CN113050816B - 触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法 - Google Patents

触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施方式涉及一种触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法。通过使用用于显示的栅极信号作为触摸驱动脉冲来同时感测多条数据线，可在不具有单独的用于触摸感测的触摸电极和触摸驱动脉冲的情况下提供触摸感测。所述触摸感测方法包括：通过栅极驱动电路向多条栅极线输出多个栅极信号，所述多个栅极信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段；通过源极驱动电路向多条数据线输出图像数据电压；通过感测电路组合每N条数据线来感测所述多条数据线，或者通过感测电路组合每N条基准电压线来感测多条基准电压线，其中N是2或更大的自然数；和通过基于所述感测电路的感测获得的感测值来确定触摸或触摸坐标。

Description

触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年12月26日提交的韩国专利申请No.10-2019-0174918的优先权，为了所有目的通过引用将该韩国专利申请并入本文，如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法。
背景技术
除了显示视频或图像的功能以外，触摸显示装置还可提供允许用户直观方便地容易输入信息或命令的基于触摸的输入功能。
为了提供基于触摸的输入功能，这种触摸显示装置应当能够检测用户触摸并且精确感测触摸坐标。为此，触摸显示装置包括具有触摸传感器结构的触摸面板。触摸面板具有触摸传感器结构，触摸传感器结构包括多个触摸电极和用于将触摸电极连接至触摸感测电路的多条触摸布线。同时，在触摸面板中可存在与触摸感测电路电连接的多个触摸焊盘(或多个触摸通道)。
由于这种触摸面板，触摸显示装置变得复杂并且尺寸不可避免地增加，并且难以制造。由于这个原因，很难实现较大触摸显示装置。此外，由于触摸显示装置需要分开执行用于显示图像的显示驱动和用于触摸感测的触摸驱动，因此显示驱动时间不足或触摸驱动时间不足。
发明内容
本发明的实施方式可提供一种在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下能够感测触摸的触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法。
此外，本发明的实施方式可提供一种在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下能够同时执行显示和触摸感测的触摸显示装置、数据驱动电路和触摸感测方法。
本发明的实施方式可提供一种触摸显示装置，包括：显示面板，在所述显示面板中多条数据线和多条栅极线彼此交叉，并且所述显示面板包括连接至所述多条数据线和所述多条栅极线的多个子像素；栅极驱动电路，所述栅极驱动电路配置成向所述多条栅极线依次输出栅极信号；和数据驱动电路，所述数据驱动电路配置成向所述多条数据线输出图像数据电压。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述数据驱动电路包括：源极驱动电路，所述源极驱动电路配置成向所述多条数据线输出所述图像数据电压；和感测电路，所述感测电路配置成将所述多条数据线的每N条数据线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在所述感测电路感测通过将每N条数据线分组而得到的具有所述多条数据线的多个数据线组之中的第一数据线组中包括的N条数据线时，所述栅极驱动电路向所述多条栅极线之中的M条栅极线输出M个栅极信号，所述M个栅极信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段，其中M是2或更大的自然数，其中由M*N个子像素所占据的区域是用于触摸感测的一个触摸节点，在所述M*N个子像素中，所述N条数据线和所述M条栅极线彼此连接。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述数据驱动电路还可包括多个感测时序控制开关，所述多个感测时序控制开关控制在所述多条数据线与所述源极驱动电路之间的电连接，并且所述多个感测时序控制开关在每个栅极信号的脉冲区段期间具有至少一个关断状态。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述感测电路可包括对应于所述多个数据线组的多个模拟前端电路，其中所述多个模拟前端电路包括对应于所述第一数据线组的第一模拟前端电路。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述第一模拟前端电路可包括求和电路以及求和电荷放大器，其中所述求和电路可包括N个采样电容器。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述N个采样电容器的每一个的一端电连接至所述第一数据线组中包括的N条数据线中的相应一条数据线，并且所述N个采样电容器的每一个的所有另一端彼此电连接。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述求和电荷放大器可包括：运算放大器，所述运算放大器包括：感测输入端，所述N个采样电容器的每一个的所有另一端电连接至所述感测输入端；基准输入端，基准电压施加至所述基准输入端；和用于输出求和输出信号的感测输出端，所述求和电荷放大器还可包括：反馈电容器，所述反馈电容器连接在所述运算放大器的感测输出端与感测输入端之间；以及求和复位开关，所述求和复位开关连接在所述运算放大器的感测输出端与感测输入端之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述多个感测时序控制开关和所述第一数据线组中包括的N条数据线可在第一点电连接，所述N个采样电容器的每一个的一端可连接在所述第一数据线组中包括的N条数据线中的相应一条数据线与相应的一个第一点之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在一帧时间期间，每个栅极信号的脉冲区段可包括两个或更多个导通电平栅极电压区段以及一个或多个截止电平栅极电压区段。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述数据驱动电路还可包括多个感测时序控制开关，所述多个感测时序控制开关控制在所述多条数据线与所述源极驱动电路之间的电连接，并且在作为所述栅极信号中的非脉冲区段的截止电平栅极电压区段期间，所述感测时序控制开关处于导通状态，并且在所述栅极信号中的脉冲区段中的截止电平栅极电压区段期间，所述感测时序控制开关处于截止状态。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述第一模拟前端电路还可包括双采样积分电路，所述双采样积分电路电连接至所述求和电荷放大器的感测输出端，接收所述求和电荷放大器的正求和输出信号以及负求和输出信号，将所述负求和输出信号反相以与所述正求和输出信号求和，并且将求和后的信号积分并输出积分后的信号。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述双采样积分电路可包括双采样开关电路和积分器，其中所述双采样开关电路可包括正采样开关电路和负采样开关电路，并且所述正采样开关电路和所述负采样开关电路并联连接在所述求和电荷放大器的感测输出端与所述积分器的输入端之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述正采样开关电路可包括：正采样电容器；第一正开关，所述第一正开关连接在所述正采样电容器的一端与所述求和电荷放大器的感测输出端之间；第二正开关，所述第二正开关连接在所述正采样电容器的另一端与所述积分器的输入端之间；第三正开关，所述第三正开关连接在所述正采样电容器的另一端与积分基准电压节点之间；和第四正开关，所述第四正开关连接在所述正采样电容器的一端与所述积分基准电压节点之间，其中所述负采样开关电路可包括：负采样电容器；第一负开关，所述第一负开关连接在所述负采样电容器的一端与所述积分基准电压节点之间；第二负开关，所述第二负开关连接在所述负采样电容器的一端与所述求和电荷放大器的感测输出端之间；第三负开关，所述第三负开关连接在所述负采样电容器的另一端与所述积分基准电压节点之间；和第四负开关，所述第四负开关连接在所述负采样电容器的另一端与所述积分器的输入端之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在所述栅极信号在导通电平栅极电压和截止电平栅极电压之中从高电平电压下降至低电平电压时，所述第一正开关和所述第三正开关可处于导通状态，并且所述第一负开关和所述第三负开关可处于关断状态；在所述栅极信号在所述导通电平栅极电压和所述截止电平栅极电压之中从高电平电压下降至低电平电压之后，所述第二正开关和所述第四正开关可导通，并且在所述栅极信号在所述导通电平栅极电压和所述截止电平栅极电压之中从低电平电压上升至高电平电压时，所述第二负开关和所述第四负开关可处于导通状态。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在所述栅极信号的脉冲区段中的截止电平栅极电压区段期间，所述求和复位开关可从关断状态变为导通状态，然后再次变为关断状态。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在一帧时间内的第一时段期间，所述栅极驱动电路可向与所述第一数据线组中包括的N条数据线交叉的M条栅极线依次输出依次具有所述脉冲区段的栅极信号，所述数据驱动电路可向所述第一数据线组中包括的N条数据线输出所述图像数据电压；在所述第一时段期间，所述第一模拟前端电路中的求和电荷放大器可输出对应于所述第一数据线组中包括的N条数据线与所述M条栅极线之间的电容的求和输出信号。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述多个子像素的每一个可包括：发光器件；配置成驱动所述发光器件的驱动晶体管；扫描晶体管，通过扫描信号控制所述扫描晶体管导通/截止，所述扫描信号是从作为一种栅极线的扫描线提供的一种栅极信号，所述扫描晶体管控制在所述驱动晶体管的第一节点与所述数据线之间的电连接；和存储电容器，所述存储电容器配置成电连接在所述驱动晶体管的第一节点与第二节点之间，其中通过所述扫描晶体管与所述驱动晶体管的第一节点电连接的数据线电连接至所述感测电路。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述显示面板还可包括电连接至所述数据线的第一遮光图案。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述扫描信号可具有在一帧时间内包括两个或更多个脉冲的脉冲区段，所述显示面板还可包括电连接至所述扫描线的第二遮光图案，所述第二遮光图案和所述第一遮光图案彼此分隔开。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述多个子像素的每一个还可包括感测晶体管，通过感测信号控制所述感测晶体管导通/截止，所述感测信号是从作为另一种栅极线的感测线提供的另一种栅极信号，所述感测晶体管控制在所述驱动晶体管的第二节点与基准电压线之间的电连接，并且所述扫描信号和所述感测信号中的至少之一具有在一帧时间内包括两个或更多个脉冲的脉冲区段。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述显示面板还可包括第二遮光图案，所述第二遮光图案电连接至所述扫描线和所述感测线中的至少之一。所述第二遮光图案可设置在与所述扫描线和所述感测线交叉的显示列线之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述基准电压线可电连接至所述感测电路。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述显示面板还可包括第一遮光图案，所述第一遮光图案电连接至所述数据线和所述基准电压线中的至少之一，并且所述第一遮光图案可设置成与所述多个子像素的每一个的驱动晶体管的沟道交叠。
