JP2016201089A - 低負荷駆動方法、その方法を適用するドライバ集積回路、及びタッチディスプレイシステム - Google Patents

低負荷駆動方法、その方法を適用するドライバ集積回路、及びタッチディスプレイシステム Download PDF

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Abstract

【課題】低負荷駆動方法、その方法を適用するドライバ集積回路、及びタッチディスプレイシステムを提供する。
【解決手段】ドライバ集積回路(IC)は、タッチ表示パネルに接続される場合、表示モードとタッチ感知モードとで選択的に動作するように構成されている。ドライバICが表示モードで動作するとき、ドライバICは、タッチ表示パネルの複数の共通電圧線を、共通の電圧になるように制御する。ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、ドライバICは、特定の共通電圧線に対応するタッチ表示パネルの第1のソース線を、又は特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように、制御する。
【選択図】図5

Description

本発明は、駆動方法、特に、低負荷駆動方法、その方法を適用するドライバ集積回路、及びタッチディスプレイシステムに関する。
本出願は、2015年4月9日に出願された米国仮出願番号62/144,944の利益を主張し、その内容をここに援用する。
静電容量のタッチ感知の分野では、スマートフォンやタブレットなどの電子デバイスは薄型化、軽量化になってきている。そのため、インジウムスズ酸化物(ITO)フィルムからのオンセル、さらにはインセル技術の開発が促進されている。
インセル技術におけるタッチ表示パネル内の負荷は、ITOフィルムに比べてはるかに大きいため、感度低下を引き起こす。電子デバイスの画面の解像度が高くなると、さらに、インセル技術におけるタッチドライバICの感知時間が短縮される。したがって、高解像度パネルにインセル技術を実装することは非常に難しかった。
上述の問題を解決するために、本発明の目的の一つは、低負荷駆動方法、その方法を適用するドライバ集積回路、及びタッチディスプレイシステムを提供する。
本発明の実施形態によれば、ドライバICが提案されている。ドライバICは、タッチ表示パネルに接続される場合、表示モードとタッチ感知モードとで選択的に動作するように構成されている。ドライバICが表示モードで動作するとき、ドライバICは、タッチ表示パネルの複数の共通電圧線を、共通の電圧になるように制御する。ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、ドライバICは、特定の共通電圧線に対応するタッチ表示パネルの第1のソース線を、又は特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように、制御する。
本発明の実施形態によれば、タッチディスプレイシステムが提案されている。タッチ表示パネル及びドライバ集積回路(ドライバIC)を備えるタッチディスプレイシステムである。タッチ表示パネルは、複数のゲート線と、前記複数のゲート線の上に配置される、複数のソース線と、前記複数のソース線の上に配置される複数の共通電圧線と、を備えており、前記複数のソース線と前記複数のゲート線とは交差している。前記ドライバICは、前記タッチ表示パネルと接続される。前記ドライバICは、表示モードとタッチ感知モードとで選択的に動作するように構成されている。前記ドライバICが表示モードで動作するとき、前記ドライバICは、前記タッチ表示パネルの複数の共通電圧線を、共通の電圧になるように制御する。ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する、前記タッチ表示パネルの第1のソース線を、又は前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように、制御する。
本発明の実施形態によれば、タッチディスプレイシステムの駆動方法が提案されている。タッチ表示パネルの駆動方法は、表示モードとタッチ感知モードで選択的に動作するステップを備える。表示モードで動作するとき、前記タッチ表示パネルの複数の共通電圧線が共通の電圧を持つように制御する。タッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの第1のソース線を、又は前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングにするように、制御する。
