CN112783370A - 触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于简化信号传输图案和电路结构的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法。时序控制器在数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至触摸/数据驱动器，以及在触摸驱动时段期间通过数据传输线将触摸电压信息提供至触摸/数据驱动器。

Description

触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法
本发明申请是申请日为2016年12月28日、发明名称为“触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法”的第201611235111.6号发明专利申请的分案申请。
本申请要求于2016年8月31日提交的韩国专利申请第10-2016-0111936号的权益，其通过引用并入本文中如同在本文中被完全阐述一样。
技术领域
本发明涉及用于简化信号传输图案和电路结构的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法。
背景技术
用于经由在显示屏上触摸而接收信息的触摸传感器已经广泛地应用于各种显示器比如膝上型计算机、监视器和家用电器以及便携式信息装置比如智能电话。
应用于显示器的触摸技术根据触摸传感器的位置被分类为外挂(add-on)式技术和内嵌式(in-cell)式技术。外挂式技术是将触摸屏面板附接到显示面板上的外部安装方法，并且内嵌式技术可以是将触摸电极安装在显示面板中以集成显示面板和触摸屏的内部安装方法。
内嵌式技术已经被进一步改进以用于轻薄型显示装置，并且被发展为使用液晶显示器的划分的公共电极作为触摸电极的先进的内嵌式触摸(以下称为AIT)显示装置。
AIT显示装置可以将每个帧时段时分为用于在像素中写入图像数据的数据写入时段和用于将触摸驱动信号施加至触摸电极并且感测是否发生触摸并驱动触摸显示面板的触摸驱动时段。
近来，AIT显示装置已经使用无负载驱动(LFD)方法，无负载驱动(LFD)方法将具有与触摸驱动信号的相位相同的相位的调制信号施加至数据线和栅极线，以减小触摸电极的负载并且改善触摸感测灵敏度，同时在触摸驱动时段期间将触摸驱动信号施加至触摸电极。
对于无负载驱动，触摸功率集成电路(TPIC)生成公共电压，以及触摸驱动信号的公共高电压和公共低电压，并且通过单独的传输线提供至多个数据IC。
因此，包括安装在其中并且连接至数据IC的TPIC、时序控制器等的印刷电路板(PCB)具有如下问题：在触摸驱动时段期间对于无负载驱动增加了传输图案，因此增加了成本，并且电磁干扰(EMI)增加，传输信号的可靠性降低。
此外，需要简化TPIC的电路结构以降低成本。
发明内容
因此，本发明涉及基本上消除由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法。
本发明的一个目的是提供一种触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法，用于借助于时序控制器通过数据传输线将触摸电压信息传输至触摸/数据驱动器，以减少PCB的传输图案和EMI。
本发明的另一目的是提供一种用于简化触摸功率集成电路(TPIC)的电路结构的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法。
本发明的另外的优点、目的和特征将被部分地阐述于下面的描述中，并且对于本领域的普通技术人员而言，当对下述进行研究时本发明的另外的优点、目的和特征在某种程度上将是明显的，或者可以从本发明的实践中获知。通过在本公开中具体指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点，并且根据本发明的目的，如在本文中所实施和广泛描述的，时序控制器可以在数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至触摸/数据驱动器，以及在触摸驱动时段期间通过数据传输线将触摸电压信息提供至触摸/数据驱动器。
在本发明的另一方面，触摸/数据驱动器可以驱动面板的数据线和触摸电极，并且读出触摸电极的电容变化以输出触摸感测信息。
触摸/数据驱动器可以使用触摸电压信息生成触摸驱动信号，并且将触摸驱动信号提供至触摸电极和数据线。
在本发明的另一方面，触摸功率部可以在数据写入时段期间将栅极截止电压提供至栅极驱动器，并且在触摸驱动时段期间可以生成栅极截止调制电压并且将栅极截止调制电压提供至栅极驱动器，以使得栅极驱动器将具有与触摸驱动信号的相位和幅度相同的相位和幅度的栅极截止调制电压提供至栅极线。栅极驱动器在触摸驱动时段期间可以将栅极截止调制电压提供至栅极线。
时序控制器可以在由触摸同步信号指示的数据写入时段期间将显示信息转换成嵌入在时钟中的传输包并且通过数据传输线将传输包提供至触摸/数据驱动器，并且可以在由触摸同步信号指示的触摸驱动时段期间将触摸电压信息转换成嵌入在时钟中的传输包并且通过数据传输线将传输包提供至触摸/数据驱动器。
应当理解，本发明的前述一般性描述和以下详细描述是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
根据本申请的一个方面，提供了一种触摸显示装置，包括：面板，包括单独地布置在显示区中的多个触摸电极；触摸和数据驱动器，被配置为驱动所述面板的数据线和所述触摸电极并且读出所述触摸电极的电容变化以输出触摸感测信息；栅极驱动器，被配置为驱动所述面板的栅极线；以及时序控制器，被配置为在数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至所述触摸和数据驱动器以及在触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将包括多个触摸电压数据的触摸电压信息提供至所述触摸和数据驱动器，其中，所述触摸和数据驱动器被配置为在所述触摸驱动时段期间接收所述包括多个触摸电压数据的触摸电压信息，将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号，并且将所述触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述数据线。