本发明的实施方式可提供一种数据驱动电路，包括：源极驱动电路，所述源极驱动电路配置成向多条数据线输出图像数据电压；感测电路，所述感测电路配置成将所述多条数据线的每N条数据线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数；和多个感测时序控制开关，所述多个感测时序控制开关配置成在所述源极驱动电路向所述多条数据线输出所述图像数据电压时，将所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接断开预设时段，然后将所述源极驱动电路和所述多条数据线再次连接，其中在所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接通过所述多个感测时序控制开关断开的时段期间，所述感测电路感测通过将所述多条数据线以每N条数据线分组而得到的多个数据线组之中的第一数据线组中包括的N条数据线。
本发明的实施方式可提供一种触摸感测方法，所述触摸感测方法包括：通过栅极驱动电路向多条栅极线输出多个栅极信号，所述多个栅极信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段；通过源极驱动电路向多条数据线输出图像数据电压；通过感测电路组合每N条数据线来感测所述多条数据线，或者通过感测电路组合每N条基准电压线来感测多条基准电压线，其中N是2或更大的自然数；和通过基于所述感测电路的感测获得的感测值来确定触摸或触摸坐标。
本发明实施方式的触摸感测方法可进一步包括：将所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接断开预设时段，并且在所述预设时段之后，将所述源极驱动电路和所述多条数据线再次连接。
本发明的实施方式可提供一种触摸显示装置，包括：显示面板，在所述显示面板中多条显示列线和多条显示行线彼此交叉；显示行驱动电路，所述显示行驱动电路配置成向所述多条显示行线依次输出显示行驱动信号；显示列驱动电路，所述显示列驱动电路配置成向所述多条显示列线输出显示列驱动信号；和感测电路，所述感测电路配置成将所述多条显示列线以每N条显示列线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，在所述感测电路感测通过将所述多条显示列线以每N条显示列线分组而得到的多个显示列线组之中的第一显示列线组中包括的N条显示列线时，所述显示行驱动电路向所述多条显示行线之中的M条显示行线输出M个显示行信号，所述M个显示行信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段，其中M是2或更大的自然数。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述多个子像素的每一个可包括：发光器件；配置成驱动所述发光器件的驱动晶体管；扫描晶体管，通过从扫描线提供的扫描信号控制所述扫描晶体管导通/截止，所述扫描晶体管控制在所述驱动晶体管的第一节点与数据线之间的电连接；感测晶体管，通过从感测线提供的感测信号控制所述感测晶体管导通/截止，所述感测晶体管控制在所述驱动晶体管的第二节点与基准电压线之间的电连接；和存储电容器，所述存储电容器配置成电连接在所述驱动晶体管的第一节点与第二节点之间。
在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，所述多条显示行线可包括所述扫描线和所述感测线中的至少之一，并且所述多条显示列线可包括所述数据线和所述基准电压线中的至少之一。
在根据本发明实施方式的数据驱动电路中，在源极驱动电路与多条数据线之间的连接通过多个感测时序控制开关断开的时段期间，所述感测电路可感测通过将多条数据线以每N条数据线分组而得到的多个数据线组之中的第一数据线组中包括的N条数据线。
根据本发明的实施方式，可在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下感测触摸。因此，可显著减小触摸显示装置的尺寸，并且可简化部件的数量和制造工艺。
此外，根据本发明的实施方式，在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下能够同时执行显示和触摸感测。因此，可尽可能长地同时确保显示驱动时间和触摸感测时间，由此提高显示性能和触摸感测性能。
此外，根据本发明的实施方式，可有利于实现较大触摸显示装置。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征和优点将从以下结合附图的详细描述变得更加显而易见。
图1是根据本发明实施方式的触摸显示装置的系统构造图；
图2是根据本发明实施方式的触摸显示装置的子像素的等效电路；
图3是根据本发明实施方式的触摸显示装置的子像素的另一等效电路；
图4是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸感测结构的示图；
图5是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的感测电路的示图；
图6是根据本发明实施方式的触摸显示装置的操作时序图；
图7是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的感测电路中包括的模拟前端电路的示图；
图8是根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸驱动时序图；
图9是根据本发明实施方式的触摸显示装置的整个触摸感测系统的框图；
图10是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸节点区域的感测操作的示图；
图11是图解在根据本发明实施方式的触摸显示装置中，发生触摸的触摸节点区域的感测和未发生触摸的触摸节点区域的感测的示图；
图12是当根据本发明实施方式的触摸显示装置是OLED显示器时，具有3T1C结构的子像素的触摸传感器结构的示例；
图13是当根据本发明实施方式的触摸显示装置是OLED显示器时，具有3T1C结构的子像素的改进触摸传感器结构的示例；
图14是图解当根据本发明实施方式的触摸显示装置是OLED显示器时，具有3T1C结构的子像素的改进触摸传感器结构的遮光图案的形成位置的平面图；
图15是当根据本发明实施方式的触摸显示装置是LCD时，子像素的触摸传感器结构的示例；
图16是根据本发明实施方式的触摸显示装置的触摸感测方法的流程图。
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，在附图中通过举例说明能够实施的具体示例或实施方式的方式进行了显示，并且在附图中可使用相同的参考标记和符号指代相同或相似的部件，即使它们显示在彼此不同的附图中。此外，在本发明的示例或实施方式的以下描述中，当确定对本文涉及的公知功能和部件的详细描述反而会使本发明一些实施方式中的主题不清楚时，将省略其详细描述。在此使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”之类的术语一般旨在允许增加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。
在此可使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语来描述本发明的元件。这些术语的每一个不用来限定元件的本质、顺序、次序或数量等，而是仅用于将相应元件与其他元件区分开。
当提到第一元件与第二元件“连接或结合”、“交叠”等时，其应当解释为，第一元件不仅可与第二元件“直接连接或结合”或“直接交叠”，而且还可在第一元件与第二元件之间“插入”第三元件，或者第一元件和第二元件可经由第四元件彼此“连接或结合”、“交叠”等。在此，第二元件可包括在彼此“连接或结合”、“交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当使用诸如“在……之后”、“随后”、“接下来”、“在……之前”等之类的时间相对术语描述元件或构造的过程或操作，或者操作方法、加工方法、制造方法中的流程或步骤时，这些术语可用于描述非连续的或非顺序的过程或操作，除非一起使用了术语“直接”或“紧接”。
此外，当提到任何尺度、相对尺寸等时，即使没有指明相关描述，也应当认为元件或特征或者相应信息的数值(例如，水平、范围等)包括可由各种因素(例如，工艺因素、内部或外部冲击、噪声等)导致的公差或误差范围。此外，术语“可”完全涵盖术语“能”的所有含义。
图1是根据本发明实施方式的触摸显示装置100的系统构造图。
根据本发明实施方式的触摸显示装置100可提供用于显示图像的显示功能和用于感测诸如用户手指或笔之类的触摸物体的触摸的触摸感测功能。
根据本发明实施方式的触摸显示装置100是用于提供显示功能的部件，并且包括：显示面板110，显示面板110包括彼此交叉的多条数据线DL和多条栅极线GL并且包括连接至多条数据线DL和多条栅极线GL的多个子像素SP；用于向多条栅极线GL按顺序输出栅极信号GATE的栅极驱动电路130；和用于向多条数据线DL输出图像数据电压VDATA的数据驱动电路120。
显示面板110可包括显示图像的有源区域A/A和不显示图像的非有源区域N/A。
用于图像显示的多个子像素SP布置在显示面板110的有源区域A/A中。显示面板110可包括诸如多条数据线DL和多条栅极线GL之类的信号线，以驱动多个子像素SP。
在显示面板110中，多条数据线DL和多条栅极线GL可设置成彼此交叉。例如，多条数据线DL可沿行或列设置，多条栅极线GL可沿列或行设置。
下文中，为了便于描述，假设多条数据线DL沿列设置，并且多条栅极线GL沿行设置。在这种情况下，沿列方向设置的用于显示的信号线，比如数据线DL、基准电压线(图3中的RVL)和驱动电压线DVL，也被称为显示列线。此外，沿行方向设置的用于显示的信号线，比如诸如扫描线(图2和图3中的SCL)和感测线(图3中的SENL)之类的栅极线GL，也被称为显示行线。
控制器140提供数据驱动电路120和栅极驱动电路130的驱动操作所需的各种控制信号DCS、GCS，使得可控制数据驱动电路120和栅极驱动电路130。
控制器140根据每帧中实现的时序开始扫描，按照数据驱动电路120使用的数据信号格式转换从外部输入的输入图像数据，然后输出转换后的图像数据DATA，并且根据扫描在适当时间控制数据驱动。
与输入图像数据一起，控制器140从外部(例如，主机系统)接收包括垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、输入数据使能DE信号、时钟信号CLK等。
除了按照数据驱动电路120使用的数据信号格式转换从外部输入的输入图像数据转换并且输出转换后的图像数据DATA以外，为了控制数据驱动电路120和栅极驱动电路130，控制器140还接收诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、输入DE信号、时钟信号等之类的时序信号，并且产生各种控制信号以输出至数据驱动电路120和栅极驱动电路130。
例如，为了控制栅极驱动电路130，控制器140输出包括栅极起始脉冲GSP、栅极移位时钟GSC、栅极输出使能GOE信号等的各种栅极控制信号GCS。在此，栅极起始脉冲GSP控制构成栅极驱动电路的一个或多个栅极驱动器集成电路的操作起始时序。栅极移位时钟GSC是共同地输入至一个或多个栅极驱动器集成电路的时钟信号，并且控制扫描信号(栅极脉冲)的移位时序。栅极输出使能GOE信号指定一个或多个栅极驱动器集成电路的时序信息。
此外，为了控制数据驱动电路120，控制器140输出包括源极起始脉冲SSP、源极采样时钟SSC、源极输出使能SOE信号等的各种数据控制信号DCS。在此，源极起始脉冲SSP控制构成数据驱动电路120的一个或多个源极驱动器集成电路的数据采样的起始时序。源极采样时钟SSC是控制源极驱动器集成电路中的数据采样时序的时钟信号。源极输出使能SOE信号控制数据驱动电路120的输出时序。
控制器140可以是常规显示技术中使用的时序控制器，或者可以是具有时序控制器并且可进一步执行其他控制功能的控制装置。
控制器140可由与数据驱动电路120分离的部件实现，或者可与数据驱动电路120集成在一起从而实现为集成电路。
数据驱动电路120从控制器140接收图像数据DATA并且向多条数据线DL提供图像数据电压DATA，由此驱动多条数据线DL。