本発明のこれらの及び他の目的は、種々の図及び図面に示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後、当業者には明らかなるであろう。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る表示パネルの共通電圧の層を示す図である。 本発明の実施形態に係る共通電圧層の下にソース線とゲート線を示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置に適用されるドライバICを示す図である。 本発明の実施形態に係る低負荷感知方法を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る低負荷感知方法を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る、低負荷感知方法を示す図である。 表示モードと、本発明の実施形態によるタッチ感知動作のタイミングの構成を示すタイミング図である。 本発明の実施形態に係る負荷を低減させる方法を示すフローチャートである。
説明全体及び特許請求の範囲において、特定の構成要素を参照するために、複数の用語が用いている。当業者が理解するように、製造業者は、構成要素を異なる名称によって、参照することができる。本明細書において、名称は異なるが機能は異ならない構成要素を区別することを意図していない。用語「含む」及び「備える」は、以下の記載及び請求項において、オープンエンド方式で使用されるため、例えば、「から成る」等のクローズエンド型の用語として解釈されるべきではない。また、用語「接続(coupled)」は、間接的又は直接的な電気的接続を意味することが意図されている。一つのデバイスが他のデバイスに結合されている場合は、それに応じて、その接続は、直接的な電気接続を介して、または他のデバイス及び接続を介した間接的な電気接続を介していてもよい。
図1は、本発明の実施形態に係るタッチディスプレイシステム100を示す図である。
図1に示すように、タッチディスプレイシステムは、タッチ表示パネル(タッチパネル)101と、ドライバ集積回路(Integrated Circuit)IC102とを備えている。タッチパネル101は、スマートフォン、タブレット、又はタッチパネルを備えた任意の装置などの電子機器に適用することができる。タッチパネル101と接続されるドライバIC102は、表示モードと、タッチ感知モードとで、選択的に動作することができる。
図2及び図3は、タッチパネル101の構成を示す。ここで、図2は、本発明の実施形態に係るタッチパネル101の共通電圧層を示す。図2に示すように、共通電圧層は複数の共通電圧部COM1〜COMmに分割されており、複数の各共通電圧部は複数の電圧区間を含む。例えば、共通電圧区間COMS11、COMS12、・・・、COMS1nは共通電圧部COM1に含まれている。さらに、各共通電圧部の第1の共通電圧区間、例えば、COMS11、COMS21、・・・、及びCOMSm1は、信号区間SS1を構成するために一緒に接続されている。同様に、各共通電圧部の第2の共通電圧区間、例えば、COMS12、COMS22、・・・、及びCOMSm2は、信号区間SS2を構成するために一緒に接続されている。その他も同様である。複数の信号区間の及び複数の共通電圧部は、ドライバIC102へ接続されている。
図3に示すように、タッチパネル101は、第1の金属層1と第2の金属層2をさらに備え、共通電圧層の下にある第2の金属層2は、複数のソース線S〜Sを含み、各ソース線は、複数の共通電圧部の1つと実質的に対応している。第1の金属層1は、第2の金属層2の下にあり、ゲート線g〜gを含み、図3に示すように、複数のソース線S〜Sと複数のゲート線g〜gとは、交差している。さらに、複数のソース線S〜S及び複数のゲート線g〜gの両方は、ドライバICへ接続されている。
図4は、本発明の実施形態に係るタッチディスプレイシステム100に適用されるドライバIC102を示す図である。ここで、ドライバIC102は、多重化回路401、共通電圧源402、バッファ403、及びアナログ処理回路404を備えている。
共通電圧源402は、共通電圧層、即ち複数の共通電圧部(共通電圧線)、へ共通の電圧を供給するために配置されている。バッファ403は、表示データを記憶するように構成されている。アナログ処理回路404は、アナログフロントエンド及び複数のアナログデジタルコンバータを備え、複数の信号区間から受信された信号を処理するために配置されている。多重化回路401は、共通電圧源402、バッファ303、及びアナログ処理回路404が接続されている。多重化回路401は、複数の共通電圧部、複数のゲート線、及びソース線へ出力し、及びそれらから受信する信号を制御するために、配置されている。
ドライバIC102が表示モードで動作する場合、ドライバIC102は、バッファ403に記憶された表示データを、複数のソース線へ送信し、所定の電圧を有するように複数の共通電圧部を制御する。
ドライバIC102がタッチ感知モードで動作する場合、ドライバIC102は、タッチ感知(接触を検知)するための1又は複数の共通電圧部上の信号を制御する。ここで接触を感知するための1又は複数の共通電圧部の信号は、同じ周波数及び同じ位相を備える同じ信号に、限定されない。
例えば、ドライバIC102が、タッチを感知するために共通電圧部COM1、COM2とCOM5を使用する場合、ドライバIC102(より具体的には、アナログ処理回路404)は、COM1、COM2、及びCOM5上に、3つの異なる位相又は異なる周波数の3つの信号を生成することができる。なお、この検出機構は、当業者に知られている。開示の本発明の概念は、タッチ感知モードで、負荷を低減させるための方法に焦点を当てている。従って、タッチディスプレイシステムのための感知機構の詳細は省略する。