根据本申请的另一个方面，提供了一种驱动触摸显示装置的方法，所述方法包括：通过时序控制器，在由触摸同步信号指示的数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至触摸和数据驱动器；通过所述时序控制器，在由所述触摸同步信号指示的触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将包括多个触摸电压数据的触摸电压信息提供至所述触摸和数据驱动器；通过所述触摸和数据驱动器，在所述数据写入时段期间将所述显示信息转换为数据电压，将所述数据电压提供至面板的数据线并且将公共电压提供至所述面板的触摸电极；以及通过所述触摸和数据驱动器，在所述触摸驱动时段期间将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号提供至所述面板的所述触摸电极和所述数据线。
根据本申请的另一个方面，提供了一种触摸显示装置，包括：面板，包括布置在所述触摸显示装置的显示区中的多个触摸电极、多条数据线和多条栅极线；时序控制器，被配置为在数据写入时段期间通过数据传输线输出显示信息，以及在触摸驱动时段期间通过所述数据传输线输出包括多个触摸电压数据的触摸电压信息；触摸和数据驱动器，经由所述数据传输线耦接至所述时序控制器，所述触摸和数据驱动器被配置为：在所述数据写入时段期间接收所述显示信息，将所述显示信息转换为一个或更多个数据电压，将所述一个或更多个数据电压提供至所述数据线并且将公共电压提供至所述触摸电极；以及在所述触摸驱动时段期间接收包括多个触摸电压数据的所述触摸电压信息，将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述数据线。
附图说明
附图被包括来提供对本发明的进一步理解并且被并入本申请并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式并且与描述一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是示出根据本发明的实施方式的触摸显示装置的结构的框图；
图2是根据本发明的实施方式的触摸显示装置的驱动波形图；
图3是示出根据本发明的实施方式的触摸显示装置中的触摸/数据驱动器的多个触摸/数据集成电路(IC)与印刷电路板(PCB)之间的连接结构的示意图；
图4是根据本发明的实施方式的触摸/数据驱动器的一些部件在输出器方面的电路图；
图5是根据本发明的实施方式的触摸/数据驱动器的驱动波形图；以及
图6A和图6B是示出在现有技术与本发明的实施方式之间的触摸显示装置的EMI水平的比较的曲线图。
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的优选实施方式，本发明的优选实施方式的示例在附图中示出。
图1是示出根据本发明的实施方式的触摸显示装置的结构的框图。图2是根据本发明的实施方式的触摸显示装置的驱动波形图。图3是示出根据本发明的实施方式的触摸显示装置中的多个触摸/数据集成电路(IC)与印刷电路板(PCB)之间的连接结构的示意图。
参照图1和图3，触摸显示装置可以包括时序控制器(TCON)110、微控制器单元(MCU)120、触摸功率IC(TPIC)130、栅极驱动器300、触摸和数据(下文中，触摸/数据)驱动器400、面板500、电源(未示出)等。
TCON 110、MCU 120、TPIC 130、电源等可以安装在PCB 100中。
触摸/数据驱动器400可以包括多个触摸/数据IC。如图3所示，触摸/数据驱动器400包括四个触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4的情形被示出为示例。触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4中的每一个触摸/数据IC可以安装在电路膜比如带载封装(TCP)、覆晶薄膜(COF)和柔性印刷电路(FPC)上，并且经由卷带自动接合(TAB)方法附接至面板500和PCB 100，或者可以经由玻璃上芯片(COG)方法安装在面板500上并且通过FPC连接至PCB 100。
栅极驱动器300可以包括至少一个栅极IC，可以安装在诸如TCP、COF和FPC的电路膜上，并且可以经由TAB方法附接至面板500，或者可以经由COG方法安装在面板500上。另一方面，栅极驱动器300可以与包括在面板500的像素阵列中的薄膜晶体管一起形成在薄膜晶体管基板上，以构成安装在显示面板500的非显示区中的板内栅极(GIP)型器件，如图3所示。
面板500可以具有触摸和显示功能，通过其中像素P以矩阵形式布置的像素阵列显示图像，并且经由电容方法使用公共电极和触摸电极TE感测是否发生触摸。面板500可以通过其中像素P以矩阵形式布置的像素阵列显示图像。像素阵列可以包括R/G/B像素或W/R/G/B像素。
面板500可以是有机发光二极管显示面板或液晶显示面板，并且以液晶显示面板作为示例来描述本发明的实施方式。电容式触摸感测方法可以使用互电容触摸感测方法和自电容触摸感测方法中的任一种方法，并且以自电容触摸感测方法作为示例来描述本发明的实施方式。
面板500的像素P中的每个像素可以包括连接至栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管TFT、连接至薄膜晶体管TFT和公共线CL的液晶电容器Clc、以及存储电容器Cst。液晶电容器Clc可以用在通过薄膜晶体管TFT提供至像素电极的数据信号与施加至公共电极和触摸电极TE的公共电压VCOM之间的电压差充电，并且可以根据充电的电压驱动液晶以调节透光率。存储电容器Cst可以稳定地维持充在液晶电容器Clc中的电压。