数据驱动电路120可包括至少一个源极驱动器集成电路S-DIC。每个源极驱动器集成电路S-DIC可包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器DAC、输出缓存器等。在一些情况下，每个源极驱动器集成电路S-DIC可进一步包括模数转换器ADC。
每个源极驱动器集成电路S-DIC可以以带式自动焊接TAB方案、玻上芯片COG方案或面板上芯片COP方案直接连接至显示面板110的焊接焊盘，或者可直接设置在显示面板110中，在一些情况下，每个源极驱动器集成电路S-DIC可与显示面板110集成地设置在显示面板110。另外，每个源极驱动器集成电路SDIC可以实现为安装在与显示面板110连接的源极电路膜上的膜上芯片COF方案。
栅极驱动电路130通过向多条栅极线GL依次提供扫描信号来依次驱动多条栅极线GL。在此，栅极驱动电路130也被称为扫描驱动电路。
栅极驱动电路130可包括移位寄存器、电平移位器等。
栅极驱动电路130可以以带式自动焊接TAB方案、玻上芯片COG方案或面板上芯片COP方案连接至显示面板110的焊接焊盘，或者可以以面板内栅极(GIP)型实现并且直接设置在显示面板110中，在一些情况下，栅极驱动电路130可与显示面板110集成地设置在显示面板110中。另外，栅极驱动电路130可以实现为膜上芯片COF方案，其实现为多个栅极驱动器集成电路G-DIC并安装在与显示面板110的栅极电路膜上。
栅极驱动电路130在控制器140的控制下向多条栅极线GL依次提供导通电压或截止电压的扫描信号。
当通过栅极驱动电路130导通具体栅极线时，数据驱动电路120将从控制器140接收的图像数据DATA转换为模拟图像数据电压VDATA并提供至多条数据线DL。
数据驱动电路120可仅位于显示面板110的一侧(例如，上侧或下侧)。在一些情况下，根据驱动方法、面板设计方法等，数据驱动电路120可位于显示面板110的两侧(例如，上侧和下侧)。
栅极驱动电路130可仅位于显示面板110的一侧(例如，左侧或右侧)，在一些情况下，根据驱动方法、面板设计方法等，栅极驱动电路130可位于显示面板110的两侧(例如，左侧和右侧)。
设置在显示面板110中的多条栅极线GL可包括多条扫描线，并且根据子像素结构可包括多条感测线和/或多条发光控制线。在此，扫描线、感测线和发光控制线连接至不同类型的晶体管(扫描晶体管、感测晶体管、发光控制晶体管)的栅极节点，并且可以是传送不同类型的栅极信号(GATE)(扫描信号、感测信号、发光控制信号)的线。下文中，将参照图2和图3进行描述。
根据本发明实施方式的触摸显示装置100可以是自发光显示器，比如有机发光二极管(OLED)显示器、量子点显示器或微型发光二极管(LED)显示器。
当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是OLED显示器时，每个子像素P可包括自身发光的有机发光二极管(OLED)作为发光器件。当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是量子点显示器时，每个子像素SP可包括由作为半导体晶体的量子点制成的自身发光的发光器件。当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是微型LED显示器时，每个子像素SP可包括自身发光并且由无机材料制成的微型发光二极管(LED)作为发光器件。
根据本发明实施方式的触摸显示装置100可以是进一步包括与显示面板110分离的发光器件(例如，背光单元等)的显示器，比如液晶显示器(LCD)。
为了提供触摸感测功能，根据本发明实施方式的触摸显示装置100不单独包括设置有用于触摸感测的单独触摸电极和触摸线的触摸面板。此外，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的显示面板110不包括用于触摸感测的单独触摸电极或触摸线。此外，根据本发明实施方式的触摸显示装置100不使用用于触摸感测的单独触摸驱动信号。
尽管根据本发明实施方式的触摸显示装置100不单独包括用于触摸感测的专用部件(例如，触摸电极、触摸线等)，并且不提供使用单独触摸驱动信号的驱动方法，但其可利用用于显示功能的部件(例如，数据线、栅极线等)和用于驱动这些部件的信号(例如，栅极信号(GATE))来提供触摸感测功能。
图2是根据本发明实施方式的触摸显示装置的子像素的等效电路，图3是根据本发明实施方式的触摸显示装置的子像素的另一等效电路。
参照图2，多个子像素SP的每一个可包括：发光器件ED；用于驱动发光器件ED的驱动晶体管DRT；扫描晶体管SCT，通过扫描信号SCAN控制扫描晶体管SCT导通/截止，扫描信号SCAN是从作为一种栅极线GL的扫描线SCL提供的一种栅极信号GATE，扫描晶体管SCT控制驱动晶体管DRT的第一节点n1与数据线DL之间的电连接；和存储电容器Cst，存储电容器Cst电连接在驱动晶体管DRT的第一节点n1与第二节点n2之间。
图2的子像素结构是基本的2T(晶体管)1C(电容器)结构。在一些情况下，每个子像素SP可进一步包括一个或多个晶体管和/或一个或多个电容器。例如，如图3中所示，每个子像素SP可具有进一步包括感测晶体管SENT的3T1C结构。
参照图3，通过感测信号SENSE控制感测晶体管SENT导通/截止，感测信号SENSE是从作为另一种栅极线GL的感测线SENL提供的另一种栅极信号GATE，感测晶体管SENT可控制驱动晶体管DRT的第二节点n2与基准电压线RVL之间的电连接。
下面将描述每个子像素SP中的部件。
发光器件ED包括第一电极和第二电极、以及位于第一电极与第二电极之间的发光层。发光器件ED的第一电极可以是阳极电极或阴极电极，第二电极可以是阴极电极或阳极电极。发光器件ED例如可以是有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)、量子点发光器件等。
发光器件ED的第二电极可以是公共电极。在这种情况下，可对发光器件ED的第二电极施加基础电压EVSS。在此，基础电压EVSS例如可以是地电压或类似于地电压的电压。
驱动晶体管DRT是用于驱动发光器件ED的晶体管，并且包括第一节点n1、第二节点n2和第三节点n3。
驱动晶体管DRT的第一节点n1是对应于栅极节点的节点，并且可电连接至扫描晶体管SCT的源极节点或漏极节点。驱动晶体管DRT的第二节点n2可电连接至发光器件ED的第一电极，并且可以是源极节点或漏极节点。驱动晶体管DRT的第三节点n3是被施加驱动电压EVDD的节点，可电连接至提供驱动电压EVDD的驱动电压线DVL，并且可以是漏极节点或源极节点。
响应于从作为一种栅极线GL的多条扫描线SCL之中的相应扫描线SCL提供的扫描信号SCAN，扫描晶体管SCT可控制驱动晶体管DRT的第一节点n1与多条数据线DL之中的相应数据线DL之间的连接。
扫描晶体管SCT的漏极节点或源极节点可电连接至相应数据线DL。扫描晶体管SCT的源极节点或漏极节点可电连接至驱动晶体管DRT的第一节点n1。扫描晶体管SCT的栅极节点可电连接至作为一种栅极线GL的扫描线SCL，以接收扫描信号SCAN。
扫描晶体管SCT通过导通电平栅极电压的扫描信号SCAN导通，使得从相应数据线DL提供的图像数据电压DATA可传送至第一节点n1。
扫描晶体管SCT通过导通电平栅极电压的扫描信号SCAN导通，并且通过截止电平栅极电压的扫描信号SCAN截止。在此，当扫描晶体管SCT是n型时，导通电平栅极电压可以是高电平电压，并且截止电平栅极电压可以是低电平电压。当扫描晶体管SCT是p型时，导通电平栅极电压可以是低电平电压，并且截止电平栅极电压可以是高电平电压。
响应于从作为一种栅极线GL的多条感测线SENL之中的相应感测线SENL提供的感测信号SENSE，感测晶体管SENT可控制驱动晶体管DRT的第二节点n2与多条基准电压线RVL之中的相应基准电压线RVL之间的连接，驱动晶体管DRT的第二节点n2电连接至发光器件ED的第一电极。
感测晶体管SENT的漏极节点或源极节点可电连接至基准电压线RVL。感测晶体管SENT的源极节点或漏极节点可电连接至驱动晶体管DRT的第二节点n2，并且可电连接至发光器件ED的第一电极。感测晶体管SENT的栅极节点可电连接至作为一种栅极线GL的感测线SENL，以接收感测信号SENSE。
感测晶体管SENT导通，以将从基准电压线RVL提供的基准电压VREF施加至驱动晶体管DRT的第二节点n2。
感测晶体管SENT通过导通电平栅极电压的感测信号SENSE导通，并且通过截止电平栅极电压的感测信号SENSE截止。在此，当感测晶体管SENT是n型时，导通电平栅极电压可以是高电平电压，并且截止电平栅极电压可以是低电平电压。当感测晶体管SENT是p型时，导通电平栅极电压可以是低电平电压，并且截止电平栅极电压可以是高电平电压。
在以下的图中，扫描晶体管SCT和感测晶体管SENT是n型的，并且扫描信号SCAN和感测信号SENSE的每一个的导通电平栅极电压是高电平电压，并且扫描信号SCAN和感测信号SENSE的每一个的截止电平栅极电压被示出为低电平电压。
存储电容器Cst电连接在驱动晶体管DRT的第一节点n1与第二节点n2之间，使得对应于图像信号电压的图像数据电压VDATA或与之对应的电压可保持一帧时间。
存储电容器Cst不是作为存在于驱动晶体管DRT的第一节点n1与第二节点n2之间的内部电容器的寄生电容器(例如，Cgs，Cgd)，而是特意设计在驱动晶体管DRT外部的外部电容器。
驱动晶体管DRT、扫描晶体管SCT和感测晶体管SENT的每一个可以是n型晶体管或p型晶体管。驱动晶体管DRT、扫描晶体管SCT和感测晶体管SENT全都可以是n型晶体管或p型晶体管。驱动晶体管DRT、扫描晶体管SCT和感测晶体管SENT中的至少一个可以是n型晶体管(或p型晶体管)，其他可以是p型晶体管(或n型晶体管)。
图2和图3中所示的每个子像素结构仅仅是用于描述的示例，其可进一步包括一个或多个晶体管，或者在一些情况下，可进一步包括一个或多个电容器。可选地，多个子像素的每一个可具有相同结构，多个子像素中的一些子像素可具有不同结构。
下文中，将详细描述在不单独包括用于触摸感测的专用部件(例如，触摸电极、触摸线等)并且不使用单独触摸驱动信号单独执行驱动方法的情况下可提供触摸感测功能的触摸显示装置100、数据驱动电路120和触摸感测方法。
图4是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测结构的示图，图5是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的感测电路420的示图，图6是根据本发明实施方式的触摸显示装置100的操作时序图。
参照图4和图5，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可没有修改地原样利用用于显示功能的部件(例如，数据线、栅极线等)和用于驱动相应部件的信号(例如，栅极信号(GATE))，由此提供触摸感测功能。
参照图4和图5，数据驱动电路120可包括用于显示功能的源极驱动电路410和用于触摸感测功能的感测电路420。
源极驱动电路410通过输出缓存器BUF向多条数据线DL输出图像数据电压VDATA。
感测电路420可通过将每N条(N是2或更大的自然数)数据线分组(即，每N条数据线为一组)来感测多条数据线DL。下文中，假设N为48作为例子。
参照图4，图5和图6，当感测电路420感测每N条数据线形成一组的多个数据线组DLG之中的第一数据线组DLG中包括的N条数据线(当N＝48时，DL#1至DL#48)时，栅极驱动电路130可向多条栅极线GL之中的M条(M是2或更大的自然数)栅极线(当M＝12时，GL#1至GL#12)输出M个栅极信号GATE，M个栅极信号GATE在时序上依次具有脉冲区段(pulse section)PT。脉冲区段PT可包括两个或更多个脉冲(P1、P2、…)。下文中，假设M为12作为例子。
参照图4，图5和图6，施加至多条栅极线GL的每一条的栅极信号GATE可具有在一帧时间期间触发两次或更多次的信号波形。
参照图4和图5，数据驱动电路120可进一步包括多个感测时序控制开关TSEN，多个感测时序控制开关TSEN用于控制多条数据线DL与源极驱动电路410之间的电连接。
当源极驱动电路410向多条数据线DL输出图像数据电压VDATA时，多个感测时序控制开关TSEN可将源极驱动电路410与多条数据线DL之间的连接断开预定时段，然后再次连接。
在源极驱动电路410与多条数据线DL之间的连接通过多个感测时序控制开关TSEN断开的时段期间，感测电路420可感测每N条数据线形成一组的多个数据线组DLG之中的第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)。
