如,频率、相位、幅度或信号波形)与施加到触摸电极TE并以第一幅度AMP1摆动的第一触摸电极驱动信号TDS1的特性相对应。在本文中,两个信号的对应信号特性可以包括两个信号的相同信号特性(或摆动特性或调制特性)以及两个信号的信号特性(或摆动特性或调制特性)在预定误差范围(例如,2%或±3%)内相似的情况。
呈调制信号的形式的伽玛参考电压EGBI_M的频率和相位可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。在一些情况下,伽玛参考电压EGBI_M的幅度可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相同或相似。
基于呈调制信号的形式的伽玛参考电压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中的电压变化相对应的电压变化分量。
针对上述数据驱动电路DDC的伽玛调制,在与情况1相对应的驱动时间点处,触摸电源电路TPC可以将其幅度与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的伽玛参考电压EGBI_M输出到数据驱动电路DDC。
另外,在与情况2相对应的驱动时间点处,触摸电源电路TPC可以将与DC电压相对应的伽玛参考电压EGBI_M输出到数据驱动电路DDC。
另外,在与情况3相对应的驱动时间点处,触摸电源电路TPC不向数据驱动电路DDC提供任何形式的伽玛参考电压EGBI_M。
参照图10,在根据实施方式的触摸屏显示装置中,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等可以接地到DC接地电压GND。
图11至图13是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置中根据无时间驱动的三种情况在组件间发送信号的系统的图。在下文中,触摸驱动电路TDC和数据驱动电路DDC将被描述为被集成到单个触摸/数据驱动电路TDIC中,但是本公开不限于此。
参照图11至图13,触摸电源电路TPC从电源管理电路PMIC接收DC驱动电压AVDD、导通电平栅极电压VGH1和VGH2以及截止电平栅极电压VGL1和VGL2。
参照图11,在同时执行显示驱动和触摸驱动的情况下(情况1),触摸电源电路TPC可以将具有第一幅度AMP1的第一触摸电极驱动信号TDS1提供给触摸驱动电路TDC。
触摸电源电路TPC可以将其信号特性(例如,频率、相位或幅度)与第一触摸电极驱动信号TDS1的信号特性相对应的半驱动电压HVDD_M和伽玛参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC的伽玛块GMA。这里,半驱动电压HVDD_M和伽玛参考电压EGBI_M中的每一个的频率和相位可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
触摸电源电路TPC可以将与第一触摸电极驱动信号TDS1同步地摆动的导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。这里,导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M中的每一个的频率和相位可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
触摸电源电路TPC可以通过由电平移位器L/S改变其电压电平,来将导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。电平移位器L/S可以存在于选通驱动电路GDC内部。
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不仅可以是用于触摸感测的驱动信号,而且可以是用于图像显示的公共电压VCOM。
响应于其频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的伽玛参考电压EGBI_M,数据驱动电路DDC可以将数字图像信号转换为模拟图像信号,并将与转换后的模拟图像信号相对应的数据信号Vdata输出到数据线DL。
在第一触摸电极驱动信号TDS1被输出到多个触摸电极TE的情况下,选通驱动电路GDC可以将频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的第一截止电平栅极电压VGL_M提供给选通线GL或者将偏移等于第一截止电平栅极电压VGL_M的值的第一导通电平栅极电压VGH_M提供给选通线GL。
在情况1中,显示面板110可以具有电压摆动特性。
参照图12,在活动时间期间仅执行显示驱动的情况下(情况2),触摸电源电路TPC可以将与DC电压相对应的第二触摸电极驱动信号TDS2提供给触摸驱动电路TDC。
触摸电源电路TPC可以将呈DC电压形式的半驱动电压HVDD_M和呈DC电压形式的伽玛参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC的伽玛块GMA。
触摸电源电路TPC可以分别将呈DC电压的形式的导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。
触摸电源电路TPC可以通过由电平移位器L/S改变其电压电平,分别将呈DC电压的形式导通电平栅极电压VGH_M和截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。电平移位器L/S可以存在于选通驱动电路GDC内部。
触摸驱动电路TDC可以以DC电压的形式将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的呈DC电压形式的第二触摸电极驱动信号TDS2可以是用于显示驱动的公共电压。因此,多个触摸电极TE可以是公共电极。
响应于分别与DC电压相对应的伽玛参考电压EGBI_M和半驱动电压HVDD_M,数据驱动电路DDC可以将数字图像信号转换为模拟图像信号,并将与转换后的模拟图像信号相对应的数据信号Vdata输出到数据线DL。
在第二触摸电极驱动信号TDS2被输出到多个触摸电极TE的情况下,选通驱动电路GDC可以将呈DC电压的形式的第二截止电平栅极电压VGL_M提供给选通线GL,或者将呈DC电压的形式的第二导通电平栅极电压VGH_M提供给选通线GL。
在情况2中,显示面板110可以具有DC电压特性。
参照图13,在空白时间期间同时执行触摸驱动的情况下(情况3),触摸电源电路TPC可以将具有第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3提供给触摸驱动电路TDC。
由于在空白时间内不需要显示驱动,因此触摸电源电路TPC不向数据驱动电路DDC的伽玛块GMA提供半驱动电压HVDD_M或伽玛参考电压EGBI_M。也就是说,在空白时间期间,根据无时间驱动的情况3,由于即使执行触摸驱动也不执行显示驱动,因此不将伽玛参考电压EGBI_M输入到数据驱动电路DDC。
触摸电源电路TPC可以将与第三触摸电极驱动信号TDS3同步地摆动的截止电平栅极电压VGL_M提供给选通驱动电路GDC。这里,截止电平栅极电压VGL_M的频率和相位可以与第三触摸电极驱动信号TDS3的频率和相位相对应。
由于在空白时间期间不需要显示驱动,所以触摸电源电路TPC不输出与第三触摸电极驱动信号TDS3同步地摆动的导通电平栅极电压VGH_M。
触摸电源电路TPC可以通过由电平移位器L/S改变其电压电平来将截止电平栅电压VGL_M提供给栅驱动电路GDC。电平移位器L/S可以存在于选通驱动电路GDC内部。
在空白时间期间,触摸驱动电路TDC可以将具有与第一幅度AMP1不同的第三幅度AMP3的第三触摸电极驱动信号TDS3输出到多个触摸电极TE的全部或一部分。
这里,第三触摸电极驱动信号TDS3不是用于图像显示的公共电压,而是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,不仅可以被施加到多个触摸电极TE中的全部或一部分,还可以经由用于无负载驱动的切换电路S/C被施加到设置在显示面板DISP中的其他电极(例如,其他触摸电极)或其他导线(例如,DL和GL)。
更具体地,在空白时间期间,第三触摸电极驱动信号TDS3或与第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号可以被施加到多条数据线DL的全部或一部分。这里,被施加到多条数据线DL的全部或一部分的第三触摸电极驱动信号TDS3或与第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号是能够减小在相应的触摸电极TE和相应的数据线DL之间产生的寄生电容的无负载驱动信号,从而消除了相应的触摸电极TE和相应的触摸线TL之间的负载(或RC延迟)。
在第三触摸电极驱动信号TDS3被输出到多个触摸电极TE的情况下,选通驱动电路GDC可以将其频率和相位与第三触摸电极驱动信号TDS3的频率和相位相对应的第三截止电平栅极电压VGL_M提供给选通线GL。
在空白时间期间,可以将第三触摸电极驱动信号TDS3或与第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号(例如,第三截止电平电压栅极电压)施加到多条选通线GL的全部或一部分。
这里,被施加到多条选通线GL的全部或一部分的第三触摸电极驱动信号TDS3或与第三触摸电极驱动信号TDS3相对应的信号是能够减小在相应的触摸电极TE和相应的选通线GL之间生成的寄生电容的无负载驱动信号,从而消除了相应的触摸电极TE和相应的数据线DL之间的负载(或RC延迟)。
在情况3中,显示面板110可以具有电压摆动特性。
以下,将在无时间驱动的三种情况:情况1、情况2和情况3中,更详细地描述同时进行显示驱动和触摸驱动的情况1。
图14是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线DL执行无时间驱动的伽玛块GMA的图,并且图15是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中,通过伽玛调制对数据线DL执行无时间驱动的伽玛块GMA中使用的伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M的电压电平和特性。
在下文中,将描述通过极性反转驱动来驱动数据线DL。
根据实施方式的数据驱动电路DDC中的伽玛块GMA可以包括数模转换器DAC,该数模转换器DAC使用伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M将数字图像信号转换为具有正极性或负极性的模拟图像信号。
数模转换器DAC可以包括第一转换器(或正转换器)和第二转换器(或负转换器)。
数模转换器DAC的第一转换器包括:第一电阻串P-RS,该第一电阻串P-RS由多个串联连接的电阻器组成;第一开关P-SW,该第一开关P-SW根据数字图像信号来选择具有正极性的模拟图像电压;等等。数模转换器DAC的第二转换器包括:第二电阻串N-RS,该第二电阻串N-RS由多个串联联接的电阻组成;第二开关N-SW,该第二开关N-SW根据数字图像信号等来选择具有负极性的模拟图像电压。