従来技術で述べた負荷の問題を解決するために、タッチ感知モードで動作させるためのいくつかの実施形態が開示されている。図5は、本発明の実施形態に係る低負荷感知方法を示す図である。図5に示すように、ドライバIC102がタッチ感知モードで動作するとき、共通電圧部COM2はタッチを感知する(現在の接触状態をセンシングする)ために使用される。
共通電圧部COM2から見た静電容量を減少させるために、ドライバIC102は、隣接する共通電圧部、即ち共通電圧部COM1及びCOM3と、対応するソース線及びゲート線、即ちソース線(第1のソース線)S及びゲート線gが、フローティングになる(浮遊状態になる:floating)ように制御する。このように、静電容量(コンデンサ)CC1、CC2、CS2及びCG2は、もはや存在しないので、感度低下が防止される。
図6は、本発明の他の実施形態に係る低負荷感知方法を示す図である。図6に示すように、ドライバIC102がタッチ感知モードで動作するとき、共通電圧部COM2はタッチを感知するために使用される。共通電圧部COM2から見た静電容量を減少させるために、ドライバIC102は、隣接する共通電圧部、即ち、共通電圧部COM1及びCOM3、対応するソース線、即ちソース線(第1のソース線)Sを制御して、信号パターンを、共通電圧部COM2上の信号パターン上の信号と同じになるように制御する。ドライバIC102は、対応するゲート線がフローティングになるように制御する。このように、静電容量CC1、CC2、CS2、及びCG2は、もはや存在しないので、感度低下が防止される。
図7は、本発明のさらに別の実施形態に係る、低負荷感知方法を示す図である。本実施形態では、ドライバIC102は、タッチ感知モードで動作するとき、共通電圧部COM1、COM2、及びCOM3は、タッチ感知に用いられる。ここで、接触を感知するための共通電圧部COM3上の信号(第2の信号パターン)は、共通電圧部COM1及びCOM2上の信号(第1の信号パターン)とは異なるとする。この違いは、信号間の周波数又は信号間の位相であるが、これらに限られない。
図7に示すように、接触を感知するための共通電圧部COM1及びCOM2の信号が、第1の信号パターンを有し、接触を感知するための共通電圧部COM3の信号が、第2の信号パターンを有しているとき、ドライバIC102は、ソース線が、対応する共通電圧部上の信号と同じパターンを持つ信号を有するように制御する。
例えば、ソース線S,Sの夫々は、共通電圧部COM1及びCOM2上の信号として第1の信号パターンを持つ信号を有している。ソース線(第2のソース線)Sは、共通電圧部COM3上の信号として第2の信号パターンを持つ信号を有している。ドライバICは、対応するゲート線g〜gがフローティングになるように制御する。このように、共通電圧部と対応するソース線との間に静電容量は存在しない。
なお、一般的な電圧部から見た静電容量を低下させるため、上述の実施形態は例示の目的のためであることにすぎないことに留意する。この方法は、上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、ドライバIC102は、隣接する共通電圧部がフローティングになるように制御し、タッチを感知するための特定の共通電圧部上の信号と同じパターンの信号を持つ信号を有するように、対応するソース線を制御することができる。
別の例では、ドライバIC102は、隣接する共通電圧部のうちの少なくとも一方が、フローティングになるように制御し、残りの共通電圧部(例えば、ある共通電圧部に隣接する一方の共通電圧部)を、タッチを感知するための特定の共通電圧部(例えば、隣接する他方の共通電圧部)上の信号と同じパターンの信号を持つ信号を有するように、制御してもよい。当業者は、上述の段落を読んだ後、これらの代替的な実施形態を理解しうるであろう。タッチを感知するための特定の共通電圧部から見た静電容量を低減するために、ドライバICが、共通電圧部及び対応するソース線を制御する限り、これらの代替的な実施形態は、本発明の範囲に含まれるであろう。
図8は、本発明の実施形態に係る、表示モードとタッチ感知動作とのタイミングの構成を示すタイミング図である。図8に示すように、各フレームにおいて、表示モードは、時間期間のある部分期間を占め、タッチ感知モードは、時間の残りの部分を占める。本実施形態では、各フレームにおいて、表示モードは、第1のフレーム期間の66%を占め、タッチ感知モードは、その周期の34%を占める。表示モード及びタッチ感知モードの長さは、例示目的のためにここで示しており、本発明では限定するものではない。最適な性能を達成することができる任意の適切な長さは、本発明の範囲内に入っている。
図9は、本発明の実施形態に係る、負荷を低減させる方法を示すフローチャートである。
ここで、結果は実質的に同じである場合、ステップは、図9に示す正確な順序で実行する必要はない。次のようにフロー(駆動方法)を説明することができる。
ステップS900:開始