多个感测时序控制开关TSEN关断的时段可对应于感测电路420执行用于触摸感测的信号检测的时段。
参照图6，在栅极信号GATE中的非脉冲区段PT的截止电平栅极电压区段期间，感测时序控制开关TSEN可处于导通状态。在栅极信号GATE中的脉冲区段PT中的截止电平栅极电压区段期间，感测时序控制开关TSEN可截止。
参照图4和图5，M*N个像素SP(其中N条数据线(DL#1至DL#48)和M条栅极线(GL#至GL#12)彼此连接)所占据的区域对应于用于触摸感测的一个触摸节点。一个触摸节点可对应于一个触摸坐标。
参照图5，感测电路420可包括对应于多个数据线组DLG的多个模拟前端电路(AFE)500，并且可进一步包括模数转换器(ADC)550，模数转换器550将从多个模拟前端电路500输出的信号转换为数字值。
此外，感测电路420可实现为包括多个模拟前端电路500、模数转换器540和各种附加部件(例如，多路复用器电路等)的集成电路的形式。
在一些情况下，感测电路420可进一步包括触摸控制器(图9中的900)，触摸控制器基于包括从模数转换器550输出的感测值的感测数据，确定触摸和/或触摸坐标。
多个模拟前端电路500的每一个可包括求和电路(sum circuit)510、求和电荷放大器520等，并且可进一步包括双采样积分电路530等。
例如，多个模拟前端电路500可包括对应于第一数据线组DLG的第一模拟前端电路。第一模拟前端电路包括求和电路510以及求和电荷放大器520。
参照图5，求和电路510可包括N个采样电容器(当N＝48时，Cs1至Cs48)。N个采样电容器(Cs1至Cs48)可被充入根据触摸的发生而在N条数据线(DL#1至DL#48)中感应的电荷。
参照图5，N个采样电容器(Cs1至Cs48)的每一个的一端a可电连接至第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)，并且N个采样电容器(Cs1至Cs48)的每一个的另一端b可彼此电连接。
参照图5，求和电荷放大器520可包括：运算放大器OPAMP，运算放大器OPAMP包括感测输入端SIN、基准输入端RIN和用于输出求和输出信号Vsum的感测输出端OUT_SUM，其中N个采样电容器(Cs1至Cs48)的每一个的另一端b全部电连接至感测输入端SIN，基准电压VREF_SUM施加至基准输入端RIN；反馈电容器Cfb_SUM，反馈电容器Cfb_SUM连接在运算放大器OPAMP的感测输出端OUT_SUM与感测输入端SIN之间；以及求和复位开关RST_SUM，求和复位开关RST_SUM连接在运算放大器OPAMP的感测输出端OUT_SUM与感测输入端SIN之间。
参照图5，多个感测时序控制开关TSEN和第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)可在第一点中电连接(当N＝48时，X1至X48)。
N个采样电容器(Cs1至Cs48)的每一个的一端a可分别连接在第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)与第一点(X1至X48)之间。
就是说，第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)与N个采样电容器(Cs1至Cs48)的每一个的一端a进行连接的点(Z1至Z48)位于第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)与第一点(X1至X48)之间。
参照图4至图6，在一帧时间内的第一时段期间，栅极驱动电路130可向与第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)交叉的M条栅极线(GL#1、GL#2、…、GL#i、GL#(i+1)、…、GL#12)依次输出在时序上(in timings)依次具有脉冲区段PT的栅极信号GATE。
每个栅极信号GATE的脉冲区段PT例如可对应于一个水平时间(1H)，并且可以是用于导通与相应栅极线GL连接的晶体管(例如，SCT，SENT)的信号区段，作为用于导通相应栅极线GL的信号区段。
通常，在一帧时间期间，一个栅极信号GATE包括具有导通电平栅极电压Vgate_on(可以是高电平电压)的一个区段(导通电平栅极电压区段)，并且包括除了导通电平栅极电压区段之外的具有截止电平栅极电压Vgate_off(可以是低电平电压)的截止电平栅极电压区段。
另一方面，在一帧时间期间，根据本发明实施方式的栅极信号GATE包括两个或更多个具有导通电平栅极电压Vgate_on的区段(下文中，称为导通电平栅极电压区段)。在根据本发明实施方式的栅极信号GATE中，脉冲区段PT包括两个或更多个导通电平栅极电压(Vgate_on)区段以及一个或多个截止电平栅极电压(Vgate_off)区段。
参照图6，每个栅极信号GATE的脉冲区段PT可包括两个或更多个脉冲(P1、P2)。每个栅极信号GATE的脉冲区段PT可包括两个或更多个具有导通电平栅极电压(Vgate_on)的导通电平栅极电压区段、以及一个或多个具有截止电平栅极电压(Vgate_off)的截止电平栅极电压区段。因此，每个栅极信号GATE的脉冲区段PT包括两个或更多个脉冲(P1、P2)。
参照图6，每个栅极信号GATE的脉冲区段PT具有用于实现触摸驱动的振幅ΔV。就是说，导通电平栅极电压Vgate_on与截止电平栅极电压Vgate_off之间的电压差ΔV具有能够实现触摸驱动的值。
因此，在一帧时间内的第一时段期间，当输出至M条栅极线(GL#1至GL#12)的每个栅极信号GATE的脉冲区段PT被依次添加时，其可用作提供至一个触摸节点的触摸驱动脉冲。
如上所述，在一帧时间内，在每个栅极信号GATE中的包括两个或更多个脉冲P1和P2的脉冲区段PT期间，多个感测时序控制开关TSEN可具有一个或多个关断状态，如图6中所示。
换句话说，在施加至显示面板110中的栅极线GL的栅极信号GATE中，在一帧时间中电压可被触发两次或更多次。例如，用于产生第一脉冲P1的第一次触发(first toggling)是指：从脉冲区段PT之前的截止电平栅极电压Vgate_off变为脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压Vgate_on，然后再次变为截止电平栅极电压Vgate_off。用于产生第二脉冲P2的第二次触发是指：从脉冲区段PT中的截止电平栅极电压Vgate_off变为第二导通电平栅极电压Vgate_on，然后再次变为截止电平栅极电压Vgate_off。
参照图4至图6，在一帧时间内的第一时段期间，数据驱动电路120可向第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)输出图像数据电压VDATA。
参照图6，根据本发明实施方式的触摸显示装置100可在驱动显示的同时感测触摸。就是说，在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，可同时执行用于显示功能的显示模式和用于触摸感测功能的触摸模式。
参照图6，示出了施加至M条栅极线(GL#1至GL#12)之中的第i栅极线GL#i的栅极信号来描述同时执行的显示模式和触摸模式。
参照图6，在施加至M条栅极线(GL#1至GL#12)之中的第i栅极线GL#i的栅极信号GATE中，脉冲区段PT包括两个导通电平栅极电压区段和在两个导通电平栅极电压区段之间的一个截止电平栅极电压区段。
在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE中的脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压区段期间，感测时序控制开关TSEN关断。然后，在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE中的脉冲区段PT中的第二导通电平栅极电压区段之后，感测时序控制开关TSEN再次导通。
感测时序控制开关TSEN关断的时间区段是指触摸感测时段T，感测时序控制开关TSEN导通的时间区段是指显示驱动时段D。
为了描述显示模式操作，假设施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE是图2的扫描信号SCAN。
下面将描述显示模式和触摸模式的同时操作。
参照图6，在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT中的具有第一导通电平栅极电压Vgate_on的第一导通电平栅极电压区段期间，执行用于显示模式的第一数据写入操作。
参照图6，施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT是第i栅极线GL#i被扫描的时序。施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压区段可对应于脉冲区段PT中的第一脉冲P1。
参照图6，对应于第i栅极线GL#i的子像素SP中的扫描晶体管SCT通过施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE中的脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压Vgate_on导通。然后，从源极驱动电路410输出的图像数据电压VDATA通过导通的感测时序控制开关TSEN提供至与第i栅极线GL#i交叉的N条数据线(DL#1至DL#48)。
根据栅极驱动和数据驱动操作，提供至N条数据线(DL#1至DL#48)的每一条的图像数据电压VDATA可通过被栅极信号GATE的脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压Vgate_on导通的扫描晶体管SCT施加至对应于第i栅极线GL#i的子像素SP中的驱动晶体管DRT的第一节点n1。如上所述，将图像数据电压VDATA施加至驱动晶体管DRT的第一节点n1称为数据写入。
第一数据写入操作时段对应于显示驱动时段D。此时，感测时序控制开关TSEN处于导通状态。此外，第一数据写入操作时段期间是不执行触摸模式操作的复位状态。
参照图6，在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT中的具有第一导通电平栅极电压Vgate_on的第一导通电平栅极电压区段期间，感测时序控制开关TSEN关断。因此，开始触摸感测时段T。
由于感测时序控制开关TSEN关断，所以与第i栅极线GL#i交叉的N条数据线(DL#1至DL#48)与源极驱动电路410断开并且连接至感测电路420。
就是说，由于感测时序控制开关TSEN关断，所以N条数据线(DL#1至DL#48)不能从源极驱动电路410接收图像数据电压VDATA。然而，N条数据线(DL#1至DL#48)可处于如下状态：在第一数据写入操作时段期间提供的图像数据电压VDATA在一定程度上被保持。
由于停止了向N条数据线(DL#1至DL#48)提供图像数据电压VDATA，所以对应于第i栅极线GL#i的子像素SP中的驱动晶体管DRT的第一节点n1变为电浮置状态。此时，由于存储电容器Cst，驱动晶体管DRT的第一节点n1保持为在第一数据写入操作时段期间施加的图像数据电压VDATA。这被称为数据保持操作。
在感测时序控制开关TSEN关断且数据保持操作开始之后，在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT内，第一导通电平栅极电压Vgate_on变为截止电平栅极电压Vgate_off。
因此，通过施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE中的脉冲区段PT的第一导通电平栅极电压Vgate_on导通的扫描晶体管SCT经由截止电平栅极电压Vgate_off截止。扫描晶体管SCT的这种截止用于保持与包括在M条栅极线(GL#1至GL#12)中的第i栅极线GL#i对应的子像素SP中的驱动晶体管DRT的第一节点n1的浮置状态，并且使数据保持操作继续。
参照图6，在施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT中，在某一时间长度的截止电平栅极电压区段之后进行第二导通电平栅极电压区段。如上所述，由于施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE变为第二导通电平栅极电压Vgate_on，所以对应于第i栅极线GL#i的子像素SP中的扫描晶体管SCT导通。然而，直到感测时序控制开关TSEN导通为止，其对应于触摸感测时段T，并且数据保持操作继续。