面板500可以包括包含在像素阵列中的多个触摸电极组，并且多个触摸电极组中的每一个触摸电极组可以包括沿数据线DL的方向布置的多个触摸电极TE和单独连接至多个触摸电极TE并且连接至触摸/数据驱动器400的多个触摸线TL。多个触摸电极TE可以通过划分形成在像素阵列中的公共电极形成，并且考虑到触摸点的尺寸，触摸电极TE中的每个触摸电极可以形成为具有包括多个像素的预定尺寸。
电源(未示出)可以生成并且提供触摸显示装置所需的各种驱动电压。电源可以使用从外部源提供的输入电压生成并且输出用于驱动触摸显示装置的各种电路部件(即，TCON 110、MCU 120、TPIC 130、栅极驱动器300、触摸/数据驱动器400和面板500)所需的各种驱动电压。例如，电源可以使用输入电压生成并且输出施加至TCON 110、MCU 120、TPIC130等的数字驱动电压VCC和GND，施加至触摸/数据驱动器400的公共电压Vcom，模拟驱动电压VDD，施加至栅极驱动器300的栅极导通电压VGH和栅极截止电压VGL等。栅极截止电压VGL可以通过TPIC 130施加至栅极驱动器300。
MCU 120可以生成触摸同步信号Tsync，将该信号提供至TCON 110和TPIC 130，生成触摸驱动和感测所需的各种时序控制信号，并且将所述信号提供至触摸/数据驱动器400和TPIC 130。MCU 120可以从触摸/数据驱动器400接收触摸感测信息，对触摸感测信息进行信号处理，确定是否发生触摸，检测触摸区域，生成触摸区域的坐标，并且将坐标提供至主机系统。
触摸同步信号Tsync可以指示通过对每个帧时段进行时分而获得的数据写入时段DW和触摸驱动时段TD，如图2所示。数据写入时段DW可以指图像数据被写入面板500的像素中的时段。触摸驱动时段TD可以指将触摸驱动信号Vtouch施加至面板500的触摸电极TE并且感测是否发生触摸的时段。
响应于从MCU 120提供的触摸同步信号Tsync和时序控制信号，TPIC130可以在数据写入时段DW期间选择栅极截止电压VGL并且将栅极截止电压VGL提供至栅极驱动器300，并且可以在触摸驱动时段TD期间生成具有与触摸驱动信号Vtouch的相位和幅度相同的相位和幅度的栅极截止调制电压VGL_M，并且将栅极截止调制电压VGL_M提供至栅极驱动器300。在触摸驱动时段TD期间，TPIC 130可以在从MCU 120提供的脉冲宽度调制(PWM)(以下称为PWM_TX)的控制下交替地选择和输出栅极截止高电压VGL_H和栅极截止低电压VGL_L，以便将栅极截止调制电压VGL_M提供至栅极驱动器300。TPIC 130可以接收和使用来自电源的栅极截止电压VGL，并且可以通过将存储在内部存储器中的数字值转换成模拟电压来使用栅极截止高电压VGL_H和栅极截止低电压VGL_L。
TCON 110可以接收来自主机系统(未示出)的图像数据和时序信号。时序信号可以包括点时钟、数据使能信号、垂直同步信号和水平同步信号。垂直同步信号和水平同步信号可以通过对数据使能信号进行计数来生成，因而可以省略。
TCON 110可以使用从主机系统接收的时序信号生成用于控制栅极驱动器300的驱动时序的栅极控制信号，并且将栅极控制信号提供至栅极驱动器300。例如，栅极控制信号可以包括用于控制栅极起始脉冲的输出时序的栅极输出使能信号等、栅极移位时钟和用于控制移位寄存器的扫描操作的扫描脉冲。
TCON 110可以使用从主机系统接收的时序信号生成用于控制触摸/数据驱动器400的操作时序的数据控制信号，并且将数据控制信号提供至触摸/数据驱动器400。例如，数据控制信号可以包括用于控制数据的锁存时序的源极起始脉冲和源极采样时钟、用于控制数据的输出时序的源极输出使能信号、用于控制数据信号的极性的极性控制信号等。
TCON 110可以接收来自MCU 120的触摸同步信号Tsync。另一方面，TCON 110可以生成触摸同步信号Tsync，并且将触摸同步信号Tsync提供至MCU 120和TPIC 130。
TCON 110可以在由触摸同步信号Tsync指示的数据写入时段DW期间对从主机系统接收的图像数据执行图像处理比如图像质量控制，将图像数据存储在内部存储器中，并且将包括图像数据的显示信息和数据控制信号提供至触摸/数据驱动器400。TCON 110可以在数据写入时段DW期间通过数据传输线EPIA和EPIB(参照图3)将包括图像数据的显示信息、控制信息等提供至触摸/数据驱动器400。TCON 110可以在数据写入时段DW期间以高于写入速度的速度从存储器读取图像数据，并且将图像数据提供至触摸/数据驱动器400，并且还可以在数据写入时段DW期间控制栅极驱动器300和触摸/数据驱动器400的操作时序以将数据电压写入面板500的像素阵列中。
TCON 110可以在由触摸同步信号Tsync指示的触摸驱动时段TD期间通过数据传输线EPIA和EPIB(参照图3)将触摸驱动信号Vtouch的触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L提供至触摸/数据驱动器400。因此，在TCON 110与触摸/数据驱动器400之间可以不需要用于传输触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L的单独的传输线。
触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L可以预先存储在图3所示的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)140中，并且在通电时，TCON 110可以从EEPROM 140读取触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L以及另外的显示器的各种信息项，将读取的信息存储在内部寄存器中，然后在触摸驱动时段TD期间读取并且使用来自寄存器的触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L。
TCON 110和触摸/数据驱动器400可以使用各种接口中的任意一个来传输和接收数据。例如，TCON 110可以使用嵌入式点对点接口(EPI)，其用于将各种控制信息和图像数据转换为包含时钟的串行形式并且经由点对点方法以包为单位传输经转换的数据。EPI包可以包括用于触摸/数据驱动器400的时钟锁定的时钟训练模式、对准训练模式、以串行形式包含时钟和控制信息的控制包、以串行形式包含时钟和像素数据的数据包等，并且还可以包括包含触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L的包。