ステップS902:ドライバICは、表示モードで動作し、共通の電圧を有するように複数の共通電圧部(共通電圧線)を制御し、表示データを共通電圧部の下にある複数のソース線へ出力する。フローはステップS904に進む。
ステップS904:ドライバICは、タッチ感知モードで動作し、特定の共通電圧部上の信号のパターンと同じパターンを持つ信号を有するように、又はフローティングする(になる)ように、対応するソース線及び隣接する共通電圧部を制御する。フローはステップS902に戻る。
簡潔に要約すると、本発明は、特定の共通電圧線上の信号と同じパターンになるように、又はフローティングにするように、隣接する共通電圧部と対応するソース線上の信号を制御することによって、タッチを感知するための特定の共通電圧部から見た負荷を低減させるための方法が開示されている。
当業者は、本発明の教示を維持しながら、多くの修正及び装置及び方法の変更がなされ得ることを遵守する。したがって、添付の特許請求の範囲の土地境界によってのみ限定されるものとして、上記の開示は、解釈されるべきである。

Claims (17)

  1. タッチ表示パネルに接続される場合、表示モードとタッチ感知モードとで選択的に動作するように構成されるドライバ集積回路(ドライバIC)であって、
    前記ドライバICが表示モードで動作するとき、前記ドライバICは、前記タッチ表示パネルの複数の共通電圧線を、共通の電圧になるように制御し、
    前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの第1のソース線を、又は前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように、制御する、
    ドライバIC。
  2. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの前記第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線が、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、制御する、
    請求項1に記載のドライバIC。
  3. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの前記第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線が、フローティングになるように制御する、
    請求項1に記載のドライバIC。
  4. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルのゲート線がフローティングになるように制御する、
    請求項1に記載のドライバIC。
  5. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、第2の信号パターンが第1の信号パターンとは異なっており、前記特定の共通電圧線及び隣接する他方の共通電圧線が前記現在のタッチを感知するように配置されているとして、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に隣接する一方の共通電圧線に対応する第2のソース線が、隣接する他方の共通電圧線上の第2の信号パターンと同じ第2の信号パターンを有するように、又は前記第2のソース線がフローティングになるように、制御する、
    請求項1に記載のドライバIC。
  6. 共通の電圧を供給するように配置される共通電圧源と、
    表示データを記憶するバッファと、
    前記共通電圧源及び前記バッファへ接続される多重化回路と、を備え、
    前記ドライバICが表示モードで動作するとき、前記多重化回路は、前記表示データを複数のソース線へ出力し、共通の電圧を複数の共通電圧線へ出力し、前記第1のソース線及び共通電圧線を、前記第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように制御する、
    請求項1に記載のドライバIC。
  7. タッチ表示パネル及びドライバ集積回路(ドライバIC)を備えるタッチディスプレイシステムであって、
    前記タッチ表示パネルは、
    複数のゲート線と、
    前記複数のゲート線の上に配置され、複数のソース線と、
    前記複数のソース線の上に配置される複数の共通電圧線と、を備えており、
    前記複数のソース線と前記複数のゲート線とは交差しており、
    前記ドライバICは、前記タッチ表示パネルと接続され、
    前記ドライバICは、表示モードとタッチ感知モードとで選択的に動作するように構成され、
    前記ドライバICが表示モードで動作するとき、前記ドライバICは、前記タッチ表示パネルの複数の共通電圧線を、共通の電圧になるように制御し、
    前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する、前記タッチ表示パネルの第1のソース線を、又は前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように、制御する、