参照图6，当施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE变为第二导通电平栅极电压Vgate_on并且经过了某一时间时，感测时序控制开关TSEN可导通。因此，触摸感测时段T结束并且再次进行显示驱动时段D。
由于感测时序控制开关TSEN导通，所以N条数据线(DL#1至DL#48)再次连接至源极驱动电路410，并且再次从源极驱动电路410提供图像数据电压VDATA。
在显示驱动时段D期间，由于施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE具有第二导通电平栅极电压Vgate_on，因此与第i栅极线GL#i对应的子像素SP中的扫描晶体管SCT导通。
因此，当进行显示驱动时段D时，直到施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT结束为止(例如，直到第i栅极线GL#i的扫描时序结束为止)，通过被施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE的脉冲区段PT中的第二导通电平栅极电压Vgate_on导通的扫描晶体管SCT，再次提供至N条数据线(DL#1至DL#48)的每一条的图像数据电压VDATA可再次施加至对应于第i栅极线GL#i的子像素SP中的驱动晶体管DRT的第一节点n1。这也可被称为第二数据写入操作。
第二数据写入操作时段期间是不执行触摸模式操作的复位状态。
参照图6，在脉冲区段PT结束之后，施加至第i栅极线GL#i的栅极信号GATE将截止电平栅极电压Vgate_off一直保持到下一帧。
参照图6，在第(i+1)条栅极线GL#(i+1)的扫描时序时段期间，进行与第i条栅极线GL#i的扫描时序时段期间的上述操作相同的操作。
如上所述，由于同时执行显示模式和触摸模式，因此可在驱动显示时同时感测触摸。此外，由于在栅极信号GATE的脉冲区段PT中单独产生的截止电平栅极电压区段被用作触摸感测时段T，因此提供至子像素SP的图像数据电压VDATA可保持先前的值。
因此，在栅极信号GATE的脉冲区段PT中单独产生的截止电平栅极电压区段中，由于即使N条数据线(DL#1至DL#48)发生变化，感测时序控制开关TSEN也处于关断状态，因此不影响触摸感测。
此外，可在栅极信号GATE的脉冲区段PT中的第二导通电平栅极电压区段中最后写入图像数据电压VDATA，由此防止图像失真。
参照图6，栅极信号GATE的脉冲区段PT中的截止电平栅极电压区段的时序或时间长度可根据分辨率、触摸感测的质量等而变化。
此外，可在不劣化图像质量的范围内尽可能长地确保栅极信号GATE的脉冲区段PT中的截止电平栅极电压区段的时间长度。
此外，栅极信号GATE的脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压区段和第二导通电平栅极电压区段的时间长度可相同或不同。
同时，根据本发明实施方式的触摸感测方法是基于多条数据线DL与多条栅极线GL之间的互电容来感测触摸的方法。
因为形成在一条数据线DL与一条栅极线GL之间的互电容可能太小，因此根据本发明实施方式的触摸感测方法是通过将形成在N条数据线(DL#1至DL#48)与M条栅极线(GL#1至GL#12)之间的电容之和作为一个触摸节点的电容，基于多个触摸节点的电容来感测触摸的方法。
在根据本发明实施方式的触摸感测方法中，可认为一组M条栅极线(GL#1至GL#12)对应于一个驱动电极(或发送Tx电极)，一组(数据线组DLG)N条数据线(DL#1至DL#48)对应于一个感测电极(或接收Rx电极)。
如上所述，根据本发明实施方式的触摸显示装置100以触摸感测原理依次驱动像一个驱动电极的M条栅极线(GL#1至GL#12)，并且通过同时感测像一个感测电极的N条数据线(DL#1至DL#48)来发现形成一个触摸节点的M条栅极线(GL#1至GL#12)和N条数据线(DL#1至DL#48)之间的互电容及其变化，由此能够感测触摸和/或触摸坐标。
因此，在一帧时间内的第一时段期间，求和电荷放大器520可输出与第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#48)与M条栅极线(GL#1至GL#12)之间的互电容对应的求和输出信号Vsum。
同时，数据驱动电路120中包括的源极驱动电路410和感测电路420的每一个可实现为单独的集成电路(IC)。可选地，数据驱动电路120中包括的源极驱动电路410和感测电路420可集成并实现为单个集成电路。
图7是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的感测电路420中包括的模拟前端电路500的示图，图8是根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸驱动时序图。
在M条栅极线(GL#1至GL#12)依次被驱动的同时，感测电路420的模拟前端电路500同时感测N条数据线(DL#1至DL#48)。
随着M条栅极线(GL#1至GL#12)依次被驱动，通过与N条数据线(DL#1至DL#48)的每一条交叉的M条栅极线(GL#1至GL#12)，触摸驱动脉冲可形成为输入信号(Vin1至Vin48)。
例如，随着M条栅极线(GL#1至GL#12)依次被驱动，在与第一数据线DL#1交叉的M条栅极线(GL#1至GL#12)中形成与第一数据线DL#1有关的触摸驱动脉冲形式的第一输入信号Vin1。
由于N条数据线(DL#1至DL#48)的每一条与全部M条栅极线(GL#1至GL#12)交叉，因此N条数据线(DL#1至DL#48)的每一条与M条栅极线(GL#1至GL#12)一起形成电容(Cm1至Cm48)。
例如，由于第一数据线DL#1与全部M条栅极线(GL#1至GL#12)交叉，因此在第一数据线DL#1和M条栅极线(GL#1至GL#12)中形成M个电容，并且以M个电容组合的形式形成第一电容Cm1。再例如，由于第二数据线DL#2与全部M条栅极线(GL#1至GL#12)交叉，因此在第二数据线DL#2和M条栅极线(GL#1至GL#12)中形成M个电容，并且以M个电容组合的形式形成第二电容Cm2。
N条数据线(DL#1至DL#48)可具有寄生电容成分(Cp1至Cp48)。M条栅极线(GL#1至GL#12)也可具有寄生电容成分。
N条数据线(DL#1至DL#48)可连接至模拟前端电路500中的求和电路510。在M条栅极线(GL#1至GL#12)依次被驱动的情况下，根据是否存在周围的触摸物体(例如，手指、笔等)，可在N条数据线(DL#1至DL#48)中感生不同的电荷。N条数据线(DL#1至DL#48)中感生的电荷可被充入到求和电路510中的N个采样电容器(Cs1至Cs48)中。
下文中，将详细描述模拟前端电路500的详细结构和操作如下。
参照图7，除了求和电路510以及求和电荷放大器520以外，与多个数据线组DLG对应的多个模拟前端电路500的每一个可进一步包括双采样积分电路530。
求和电路510以及求和电荷放大器520的每一个的结构参照图5进行了描述，以下将更详细地描述双采样积分电路530。然而，将举例说明设置在显示面板110中的所有数据线DL以每N条分组而得到的多个数据线组DLG之中的第一数据线组DLG，并且将描述对应于第一数据线组DLG的第一模拟前端电路。
第一模拟前端电路可包括求和电路510、求和电荷放大器520和双采样积分电路530。
参照图7，双采样积分电路530电连接至求和电荷放大器520的感测输出端OUT_SUM，从求和电荷放大器520的感测输出端OUT_SUM分别通过正路径和负路径接收求和电荷放大器520的正求和输出信号Vsum_p和负求和输出信号Vsum_n，将负求和输出信号Vsum_n反相以与正求和输出信号Vsum_p求和，并且将求和后的信号积分并且以模拟值的形式输出积分后的信号作为模拟感测值Vout。
参照图7，双采样积分电路530可包括双采样开关电路710和积分器720。
参照图7，双采样开关电路710可包括正采样开关电路710P和负采样开关电路710N。
参照图7，积分器720可包括：运算放大器OPAMP，运算放大器OPAMP具有积分输入端SIN_INT、积分基准输入端RIN_INT和积分输出端OUT_INT，积分输入端SIN_INT连接至双采样开关电路710的输出端，积分基准电压VREF_INT施加至积分基准输入端RIN_INT，积分输出端OUT_INT用于输出对应于积分值的模拟感测值Vout；积分电容器Cfb_INT，积分电容器Cfb_INT连接在积分输入端SIN_INT与积分输出端OUT_INT之间；以及积分复位开关RST_INT，积分复位开关RST_INT连接在积分输入端SIN_INT与积分输出端OUT_INT之间。
参照图7，正采样开关电路710P和负采样开关电路710N可并联连接在求和电荷放大器520的感测输出端OUT_SUM与积分器720的积分输入端SIN_INT之间。
参照图7，正采样开关电路710P可包括：正采样电容器CP_INT；第一正开关S1P，第一正开关S1P连接在正采样电容器CP_INT的一端与求和电荷放大器520的感测输出端OUT_SUM之间；第二正开关S2P，第二正开关S2P连接在正采样电容器CP_INT的另一端与积分器720的积分输入端SIN_INT之间；第三正开关S3P，第三正开关S3P连接在正采样电容器CP_INT的另一端与被施加积分基准电压VREF_INT的积分基准电压节点之间；和第四正开关S4P，第四正开关S4P连接在正采样电容器CP_INT的一端与被施加积分基准电压VREF_INT的积分基准电压节点之间。
参照图7，负采样开关电路710N可包括：负采样电容器CN_INT；第一负开关S1N，第一负开关S1N连接在负采样电容器CN_INT的一端与被施加积分基准电压VREF_INT的积分基准电压节点之间；第二负开关S2N，第二负开关S2N连接在负采样电容器CN_INT的一端与求和电荷放大器520的感测输出端OUT_SUM之间；第三负开关S3N，第三负开关S3N连接在负采样电容器CN_INT的另一端与被施加积分基准电压VREF_INT的积分基准电压节点之间；和第四负开关S4N，第四负开关S4N连接在负采样电容器CN_INT的另一端与积分器720的积分输入端SIN_INT之间。
正采样开关电路710P将正求和输出信号Vsum_p存储在正采样电容器CP_INT中，并且可将存储在正采样电容器CP_INT中的正求和输出信号Vsum_p输出至积分器720的积分输入端SIN_INT。
负采样开关电路710N可将负求和输出信号Vsum_n反相，并且将其输出至被输入正求和输出信号Vsum_p的积分器720的积分输入端SIN_INT。
正求和输出信号Vsum_p是具有正相位的求和输出信号Vsum。负求和输出信号Vsum_n是具有负相位的求和输出信号Vsum。
求和电荷放大器520的正求和输出信号Vsum_p可以是当栅极信号GATE在导通电平栅极电压Vgate_on和截止电平栅极电压Vgate_off之中从高电平电压下降至低电平电压时从求和电荷放大器520输出的信号。
求和电荷放大器520的负求和输出信号Vsum_n可以是当栅极信号GATE在导通电平栅极电压Vgate_on和截止电平栅极电压Vgate_off之中从低电平电压上升至高电平电压时从求和电荷放大器520输出的信号。
参照图8，可通过时钟信号CLK_INT控制第一至第四正开关S1P、S2P、S3P和S4P以及第一至第四负开关S1N、S2N、S3N和S4N的开关操作。
当栅极信号GATE在导通电平栅极电压Vgate_on和截止电平栅极电压Vgate_off之中从高电平电压下降至低电平电压时，第一正开关S1P和第三正开关S3P可导通，并且第一负开关S1N和第三负开关S3N可关断。
在栅极信号GATE在导通电平栅极电压Vgate_on和截止电平栅极电压Vgate_off之中从高电平电压下降至低电平电压之后，第二正开关S2P和第四正开关S4P可导通。
当栅极信号GATE在导通电平栅极电压Vgate_on和截止电平栅极电压Vgate_off之中从低电平电压上升至高电平电压时，第二负开关S2N和第四负开关S4N可导通。
用于控制第一至第四正开关S1P、S2P、S3P和S4P以及第一至第四负开关S1N、S2N、S3N和S4N的开关操作的每个时钟信号CLK_INT可基本具有相同的占空比和宽度。