TCON 110可以在数据写入时段DW期间使用EPI协议将包括控制信息、图像数据等的显示信息转换为包含时钟的EPI包，并且通过一对传输线EPIA和EPIB将EPI包传输到触摸/数据驱动器400。TCON 110可以在触摸驱动时段TD期间将触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L转换为包含时钟的EPI包，并且通过一对传输线EPIA和EPIB将包含时钟的EPI包传输至触摸/数据驱动器400。
包含显示信息的EPI包可以包括以串行形式包含时钟和控制信息的控制包、以串行形式包含颜色数据RGB或WRGB中的任意一者和时钟的数据包等，并且还可以包括用于触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4的内部时钟锁定的时钟训练模式。控制信息可以包含驱动触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4中的每一个驱动触摸/数据IC所需的多个数据控制信号。
触摸/数据驱动器400可以在数据写入时段DW期间从自TCON 110传输的EPI包恢复诸如时钟、控制信息和图像数据的显示信息，将图像数据转换为模拟数据信号Vdata，并且将模拟数据信号Vdata提供至面板500的数据线DL。在数据写入时段DW期间，触摸/数据驱动器400可以通过触摸线TL将从电源提供的公共电压Vcom施加至触摸电极TE，以使得触摸电极TE用作公共电极。
触摸/数据驱动器400可以在触摸驱动时段TD期间从自TCON 110传输的EPI包中恢复触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L，并且将触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L转换为模拟电压VCOM_H和VCOM_L。触摸/数据驱动器400可以在从MCU 120提供的PWM_TX的控制下，切换触摸高电压VCOM_H和触摸低电压VCOM_L的输出以生成脉冲形式的触摸驱动信号Vtouch，其中触摸高电压VCOM_H和触摸低电压VCOM_L交替。在触摸驱动时段TD期间，触摸/数据驱动器400可以同时将触摸驱动信号Vtouch提供至面板500的数据线DL和触摸线TL。
触摸/数据驱动器400可以在触摸驱动时段TD期间通过触摸线TL将触摸驱动信号Vtouch提供至触摸电极TE，并且然后读出从触摸电极TE中的每一个触摸电极通过单独的触摸线TL反馈的信号。触摸/数据驱动器400可以差分放大触摸驱动信号Vtouch并且读出针对每个触摸电极TE的信号，感测由于触摸产生的每个触摸电极TE的自电容变化(信号延迟)以生成感测数据，并且将感测数据提供至MCU 120。为此，触摸/数据驱动器400可以包括读出电路。
栅极驱动器300可以在数据写入时段DW期间从TCON 110接收栅极控制信号，根据栅极控制信号生成扫描脉冲，并且顺序地驱动栅极线GL。栅极驱动器300可以在数据写入时段DW期间针对每个扫描时段将栅极导通电压VGH的扫描脉冲提供至栅极线GL，并且在其他栅极线GL被驱动的剩余数据写入时段DW期间提供从TPIC 130提供的栅极截止电压VGL。
栅极驱动器300可以在触摸驱动时段TD期间将从TPIC 130提供的栅极截止调制电压VGL_M而不是栅极截止电压VGL提供至栅极线GL。
参照图3，TCON 110可以通过单独的一对传输线EPIA和EPIB连接至触摸/数据ICTD-IC1至TD-IC4中的每一个触摸/数据IC，并且可以通过单独的一对传输线EPIA和EPIB将EPI包传输至触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4中的每一个触摸/数据IC。EPI包可以在数据写入时段DW期间传输显示信息，并且在触摸驱动时段TD期间传输触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L等。
TPIC 130可以在数据写入时段DW期间将栅极截止电压VGL提供至栅极驱动器300，并且在触摸驱动时段TD期间生成栅极截止调制电压VGL_M并且将栅极截止调制电压VGL_M提供至栅极驱动器300。与现有技术不同，TPIC 130不生成触摸驱动信号Vtouch、VCOM、VCOM_H和VCOM_L，因而，可以省略用于生成触摸驱动信号的电路块以便简化电路结构，并且也可以省略TPIC 130与触摸/数据驱动器400之间的传输线，由此简化了PCB 100的传输图案。
在数据写入时段DW期间，触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4可以从自TCON 110传输的EPI包恢复显示信息，将图像数据转换为模拟信号Vdata，将模拟信号Vdata提供至面板500的数据线DL，并且还通过触摸线TL将从电源提供的公共电压Vcom提供至触摸电极TE。因此，面板500可以根据栅极驱动器300的扫描顺序将用于图像显示的数据信号Vdata写入像素中。
在触摸驱动时段TD期间，触摸/数据IC TD-IC1至TD-IC4可以从自TCON 110传输的EPI包中恢复触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L，将触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L转换为模拟电压VCOM_H和VCOM_L，根据MCU 120的控制信号切换模拟电压VCOM_H和VCOM_L，并且将触摸驱动信号Vtouch提供至面板500的所有数据线DL和触摸线TL。同时，栅极驱动器300可以将从TPIC 130提供的栅极截止调制电压VGL_M提供至所有栅极线GL。