根据实施方式的数据驱动电路DDC中的伽玛块GMA可以包括:多路复用器MUX,该多路复用器MUX选择具有正极性的模拟图像电压和具有负极性的模拟图像电压;第一输出缓存电路P-BUF,该第一输出缓存电路P-BUF将与具有正极性的模拟图像电压相对应的第一数据信号Vdata输出到数据线DL;第二输出缓存电路N-BUF,该第二输出缓存电路N-BUF向数据线DL输出与具有负极性的模拟图像电压相对应的第二数据信号Vdata;等等。
参照图14和图15,在数据驱动电路DDC执行极性反转驱动的情况下,呈调制信号形式的伽玛参考电压EGBI_M可以包括施加到具有正极性的电阻器串P-RS的两端的第一伽玛参考电压EGBI1_M和第二伽玛参考电压EGBI2_M,以及施加到具有负极性的电阻串N-RS的两端的第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M。
四个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中的每一个可以是其频率、相位等与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率、相位等同步的调制信号。
四个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M,EGBI3_M和EGBI4_M中的每一个可以具有可变电压电平,其幅度与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相同或相似。
换句话说,在数据驱动电路DDC中,数模转换器DAC可以接收数字图像信号,接收第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M(其中每一个的相位和频率与第一触摸电极驱动信号TDS1的相位和频率相对应),并响应于第一伽玛参考电压EGBI1_M和第二伽玛参考电压EGBI2_M,将数字图像信号转换为第一模拟图像信号(即,具有正极性的模拟图像信号),或响应于第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M将数字图像信号转换成第二模拟图像信号(即,具有负极性的模拟图像信号)。
第一输出缓存电路P-BUF可以接收第一模拟图像信号,并且将第一数据信号Vdata输出到数据线DL。
第二输出缓存电路N-BUF可以接收第二模拟图像信号,并且将第二数据信号Vdata输出到数据线DL。
第一数据信号Vdata可以是在第i帧中输出到数据线DL的具有正极性的数据信号Vdata。第二数据信号Vdata可以是在第i+1帧中输出到数据线DL的具有负极性的数据信号Vdata。
参照图14和图15,第一伽玛参考电压EGBI1_M可以是正的高伽玛参考电压,第二伽玛参考电压EGBI2_M可以是正的低伽玛参考电压,第三伽玛参考电压EGBI3_M可以是负的高伽玛参考电压,并且第四伽玛参考电压EGBI4_M可以是负的低伽玛参考电压。
第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M中的每一个可以是与第一触摸电极驱动信号TDS1同步地摆动的调制信号,其频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M中的每一个的幅度可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应。
第一伽玛参考电压EGBI1_M可以被设置为高于第二伽玛参考电压EGBI2_M。第二伽玛参考电压EGBI2_M可以被设置为高于第三伽玛参考电压EGBI3_M。第三伽玛参考电压EGBI3_M可以被设置为高于第四伽玛参考电压EGBI4_M。
另外,参照图14,可以通过施加到PH节点的驱动电压AVDD和施加到PL节点的半驱动电压HVDD_M来激活第一输出缓存电路P-BUF。
可以通过施加到NH节点的半驱动电压HVDD_M和施加到NL节点的基极电压AVSS来激活第二输出缓存电路N-BUF。
施加到第一输出缓存电路P-BUF的驱动电压AVDD和施加到第二输出缓存电路N-BUF的半驱动电压HVDD_M是具有相同功能的电压(即,缓存驱动电压)。施加到第一输出缓存电路P-BUF的半驱动电压HVDD_M和施加到第二输出缓存电路N-BUF的基极电压AVSS是具有相同功能的电压(例如,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0V。
半驱动电压HVDD_M可以是其电压在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间摆动的信号。
半驱动电压HVDD_M可以是其频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的信号。因此,半驱动电压HVDD_M的频率和相位可以与第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M的频率和相位相对应。
在一些情况下,半驱动电压HVDD_M的幅度可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应。因此,半驱动电压HVDD_M的幅度可以与第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M中的每一个的幅度相对应。
第一伽玛参考电压EGBI1_M和第二伽玛参考电压EGBI2_M中的每一个可以被设置为高于半驱动电压HVDD_M。第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M中的每一个可以被设置为低于半驱动电压HVDD_M。
第四伽玛参考电压EGBI4_M的低电平电压可以被设置为高于基极电压AVSS。特别地,第一伽玛参考电压EGBI1_M的低电平电压与驱动电压AVDD之间的差ΔV可以被设置为等于或大于第一伽玛参考电压EGBI_M的幅度AMP。
参照图14,可以将其幅度与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的电压AVSS_M经由电容器Ch施加到NHV节点。NHV节点通常连接到在该处将半驱动电压HVDD_M施加到第一输出缓存电路P-BUF的点(即,PL节点)和在该处将半驱动电压HVDD_M施加到第二输出缓存电路N-BUF的点(即,NH节点)。
半驱动电压HVDD_M用作第一输出缓存电路P-BUF的低电平基极电压,同时用作第二输出缓存电路N-BUF的高电平驱动电压。在这方面,连接到NHV节点的电容器Ch可以有助于稳定NHV节点的电压和半驱动电压HVDD_M。
图16是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线DL执行无时间驱动的伽玛块GMA中的数模转换特性的图。
参照图16,数模转换器DAC以交替方式操作第一转换器(即,正转换器)和第二转换器(即,负转换器)。
在第一转换器(即,正转换器)中的数模转换中,高伽玛参考电压是第一伽玛参考电压EGBI1_M,而低伽玛参考电压是第二伽玛参考电压EGBI2_M。
在第二转换器(即负转换器)中的数模转换的情况下,高伽玛参考电压是第三伽玛参考电压EGBI3_M,而低伽玛参考电压是第四伽玛参考电压EGBI4_M。
从数模转换器DAC输出的模拟图像信号可以在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间摆动。这里,基极电压AVSS可以是固定的接地电压GND。
从数模转换器DAC输出的模拟图像信号不仅可以具有由于极性反转驱动导致的显著的电压变化,而且还可以具有由于低伽玛参考电压导致的无关紧要的电压变化和低伽玛参考电压本身的变化。
图17是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中生成用于伽玛调制的各种电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M、EGBI4_M和HVDD_M的电路的图。
参照图17,触摸电源电路TPC可以包括生成并输出伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M以及半驱动电压HVDD_M的第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5。
另外,触摸电源电路TPC还可包括将调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M提供给第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5的无负载驱动块LFDB。
第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5使用调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M来生成伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M以及半驱动电压HVDD_M。第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5中的每一个是使用分配电阻器串输出分配电压的电路。
无负载驱动块LFDB生成调制信号(包括TDS、VDD_M、VSS_M、VGH_M等,并且能够进一步包括VGL_M和TDS)并且将这些调制信号中的调制驱动电压VDD_M和基极电压VSS_M施加到第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5的两端。
第一电压分配电路VDC1包括串联连接到调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的电阻器R1a和电阻器R1b,并且通过两个电阻R1a和R1b之间的连接点输出第一伽玛参考电压EGBI1_M。
这里,第一伽玛参考电压EGBI1_M可以是具有诸如调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的可变电压电平的调制信号。第一伽玛参考电压EGBI1_M的电平可以根据电阻器R1a和R1b的大小而变化。
第二电压分配电路VDC2包括串联连接到调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的电阻器R2a和电阻器R2b,并且通过两个电阻R2a和R2b之间的连接点输出第二伽玛参考电压EGBI2_M。
这里,第二伽玛参考电压EGBI2_M可以是具有诸如调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的可变电压电平的调制信号。第二伽玛参考电压EGBI2_M的电平可以根据电阻器R2a和R2b的大小而变化。
第三电压分配电路VDC3包括串联连接到调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的电阻器R3a和电阻器R3b,并且通过两个电阻器R3a和R3b之间的连接点输出第三伽玛参考电压EGBI3_M。
这里,第三伽玛参考电压EGBI3_M可以是具有诸如调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的可变电压电平的调制信号。第三伽玛参考电压EGBI3_M的电平可以根据电阻器R3a和R3b的大小而变化。