然而，控制第一至第四正开关S1P、S2P、S3P和S4P以及第一至第四负开关S1N、S2N、S3N和S4N的开关操作的每个时钟信号CLK_INT的占空比和宽度中的一个或多个可变化，以便获得电压以期望形式逐步升高的阶梯波形(stepped waveform)的模拟感测值Vout。
模拟感测值Vout从第二正开关S2P和第四正开关S4P的上升时序开始输出。
第二负开关S2N和第四负开关S4N将负求和输出信号Vsum_n反相并输出。这种反相输出的信号与在第二正开关S2P和第四正开关S4P的上升时序输出的信号求和，使得模拟感测值Vout具有阶梯波形。
同时，参照图8，在栅极线GL的脉冲区段PT中的具有导通电平栅极电压Vgate_on的导通电平栅极电压之中，求和电荷放大器520中包括的求和复位开关RST_SUM可从关断状态变为导通状态，并且可再次变为关断状态。
此外，在感测时序控制开关TSEN处于关断状态的时段(触摸感测时段T)期间，求和复位开关RST_SUM从关断状态变为导通状态，并且再次变为关断状态。
同时，当完成预定积分次数时，积分器720中的积分复位开关RST_INT可以以与第一正开关S1P和第三正开关S3P相同的时序导通和关断。然而，第一正开关S1P和第三正开关S3P对于每一脉冲(可以是由栅极信号GATE的脉冲区段PT形成的触摸驱动脉冲)周期性地重复，但是当完成期望积分次数时，积分复位开关RST_INT仅执行一次开关操作。
参照图7和图8，从模拟前端电路500的求和电荷放大器520输出的求和输出信号Vsum由下面的等式1表示。然而，假设驱动一条栅极线GL。
[等式1]
在等式1中，Vsum是从求和电荷放大器520输出的求和输出信号。ΔVin是触摸驱动脉冲的振幅，其是Vin1至Vin48之一。Cm是形成在相应数据线DL与栅极线GL之间的互电容，其是Cm1至Cm48之一。Cs是采样电容器Cs1至Cs48之中的相应采样电容器的电容。Cp是相应数据线DL的寄生电容，其是Cp1至Cp48之一。Cf是求和电荷放大器520的反馈电容器Cfb_SUM的电容。VREF_SUM是输入至求和电荷放大器520的基准输入端RIN的基准电压。
例如，假设Cs＝300fF，Cm＝5fF，Cf＝100fF，Cp＝250pF，ΔVin＝25V，Cs/Cf＝3，VREF_SUM＝5V，M(对应于一个触摸节点的栅极线的数量)＝12，N(对应于一个触摸节点的数据线的数量)＝48，脉冲区段PT中电压变化的次数为2次(上升次数+下降次数)，并且假设ΔCm＝0.25fF(5％)，其是在有触摸和无触摸的情况下Cm之间的差，计算有触摸的情况和无触摸的情况的每一个情况下的求和输出信号Vsum如下。
-无触摸情况下的Vsum＝(5/250305)×25×3×48×2+VREF_SUM＝143.82mV+VREF_SUM
-有触摸情况下的Vsum＝(4.75/250304.95)×25×3×48×2+VREF_SUM＝136.63mV+VREF_SUM
因此，在有触摸和无触摸的情况下，求和输出信号Vsum的偏差为7.19mV(基于一条栅极线)。考虑到栅极线的数量M＝12对应于一个触摸节点的情况，在有触摸和无触摸的情况下，求和输出信号Vsum的偏差为86.28mV(基于12条栅极线)。
在有触摸和无触摸的情况下，由于求和输出信号Vsum的偏差变得更大，所以可提高触摸感测性能。为此，可控制采样电容器的电容Cs、形成在相应数据线DL与栅极线GL之间的互电容Cm、有触摸和无触摸的情况下Cm的差值ΔCm等，并且可调节Cp、积分器720的增益值、栅极电压(Vgate_on、Vgate_off)等。
双采样积分电路530输出的模拟感测值Vout可由下面的等式2至5表示。
下面的等式2是当驱动一条第一栅极线(GL#1)时，在从栅极信号GATE的脉冲区段PT中的导通电平栅极电压(Vgate_on)下降至截止电平栅极电压Vgate_off时，基于一条栅极线GL的模拟感测值Vout(falling，1stGate)。这具有正值。ΔVin1至ΔVin48是触摸驱动脉冲的振幅并且对应于Vin1至Vin48。Cs_INT是双采样开关电路710中的正采样电容器CP_INT和负采样电容器CN_INT的电容。Cf_INT是积分器720中的积分电容器Cfb_INT的电容。
下面的等式3是当驱动一条第一栅极线(GL#1)时，在从栅极信号GATE的脉冲区段PT中的截止电平栅极电压Vgate_off上升至导通电平栅极电压Vgate_on时，基于一条栅极线GL的模拟感测值Vout(rising，1stGate)。这具有负值。
[等式2]
[等式3]
[等式4]
Vout(1stGate)＝Vout(falling，1gate)-Vout(rising，1gate)
[等式5]
Vout(total)＝Vout(1stGate)+Vout(2ndGate)+…+Vout(12thGate)+VREF_INT
等式4是当驱动一条第一栅极线#1时的总模拟感测值Vout(1stGate)。等式5是当依次驱动12(M＝12)条栅极线(GL#1至GL#12)时的总模拟感测值Vout(total)。VREF_INT是施加至积分器720的积分基准输入端RIN_INT的积分基准电压。
图9是根据本发明实施方式的触摸显示装置的整个触摸感测系统的框图。
参照图9，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测系统包括上述多个模拟前端电路500，并且可进一步包括：多路复用器电路MUX，多路复用器电路MUX用于选择多个模拟前端电路500之一；和模数转换器(ADC)550，模数转换器550将从被多路复用器电路MUX选择的模拟前端电路500输出的模拟感测值Vout转换为数字感测值。
参照图9，如上所述，多个模拟前端电路500的每一个对应于N条数据线。例如，当在显示面板110中设置有总共A条数据线(DL#1至DL#A)时，第一模拟前端电路感测A条数据线(DL#1至DL#A)之中的第一数据线组DLG中包括的N条数据线(DL#1至DL#N)。最后一个模拟前端电路感测A条数据线(DL#1至DL#A)之中的最后一个数据线组DLG中包括的N条数据线(…、DL#(A-1)、DL#A)。
参照图9，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测系统可进一步包括触摸控制器900，触摸控制器900接收包括从模数转换器550获得的数字感测值的感测数据并且确定触摸和/或触摸坐标。
参照图9，每个模拟前端电路500可进一步包括采样保持电路(SH)540，采样保持电路(SH)540保持并存储从双采样积分电路530输出的模拟感测值Vout。
图10是图解根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸节点区域的感测操作的示图。
参照图10，假设在显示面板110中设置有总共B条栅极线(GL#1至GL#B)，并且假设B条栅极线(GL#1至GL#B)以每M条栅极线(在图10的示例中M＝12)进行分组以便确定一个触摸节点，其中第一至第十二栅极线(GL#1至GL#12)与N条数据线(DL#1至DL#48)交叉的区域形成为一个触摸节点的区域，并且其中第13至第24栅极线(GL#13至GL#24)与N条数据线(DL#1至DL#48)交叉的区域形成为下一个触摸节点的区域。此外，最后12条栅极线(…、GL#(B-1)、GL#B)与N条数据线(DL#1至DL#48)交叉的区域形成为最后一个触摸节点的区域。
参照图10，N条数据线(DL#1至DL#48)连接至感测电路420的相应模拟前端电路500中的求和电路510。
参照图10，当驱动穿过第一触摸节点区域的第一栅极线GL#1时，N条数据线(DL#1至DL#48)中的信号(电荷)被存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中。求和电荷放大器520通过一个感测输入端SIN接收存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中的信号(电荷)，并且输出求和输出信号Vsum。在此，求和输出信号Vsum可具有通过将来自N条数据线(DL#1至DL#48)的信号组合而获得的信号强度。
以相同方式，当驱动穿过第一触摸节点区域的第二栅极线GL#2时，N条数据线(DL#1至DL#48)中的信号(电荷)被存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中。求和电荷放大器520通过一个感测输入端SIN接收存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中的信号(电荷)，并且输出求和输出信号Vsum。在此，求和输出信号Vsum可具有通过将来自N条数据线(DL#1至DL#48)的信号组合而获得的信号强度。
以相同方式，在依次驱动第三栅极线GL#3至最后一条栅极线GL#B的同时，求和电荷放大器520输出求和输出信号Vsum。
当驱动穿过最后一个触摸节点区域的最后一条栅极线GL#B时，N条数据线(DL#1至DL#48)中的信号(电荷)被存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中。求和电荷放大器520通过一个感测输入端SIN接收存储在求和电路510的N个采样电容器(Cs1至CS48)中的信号(电荷)，并且输出求和输出信号Vsum。在此，求和输出信号Vsum可具有通过将来自N条数据线(DL#1至DL#48)的信号组合而获得的信号强度。
图11是示出在根据本发明实施方式的触摸显示装置100中，发生触摸的触摸节点区域的感测和未发生触摸的触摸节点区域的感测的示图。然而，假设在第一触摸节点区域中发生触摸。
参照图11，当依次驱动与发生触摸的第一触摸节点区域对应的M条栅极线(GL#1至GL#12)时(情形1)，根据通过N条数据线(DL#1至DL#48)的感测结果，从求和电荷放大器520输出求和输出信号Vsum。
之后，当依次驱动与未发生触摸的最后一个触摸节点区域对应的M条栅极线(…、GL#(B-1)、GL#B)时(情形2)，根据通过N条数据线(DL#1至DL#48)的感测结果，从求和电荷放大器520输出求和输出信号Vsum。
参照图11，当依次驱动与发生触摸的第一触摸节点区域对应的M条栅极线(GL#1至GL#12)时从求和电荷放大器520输出的求和输出信号Vsum，与当依次驱动与未发生触摸的最后一个触摸节点区域对应的M条栅极线(…、GL#(B-1)、GL#B)时从求和电荷放大器520输出的求和输出信号Vsum彼此不同。
参照图11，依次驱动与发生触摸的第一触摸节点区域对应的M条栅极线(GL#1至GL#12)时的求和输出信号Vsum可具有比依次驱动与未发生触摸的最后一个触摸节点区域对应的M条栅极线(…、GL#(B-1)、GL#B)时的求和输出信号Vsum小的信号强度。
触摸控制器900可基于依次驱动与每个触摸节点区域对应的M条栅极线(GL#1至GL#12)时的求和输出信号Vsum之间的信号强度差(Δtouch)来发现是否存在触摸。触摸控制器900可通过分析每个触摸节点区域的求和输出信号Vsum的信号强度计算触摸坐标。
将按照子像素描述将上述根据本发明实施方式的触摸感测方法应用于OLED显示器的实施方式。
图12是当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是有机发光二极管(OLED)显示器时，子像素SP的触摸传感器的结构的示例。然而，为了便于描述，举例说明子像素结构是如图3中所示的3T1C结构。
如上所述，按照据本发明实施方式的触摸感测方法，当依次驱动M条栅极线(GL#1至GL#12)时，同时感测N条数据线(DL#1至DL#48)。就是说，M条栅极线(GL#1至GL#12)用作一个驱动电极，N条数据线(DL#1至DL#48)用作一个感测电极。因此，当依次驱动M条栅极线(GL#1至GL#12)时，依次提供至M条栅极线(GL#1至GL#12)的每个栅极信号GATE中包括的两个或更多个脉冲(P1和P2)组合以用作触摸驱动脉冲Tx。
作为驱动电极的构造的示例，用作驱动电极的栅极线GL可以是3T1C结构的子像素SP中的扫描线SCL(一种栅极线GL)。在这种情况下，可通过施加至扫描线SCL的扫描信号SCAN产生触摸驱动脉冲Tx。
作为驱动电极的构造的另一示例，用作驱动电极的栅极线GL可以是3T1C结构的子像素SP中的感测线SENL(另一种栅极线GL)。在这种情况下，可通过施加至感测线SENL的感测信号SENSE产生触摸驱动脉冲Tx。
作为驱动电极的构造的另一示例，用作驱动电极的栅极线GL可以是3T1C结构的子像素SP中的扫描线SCL和感测线SENL二者。在这种情况下，通过施加至扫描线SCL的扫描信号SCAN产生触摸驱动脉冲Tx，并且还可通过施加至感测线SENL的感测信号SENSE产生触摸驱动脉冲Tx。