在触摸驱动时段TD期间，提供至数据线DL和触摸电极TE的触摸驱动信号Vtouch和提供至栅极线GL的栅极截止调制电压VGL_M可以具有相同的相位和幅度，如图2所示。因此，面板500可以在触摸驱动时段TD期间执行用于使触摸电极TE的电阻电容(RC)负载最小化的无负载驱动以减少由于RC负载引起的信号失真，从而提高触摸感测灵敏度。
图4是根据本发明的实施方式的触摸/数据驱动器400的一些部件在输出器方面的电路图。图5是根据本发明的实施方式的触摸/数据驱动器400的驱动波形图。
图4中所示的触摸/数据驱动器400可以包括数字/模拟转换器(下文中称为DAC)410、输出缓冲器420、输出切换部430、多路复用器(MUX)440。此外，触摸/数据驱动器400还可以包括接收器、移位寄存器、锁存器、灰度电压生成器、读出电路等(未示出)。
接收器可以通过一对传输线EPIA和EPIB接收从TCON 110传输的EPI包，在数据写入时段DW期间恢复并且输出来自EPI包的显示信息，以及在触摸驱动时段TD期间恢复并且输出来自EPI包的触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L。移位寄存器可以根据源极移位时钟顺序地输出采样信号同时移位源极起始脉冲。锁存器可以在数据写入时段DW期间根据采样信号锁存图像数据，并且同时将锁存的图像数据输出至DAC 410。锁存器可以在触摸驱动时段TD期间根据采样信号锁存触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L，并且然后同时将锁存的触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L输出至DAC 410。在触摸驱动时段TD期间触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L可以从接收器接收到DAC 410。灰度电压生成器可以使用电阻串将输入参考伽马电压细分为与图像数据的各个灰度值相对应的正灰度电压和负灰度电压，然后将经细分的灰度电压提供至DAC410。
DAC 410可以在数据写入时段DW期间使用灰度电压将所提供的图像数据转换为正数据电压Vdata+和负数据电压Vdata-，并且输出为正数据电压Vdata+和负数据电压Vdata-。DAC 410可以在触摸驱动时段TD期间使用灰度电压将所提供的触摸电压数据VCOM_H和VCOM_L转换为模拟电压、即触摸高电压VCOM_H和触摸低电压VCOM_L，并且输出为模拟电压、即触摸高电压VCOM_H和触摸低电压VCOM_L。
输出缓冲器420可以包括用于针对每个信道缓冲并且输出从DAC410提供的输出电压的多个正输出缓冲器P和多个负输出缓冲器N，并且正输出缓冲器N和负输出缓冲器P可以交替布置。在数据写入时段DW期间，正输出缓冲器P可以缓冲并且输出来自DAC 410的正数据电压Vdata+，并且负输出缓冲器N可以缓冲并且输出来自DAC 410的负数据电压Vdata。在触摸驱动时段TD期间，正输出缓冲器P可以缓冲并且输出来自DAC 410的触摸高电压VCOM_H，并且负输出缓冲器N可以缓冲并且输出来自DAC 410的触摸低电压VCOM_L。
输出切换部430可以包括用于确定从输出缓冲器420提供的输出电压的输出信道CH的开关SWA、SWB、SW2和SW3以及连接在输出信道CH之间的开关SW4。第一A开关SWA可以响应于图5所示的SWA控制信号来执行切换，第一B开关SWB可以响应于图5所示的SWB控制信号来执行切换，第二开关SW2和第三开关SW3可以响应于图5所示的SW2/SW3控制信号来执行切换，并且第四开关SW4可以响应于图5所示的SW4控制信号来执行切换。
第一A开关SWA可以在数据写入时段DW期间响应于SWA控制信号，将第N(N是自然数)正输出缓冲器P的输出Vdata+提供至第N输出信道。第一B开关SWB可以在数据写入时段DW期间将第(N+1)负输出缓冲器N的输出Vdata-提供至第(N+1)输出信道。第一A开关SWA可以在触摸驱动时段TD期间响应于SWA控制信号，将第N正输出缓冲器P的输出VCOM_H提供至第N输出信道。第一B开关SWB可以在触摸驱动时段TD期间响应于SWB控制信号，将第(N+1)负输出缓冲器N的输出VCOM_L提供至第(N+1)输出信道。
第二开关SW2可以在数据写入时段DW期间响应于SW2控制信号将第N正输出缓冲器P的输出Vdata+提供至第(N+1)输出信道，并且将第(N+1)负输出缓冲器N的输出Vdata-提供至第(N+2)输出信道。第三开关SW3可以在数据写入时段DW期间响应于SW3控制信号将第N正输出缓冲器P的输出Vdata+提供至第(N-1)输出信道，并且将第(N+1)负输出缓冲器N的输出Vdata-提供至第N输出信道。第二开关SW2和第三开关SW3可以在触摸驱动时段TD期间响应于SW2和SW3控制信号而关断。
在数据写入时段DW期间，第四开关SW4可以在不输出数据电压Vdata+和Vdata-的禁止时段期间响应于SW4控制信号(源极输出使能信号)使信道CH短路，以便对在输出信道CH中充载的正电荷和负电荷进行电荷共享，从而降低功耗。
在触摸驱动时段TD期间，第四开关SW4可以响应于SW4控制信号而使所有信道CH短路。响应于在触摸驱动时段TD期间具有反相的SWA控制信号和SWB控制信号，第一A开关SWA和第一B开关可以按时间顺序交替地输出正输出缓冲器P的输出VCOM_H和负输出缓冲器P的输出VCOM_L，并且信道CH被第四开关SW4短路，因而所有信道CH可以将其中触摸高电压VCOM_H和触摸低电压VCOM_L交替的触摸驱动信号Vtouch输出至数据线DL。
MUX 440可以在数据写入时段DW期间选择公共电压Vcom并且将选择的公共电压Vcom输出至触摸驱动线TDL，并且可以响应于从MCU120提供的控制信号M_CON，在触摸驱动时段TD期间选择从输出信道CH中的任意一个提供的触摸驱动信号Vtouch并将触摸驱动信号Vtouch输出至触摸驱动线TDL。在触摸驱动时段TD期间，触摸驱动线TDL可以通过单独连接至触摸线TL的各个开关S将触摸驱动信号Vtouch提供至触摸线TL。
读出电路(未示出)可以读出从触摸线TL中的每一个触摸线反馈的信号并且对其进行信号处理，将该信号转换为触摸感测信息，并且将触摸感测信息提供至MCU 120。