第四电压分配电路VDC4包括串联连接到调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的电阻器R4a和电阻器R4b,并且通过两个电阻器R4a和R4b之间的连接点输出第四伽玛参考电压EGBI4_M。
这里,第四伽玛参考电压EGBI4_M可以是具有诸如调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M的可变电压电平的调制信号。第四伽玛参考电压EGBI4_M的电平可以根据电阻器R4a和R4b的大小而变化。
第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5可以被包括在触摸电源电路TPC内,或者可以被安装在印刷电路板(PCB)上。在这种情况下,触摸电源电路TPC可以安装在印刷电路板上。
图18是示出在第一触摸电极驱动信号TDS1具有高频的情况下,在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中用于无时间驱动的主要信号TDS1、Vdata、VGL_M、VGH_M和Vgate的信号波形的图,并且图19是示出在第一触摸电极驱动信号TDS1具有低频的情况下,在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中用于无时间驱动的主要信号TDS1、Vdata、VGL_M、VGH_M和Vgate的信号波形的图。
第一触摸电极驱动信号TDS1的频率可以被设置为更高或更低。也就是说,第一触摸电极驱动信号TDS1的时段T可以被设置为更短或更长。
如图18所示,第一触摸电极驱动信号TDS1的时段T可以比预定水平时段短。如图19所示,第一触摸电极驱动信号TDS1的时段T可以比预定水平时段长。
这里,预定水平时段可以是1H、2H、3H等。在下文中,作为示例,将预定水平时段描述为1H。
参照图18和图19,在根据无时间驱动方法同时执行显示驱动和触摸驱动的情况下,数据信号Vdata可以是由具有第一脉冲宽度W1的第一脉冲PULSE1和具有第二脉冲宽度W2的第二脉冲PULSE2组成的组合信号。这里,第二脉冲宽度W2可以比第一脉冲宽度W1宽。
参照图18和图19,数据信号Vdata的电压可以在驱动电压AVDD和基极电压AVSS之间改变。
如图18所示,在第一触摸电极驱动信号TDS1的时段T比预定水平时段(例如,1H)短的情况下,数据信号Vdata的第一脉冲PULSE1可以分别具有其幅度与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的一部分。第一脉冲PULSE1的第一脉冲宽度W1可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的脉冲宽度相对应。
如图19所示,在第一触摸电极驱动信号TDS1的时段T比预定水平时段(例如,1H)长的情况下,数据信号Vdata的第二脉冲PULSE2可以具有其幅度与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应的一部分。第二脉冲PULSE2的第二脉冲宽度W2可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的脉冲宽度相对应。
参照图18和图19,从触摸电源电路TPC提供给选通驱动电路GDC的截止电平栅极电压VGL_M的频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。从触摸电源电路TPC提供给选通驱动电路GDC的导通电平栅极电压VGH_M的频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
参照图18和图19,截止电平栅极电压VGL_M和导通电平栅极电压VGH_M中的每一个的幅度可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相同或在公差范围内。
参照图18,施加到选通线GL的选通信号Vgate可以是在其中打开了对应的选通线GL的水平时段1H期间的导通电平栅极电压VGH_M,同时可以是在除了其中打开了对应的选通线GL的水平时段1H之外的其余时段期间的导通电平栅极电压VGL_M。选通信号Vgate可以是通过将与打开对应的选通线GL所需的幅度相对应的电压ΔVgate加到导通电平栅极电压VGH_M而获得的信号。与打开对应的栅极线GL所需的幅度相对应的电压ΔVgate可以是呈DC电压形式的高电平栅极电压VGH和低电平栅极电压VGL之间的电压差。
参照图18,在打开对应的选通线GL的水平时段1H期间,施加到选通线GL的选通信号Vgate是呈调制信号形式的截止电平栅极电压VGL_M被叠加在导通电平栅极电压VGH上的信号。在除水平时段1H之外的其余时段中,选通信号Vgate是呈调制信号形式的截止电平栅极电压VGL_M。这里,呈调制信号形式的截止电平栅极电压VGL_M的频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
参照图19,在打开对应的选通线GL的水平时段1H期间,施加到选通线GL的选通信号Vgate是其中与打开对应的选通线GL所需的幅度相对应的电压ΔVgate叠加在呈调制信号的形式的截止电平栅极电压VGL_M上的信号。在除了水平时段1H之外的其余时段中,选通信号Vgate是呈调制信号形式的截止电平栅极电压VGL_M。这里,呈调制信号形式的截止电平栅极电压VGL_M的频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应。
图20是示出在根据实施方式的触摸屏显示装置的无时间驱动系统中通过伽玛调制对数据线DL执行无时间驱动的伽玛块GMA的另一示例的图。
参照图20,在数据驱动中不执行极性反转驱动的情况下,数据驱动电路DDC中的伽玛块GMA可以包括:数模转换器DAC,该数模转换器DAC接收数字图像信号,接收其频率和相位与第一触摸电极驱动信号TDS1的频率和相位相对应的第一伽玛参考电压EGBI1_M和第二伽玛参考电压EGBI2_M,并且响应于第一伽玛参考电压EGBI1_M和第二伽玛参考电压EGBI2_M将数字图像信号转换为模拟图像信号;以及输出缓存电路BUF,该输出缓冲电路BUF接收模拟图像信号并将数据信号Vdata输出到数据线DL。
数模转换器DAC可以包括电阻器串RS、开关SW等。
输出缓存电路BUF可以在将驱动电压AVDD和基极电压AVSS分别施加到其H节点和L节点的情况下进行操作。
第一伽玛参考电压EGBI1_M可以被设置为高于第二伽玛参考电压EGBI2_M。
第二伽玛参考电压EGBI2_M的低电平电压可以被设置为高于基极电压AVSS。
第一伽玛参考电压EGBI1_M的低电平电压与驱动电压AVDD之间的差可以被设置为等于或大于第一伽玛参考电压EGBI1_M的幅度。
图21和图22是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的笔感测操作的图。
在空白时间期间,不执行显示驱动。
在空白时间期间,针对用于手指感测的触摸驱动,触摸驱动电路TDC可以将具有恒定脉冲宽度的规则脉冲信号形式的第三触摸电极驱动信号TDS3提供给触摸电极TE。
在一些情况下,如图21所示,在空白时间期间,触摸驱动电路TDC可以将具有可变脉冲宽度的不规则脉冲信号的形式的第四触摸电极驱动信号TDS4输出到多个触摸电极TE的全部或一部分。
这里,第四触摸电极驱动信号TDS4可以是触摸屏显示装置发送到笔以进行笔感测的信标信号。
这样的信标信号是笔感测所需的信息通过其从触摸屏显示装置发送到笔的信号。例如,信标信号可以表示(或包括)面板信息、笔驱动定时信息等。
参照图22,在活动时间中以及在其中将呈DC电压形式的第二触摸电极驱动信号TDS2输出到多个触摸电极TE的情况(情况2)下,触摸驱动电路TDC可以经由显示面板DISP从笔接收笔信号PDS。
笔信号PDS可以是具有恒定脉冲宽度的规则脉冲信号或具有可变脉冲宽度的不规则脉冲信号。
在触摸驱动电路TDC通过接收呈规则脉冲信号形式的笔信号PDS来输出感测数据的情况下,触摸控制器TCR可以使用感测数据来检测笔的位置、倾斜或其组合中的至少一个。
在触摸驱动电路TDC通过接收呈不规则脉冲信号形式的笔信号PDS来输出感测数据的情况下,触摸控制器TCR可以使用感测数据获得笔的各种附加信息。这里,笔的各种附加信息可以包括例如压力(书写压力)、笔标识符(ID)、按钮信息、电池信息、功能信息或其组合中的至少一项。笔的这些各种附加信息可以由笔信号PDS的脉冲表示。
根据实施方式的上述触摸屏显示装置的驱动方法可以简要地描述为包括以下步骤:步骤S2510,响应于与施加到设置在显示面板DISP中的触摸电极TE的第一触摸电极驱动信号TDS1同步调制的伽玛参考电压EGBI_M将数字图像信号转换为模拟图像信号,并且以第一幅度AMP1摆动;以及步骤S2520,将与转换后的模拟图像信号相对应的数据信号Vdata输出到设置在显示面板DISP中的数据线DL。
第一触摸电极驱动信号TDS1可以是在活动时间内施加到触摸电极TE的信号。
与第一触摸电极驱动信号TDS1同步地被调制的伽玛参考电压EGBI_M可以指示伽玛参考电压EGBI_M和第一触摸电极驱动信号TDS1以相同的频率摆动并且具有相同的相位。
另外,伽玛参考电压EGBI_M的幅度可以与第一触摸电极驱动信号TDS1的第一幅度AMP1相对应。
图23是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的应用示例的图。
参照图23,在根据实施方式的触摸屏显示装置中,触摸驱动电路TDC和数据驱动电路DDC可以被包括在触摸/数据驱动电路TDIC中。
根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括一个或更多个触摸/数据驱动电路TDIC。
触摸/数据驱动电路TDIC中的每一个都可以直接安装在显示面板DISP的外围区域上。
另选地,触摸/数据驱动电路TDIC中的每一个可以安装在电连接到显示面板DISP的外围部分的电路膜SF上。可以在电路膜SF中设置将触摸/数据驱动电路TDIC电连接到显示面板DISP上的数据线DL和触摸线TL的信号线。电路膜SF可以是柔性印刷电路。
电路膜SF的一部分可以电连接到显示面板DISP,而电路膜SF的另一部分可以电连接到印刷电路板PCB。印刷电路板PCB可以容许(allow)诸如显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR的各种组件,或者可以电连接到诸如显示控制器DCTR和触摸控制器TCTR的各种组件。
另外,设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以以矩阵的形式布置。例如,显示面板DISP可以包括45条触摸电极线TEL#1至TEL#45。
图24是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路TDC的配置的图。
参照图24,根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路TDC可以包括:第一多路复用器电路MUX1、包括多个感测单元SU的感测单元块SUB、第二多路复用器电路MUX2、模数转换器ADC等。