扫描线SCL和感测线SENL二者是沿行方向设置的显示行线。就是说，显示行线的一种(扫描线或感测线)或两种(扫描线和感测线)可用作驱动电极。
根据上述内容，在设置有3T1C结构的子像素SP的显示面板110中，扫描信号SCAN和感测信号SENSE中至少之一可具有在一帧时间内包括两个或更多个脉冲(P1和P2)的脉冲区段PT。
换句话说，在设置有3T1C结构的子像素SP的显示面板110中，扫描信号SCAN和感测信号SENSE中至少之一可具有在一帧时间内触发至少两次的电压。
例如，用于产生第一脉冲P1的第一次触发是指：从脉冲区段PT之前的截止电平栅极电压Vgate_off变为脉冲区段PT中的第一导通电平栅极电压Vgate_on，然后再次变为截止电平栅极电压Vgate_off。用于产生第二脉冲P2的第二次触发是指：从脉冲区段PT中的截止电平栅极电压Vgate_off变为第二导通电平栅极电压Vgate_on，然后再次变为截止电平栅极电压Vgate_off。
如上所述，作为感测电极的构造的示例，与3T1C结构的子像素SP中的扫描晶体管SCT的漏极节点或源极节点电连接的数据线DL可用作感测电极。就是说，在3T1C结构的子像素SP中，通过扫描晶体管SCT与驱动晶体管DRT的第一节点n1电连接的数据线DL可电连接至感测电路420。
上文中，描述了数据线DL用作感测电极。作为另一示例，与3T1C结构的子像素SP中的感测晶体管SENT的漏极节点或源极节点电连接的基准电压线RVL可用作感测电极。在这种情况下，基准电压线RVL而不是数据线DL可电连接至感测电路420。
可选地，作为另一示例，数据线DL和基准电压线RVL二者可用作感测电极。在这种情况下，数据线DL和基准电压线RVL二者可电连接至感测电路420。
数据线DL和基准电压线RVL二者是沿列方向设置的显示列线。就是说，显示列线中的一种(数据线或基准电压线)或两种(数据线和基准电压线)可用作感测电极。
参照图12，将描述互电容Cm的形成位置。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于感测电极Rx的基准电压线RVL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间，并且互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于另一感测电极Rx的基准电压线RVL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的感测线SENL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的感测线SENL与对应于感测电极Rx的基准电压线RVL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的感测线SENL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间，并且互电容Cm还可形成在对应于驱动电极Tx的感测线SENL与对应于另一感测电极Rx的基准电压线RVL之间。
互电容Cm可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间，并且互电容Cm还可形成在对应于驱动电极Tx的扫描线SCL与对应于另一感测电极Rx的基准电压线RVL之间。此外，互电容Cm可形成在对应于另一驱动电极Tx的感测线SENL与对应于感测电极Rx的数据线DL之间，并且互电容Cm还可形成在对应于驱动电极Tx的感测线SENL与对应于另一感测电极Rx的基准电压线RVL之间。
上文中，举例说明了具有3T1C结构的子像素SP的驱动电极和感测电极的构造的实施方式。然而，当不考虑感测线SENL和基准电压线RVL，仅扫描线SCL用作驱动电极，并且仅数据线DL用作感测电极时，相同内容可应用于图2中所示的2T1C结构。
图13是示出当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是OLED显示器时，具有3T1C结构的子像素SP的改进触摸传感器结构的示例。
如上所述，根据本发明实施方式的触摸感测方法依次驱动作为一个驱动电极的M条栅极线(GL#1至GL#12)，同时感测作为一个感测电极的N条数据线(DL#1至DL#48)，并且发现形成一个触摸节点的M条栅极线(GL#1至GL#12)与N条数据线(DL#1至DL#48)之间的互电容及其变化，以感测触摸和/或触摸坐标。
因此，若能够增加M条栅极线(GL#1至GL#12)与N条数据线(DL#1至DL#48)之间的互电容，则可提高触摸感测精度。为此，可在子像素区域中或子像素区域附近形成第一遮光图案LS1和第二遮光图案LS2。
第一遮光图案LS1是用于扩展感测电极的区域的图案，并且可电连接至用作感测电极的显示列线(数据线和/或基准电压线)。
第二遮光图案LS2是用于扩展驱动电极的区域的图案，并且可电连接至用作驱动电极的显示行线(扫描线和/或感测线)。
第一和第二遮光图案(LS1和LS2)设置在特性可被光改变的层比如晶体管(DRT、SCT和SENT)的沟道(半导体层)的周围，并且可用于通过阻挡光来保护各层。
显示面板110可包括与用作感测电极的数据线DL电连接的第一遮光图案LS1。
显示面板110可包括与用作感测电极的基准电压线RVL电连接的第一遮光图案LS1。
显示面板110可包括与用作感测电极的数据线DL和基准电压线RVL二者电连接的第一遮光图案LS1。
换句话说，显示面板110可包括与对应于显示列线的数据线DL和基准电压线RVL中的一条或多条电连接的第一遮光图案LS1。
显示面板110可包括与用作驱动电极的扫描线SCL电连接的第二遮光图案LS2。还可在第一遮光图案LS1与第二遮光图案LS2之间形成互电容Cml1。
显示面板110可包括与用作驱动电极的感测线SENL电连接的第二遮光图案LS2。还可在第一遮光图案LS1与第二遮光图案LS2之间形成互电容Cml1。此外，可在第二遮光图案LS2与基准电压线RVL之间形成互电容Cml2。
显示面板110可包括与用作驱动电极的扫描线SCL和感测线SENL二者电连接的第二遮光图案LS2。还可在第一遮光图案LS1与第二遮光图案LS2之间形成互电容Cml1。此外，可在第二遮光图案LS2与基准电压线RVL之间形成互电容Cml2。
显示面板110可包括与对应于显示行线的扫描线SCL和感测线SENL中至少之一电连接的第二遮光图案LS2。
图14是图解当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是有机发光二极管(OLED)显示器时，具有3T1C结构的子像素的改进触摸传感器结构的遮光图案的形成位置的平面图。
图14是示出设置有四个子像素R、G、B和W的区域的平面图，以便解释第一遮光图案LS1和第二遮光图案LS2的形成位置。然而，假设图14具有与图13相同的子像素结构。
参照图14，四个子像素R、G、B和W的每一个可包括：发射光的发光区域SPEA，作为阳极电极和阴极电极在之间夹有发光层的情况下交叠的区域；和电路区域SPCA，其中形成有向阳极电极提供驱动电流的晶体管(DRT、SCT、SENT)、电容器Cst等。
参照图14，对应于显示行线的扫描线SCL和感测线SENL可设置成穿过电路区域SPCA。对应于显示列线的数据线DL、驱动电压线DVL和基准电压线RVL可设置在相邻子像素之间或设置成穿过边界。
参照图14，第一遮光图案LS1可设置在四个子像素R、G、B和W的每一个的电路区域SPCA中。例如，第一遮光图案LS1可设置成与多个子像素SP的每个驱动晶体管DRT的沟道交叠。
如上所述，第一遮光图案LS1可电连接至数据线DL和基准电压线RVL中的一条或多条显示列线。
第二遮光图案LS2可设置在与扫描线SCL和感测线SENL交叉的显示列线之间。
例如，如图14中所示，第二遮光图案LS2可设置在与扫描线SCL和感测线SENL交叉的数据线DL之间。
参照图14，第一遮光图案LS1和第二遮光图案LS2可彼此分隔开。
参照图14，可在与用作感测电极的显示列线(例如，数据线)连接的第一遮光图案LS1和与用作驱动电极的显示行线(例如，扫描线SCL)连接的第二遮光图案LS2之间形成互电容Cml1。
因此，形成在用作感测电极的显示列线(例如，数据线)与用作驱动电极的显示行线(例如，扫描线SCL)之间的互电容可大大增加。
上述根据本发明实施方式的触摸感测方法也可应用于触摸显示装置100是液晶显示器(LCD)的情况。
图15是当根据本发明实施方式的触摸显示装置100是液晶显示器(LCD)时，子像素的触摸传感器结构的示例。
参照图15，液晶显示器(LCD)中的每个子像素SP包括晶体管TR和像素电极PXL。晶体管TR可包括：电连接至数据线DL的源极节点(或漏极节点)、电连接至栅极线GL的栅极节点、和电连接至像素电极PXL的漏极节点(或源极节点)。
参照图15，当晶体管TR导通时，提供至数据线DL的图像数据电压VDATA可通过晶体管TR施加至像素电极PXL。在被施加图像数据电压VDATA的像素电极PXL与被施加公共电压的公共电极(未示出)之间形成电场，并且通过此电场控制液晶层的透射率，使得相应子像素SP处的光的亮度可变化。
参照图15，在根据本发明实施方式的触摸感测方法中，图15的栅极线GL用作驱动电极，数据线DL用作感测电极并且可电连接至感测电路420。
简要描述根据本发明上述实施方式的触摸显示装置100，触摸显示装置100可包括：显示面板110，其中彼此交叉地设置有多条显示列线和多条显示行线；向多条显示行线依次输出显示行驱动信号的显示行驱动电路(例如，栅极驱动电路)；用于向多条显示列线输出显示列驱动信号的显示列驱动电路(例如，源极驱动电路)；和感测电路420，感测电路420用于将多条显示列线以每N条(N是2或更大的自然数)进行分组并感测。
在感测电路420感测多条显示列线以每N条分组而得到的多个显示列线组之中的第一显示列线组中包括的N条显示列线时，显示行驱动电路(例如，栅极驱动电路)可在一帧时间期间向多条显示行线之中的M条(M是2或更大的自然数)显示行线输出M个显示行信号，M个显示行信号依次具有包括两个或更多个脉冲P1、P2的脉冲区段PT。
当触摸显示装置100是OLED显示器时，多条显示行线包括扫描线SCL和感测线SENL中的一条或多条，多条显示列线可包括数据线DL和基准电压线RVL中的一条或多条。
当触摸显示装置100是LCD显示器时，多条显示行线可包括栅极线GL，多条显示列线可包括数据线DL。
图16是根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测方法的流程图。
参照图16，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测方法可包括：步骤S2410，通过栅极驱动电路130向多条栅极线GL依次输出多个栅极信号GATE，多个栅极信号GATE依次具有包括两个或更多个脉冲P1和P2的脉冲区段PT；步骤S2420，通过源极驱动电路410向多条数据线DL输出图像数据电压VDATA；步骤S2430，将源极驱动电路410与多条数据线DL之间的连接断开预设时间段，并通过感测电路420组合并感测多条数据线DL的每N条数据线；和步骤S2450，基于通过感测电路420的感测获得的感测值确定触摸或触摸坐标。
参照图16，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测方法可进一步包括步骤S2440，在预设时间段之后，将源极驱动电路410和多条数据线DL再次连接。
同时，根据本发明实施方式的触摸显示装置100的触摸感测方法可包括：第一步骤，通过栅极驱动电路130向多条栅极线GL输出依次具有包括两个或更多个脉冲P1和P2的脉冲区段PT的栅极信号GATE；第二步骤，通过源极驱动电路410向多条数据线DL输出图像数据电压VDATA；第三步骤，通过感测电路420，组合并感测多条数据线DL中的每N条数据线，或者组合并感测多条基准电压线RVL中的每N条基准电压线；以及第四步骤，基于通过感测电路420的感测获得的感测值确定触摸或触摸坐标。
根据上述本发明的实施方式，可在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下感测触摸。因而，可显著减小触摸显示装置100的尺寸，并且可简化部件的数量和制造工艺。