因此，在根据本发明的实施方式的触摸显示装置中，TCON 110可以在触摸驱动时段TD期间通过数据传输线EPIA和EPIB将触摸驱动信号的电压信息VCOM_H和VCOM_L传输至触摸/数据驱动器400，并且触摸/数据驱动器400可以在没有改变的情况下使用DAC 410、输出缓冲器420、输出切换部430等来生成触摸驱动信号Vtouch，并且将触摸驱动信号Vtouch提供至面板500的触摸线TL和数据线DL。因此，TPIC 130在触摸驱动时段TD期间仅需要生成栅极截止调制电压VGL_M并且将该电压传输到栅极驱动器300，因而，可以简化TPIC 130的电路结构，并且可以省略TPIC 130与触摸/数据驱动器400之间的传输线，以便减少PCB的传输图案和布线面积，从而减少EMI。
图6A和图6B是示出现有技术与本发明的实施方式之间的触摸显示装置的EMI水平的比较的曲线图。
参见图6A，根据现有技术的触摸显示装置的问题在于，在触摸驱动时段TD期间，安装在PCB上的TPIC生成公共电压Vcom和触摸驱动信号Vtouch(VCOM_H和VCOM_L)，并且将它们提供至用于无负载驱动的触摸/数据驱动器，因而，由于复杂的传输图案而增加了EMI。
参见图6B，在根据本发明的实施方式的触摸显示装置中，在触摸驱动时段TD期间，TCON 110通过数据传输线EPIA和EPIB将触摸驱动信号的电压信息VCOM_H和VCOM_L传输至触摸/数据驱动器400，因而，可以省略TPIC 130与触摸/数据驱动器400之间的传输线，以简化PCB的传输图案，从而与图6A的现有技术相比减少了EMI。
如上所述，根据本发明的实施方式的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法可以通过简化TPIC来降低成本并且减少PCB的传输图案和布线面积，从而降低成本和EMI。
在根据本发明的实施方式的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法中，时序控制器可以在触摸驱动期间通过数据传输线将触摸驱动信号的电压信息传输至触摸/数据驱动器，以简化触摸电源IC的电路结构，并且减少PCB的传输图案和布线面积。
根据本发明的实施方式的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法可以在没有改变的情况下在触摸驱动时段中使用在数据写入时段中使用的触摸/数据驱动器的内部电路结构，以生成触摸驱动信号并且省略触摸功率IC中的触摸驱动信号生成块，从而简化了触摸电源IC的电路结构。
因此，根据本发明的实施方式的触摸显示装置及驱动触摸显示装置的方法可以通过简化TPIC来降低成本并且减少PCB的传输图案和布线面积，从而降低成本和EMI。
对于本领域技术人员而言明显的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变型，只要它们在所附权利要求及其等同内容的范围内。
本技术还可以配置如下。
(1)一种触摸显示装置，包括：
面板，包括单独地布置在显示区中的多个触摸电极；
触摸/数据驱动器，其用于驱动所述面板的数据线和所述触摸电极并且读出所述触摸电极的电容变化以输出触摸感测信息；
用于驱动所述面板的栅极线的栅极驱动器；以及
时序控制器，用于在数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至所述触摸/数据驱动器以及在触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将触摸电压信息提供至所述触摸/数据驱动器，
其中，所述触摸/数据驱动器使用所述触摸电压信息生成触摸驱动信号，并且将所述触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述数据线。
(2)根据(1)所述的触摸显示装置，其中，所述触摸/数据驱动器在所述数据写入时段期间将公共电压提供至所述触摸电极，并且在所述触摸驱动时段期间将所述触摸电压信息转换为第一触摸电压和第二触摸电压，生成其中所述第一触摸电压和所述第二触摸电压交替的所述触摸驱动信号，并且将所述触摸驱动信号提供至所述数据线和所述触摸电极。
(3)根据(2)所述的触摸显示装置，还包括触摸功率部，其用于在所述数据写入时段期间将栅极截止电压提供至所述栅极驱动器，并且在所述触摸驱动时段期间生成栅极截止调制电压，并且将所述栅极截止调制电压提供至所述栅极驱动器，以使得所述栅极驱动器将具有与所述触摸驱动信号的相位和幅度相同的相位和幅度的所述栅极截止调制电压提供至所述栅极线。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的触摸显示装置，其中，所述时序控制器在由触摸同步信号指示的所述数据写入时段期间将所述显示信息转换为嵌入有时钟的传输包，并且通过所述数据传输线将所述传输包提供至所述触摸/数据驱动器，以及在由所述触摸同步信号指示的所述触摸驱动时段期间将所述触摸电压信息转换为嵌入有所述时钟的传输包，并且通过所述数据传输线将所述传输包提供至所述触摸/数据驱动器。
(5)根据(4)所述的触摸显示装置，其中，所述触摸/数据驱动器在所述数据写入时段期间从自所述时序控制器提供的传输包恢复所述显示信息，并且使用所恢复的显示信息驱动所述数据线，以及在所述触摸驱动时段期间从自所述时序控制器提供的所述传输包恢复所述触摸电压信息，并且使用所恢复的触摸电压信息驱动所述数据线和所述触摸电极。
(6)根据(1)至(3)中任一项所述的触摸显示装置，其中，所述触摸/数据驱动器包括：
数字模拟转换器，用于在所述数据写入时段期间将包括在所述显示信息中的图像数据转换为数据电压并且输出所述数据电压，以及在所述触摸驱动时段期间将所述触摸电压信息转换为第一触摸电压和第二触摸电压并且输出所述第一触摸电压和所述第二触摸电压；
输出缓冲器，用于单独地缓冲和输出所述数字模拟转换器的输出电压；
输出切换部，包括用于在单独地连接至所述数据线与所述输出缓冲器的信道之间切换输出路径的开关和用于使所述信道短路的短路开关；以及