第一多路复用器电路MUX1可以包括一个或更多个多路复用器。第二多路复用器电路MUX2可以包括一个或更多个多路复用器。
参照图24,感测单元块SUB中的感测单元SU中的每一个可以包括前置放大器Pre-AMP、积分器INTG、采样和保持电路SHA等。
前置放大器Pre-AMP可以检测来自触摸电极TE的信号(该触摸电极被选为感测目标并且被连接到前置放大器Pre-AMP),并且输出检测到的信号。
前置放大器Pre-AMP的输出信号可以输入到积分器INTG。积分器INTG可以通过积分输入信号来输出积分值。从积分器INTG输出的积分值可以输入到采样和保持电路。采样和保持电路在其中存储输入信号(即,积分值)。
第二多路复用器电路MUX2从多个感测单元SU中选择一个感测单元SU,并输出存储在所选择的感测单元SU的采样和保持电路中的信号。模数转换器ADC通过将经由第二多路复用器电路MUX2输入的信号转换为数字值来生成感测值。触摸驱动电路TDC输出包括由模数转换器ADC生成的感测值的感测数据。
触摸控制器TCTR可以基于感测数据检测手指触摸、触摸位置或其组合中的至少一个,或者可以检测诸如触摸、触摸位置、倾斜的与笔触摸有关的信息以及与笔200有关的附加信息。
上述的前置放大器Pre-AMP可以是电荷放大器。前置放大器Pre-AMP可以是用于感测单个触摸电极TE的单端电荷放大器,或者可以是用于差分地感测两个触摸电极TE的呈电荷放大器的形式的差分放大器。
图25是示出根据实施方式的在触摸屏显示装置的触摸驱动电路TDC中具有单一感测模式的感测单元SU的图。
参照图25,触摸驱动电路TDC中的感测单元SU可以感测单个触摸电极TE。这将被称为单一感测模式。
在单一感测模式的情况下,感测单元SU可以包括作为前置放大器Pre-AMP的单端电荷放大器CAMP、积分器INTG、采样和保持电路SHA等。
电荷放大器CAMP可以包括运算放大器和反馈电容器Cfb。触摸电极驱动信号TDS通过第一输入端口I1输入到电荷放大器CAMP。电荷放大器CAMP可以通过第二输入端口I2输出输入的触摸电极驱动信号TDS,以通过相应的触摸线TL发送到相应的触摸电极TE。
第一输入端口I1可以是非反相输入端口,而第二输入端口I2可以是反相输入端口。第一输入端口I1和第二输入端口I2是具有相反极性的端口(或端子)。必须将参考电压施加到第二输入端口I2,以使电荷放大器CAMP正常工作。提供给触摸电极TE的触摸电极驱动信号TDS用作参考电压。
电荷放大器CAMP可以通过反相输入端口I2从相应的触摸电极TE接收触摸感测信号。也就是说,由施加有触摸电极驱动信号TDS的触摸电极TE生成的电荷被输入到电荷放大器CAMP的反相输入端口I2。然后,反馈电容器Cfb被充电。响应于反馈电容器Cfb被充电,信号通过电荷放大器CAMP的输出端口OUT输出。
积分器INTG通过对电荷放大器CAMP的输出信号进行积分来输出积分值。采样和保持电路SHA存储与积分值相对应的信号,并且通过第二多路复用器电路MUX2将该信号输出到模数转换器ADC。
图26是示出根据实施方式的在触摸屏显示装置的触摸驱动电路TDC中具有差分感测模式的感测单元SU的图。
参照图26,触摸驱动电路TDC中的感测单元SU可以对两个触摸电极TE1和TEL2进行差分感测。这将被称为差分感测模式。在要被差分感测的两个触摸电极TE1和TEL2中,一个触摸电极TE2是感测触摸电极Sensing TE,而另一触摸电极TE1是用作感测触摸电极Sensing TE的参考的参考触摸电极Reference TE。
在差分感测模式的情况下,感测单元SU可以包括差分放大器DAMP、积分器INTG、采样和保持电路SHA等。
差分放大器DAMP可以通过经由参考输入端口di1和感测输入端口di2对从第一触摸电极TE1和第二触摸电极TE2接收的第一输入信号和第二输入信号进行差分放大来输出差分感测信号。
在差分放大器DAMP中,参考输入端口di1是与参考触摸电极Reference TE电连接的输入端口,而感测输入端口di2是与感测触摸电极Sensing TE电连接的输入端口。在差分放大器DAMP中,参考输入端口di1可以是非反相输入端口,而感测输入端口di2可以是反相输入端口。参考输入端口di1和感测输入端口di2可以是具有相反极性的端口(或端子)。
差分放大器DAMP可能具有单个输出端口。
在某些情况下,差分放大器DAMP可以具有两个输出端口do1和do2。在这种情况下,差分放大器DAMP的差分感测信号可以包括第一输出信号和第二输出信号。这种差分放大器DAMP可以是全差分放大器。
从差分放大器DAMP的两个输出端口do1和do2输出的第一输出信号和第二输出信号之间的差可以与第一输入信号和第二输入信号之间的差成比例。
在差分放大器DAMP中,第一电容器Ca可以连接到参考输入端口di1和第一输出端口do1,并且第二电容器Cb可以连接到感测输入端口di2和第二输出端口do2。
例如,在感测单元SU中,在第二触摸电极TE2被指定为感测触摸电极并且第一触摸电极TE1被指定为参考触摸电极的情况下,使用差分放大器DAMP的一次性差分感测的结果是第二触摸电极TE2(即,感测触摸电极)的感测结果。
之后,在需要第一触摸电极TE1的感测结果的情况下,通过将第一触摸电极TE1指定为感测触摸电极并且将第二触摸电极TE2指定为参考触摸电极,感测单元SU可以再次执行差分感测。
另外,在触摸屏显示装置在显示驱动期间执行触摸驱动的情况下,显示驱动可能导致数据线DL和选通线GL中的电压改变,从而在触摸电极TE中可能出现电压变化或寄生电容。当使用差分感测时,通过两个触摸电极TE1和TE2的差分感测可以消除在同时驱动中在触摸电极TE中出现的不必要的现象,从而提高触摸灵敏度。
图27是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的差分感测的图。
参照图27,根据实施方式的触摸屏显示装置的一个或更多个触摸驱动电路TDC可以设置在显示面板DISP的一侧。与一个或更多个触摸驱动电路TDC电连接的显示面板DISP的一侧可以是显示面板DISP的上侧、下侧、右侧或左侧。在下文中,为简洁起见,将与一个或更多个触摸驱动电路TDC电连接的显示面板DISP的一侧称为显示面板DISP的下侧。另外,为了便于区分位置或方向,在本文中可以使用诸如“上方(上)”、“下方(下)”、“右侧”和“左侧”的空间相对术语,但应解释为涵盖不同的位置或方向。
参照图27,在多条触摸电极线TEL#1至TEL#45中,靠近显示面板DISP的底部的一条或更多条触摸电极线(例如,TEL#44和TEL#45)所在的区域将被称为感测边缘区域SEA。
参照图27,触摸屏显示装置必须指定要与其比较的感测触摸电极Sensing TE和参考触摸电极Reference TE,以能够进行差分感测。在这方面,触摸屏显示这种将位于感测触摸电极Sensing TE“下方”的触摸电极TE指定为参考触摸电极Reference TE。
这里,位于感测触摸电极Sensing TE“下方”的参考触摸电极Reference TE是在靠近感测触摸电极Sensing TE的两个触摸电极中,位于更靠近与显示面板DISP的一侧(例如,底部)连接的触摸驱动电路TDC的触摸电极。
参照图27,在触摸屏显示装置通过使用感测触摸电极Sensing TE和直接位于感测触摸电极Sensing TE“下方”的参考触摸电极Reference TE来执行差分感测的情况下,相对于触摸电极TE45被差分感测的参考触摸电极TE(即,最下方的触摸电极线TEL#45中包括的“底边缘触摸电极”),可以是位于底边缘触摸电极TE45上方几行的触摸电极TE的触摸电极TE,而不是直接与底边缘触摸电极TE45相邻。
在示例中,相对于触摸电极TE45被差分感测的参考触摸电极Reference TE可以是包括在最上方的触摸电极线TEL#1中的上边缘触摸电极TE。
在另一示例中,相对于触摸电极TE45被差分感测的参考触摸电极Reference TE可以是包括在第二触摸电极线TEL#2和第44触摸电极线TEL#44之间的触摸电极线中的触摸电极TE。在这种情况下,例如,如图27所示,相对于触摸电极TE45被差分感测的参考触摸电极参考TE可以是位于底边缘触摸电极TE45上方10行的第35触摸电极TE TE35。
例如,在第一感测时间段tSEN1期间,用于差分感测的一对触摸电极(感测触摸电极-参考触摸电极)可以包括TE37-TE38、TE39-TE40、TE41-TE42、TE43-TE44、TE45-TE35等。
在不同于第一感测时间段tSEN1的第二感测时间段tSEN2中,用于差分感测的触摸电极对(感测触摸电极-参考触摸电极)可以包括TE37-TE38、TE39-TE40、TE41-TE42、TE43-TE44、TE45-TE35等。
图28是示出图27的差分感测中的信道特定的时间常数的图。这里,信道#1至#45对应于触摸电极线TEL#1至TEL#45。
参照图28,信道特定时间常数是触摸电极TE根据触摸电极线TEL#1至TEL#45具有的时间常数RC。电连接到触摸驱动电路TDC的触摸线TL根据触摸电极线TEL#1至TEL#45具有不同的长度。
例如,连接第45触摸电极线TEL#45中包括的触摸电极TE和触摸驱动电路TDC的触摸线TL45的长度短于连接第一触摸电极线TEL#1中包括的触摸电极TE和触摸驱动电路TDC的触摸线TL1的长度。因此,参照图28,第45触摸电极线TEL#45中包括的触摸电极TE具有30ns的最小时间常数。第一触摸电极线TEL#1中包括的触摸电极TE具有250ns的最大时间常数。
参照图28,在感测触摸电极Sensing TE不是底部触摸电极TE45的情况下,在感测触摸电极Sensing TE和直接位于感测触摸电极Sensing TE下方的参考触摸电极ReferenceTE的差分感测中,感测触摸电极Sensing TE与参考触摸电极Reference TE之间的时间常数RC的偏差约为5ns。
然而,在感测触摸电极Sensing TE是底部触摸电极TE45的情况下,在通过几条线进行的底部触摸电极TE45和位于参考触摸电极Reference TE上方的触摸电极TE35的差分感测中,感测触摸电极Sensing TE与参考触摸电极Reference TE之间的时间常数RC的偏差约为50ns。
如上所述,可以理解的是,当执行差分感测时,感测触摸电极TE45(即,底部触摸电极)的参考触摸电极Reference TE的时间常数80ns比感测触摸电极TE45(即,底部触摸电极)的时间常数30ns显著增加了166%。由于这种时间常数的增加,触摸屏显示装置从感测边缘区域SEA获得的感测数据可能是无意义且异常的,因此,触摸感测本身可能是不可能的。
在下文中,将在这里描述不仅能够减小感测边缘区域SEA中的不良触摸灵敏度,而且能够改善触摸感测性能的多种方法。
在下文中,将提出用于减少感测边缘区域SEA中的不良触摸灵敏度的三种方法。这三种方法可以包括:1)控制差分感测顺序的方法,2)使用触摸驱动电路TDC的内部校正电阻器的方法以及3)控制信号特性的方法。
1)基于差分感测顺序的差分感测
图29和图30是示出根据实施方式的基于差分感测顺序控制的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能,并且图31是示出图29和图30所示的差分检测方法中的信道特定时间常数的图。