此外，根据本发明的实施方式，在不具有单独的用于触摸感测的触摸传感器结构的情况下能够同时执行显示和触摸感测。因此，可尽可能长地同时确保显示驱动时间和触摸感测时间，由此提高显示性能和触摸感测性能。
此外，根据本发明的实施方式，可容易实现较大触摸显示装置100。
已提供了上面的描述以使所属领域技术人员能够获得并使用本发明的技术构思，并且在具体应用及其需求的情况下提供了上面的描述。对上述实施方式的各种修改、增加和替换对于所属领域技术人员来说将是很显然的，在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此限定的大致原理可应用于其他实施方式和应用。上面的描述和附图仅是为了说明的目的而提供了本发明的技术构思的示例。就是说，公开的实施方式旨在例示本发明的技术构思的范围。因而，本发明的范围不限于示出的这些实施方式，而是与权利要求书一致的最宽范围。本发明的保护范围应当基于所附的权利要求书进行解释，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。

Claims (20)

1.一种触摸显示装置，包括：
显示面板，在所述显示面板中多条数据线和多条栅极线彼此交叉，并且所述显示面板包括连接至所述多条数据线和所述多条栅极线的多个子像素；
栅极驱动电路，所述栅极驱动电路配置成向所述多条栅极线依次输出栅极信号；和
数据驱动电路，所述数据驱动电路配置成向所述多条数据线输出图像数据电压，
其中所述数据驱动电路包括：源极驱动电路，所述源极驱动电路配置成向所述多条数据线输出所述图像数据电压；和感测电路，所述感测电路配置成将所述多条数据线的每N条数据线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数，并且
其中在所述感测电路感测通过将每N条数据线分组而得到的具有所述多条数据线的多个数据线组之中的第一数据线组中包括的N条数据线时，
在一帧的显示时段期间所述栅极驱动电路向所述多条栅极线之中的M条栅极线的每条输出M个栅极信号，所述M个栅极信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段，其中M是2或更大的自然数，
其中由M*N个子像素所占据的区域是用于触摸感测的一个触摸节点，在所述M*N个子像素中，所述N条数据线和所述M条栅极线彼此连接，以及
其中在所述一帧的显示时段内在所述脉冲区段的所述两个或更多个脉冲之中的相邻脉冲之间的时段期间，对由M*N子像素占据的区域对应的所述一个触摸节点执行所述触摸感测。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述数据驱动电路还包括多个感测时序控制开关，所述多个感测时序控制开关控制在所述多条数据线与所述源极驱动电路之间的电连接，并且
所述多个感测时序控制开关在每个栅极信号的脉冲区段期间具有至少一个关断状态。
3.根据权利要求2所述的触摸显示装置，其中所述感测电路包括对应于所述多个数据线组的多个模拟前端电路，
其中所述多个模拟前端电路包括对应于所述第一数据线组的第一模拟前端电路，
所述第一模拟前端电路包括求和电路以及求和电荷放大器，
其中所述求和电路包括N个采样电容器，
所述N个采样电容器的每一个的一端电连接至所述第一数据线组中包括的N条数据线中的相应一条数据线，并且所述N个采样电容器的每一个的所有另一端彼此电连接，
其中所述求和电荷放大器包括：
运算放大器，所述运算放大器包括：感测输入端，所述N个采样电容器的每一个的所有另一端电连接至所述感测输入端；基准输入端，基准电压施加至所述基准输入端；和用于输出求和输出信号的感测输出端；
反馈电容器，所述反馈电容器连接在所述运算放大器的感测输出端与感测输入端之间；以及
求和复位开关，所述求和复位开关连接在所述运算放大器的感测输出端与感测输入端之间，
其中所述多个感测时序控制开关和所述第一数据线组中包括的N条数据线在第一点电连接，
其中所述N个采样电容器的每一个的一端连接在所述第一数据线组中包括的N条数据线中的相应一条数据线与相应的一个第一点之间，
其中在所述一帧期间，每个栅极信号的脉冲区段包括两个或更多个导通电平栅极电压区段以及一个或多个截止电平栅极电压区段。
4.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中
在作为所述栅极信号中的非脉冲区段的截止电平栅极电压区段期间，所述感测时序控制开关处于导通状态，并且
在所述栅极信号中的脉冲区段中的截止电平栅极电压区段期间，所述感测时序控制开关处于截止状态。
5.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中所述第一模拟前端电路还包括双采样积分电路，所述双采样积分电路电连接至所述求和电荷放大器的感测输出端，接收所述求和电荷放大器的正求和输出信号以及负求和输出信号，将所述负求和输出信号反相以与所述正求和输出信号求和，并且将求和后的信号积分并输出积分后的信号。
6.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其中所述双采样积分电路包括双采样开关电路和积分器，
其中所述双采样开关电路包括正采样开关电路和负采样开关电路，并且所述正采样开关电路和所述负采样开关电路并联连接在所述求和电荷放大器的感测输出端与所述积分器的积分输入端之间，
其中所述正采样开关电路包括：正采样电容器；第一正开关，所述第一正开关连接在所述正采样电容器的一端与所述求和电荷放大器的感测输出端之间；第二正开关，所述第二正开关连接在所述正采样电容器的另一端与所述积分器的积分输入端之间；第三正开关，所述第三正开关连接在所述正采样电容器的另一端与积分基准电压节点之间；和第四正开关，所述第四正开关连接在所述正采样电容器的一端与所述积分基准电压节点之间，
其中所述负采样开关电路包括：负采样电容器；第一负开关，所述第一负开关连接在所述负采样电容器的一端与所述积分基准电压节点之间；第二负开关，所述第二负开关连接在所述负采样电容器的一端与所述求和电荷放大器的感测输出端之间；第三负开关，所述第三负开关连接在所述负采样电容器的另一端与所述积分基准电压节点之间；和第四负开关，所述第四负开关连接在所述负采样电容器的另一端与所述积分器的积分输入端之间。
7.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中在所述栅极信号的脉冲区段中的截止电平栅极电压区段期间，所述求和复位开关从关断状态变为导通状态，然后再次变为关断状态。
8.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中在所述一帧内的第一时段期间，
所述栅极驱动电路向与所述第一数据线组中包括的N条数据线交叉的M条栅极线依次输出依次具有所述脉冲区段的栅极信号，
所述数据驱动电路向所述第一数据线组中包括的N条数据线输出所述图像数据电压，
在所述第一时段期间，所述第一模拟前端电路中的求和电荷放大器输出对应于所述第一数据线组中包括的N条数据线与所述M条栅极线之间的电容的求和输出信号。
9.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中所述多个子像素的每一个包括：
发光器件；
配置成驱动所述发光器件的驱动晶体管；
扫描晶体管，通过扫描信号控制所述扫描晶体管导通/截止，所述扫描信号是从作为一种栅极线的扫描线提供的一种栅极信号，所述扫描晶体管控制在所述驱动晶体管的第一节点与所述数据线之间的电连接；和
存储电容器，所述存储电容器配置成电连接在所述驱动晶体管的第一节点与第二节点之间，
其中通过所述扫描晶体管与所述驱动晶体管的第一节点电连接的数据线电连接至所述感测电路。
10.根据权利要求9所述的触摸显示装置，其中所述显示面板还包括电连接至所述数据线的第一遮光图案以及电连接至所述扫描线的第二遮光图案中的至少之一，
其中所述扫描信号具有在所述一帧内包括两个或更多个脉冲的脉冲区段。
11.根据权利要求9所述的触摸显示装置，其中所述多个子像素的每一个还包括感测晶体管，通过感测信号控制所述感测晶体管导通/截止，所述感测信号是从作为另一种栅极线的感测线提供的另一种栅极信号，所述感测晶体管控制在所述驱动晶体管的第二节点与基准电压线之间的电连接，并且
所述扫描信号和所述感测信号中的至少之一具有在所述一帧内包括两个或更多个脉冲的脉冲区段。
12.根据权利要求11所述的触摸显示装置，其中所述显示面板还包括第一遮光图案和第二遮光图案中的至少之一，所述第一遮光图案电连接至所述数据线和所述基准电压线中的至少之一，所述第二遮光图案电连接至所述扫描线和所述感测线中的至少之一，
其中所述第一遮光图案设置成与所述多个子像素的每一个的驱动晶体管的沟道交叠，
其中所述第二遮光图案设置在与所述扫描线和所述感测线交叉的显示列线之间。
13.根据权利要求11所述的触摸显示装置，其中所述基准电压线电连接至所述感测电路。
14.根据权利要求2所述的触摸显示装置，其中所述感测时序控制开关处于关断状态的时间区段对应于所述感测电路执行感测的触摸感测时段，所述感测时序控制开关处于导通状态的时间区段对应于所述源极驱动电路输出所述图像数据电压的显示驱动时段。
15.根据权利要求14所述的触摸显示装置，其中在所述栅极信号的脉冲区段中单独产生的截止电平栅极电压区段被用作所述触摸感测时段。
16.根据权利要求2所述的触摸显示装置，其中所述多个感测时序控制开关配置成在所述源极驱动电路向所述多条数据线输出所述图像数据电压的同时，将所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接断开预设时段，并且在所述预设时段之后将所述源极驱动电路和所述多条数据线再次连接。
17.一种数据驱动电路，包括：
源极驱动电路，所述源极驱动电路配置成向多条数据线输出图像数据电压；
感测电路，所述感测电路配置成将所述多条数据线的每N条数据线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数；和
多个感测时序控制开关，所述多个感测时序控制开关配置成在所述源极驱动电路向所述多条数据线输出所述图像数据电压时，将所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接断开预设时段，然后将所述源极驱动电路和所述多条数据线再次连接，
其中在所述源极驱动电路与所述多条数据线之间的连接通过所述多个感测时序控制开关断开的时段期间，
所述感测电路感测通过将所述多条数据线以每N条数据线分组而得到的多个数据线组之中的第一数据线组中包括的N条数据线。
18.根据权利要求17所述的数据驱动电路，其中所述感测时序控制开关处于断开状态的时间区段对应于所述感测电路执行感测的触摸感测时段，所述感测时序控制开关处于导通状态的时间区段对应于所述源极驱动电路输出所述图像数据电压的显示驱动时段。
19.一种触摸显示装置，包括：
显示面板，在所述显示面板中多条显示列线和多条显示行线彼此交叉；
显示行驱动电路，所述显示行驱动电路配置成向所述多条显示行线依次输出显示行驱动信号；
显示列驱动电路，所述显示列驱动电路配置成向所述多条显示列线输出显示列驱动信号；和
感测电路，所述感测电路配置成将所述多条显示列线以每N条显示列线进行分组并感测，其中N是2或更大的自然数，
其中所述感测电路进一步配置为：感测用于触摸感测的通过将所述多条显示列线以每N条显示列线分组而得到的多个显示列线组之中的第一显示列线组中包括的N条显示列线，同时所述显示行驱动电路向所述多条显示行线之中的M条显示行线的每条输出M个显示行驱动信号，所述M个显示行驱动信号依次具有包括两个或更多个脉冲的脉冲区段，其中M是2或更大的自然数，以及
其中在一帧的显示时段内在所述脉冲区段的所述两个或更多个脉冲之中的相邻脉冲之间的时段期间，执行所述触摸感测。
20.根据权利要求19所述的触摸显示装置，其中所述显示面板包括连接至多条显示行线和多条显示列线的多个子像素，所述多个子像素的每一个包括：
发光器件；
配置成驱动所述发光器件的驱动晶体管；
扫描晶体管，通过从扫描线提供的扫描信号控制所述扫描晶体管导通/截止，所述扫描晶体管控制在所述驱动晶体管的第一节点与数据线之间的电连接；
感测晶体管，通过从感测线提供的感测信号控制所述感测晶体管导通/截止，所述感测晶体管控制在所述驱动晶体管的第二节点与基准电压线之间的电连接；和
存储电容器，所述存储电容器配置成电连接在所述驱动晶体管的第一节点与第二节点之间，
其中所述多条显示行线包括所述扫描线和所述感测线中的至少之一，并且
所述多条显示列线包括所述数据线和所述基准电压线中的至少之一。
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