多路复用器，用于在所述数据写入时段期间选择公共电压并且将所述公共电压输出至所述触摸电极，以及在所述触摸驱动时段期间选择从所述信道中的任意一个提供的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号输出至所述触摸电极。
(7)根据(6)所述的触摸显示装置，其中：
在所述触摸驱动时段期间，所述开关中的第一开关在第一时段中将从所述输出缓冲器输出的所述第一触摸电压提供至相应的信道，以及第二开关在第二时段中将从所述输出缓冲器输出的所述第二触摸电压提供至相应的信道，所述第一时段与所述第二时段交替；以及
在所述触摸驱动期间，所述信道被所述短路开关短路，将其中所述第一触摸电压和所述第二触摸电压交替的所述触摸驱动信号输出至所述数据线，并且通过所述多路复用器将所述触摸驱动信号输出至所述触摸电极。
(8)一种驱动触摸显示装置的方法，所述方法包括：
通过时序控制器，在由触摸同步信号指示的数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至触摸/数据驱动器；
通过所述时序控制器，在由所述触摸同步信号指示的触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将触摸电压信息提供至所述触摸/数据驱动器；
通过所述触摸/数据驱动器，在所述数据写入时段期间将所述显示信息转换为数据电压，将所述数据电压提供至面板的数据线并且将公共电压提供至所述面板的触摸电极；以及
通过所述触摸/数据驱动器，在所述触摸驱动时段期间使用所述触摸电压信息生成触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号提供至所述面板的所述触摸电极和所述数据线。
(9)根据(8)所述的方法，还包括：
在所述数据写入时段期间使用栅极导通电压和栅极截止电压来扫描所述面板的栅极线；以及
在所述触摸驱动时段期间将具有与所述触摸驱动信号的相位和幅度相同的相位和幅度的栅极截止调制电压提供至所述栅极线。

Claims (20)

1.一种触摸显示装置，包括：
面板，包括单独地布置在显示区中的多个触摸电极；
触摸和数据驱动器，被配置为驱动所述面板的数据线和所述触摸电极并且读出所述触摸电极的电容变化以输出触摸感测信息；
栅极驱动器，被配置为驱动所述面板的栅极线；以及
时序控制器，被配置为在数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至所述触摸和数据驱动器以及在触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将包括多个触摸电压数据的触摸电压信息提供至所述触摸和数据驱动器，
其中，所述触摸和数据驱动器被配置为在所述触摸驱动时段期间接收所述包括多个触摸电压数据的触摸电压信息，将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号，并且将所述触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述数据线。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器在所述数据写入时段期间将公共电压提供至所述触摸电极，并且在所述触摸驱动时段期间将第一触摸电压数据和第二触摸电压数据转换为第一触摸电压和第二触摸电压，选择性地切换所述第一触摸电压和所述第二触摸电压以生成其中所述第一触摸电压和所述第二触摸电压交替的所述触摸驱动信号，并且将所述触摸驱动信号提供至所述数据线和所述触摸电极。
3.根据权利要求2所述的触摸显示装置，还包括触摸功率电路，其在所述数据写入时段期间将栅极截止电压提供至所述栅极驱动器，并且在所述触摸驱动时段期间生成与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度的栅极截止调制电压，并且将所述栅极截止调制电压提供至所述栅极驱动器，以及所述栅极驱动器将所述栅极截止调制电压提供至所述栅极线。
4.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中，所述时序控制器在所述数据写入时段期间将所述显示信息转换为其中嵌入时钟的第一传输包，并且通过所述数据传输线将所述第一传输包提供至所述触摸和数据驱动器，以及在所述触摸驱动时段期间将所述触摸电压信息转换为其中嵌入所述时钟的第二传输包，并且通过所述数据传输线将所述第二传输包提供至所述触摸和数据驱动器，所述数据写入时段和所述触摸驱动时段由触摸同步信号指示。
5.根据权利要求4所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器在所述数据写入时段期间从自所述时序控制器提供的所述第一传输包恢复所述显示信息，并且使用所恢复的显示信息驱动所述数据线，以及在所述触摸驱动时段期间从自所述时序控制器提供的所述第二传输包恢复所述触摸电压信息，并且使用所恢复的触摸电压信息驱动所述数据线和所述触摸电极。
6.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器包括：
数字模拟转换器，用于在所述数据写入时段期间将包括在所述显示信息中的图像数据转换为数据电压并且输出所述数据电压，以及在所述触摸驱动时段期间将所述第一触摸电压数据和所述第二触摸电压数据转换为所述第一触摸电压和所述第二触摸电压并且输出所述第一触摸电压和所述第二触摸电压；
输出缓冲器，用于单独地缓冲和输出所述数字模拟转换器的各个输出电压；
输出切换部，包括信道选择开关和信道短路开关，所述信道选择开关用于将所述输出缓冲器的相应的输出路径选择性地耦接至被耦接至相应的数据线的相应的信道，所述信道短路开关耦接在所述信道的相应对之间以用于选择性地使所述信道短路；以及
多路复用器，用于在所述数据写入时段期间选择所述公共电压并且将所述公共电压输出至所述触摸电极，以及在所述触摸驱动时段期间选择从所述信道中的任意一个提供的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号输出至所述触摸电极，