参照图29,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括:显示面板DISP,该显示面板DISP包括多条数据线DL、多条选通线GL、多个触摸电极TE和多条触摸线TL;以及触摸驱动电路TDC,该触摸驱动电路TDC位于显示面板DISP的一侧,并通过多条触摸线TL电连接到触摸电极TE,并且对从多个触摸电极TE中选择的两个触摸电极TE进行差分感测。
参照图29,触摸屏显示装置必须指定要与其比较的感测触摸电极Sensing TE和参考触摸电极Reference TE。
参照图29,触摸屏显示装置可以以与图27所示的差分感测相反的顺序执行差分感测。在这方面,触摸屏显示装置将位于感测触摸电极Sensing TE“上方”的触摸电极TE指定为参考触摸电极Reference TE。
位于感测触摸电极Sensing TE“上方”的参考触摸电极Reference TE是靠近感测触摸电极Sensing TE的两个触摸电极TE中位于距连接到显示面板DISP的一侧(例如,底部)的触摸驱动电路TDC更远的触摸电极TE。
参照图29,当触摸屏显示装置通过使用感测触摸电极Sensing TE和直接位于感测触摸电极Sensing TE“上方”的参考触摸电极Reference TE来执行差分感测时,相对于触摸电极TE1要被差分感测的参考触摸电极Reference TE(即,包括在最上面的触摸电极线TEL#45中的“顶部边缘触摸电极”),可以是位于顶部边缘触摸电极TE1下方几行的触摸电极TE,而不是直接与顶部边缘触摸电极TE1相邻。
在示例中,相对于顶部边缘触摸电极TE1要被差分感测的参考触摸电极ReferenceTE可以是包括在最下面的触摸电极线TEL#45中的底部边缘触摸电极TE45。
在另一示例中,相对于上边缘触摸电极TE1差分感测的参考触摸电极ReferenceTE可以是包括在第二触摸电极线TEL#2和第44触摸电极线TEL#44之间的触摸电极线中的触摸电极TE。在这种情况下,例如,如图29所示,相对于上边缘触摸电极TE1要被差分感测的参考触摸电极Reference TE可以是位于上边缘触摸电极TE1下方10行的第11触摸电极TE11。
例如,在第一感测时间段tSEN1期间,用于差分感测的触摸电极对(感测触摸电极-参考触摸电极)可以包括T2-T1、T4-T3、T6-T5、T8-T7、T10-T9等。
在与第一感测时间段tSEN1不同的第二感测时间段tSEN2期间,用于差分感测的触摸电极对(感测触摸电极-参考触摸电极)可以包括T3-T2、T5-T4、T7-T6、T9-T8等。
参照图30以概括的方式简要描述,设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以包括n个触摸电极TE(其中,在图29中n=11)。
n个触摸电极TE中的第一触摸电极TE1可以位于距触摸驱动电路TDC最远的位置。n个触摸电极TE中的第n触摸电极TEn可以被设置为最靠近触摸驱动电路TDC。
这里,根据图29所示的显示面板DISP的触摸电极布置结构,以及相对于上边缘触摸电极TE1要被差分感测的参考触摸电极Reference TE是位于下方10行的第11触摸电极TE11的情况,第一触摸电极TE1可以是包括在第一触摸电极线TEL#1、第12触摸电极线TEL#12、第23触摸电极线TEL#23、第34触摸电极线TEL#34等中的触摸电极。第n触摸电极TEn可以是包括在第11触摸电极线TEL#11、第22触摸电极线TEL#22、第33触摸电极线TEL#33、第44触摸电极线TEL#44等中的触摸电极。
在第一感测时间段tSEN1期间,触摸驱动电路TDC可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极Sensing TE的第三触摸电极TE3和从n个触摸电极TE1至Ten中被选为参考触摸电极Reference TE的第二触摸电极TE2进行差分感测
在第一感测时间段tSEN1期间,触摸驱动电路TDC可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极Sensing TE的第一触摸电极TE1和从n个触摸电极TE1至TEn中被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极Ten进行差分地感测。
在不同于第一感测时间段tSEN1的第二感测时间段tSEN2期间,触摸驱动电路TDC可以通过从n个触摸电极TE中选择第n触摸电极TEn作为用于差分感测的感测触摸电极Sensing TE,并选择第(n-1)触摸电极TE作为用于差分感测的参考触摸电极Reference TE,来差分地感测第n触摸电极TEn和第(n-1)触摸电极TE。
在不同于第一感测时间段tSEN1的第二感测时间段tSEN2期间,触摸驱动电路TDC可以通过从n个触摸电极TE中选择第二触摸电极TE作为用于差分感测的感测触摸电极Sensing TE,并且选择第一触摸电极TE1作为用于差分感测的参考触摸电极Reference TE,来差分地感测第二触摸电极TE和第一触摸电极TE1。
第一触摸电极TE1的时间常数可以大于第n触摸电极TEn的时间常数。第一触摸电极TE1和第n触摸电极TEn之间的时间常数的偏差可以大于第二触摸电极TE和第一触摸电极TE1之间的时间常数的偏差。在n个触摸电极TE中,第一触摸电极TE1和第n触摸电极TEn之间的时间常数的偏差可以大于第(n-1)触摸电极TE与第n触摸电极TEn之间的时间常数的偏差。
在第一触摸电极TE1为感测触摸电极且第n触摸电极TEn为参考电极的触摸电极对中,用作参考触摸电极的第n触摸电极TEn的时间常数可以小于用作感测触摸电极的第一触摸电极TE1的时间常数。
然而,在除了第一触摸电极TE1为感测触摸电极并且第n触摸电极TEn为参考触摸电极的触摸电极对以外的触摸电极对中,参考触摸电极的时间常数可以大于感测触摸电极的时间常数。
参照图31,第一触摸电极TE1的时间常数250ns可以大于第十一触摸电极TE11的时间常数200ns。
参照图31,第一触摸电极TE1和第十一触摸电极TE11之间的时间常数的偏差50ns可以大于第二触摸电极TE和第一触摸电极TE1之间的时间常数的偏差5ns。第一触摸电极TE1和第十一触摸电极TE11之间的时间常数的偏差50ns可以大于第十触摸电极TE和第十一触摸电极TE11之间的时间常数的偏差5ns。
可以理解的是,与感测触摸电极TE1(即,顶部触摸电极)的参考触摸电极Reference TE相关的时间常数200ns比感测触摸电极TE1(即,顶部触摸电极)的时间常数250ns减小了约20%。与图28中的时间常数的相对较大的增加相比,这种时间常数的减小可以被认为是显著的。因此,触摸屏显示装置可以通过差分感测顺序控制从感测边缘区域SEA获得适当的感测数据,并且因此,可以显著提高触摸感测性能。
图32是示出根据实施方式的触摸屏显示装置的驱动方法的流程图。
参照图32,根据实施方式的触摸屏显示装置的驱动方法可以包括以下步骤:差分检测步骤S3210,在该差分检测步骤S3210中通过触摸驱动电路TDC对从多个触摸电极TE中选择的两个触摸电极TE进行差分检测,即,基于差分检测顺序控制的差分检测;触摸感测步骤S3220,在该触摸感测步骤S3220种根据差分感测的结果来检测触摸;等等。
设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以包括依设置的n个触摸电极TE(在图29中,n=11)。
n个触摸电极TE中的第一触摸电极TE1可以被设置为距触摸驱动电路TDC最远。n个触摸电极TE中的第n触摸电极TEn可以被设置为最靠近触摸驱动电路TDC。
在步骤S3210中,触摸驱动电路TDC可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极Sensing TE的第三触摸电极TE3和从n个触摸电极TE1至TEn中被选为参考触摸电极Reference TE的第二触摸电极TE2进行差分感测。第二触摸电极TE2位于第三触摸电极TE3的正上方。
在步骤S3210中,触摸驱动电路TDC可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极Sensing TE的第一触摸电极TE1和从n个触摸电极TE1至TEn中被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极Ten进行差分感测。
根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸驱动电路TDC可以包括:差分放大器DAMP,该差分放大器DAMP差分地感测从多个触摸电极TE中选择的两个触摸电极TE;模数转换器ADC,该模数转换器ADC基于差分放大器DAMP的输出信号来输出感测值;等等。
触摸驱动电路TDC可以位于显示面板DISP的一侧。
设置在显示面板DISP中的多个触摸电极TE可以包括依次设置的n个触摸电极TE(其中,图29中的n=11)。
n个触摸电极TE中的第一触摸电极TE1可以被设置为距触摸驱动电路TDC最远。n个触摸电极TE中的第n触摸电极TEn可以被设置为最靠近触摸驱动电路TDC。
差分放大器DAMP可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极SensingTE的第三触摸电极TE3和从n个触摸电极TE1至TEn中被选为参考触摸电极Reference TE的第二触摸电极TE2进行差分感测。第二触摸电极TE2位于第三触摸电极TE3的正上方。
差分放大器DAMP可以对从n个触摸电极TE1至TEn中被选为感测触摸电极SensingTE的第一触摸电极TE1和从n个触摸电极TE1至TEn中被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极Ten进行差分感测。
根据如上所述的触摸屏显示装置,其驱动方法和触摸驱动电路TDC,通过差分感测序列控制可以从感测边缘区域SEA获得适当的数据,并且因此可以显著改善触摸感测性能。
2)触摸驱动电路中基于内部校正电阻的差分感测
图33和图34是示出根据实施方式的基于触摸驱动电路TDC内的校正电阻的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为提高触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能。
参照图33和图34,触摸驱动电路TDC可以包括:差分放大器DAMP,该差分放大器DAMP差分地感测从多个触摸电极TE中选择的两个触摸电极TE;以及第一校正电阻器R1和第二校正电阻器R2,第一校正电阻器R1和第二校正电阻器R2电连接在两个触摸电极TE和差分放大器DAMP之间。
参照图33,在第一感测定时时段tSEN1期间,差分放大器DAMP可以对由第一多路复用器电路MUX1选择作为感测触摸电极Sensing TE的第一触摸电极TE1和由第一多路复用器电路MUX1选择作为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极Ten进行差分感测。
第一校正电阻器R1可以电连接在被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极TEn与差分放大器DAMP之间。
更具体地,第一校正电阻器R1可以电连接在连接到被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极TEn的触摸线TL和差分放大器DAMP的参考输入端口di1之间。