    タッチディスプレイシステム。
  8. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に対応する、前記タッチ表示パネルの第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線が、特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、制御する、ことを含む、
    請求項7に記載のタッチディスプレイシステム。
  9. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、
    前記特定の共通電圧線に対応する、前記タッチ表示パネルの前記第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線が、フローティングになるように制御する、
    請求項7に記載のタッチディスプレイシステム。
  10. タッチ感知モードで動作するとき、
    前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルのゲート線がフローティングになるように制御する、ことを含む、
    請求項7に記載のタッチディスプレイシステム。
  11. 前記ドライバICがタッチ感知モードで動作するとき、第2の信号パターンが第1の信号パターンとは異なっており、前記特定の共通電圧線及び隣接する他方の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとすると、
    前記ドライバICは、前記特定の共通電圧線に隣接する一方の共通電圧線に対応する第2のソース線が、隣接する他方の共通電圧線上の第2の信号パターンと同じ第2の信号パターンを有するように、又は前記第2のソース線がフローティングになるように、制御する、
    請求項7に記載のタッチディスプレイシステム。
  12. 共通の電圧を供給するように配置される共通電圧源と、
    表示データを記憶するバッファと、
    前記共通電圧源及び前記バッファへ接続される多重化回路と、を備えており、
    前記ドライバICが表示モードで動作するとき、前記多重化回路は、前記表示データを複数のソース線へ出力し、共通の電圧を複数の共通電圧線へ出力し、前記第1のソース線及び共通電圧線を、第1の信号パターンを有するように、又はフローティングするように制御する、
    請求項7に記載のタッチディスプレイシステム。
  13. 表示モードとタッチ感知モードで選択的に動作するステップを備える、タッチ表示パネルの駆動方法であって、
    表示モードで動作するとき、前記タッチ表示パネルの複数の共通電圧線が共通の電圧を持つように制御し、
    タッチ感知モードで動作するとき、特定の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとして、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの第1のソース線を、又は前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線を、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように、又はフローティングにするように、制御する、
    タッチ表示パネルの駆動方法。
  14. タッチ感知モードで動作するとき、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの前記第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線が、前記特定の共通電圧線上の第1の信号パターンと同じ第1の信号パターンを有するように制御する、ことを含む、
    請求項13に記載の駆動方法。
  15. タッチ感知モードで動作するとき、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルの前記第1のソース線、及び前記特定の共通電圧線に隣接する共通電圧線がフローティングになるように、制御する、ことを含む、
    請求項13に記載の駆動方法。
  16. タッチ感知モードで動作するとき、前記特定の共通電圧線に対応する前記タッチ表示パネルのゲート線がフローティングになるように制御する、ことを含む、
    請求項13に記載の駆動方法。
  17. タッチ感知モードで動作するとき、第2の信号パターンが第1の信号パターンとは異なっており、前記特定の共通電圧線及び隣接する他方の共通電圧線が現在のタッチを感知するように配置されているとすると、
    前記特定の共通電圧線に隣接する一方の共通電圧線に対応する第2のソース線が、隣接する他方の共通電圧線上の第2の信号パターンと同じ第2の信号パターンを有するように、又は前記第2のソース線がフローティングになるように、制御する、ことを含む、
    請求項13に記載の駆動方法。
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