其中，在所述触摸驱动时段的第一时段中，所述信道选择开关中的第一开关将来自所述输出缓冲器的所述第一触摸电压提供至相应的信道，以及在所述触摸驱动时段的第二时段中，第二开关将来自所述输出缓冲器的所述第二触摸电压提供至相应的信道，所述第一时段与所述第二时段在所述触摸驱动时段中交替布置；以及
在所述触摸驱动时段期间，所述信道被所述信道短路开关短路，将其中所述第一触摸电压和所述第二触摸电压交替的所述触摸驱动信号输出至所述数据线，并且通过所述多路复用器将所述触摸驱动信号输出至所述触摸电极。
7.一种驱动触摸显示装置的方法，所述方法包括：
通过时序控制器，在由触摸同步信号指示的数据写入时段期间通过数据传输线将显示信息提供至触摸和数据驱动器；
通过所述时序控制器，在由所述触摸同步信号指示的触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将包括多个触摸电压数据的触摸电压信息提供至所述触摸和数据驱动器；
通过所述触摸和数据驱动器，在所述数据写入时段期间将所述显示信息转换为数据电压，将所述数据电压提供至面板的数据线并且将公共电压提供至所述面板的触摸电极；以及
通过所述触摸和数据驱动器，在所述触摸驱动时段期间将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号提供至所述面板的所述触摸电极和所述数据线。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在所述数据写入时段期间使用栅极导通电压和栅极截止电压来扫描所述面板的栅极线；以及
在所述触摸驱动时段期间将与所述触摸驱动信号具有相同的相位和幅度的栅极截止调制电压提供至所述栅极线。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：
通过所述时序控制器生成指示所述数据写入时段和所述触摸驱动时段的所述触摸同步信号。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：
通过控制单元生成指示所述数据写入时段和所述触摸驱动时段的所述触摸同步信号；以及
将所述触摸同步信号提供至所述时序控制器。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述多个触摸电压数据包括第一触摸电压数据和第二触摸电压数据，并且所述多个触摸电压包括第一触摸电压和第二触摸电压，以及
其中，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号包括：选择性地切换所述第一触摸电压和所述第二触摸电压以输出所述第一触摸电压和所述第二触摸电压。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括：
通过所述触摸和数据驱动器在所述触摸驱动时段期间读出所述触摸电极的电容变化；以及
通过所述触摸和数据驱动器基于所述电容变化输出触摸感测信息。
13.根据权利要求7所述的方法，其中，将所述显示信息提供至所述触摸和数据驱动器包括：
通过所述时序控制器将所述显示信息转换为其中嵌入时钟信号的第一传输包；以及
在所述数据写入时段期间通过所述数据传输线将所述第一传输包提供至所述触摸和数据驱动器。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述触摸电压信息提供至所述触摸和数据驱动器包括：
通过所述时序控制器将所述触摸电压信息转换为其中嵌入所述时钟信号的第二传输包；以及
在所述触摸驱动时段期间通过所述数据传输线将所述第二传输包提供至所述触摸和数据驱动器。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
通过所述触摸和数据驱动器从自所述时序控制器提供的所述第一传输包恢复所述显示信息；以及
通过所述触摸和数据驱动器从自所述时序控制器提供的所述第二传输包恢复所述触摸电压信息。
16.一种触摸显示装置，包括：
面板，包括布置在所述触摸显示装置的显示区中的多个触摸电极、多条数据线和多条栅极线；
时序控制器，被配置为在数据写入时段期间通过数据传输线输出显示信息，以及在触摸驱动时段期间通过所述数据传输线输出包括多个触摸电压数据的触摸电压信息；
触摸和数据驱动器，经由所述数据传输线耦接至所述时序控制器，所述触摸和数据驱动器被配置为：
在所述数据写入时段期间接收所述显示信息，将所述显示信息转换为一个或更多个数据电压，将所述一个或更多个数据电压提供至所述数据线并且将公共电压提供至所述触摸电极；以及
在所述触摸驱动时段期间接收包括多个触摸电压数据的所述触摸电压信息，将所述多个触摸电压数据转换为多个触摸电压，生成使所述多个触摸电压交替的触摸驱动信号并且将所述触摸驱动信号提供至所述触摸电极和所述数据线。
17.根据权利要求16所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器被配置为在所述触摸驱动时段期间将所述第一触摸电压数据和所述第二触摸电压数据转换为所述第一触摸电压和所述第二触摸电压，并且通过交替输出所述第一触摸电压和所述第二触摸电压来选择性地切换所述第一触摸电压和所述第二触摸电压以生成所述触摸驱动信号。
18.根据权利要求17所述的触摸显示装置，其中，所述时序控制器被配置为在所述数据写入时段期间在其中嵌入时钟信号的第一传输包中输出所述显示信息，以及在所述触摸驱动时段期间在其中嵌入所述时钟信号的第二传输包中输出所述触摸电压信息。
19.根据权利要求18所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器被配置为在所述数据写入时段期间从所述第一传输包恢复所述显示信息，并且使用所恢复的显示信息驱动所述数据线，以及在所述触摸驱动时段期间从所述第二传输包恢复所述触摸电压信息，并且使用所恢复的触摸电压信息驱动所述数据线和所述触摸电极。
20.根据权利要求16所述的触摸显示装置，其中，所述触摸和数据驱动器被配置为在所述触摸驱动时段期间检测所述触摸电极的电容变化，并且基于所检测的电容变化输出触摸感测信息。
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