第二校正电阻器R2可以电连接在被选为感测触摸电极感测TE的第一触摸电极TE1和差分放大器DAMP之间。
更具体地,第二校正电阻器R2可以电连接在连接到被选为感测触摸电极SensingTE的第一触摸电极TE1的触摸线TL和差分放大器DAMP的感测输入端口di2之间。
第一校正电阻器R1和第二校正电阻器R2中的每一个可以是可变电阻器,其电阻可以可变地设置。
在第一感测时间段tSEN1期间,第一校正电阻器R1的电阻可以高于第二校正电阻器R2的电阻(R1的电阻>R2的电阻)。
因此,在被选为参考触摸电极Reference TE的第n触摸电极TEn与差分放大器DAMP的参考输入端口di1之间存在的时间常数和在被选为感测触摸电极Sensing TE的第一触摸电极TE1与差分放大器DAMP的感测输入端口di2之间存在的时间常数可以与可减小触摸灵敏度降低的水平相同或相似。
参照图34,在不同于第一感测时间段tSEN1的第二感测时间段tSEN2期间,差分放大器DAMP可以对被选为感测触摸电极Sensing TE的第n触摸电极TEn和被选为参考触摸电极Reference TE的第(n-1)触摸电极TE(n-1)进行差分感测。
第一校正电阻器R1可以电连接在被选作参考触摸电极Reference TE的第(n-1)触摸电极TE(n-1)和差分放大器DAMP之间。
更具体地,第一校正电阻器R1可以电连接在连接到被选为参考触摸电极Reference TE的第((n-1))个触摸电极TE((n-1))的触摸线TL和差分放大器DAMP的参考输入端口di1之间。
第二校正电阻器R2可以电连接在被选为感测触摸电极Sensing TE的第n触摸电极TEn与差分放大器DAMP之间。
更具体地,第二校正电阻器R2可以电连接在连接到被选为感测触摸电极SensingTE的第n个触摸电极TEn的触摸线TL和差分放大器DAMP的感测输入端口di2之间。
在第二感测时间段tSEN2期间,第二校正电阻器R2的电阻可以高于第一校正电阻器R1的电阻(R2的电阻>R1的电阻)。
因此,在被选为参考触摸电极Reference TE的第(n-1)触摸电极TE(n-1)与差分放大器DAMP的参考输入端口di1之间存在的时间常数和在被选为感测触摸电极Sensing TE的第n触摸电极TEn与感测输入端口di2之间存在的时间常数可以与可减小触摸灵敏度降低的水平相同或相似。
3)基于信号特征控制的感测
3-1)与第一电源电路有关的基于信号特性控制的感测
图35和图36是示出根据实施方式的基于与第一电源电路PWR1有关的信号特性控制的感测方法的图,该感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能。
参照图35,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括:显示面板DISP,该显示面板DISP包括多条数据线DL、多条选通线GL和多个触摸电极TE;选通驱动电路GDC,该选通驱动电路GDC将选通信号Vgate依次输出到多条选通线GL;数据驱动电路DDC,该数据驱动电路DDC将响应于伽玛参考电压EGBI_M从数字图像信号转换而来的数据信号Vdata输出到多条数据线DL;以及触摸驱动电路TDC,该触摸驱动电路TDC将触摸电极驱动信号TDS输出到多个触摸电极TE中的至少一个触摸电极TE。
参照图35,根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸电源电路可以包括:第一电源电路PWR1,该第一电源电路PWR1将触摸电极驱动信号TDS提供给触摸驱动电路TDC;以及第二电源电路PWR2,该第二电源电路PWR2将与触摸电极驱动信号TDS同步调制的伽玛参考电压EGBI_M提供给数据驱动电路DDC。
参照图35,第一电源电路PWR1输出触摸电极驱动信号TDS、调制的截止电平栅极电压等。从第二电源电路PWR2输出伽玛参考电压EGBI_M、半驱动电压HVDD_M和调制的导通电平栅极电压VGH_M。
数据驱动电路DDC存储从显示控制器DCTR输入的图像数据Data,使用从第二电源电路PWR2输出的伽玛参考电压EGBI_M和半驱动电压HVDD_M执行数模转换,执行信号放大等,并因此输出数据信号Vdata。
如上所述,在经过数据驱动电路DDC中的多个相对复杂的处理之后,数据信号Vdata被提供给显示面板DISP。因此,在从第二电源电路PWR2输出伽玛参考电压EGBI_M和半驱动电压HVDD_M的时间点起,在将数据信号Vdata实际施加到显示面板DISP之前,可能需要大量的时间。
相反,触摸驱动电路TDC将从第一电源电路PWR1输出的触摸电极驱动信号TDS提供给显示面板DISP,而无需相对复杂的处理。
因此,从从第一电源电路PWR1输出触摸电极驱动信号TDS的时间点起,不需要将触摸电极驱动信号TDS实际施加到显示面板DISP上的大量时间。
在同时进行显示驱动和触摸驱动的情况(情况1)下,如图18或图19所示,必须根据触摸电极驱动信号TDS的摆动特性(例如,频率、幅度或相位)来调制数据信号Vdata。
然后,当从数据信号Vdata中省略触摸电极驱动信号TDS时,可以恢复用于图像显示的原始数据信号,意识得可以适当地启用图像显示。也就是说,除非准确地执行无负载驱动,否则可能无法适当地执行图像显示。另外,除非执行准确的无负载驱动,否则可能无法执行准确的触摸感测。
然而,如上所述,由于数据信号Vdata和触摸电极驱动信号TDS之间的延迟差,可能无法执行准确的无负载驱动。
在这方面,根据实施方式的触摸屏显示装置可以控制关于第一电源电路PWR1的信号特性。
参照图35,根据实施方式的触摸屏显示装置还可以包括至少一个电阻器Rs,该电阻器Rs设置在通过触摸驱动电路TDC将触摸电极驱动信号TDS从第一电源电路PWR1传送到显示面板DISP的路径上。
至少一个电阻器Rs是控制从第一电源电路PWR1输出的触摸电极驱动信号TDS的信号特性(例如,电压变化率/梯度、上升率/梯度或下降率/梯度)的装置。
至少一个电阻器Rs可以直接连接到第一电源电路PWR1的输出端口,或者可以存在于电源电路PWR1和触摸驱动电路TDC之间的信号线(可能是设置在PCB或SF上的信号线)上。
在从第一电源电路PWR1输出的触摸电极驱动信号TDS被施加到显示面板DISP之前,至少一个电阻器Rs可以强制延迟从第一电源电路PWR1输出的触摸电极驱动信号TDS,或者强制引起信号路径中的信号传送延迟。
延迟电阻器Rs可以设置在触摸电极驱动信号TDS被传送到所有触摸电极TE的路径上。延迟电阻器Rs可以选择性地设置在触摸电极驱动信号TDS被传送到远离触摸驱动电路TDC的触摸电极TE的路径上。
参照图36,触摸电极驱动信号TDS在延迟电阻Rs与显示面板DISP之间的电压变化梯度可以小于触摸电极驱动信号TDS在第一电源电路PWR1与延迟电阻Rs之间的电压变化梯度。
从第一电源电路PWR1输出的触摸电极驱动信号TDS可以在经过延迟电阻器Rs之后具有较低的电压变化率的信号波形。也就是说,延迟电阻器Rs可以强制在第一电源电路PWR1和触摸驱动电路TDC之间的触摸电极驱动信号TDS中引起传送延迟。
延迟电阻器Rs可以设置在第一电源电路PWR1和触摸驱动电路TDC之间的印刷电路(例如,PCB或SF)上,或者可以连接到第一电源电路PWR1的输出端口。
包括第一电源电路PWR1和第二电源电路PWR2的触摸电源电路TPC可以被实现为单个TPIC。另选地,在触摸电源电路TPC的第一电源电路PWR1和第二电源电路PWR2中,第一电源电路PWR1可以被包括在TPIC中,而第二电源电路PWR2可以被设置在TPIC的外部。
3-2)与第二电源电路有关的基于信号特性控制的感测
图37和图38是示出根据实施方式的基于与第二电源电路PWR2有关的信号特性控制的感测方法的图,该感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能。图39是示出根据实施方式的在触摸屏显示装置的第二电源电路PWR2中生成导通电平栅极电压VGH_M的电路的图。
参照图37,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括:显示面板DISP,该显示面板DISP包括多条数据线DL、多条选通线GL、多个触摸电极TE和多条触摸线TL;选通驱动电路GDC,该选通驱动电路GDC将选通信号Vgate依次输出到多条选通线GL;数据驱动电路DDC,该数据驱动电路DDC将响应于伽玛参考电压EGBI_M从数字图像信号(即,图像数据)转换而来的数据信号Vdata输出到多条数据线DL;以及触摸驱动电路TDC,该触摸驱动电路TDC将触摸电极驱动信号TDS输出到多个触摸电极TE中的至少一个触摸电极TE。
参照图37,根据实施方式的触摸屏显示装置的触摸电源电路TPC可以包括:第一电源电路PWR1,该第一电源电路PWR1将触摸电极驱动信号TDS提供给触摸驱动电路TDC;以及第二电源电路PWR2,该第二电源电路PWR2将被调制为具有与触摸电极驱动信号TDS的信号特性相对应的信号特性的多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M提供给数据驱动电路DDC。多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M可以是两个伽玛参考电压或四个伽玛参考电压。在下文中,作为示例,将多个伽玛参考电压描述为四个伽玛参考电压。
多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M的一个或更多个信号特性(例如,频率、相位和幅度),可以与触摸电极驱动信号TDS的一个或更多个信号特性相同或在预定范围内。
如以上参照图17所述,触摸电源电路TPC可以包括电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5,电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5生成并输出多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M以及半驱动电压HVDD_M。
另外,触摸电源电路TPC还可包括无负载驱动块LFDB,该无负载驱动块LFDB将调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M提供给第一至第五电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5。
参照图37,电压分配电路VDC1、VDC2、VDC3、VDC4和VDC5以及无负载驱动块LFDB可以被包括在触摸电源电路TPC的第二电源电路PWR2中。
参照图37,无负载驱动块LFDB可以使用多路复用器MUX_VDD和MUX_VSS来生成例如调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M。
调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M中的每一个可以被调制为具有与触摸电极驱动信号TDS的信号波形相对应的信号波形。
调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M中的每一个可以具有诸如频率、相位或幅度的与触摸电极驱动信号TDS的摆动特性相对应的摆动特性。
参照图37,触摸屏显示装置还可以包括快速电阻器Rr,该快速电阻器Rr设置在通过其多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中的一个或更多个伽玛参考电压从触摸电源电路TPC的第二电源电路PWR2传送到数据驱动电路DDC的路径上或设置在第二电源电路PWR2中。
如上所述,快速电阻器Rr设置在生成多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中的一个或更多个伽玛参考电压的路径上或在多个伽玛参考电压EGBI_M中的一个或更多个伽玛参考电压被传送的路径上,因此,可以增加数据信号Vdata的低电压变化率。因此,数据信号Vdata的电压变化率(或电压变化梯度)可以与触摸电极驱动信号TDS的电压变化率(或电压变化梯度)相同或类似于可以使显示性能或触摸感测性能得以改善的水平。
参照图37,第二电源电路PWR2可以包括多个电压分配电路VDC1至VDC4,多个电压分配电路VDC1至VDC4输出多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M作为分配电压。
第二电源电路PWR2还可以包括电压分配电路VDC5,该电压分配电路VDC5输出半驱动电压HVDD_M作为分配电压。
多个电压分配电路VDC1至VDC5中的每一个可以包括连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间的分配电阻器。
参照图37和图15,在多个电压分配电路VDC1至VDC5中,输出最低伽玛参考电压EGBI4_M的电压分配电路VDC4中的分配电阻器R4a和R4b中的每一个,可以具有比其余的电压分配电路VDC1至VDC3和VDC5中的分配电阻R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R5a和R5b更低的电阻。
参照图37和图15,在多个电压分配电路VDC1至VDC5中,输出最低伽玛参考电压EGBI4_M的电压分配电路VDC4中的分配电阻器R4a和R4b中的每一个可以是加速数据信号Vdata的低电压变化率的快速电阻Rr。
例如,多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M可以包括第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M。
第二电源电路PWR2可以包括第一电压分配电路VDC1、第二电压分配电路VDC2、第三电压分配电路VDC3和第四电压分配电路VDC4。
第一电压分配电路VDC1包括连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间的第一分配电阻器R1a和R1b。第一电压分配电路VDC1可以在连接第一分配电阻器R1a和R1b的点处输出第一伽玛参考电压EGBI1_M作为分配电压。
第二电压分配电路VDC2包括第二分配电阻器R2a和R2b,该第二分配电阻器R2a和R2b连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间。第二电压分配电路VDC2可以在连接第二分配电阻器R2a和R2b的点处输出第二伽玛参考电压EGBI2_M作为分配电压。
第三电压分配电路VDC3包括第三分配电阻器R3a和R3b,该第三分配电阻器R3a和R3b连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间。电压分配电路VDC3可以在连接第三分配电阻器R3a和R3b的点处输出第三伽玛参考电压EGBI3_M作为分配电压。
第四电压分配电路VDC4包括连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间的第四分配电阻器R4a和R4b。第四电压分配电路VDC4可以在连接第四分配电阻器R4a和R4b的点处输出第四伽玛参考电压EGBI4_M作为分配电压。
第四伽玛参考电压EGBI4_M可以是第一伽玛参考电压EGBI1_M、第二伽玛参考电压EGBI2_M、第三伽玛参考电压EGBI3_M和第四伽玛参考电压EGBI4_M之中的最低电压值。
在第一分配电阻器R1a和R1b、第二分配电阻器R2a和R2b、第三分配电阻器R3a和R3b以及第四分配电阻器R4a和R4b中,第四分配电阻器R4a和R4b可以具有最低的电阻。
在第一分配电阻器R1a和R1b、第二分配电阻器R2a和R2b、第三分配电阻器R3a和R3b以及第四分配电阻器R4a和R4b之中,第四分配电阻器R4a和R4b可以是特意设计为具有低电阻的快速电阻器Rr。
第二电源电路PWR2还可以包括第五电压分配电路VDC5,第五电压分配电路VDC5包括连接在调制驱动电压VDD_M和调制基极电压VSS_M之间的第五分配电阻器R5a和R5b。第五电压分配电路VDC5在连接第五分配电阻器R5a和R5b的点处输出半驱动电压HVDD_M作为分配电压。
在第一分配电阻器R1a和R1b、第二分配电阻器R2a和R2b、第三分配电阻器R3a和R3b、第四分配电阻器R4a和R4b以及第五分配电阻器R5a和R5b中,第四分配电阻器R4a和R4b可以是特意设计为具有低电阻的快速电阻器Rr。
参照图37,第二电源电路PWR2的无负载驱动块LFDB可以包括:驱动多路复用器MUX_VDD,该驱动多路复用器MUX_VDD生成信号特性与触摸电极驱动信号TDS的信号特性相对应的调制驱动电压VDD_M;以及基极多路复用器MUX_VSS,该基极多路复用器MUX_VSS生成信号特性与触摸电极驱动信号TDS的信号特性相对应的调制基极电压VSS_M。
驱动多路复用器MUX_VDD接收具有预定频率、幅度、相位等的脉宽调制信号PWM,并且接收DC驱动电压VDD和DC控制驱动电压VDD+AMP。
控制驱动电压VDD+AMP是比驱动电压VDD高预定电压值AMP的电压。这里,预定电压值AMP确定调制驱动电压VDD_M的幅度。另外,预定电压值AMP与触摸电极驱动信号TDS的幅度AMP相对应。
根据脉冲宽度调制信号PWM的频率等,驱动多路复用器MUX_VDD可以通过以交替方式输出基极电压VSS和控制驱动电压VDD+AMP来生成在驱动电压VDD和控制驱动电压VDD+AMP之间以预定幅度AMP摆动的调制驱动电压VDD_M。
基极多路复用器MUX_VSS接收具有预定频率、幅度、相位等的脉宽调制信号PWM,并且接收呈DC电压形式的基极电压VSS和呈DC电压形式的控制基极电压VSS+AMP。
控制基极电压VSS+AMP比基极电压VSS高预定电压值AMP。这里,预定电压值AMP确定调制基极电压VSS_M的幅度。另外,预定电压值AMP与触摸电极驱动信号TDS的幅度AMP相对应。
根据脉宽调制信号PWM的频率等,基极多路复用器MUX_VSS可以通过以交替方式输出基极电压VSS和控制基极电压VSS+AMP来生成在基极电压VSS和控制基极电压VSS+AMP之间以预定幅度AMP摆动的调制基极电压VSS_M。
参照图38,触摸电源电路TPC中包括的第二电源电路PWR2通过使用快速电阻器Rr,从多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中生成最新的伽玛参考电压EGBI4_M,并且将伽玛参考电压EGBI4_M提供给数据驱动电路DDC。数据驱动电路DDC通过接收多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M来生成数据信号Vdata,并将数据信号Vdata提供给显示面板DISP。
参照图38,提供给显示面板DISP的数据信号Vdata的电压变化梯度可以与触摸电极驱动信号TDS的电压变化梯度相对应。也就是说,提供给显示面板DISP的数据信号Vdata可以具有其电压变化梯度与提供给显示面板DISP的触摸电极驱动信号TDS的电压变化梯度类似的信号波形。
参照图38,如果在第一分配电阻器R1a和R1b、第二分配电阻器R2a和R2b、第三分配电阻器R3a和R3b、第四分配电阻器R4a和R4b以及第五分配电阻器R5a和R5b中的第四分配电阻器R4a和R4b不是特意设计为具有低电阻的快速电阻器Rr,则提供给显示面板DISP的数据信号Vdata的电压变化梯度可以小于提供给显示面板DISP的触摸电极驱动信号TDS的电压变化梯度。也就是说,提供给显示面板DISP的数据信号Vdata可以具有其电压变化梯度低于提供给显示面板DISP的触摸电极驱动信号TDS的电压变化梯度的信号波形。
包括第一电源电路PWR1和第二电源电路PWR2的触摸电源电路TPC可以被实现为单个TPIC。另选地,在触摸电源电路TPC的第一电源电路PWR1和第二电源电路PWR2中,第一电源电路PWR1可以被包括在TPIC中,而第二电源电路PWR2可以被设置在TPIC的外部。
参照图39,第二电源电路PWR2的无负载驱动块LFDB还可以包括高栅极多路复用器MUX_VGH,该高栅极多路复用器MUX_VGH生成并输出信号特性与触摸电极驱动信号TDS的信号特性相对应的调制导通电平栅极电压VGH_M。
高栅极多路复用器MUX_VGH接收具有预定频率、幅度、相位等的脉宽调制信号PWM,并以DC电压的形式接收高电平栅极电压VGH,并以DC电压的形式接收控制和高电平栅极电压VGH+AMP。
控制和高电平栅极电压VGH+AMP比高电平栅极电压VGH高预定电压值AMP。这里,预定电压值AMP确定调制的导通电平栅极电压VGH_M的幅度。另外,预定电压值AMP与触摸电极驱动信号TDS的幅度AMP相对应。
基极多路复用器MUX_VSS可以根据脉宽调制(PWM)的频率等以交替的方式输出高电平栅极电压VGH以及控制和高电平栅极电压VGH+AMP,从而生成在高电平栅极电压VGH与控制和高电平栅极电压VGH+AMP之间以预定幅度AMP摆动的调制的导通电平栅极电压VGH_M。
图40是示出根据实施方式的基于与第一电源电路PWR1和第二电源电路PWR2有关的信号特性控制的差分感测方法的图,该差分感测方法被设计为改善触摸屏显示装置的边缘区域中的触摸感测性能。
参照图40,根据实施方式的触摸屏显示装置可以包括全部至少一个电阻器Rs和快速电阻器Rr。至少一个电阻器Rs设置在通过其触摸电极驱动信号TDS通过触摸驱动电路TDC从第一电源电路PWR1传送到显示面板DISP的路径上。快速电阻Rr设置在通过其多个伽玛参考电压EGBI1_M、EGBI2_M、EGBI3_M和EGBI4_M中的一个或更多个伽玛参考电压和半驱动电压HVDD_M从触摸电源电路TPC的第二电源电路PWR2传送到数据驱动电路DDC的路径上或设置在第二电源电路PWR2中。
如上所述,根据实施方式,可以以有效的方式同时执行图像显示和触摸感测。
根据实施方式,可以在同时执行图像显示和触摸感测的同时使显示驱动和触摸驱动之间的干扰最小化或消除显示驱动和触摸驱动之间的干扰,从而获得优异的图像显示和触摸感测性能。
根据实施方式,即使在与图像显示同时执行触摸感测的情况下,也可以执行触摸感测以使显示驱动的影响最小化。
根据实施方式,可以减少在特定区域(例如,边缘区域)中发生的不良触摸灵敏度。特别地,可以改善在与触摸驱动电路TDC相邻的边缘区域中的触摸感测性能。
已经给出了以上描述以使本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明的技术构思,并且已经在特定应用及其要求的背景下提供了以上描述。对所描述的实施方式的各种修改、增加和替换对于本领域技术人员将是显而易见的,并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本文所定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。上面的描述和附图仅出于说明的目的提供了本发明的技术构思的示例。也就是说,所公开的实施方式旨在说明本发明的技术构思的范围。因此,本发明的范围不限于所示的实施方式,而是与与权利要求一致的最宽的范围相一致。本发明的保护范围应该基于所附的权利要求来解释,并且在其等同范围内的所有技术构思都应当被解释为包括在本发明的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月20日提交的韩国专利申请第10-2019-0073705号的优先权,其全部内容通过引用合并于此。

Claims (20)

1.一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:
显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;以及
触摸驱动电路,该触摸驱动电路位于所述显示面板的一侧,通过所述多条触摸线电连接到所述多个触摸电极,并且被配置为对从所述多个触摸电极中选择的至少两个触摸电极进行差分感测,
其中,所述多个触摸电极包括依次设置的n个触摸电极,所述n个触摸电极中的第一触摸电极被设置为距所述触摸驱动电路最远,并且所述n个触摸电极中的第n触摸电极被设置为最靠近所述触摸驱动电路,其中,n为大于或等于3的整数,并且
在第一感测时间段期间,所述触摸驱动电路被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第三触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测,并且被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
2.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置,其中,在不同于所述第一感测时间段的第二感测时间段期间,
所述触摸驱动电路被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第n触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第(n-1)触摸电极进行差分感测。
3.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置,其中,在不同于所述第一感测时间段的第二感测时间段期间,
所述触摸驱动电路被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第二触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第一触摸电极进行差分感测。
4.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置,其中,在所述第一触摸电极是所述感测触摸电极并且所述第n触摸电极是所述参考触摸电极的触摸电极对中,所述参考触摸电极具有比所述感测触摸电极的时间常数更小的时间常数,并且
在除所述第一触摸电极是所述感测触摸电极并且所述第n触摸电极是所述参考触摸电极的所述触摸电极对以外的另一触摸电极对中,所述参考触摸电极具有比所述感测触摸电极的时间常数更大的时间常数。
5.根据权利要求1所述的触摸屏显示装置,其中,所述触摸感测电路包括:
差分放大器,所述差分放大器被配置为对从所述多个触摸电极中选择的两个触摸电极进行差分感测;以及
第一校正电阻器和第二校正电阻器,所述第一校正电阻器和所述第二校正电阻器被配置为分别电连接在所述两个触摸电极与所述差分放大器之间,
其中,在所述第一感测时间段期间,
所述差分放大器被配置为对被选为所述感测触摸电极的所述第一触摸电极和被选为所述参考触摸电极的所述第n触摸电极进行差分感测,
所述第一校正电阻器被配置为电连接在被选为所述参考触摸电极的所述第n触摸电极与所述差分放大器之间,
所述第二校正电阻器被配置为电连接在被选为所述感测触摸电极的所述第一触摸电极与所述差分放大器之间,并且
所述第一校正电阻器和所述第二校正电阻器是可变电阻器。
6.根据权利要求5所述的触摸屏显示装置,其中,在所述第一感测时间段期间,所述第一校正电阻器被配置为具有比所述第二校正电阻器更高的电阻。
7.根据权利要求6所述的触摸屏显示装置,其中,在不同于所述第一感测时间段的第二感测时间段期间,
所述差分放大器被配置为对被选为所述感测触摸电极的所述第n触摸电极和被选为所述参考触摸电极的第(n-1)触摸电极进行差分感测,
所述第一校正电阻器被配置为电连接在被选作参考触摸电极的第(n-1)触摸电极与差分放大器之间,并且
所述第二校正电阻器被配置为电连接在被选为所述感测触摸电极的所述第n触摸电极与所述差分放大器之间。
8.根据权利要求7所述的触摸屏显示装置,其中,在所述第二感测时间段期间,所述第二校正电阻器被配置为具有比所述第一校正电阻器更高的电阻。
9.一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:
显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;
选通驱动电路,该选通驱动电路被配置为将选通信号依次输出到所述多条选通线;
数据驱动电路,该数据驱动电路被配置为将响应于伽玛参考电压从数字图像信号转换而来的数据信号输出到所述多条数据线;
触摸驱动电路,该触摸驱动电路被配置为向所述多个触摸电极中的至少一个触摸电极输出触摸电极驱动信号;
第一电源电路,该第一电源电路被配置为将所述触摸电极驱动信号提供给所述触摸驱动电路;
第二电源电路,该第二电源电路被配置为向所述数据驱动电路提供信号特性与所述触摸电极驱动信号的信号特性相对应的所述伽玛参考电压;以及
延迟电阻器,该延迟电阻器被配置为设置在一路径上,通过该路径所述触摸电极驱动信号经由所述触摸驱动电路从所述第一电源电路被传送到所述显示面板。
10.根据权利要求9所述的触摸屏显示装置,其中,所述触摸电极驱动信号在所述延迟电阻器与所述显示面板之间的电压变化梯度小于所述触摸电极驱动信号在所述第一电源电路与所述延迟电阻器之间的电压变化梯度。
11.根据权利要求9所述的触摸屏显示装置,其中,所述延迟电阻器设置在所述第一电源电路与所述触摸驱动电路之间的印刷电路上,或者连接到所述第一电源电路的输出端口。
12.根据权利要求9所述的触摸屏显示装置,其中,所述第一电源电路被包括在触摸电源集成电路中,并且所述第二电源电路被设置在所述触摸电源集成电路的外部。
13.一种触摸屏显示装置,该触摸屏显示装置包括:
显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线;
选通驱动电路,该选通驱动电路被配置为将选通信号依次输出到所述多条选通线;
数据驱动电路,该数据驱动电路被配置为将响应于多个伽玛参考电压从数字图像信号转换而来的数据信号输出到所述多条数据线;
触摸驱动电路,该触摸驱动电路被配置为向所述多个触摸电极中的至少一个触摸电极输出触摸电极驱动信号;
第一电源电路,该第一电源电路被配置为将所述触摸电极驱动信号提供给所述触摸驱动电路;
第二电源电路,该第二电源电路被配置为向所述数据驱动电路提供信号特性与所述触摸电极驱动信号的信号特性相对应的所述多个伽玛参考电压;以及
快速电阻器,该快速电阻器被配置为设置在生成所述多个伽玛参考电压中的一个或更多个伽玛参考电压的电路中,或者设置在传送所述多个伽玛参考电压中的一个或更多个伽玛参考电压的路径上。
14.根据权利要求13所述的触摸屏显示装置,其中,所述第二电源电路包括多个电压分配电路,所述多个电压分配电路被配置为输出所述多个伽玛参考电压作为分配电压,
所述多个电压分配电路中的每一个包括连接在调制驱动电压与调制基极电压之间的分配电阻器,
所述多个电压分配电路中被配置为输出最低伽玛参考电压的电压分配电路中的分配电阻器具有比所述多个电压分配电路中的其余电压分配电路中的分配电阻器更低的电阻,并且
所述多个电压分配电路中被配置为输出最低伽玛参考电压的电压分配电路中的所述分配电阻器是所述快速电阻器。
15.根据权利要求13所述的触摸屏显示装置,其中,所述数据信号的电压变化梯度与所述触摸电极驱动信号的电压变化梯度相对应。
16.根据权利要求14所述的触摸屏显示装置,其中,所述调制驱动电压和所述调制基极电压中的每一个具有与所述触摸电极驱动信号的信号特性相对应的信号特性。
17.根据权利要求16所述的触摸屏显示装置,其中,所述第二电源电路包括:驱动多路复用器,该驱动多路复用器被配置为生成信号特性与所述触摸电极驱动信号的信号特性相对应的所述调制驱动电压;以及基极多路复用器,该基极多路复用器被配置为生成信号特性与触摸电极驱动信号的信号特性相对应的所述调制基极电压。
18.根据权利要求13所述的触摸屏显示装置,其中,所述第一电源电路被配置为包括在触摸电源集成电路中,并且所述第二电源电路被配置为设置在所述触摸电源集成电路的外部。
19.一种驱动触摸屏显示装置的方法,该触摸屏显示装置包括显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线,该方法包括以下步骤:
差分感测步骤,由所述触摸屏显示装置中的触摸驱动电路对从所述多个触摸电极中选择的两个触摸电极进行差分感测;以及
根据所述差分感测步骤的结果来检测触摸,
其中,所述多个触摸电极包括依次设置的n个触摸电极,所述n个触摸电极中的第一触摸电极被设置为距所述触摸驱动电路最远,并且所述n个触摸电极中的第n触摸电极被设置为最靠近所述触摸驱动电路,其中,n是大于或等于3的整数,并且
其中,在所述差分感测步骤中,所述触摸驱动电路对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第三触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测,并且对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
20.一种触摸屏显示装置的触摸驱动电路,该触摸屏显示装置包括显示面板,该显示面板包括多条数据线、多条选通线、多个触摸电极和多条触摸线,该触摸驱动电路包括:
差分放大器,该差分放大器被配置为对从所述多个触摸电极中选择的两个触摸电极进行差分感测;以及
模数转换器,该模数转换器被配置为根据所述差分放大器的输出信号来输出感测值,
其中,所述触摸驱动电路位于所述显示面板的一侧,
所述多个触摸电极包括依次设置的n个触摸电极,其中,n为大于或等于3的整数,
所述n个触摸电极中的第一触摸电极被设置为距所述触摸驱动电路最远,并且所述n个触摸电极中的第n触摸电极被设置为最靠近所述触摸驱动电路,并且
所述差分放大器被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第三触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第二触摸电极进行差分感测,并且被配置为对从所述n个触摸电极中被选为感测触摸电极的第一触摸电极和从所述n个触摸电极中被选为参考触摸电极的第n触摸电极进行差分感测。
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