TWI550491B - 內嵌式觸控顯示裝置 - Google Patents

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TWI550491B
TWI550491B TW103145938A TW103145938A TWI550491B TW I550491 B TWI550491 B TW I550491B TW 103145938 A TW103145938 A TW 103145938A TW 103145938 A TW103145938 A TW 103145938A TW I550491 B TWI550491 B TW I550491B
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李基政
權克相
朴承喆
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Ｌｇ顯示器股份有限公司
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Description

內嵌式觸控顯示裝置
本發明涉及一種內嵌式觸控顯示裝置。
為了回應資訊化社會的發展，對能夠顯示影像的各種類型的顯示裝置的需求增加。目前，使用各種顯示裝置，如液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、電漿顯示面板(Plasma Display Panel，PDP)、以及有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示器。
許多顯示裝置提供一種基於觸控的輸入系統，其能夠使使用者直接向裝置螢幕直觀地且方便地輸入資訊或指令，而不是使用傳統輸入系統，如按鈕、鍵盤、和滑鼠。
為了提供這種基於觸控的輸入系統，對於使用者的觸控的敏銳度以及準確地檢測一觸控點的座標的能力係需要的。
為此，在現有技術中，使用自各種觸控感測技術(如電阻式觸控感測技術、電容式觸控感測技術、電磁感應技術、紅外線觸控感測技術、和超音波觸控感測技術)中選擇的一種觸控感測方法來提供觸控感測。
在各種觸控感測技術中，電容式觸控感測技術是受歡迎的。這種技術使用在觸控螢幕面板上形成的複數個觸控電極(例如，行電極和列電極)以基於在觸控電極之間或指標(如，手指)與觸控電極之間的電容變化檢測觸控和觸控點的座標。
根據電容式觸控感測技術，除觸控感測需要的電容之外，不必要的寄生電容係由其他圍繞觸控電極的電壓線或電極所產生。
不必要的寄生電容導致某些問題，例如，增加觸控操作的負載、降低觸控感測的準確性，並且在嚴重情況下，使觸控感測不可能。
由這種不必要的寄生電容導致的問題頻繁地出現在內嵌式顯示裝置中，在該內嵌式顯示裝置內部，觸控螢幕面板(Touch Screen Panel，TSP)係使用“內嵌”技術來一體成型地提供。
本發明的各態樣係提供一種內嵌式觸控顯示裝置，其能夠防止寄生電容，否則該寄生電容將增加觸控操作的負載、降低觸控感測的準確性、或者使觸控感測不可能。
此外，本發明旨在提供一種內嵌式觸控顯示裝置，其提供一種有效的閘極線驅動系統，該系統可以防止寄生電容。
此外，本發明旨在提供一種內嵌式觸控顯示裝置，其能夠在沒有現有部件(如，閘極驅動器和電源管理積體電路)的設計的變化的情況下防止寄生電容。
在本發明的一態樣，提供一種內嵌式觸控顯示裝置，包括：一面板，包括：位於其上的複數條資料線、複數條閘極線和複數個觸控電極，其中，當驅動模式是觸控模式時，一觸控驅動信號被施加於該複數個觸控電極；一資料驅動器，驅動該複數條資料線；一閘極驅動器，驅動該複數條閘極線，其中，當驅動模式是顯示模式時，該閘極驅動器順序地輸出用於驅動該複數條閘極線的一掃描信號至該複數條閘極線，並且，當驅動模式是觸控模式時，輸出與該觸控驅動信號對應的一無負載驅動信號至該複數條閘極線的至少一條閘極線；一位準位移器，產生該無負載驅動信號；以及一多工器，根據驅動模式輸入一掃描電壓或該無負載驅動信號至該閘極驅動器。
根據如上所述本發明的一個或複數個實施例，該內嵌式觸控顯示裝置可以防止寄生電容，否則該寄生電容將增加觸控操作的負載、降低觸控感測的準確性、或者使觸控感測不可能。
此外，根據本發明的一個或複數個實施例，該內嵌式觸控顯示裝置提供一種有效的閘極線驅動系統，該系統可以防止寄生電容。
此外，根據本發明的一個或複數個實施例，該內嵌式觸控顯示裝置可以在沒有現有部件(如，閘極驅動器和電源管理積體電路)的設計的變化的情況下防止寄生電容。
100‧‧‧內嵌式觸控顯示裝置
110‧‧‧面板
120‧‧‧資料驅動器
130‧‧‧閘極驅動器
140‧‧‧時序控制器
710‧‧‧觸控感測單元
720‧‧‧共同電壓供應器
800‧‧‧電路
810‧‧‧位準位移器
820‧‧‧多工器
830‧‧‧微控制單元
840‧‧‧電源管理積體電路
CE、CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33、CE34‧‧‧共同電極
Cpara、Cpara1、Cpara2‧‧‧寄生電容
Cself‧‧‧電容
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
ISL‧‧‧內部信號線
LFDS_data‧‧‧無負載驅動信號
LFDS_gate‧‧‧無負載驅動信號
MUXd1~MUXdi‧‧‧資料線多工器
MUX‧‧‧共同電極多工器
SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33、SL34‧‧‧信號線
TDS‧‧‧觸控驅動信號
Vcom‧‧‧共同電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
VGH‧‧‧高電位電壓
VGL‧‧‧低電位電壓
本發明的上述和其他目的、特點以及優點將通過結合所附圖式進行下面詳細的描述而更加清楚地理解，圖式中：第1圖為說明根據本發明示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置的示意性系統結構圖；第2圖是說明第1圖所示的內嵌式觸控螢幕面板；第3圖是概念地說明根據本發明示例性實施例之依據內嵌式觸控顯示裝置的驅動模式施加於共同電極的信號；第4圖是說明根據本發明示例性實施例之在內嵌式觸控顯示裝置中出現的電容元件；第5圖是概念地說明根據本發明示例性實施例之當驅動模式是觸控模式時向資料線和閘極線施加信號，以防止在內嵌式觸控顯示裝置中的寄生電容；第6圖是概念地說明根據本發明示例性實施例之依據內嵌式觸控顯示裝置的驅動模式施加於共同電極、資料線和閘極線的信號波形；第7圖是說明根據本發明示例性實施例之在內嵌式觸控顯示裝置的單元觸控區域中的信號施加結構；以及第8圖是概念地說明根據本發明示例性實施例之閘極驅動器依據內嵌式觸控顯示裝置的驅動模式輸出掃描信號或無負載驅動信號的電路。
現在參考所附圖式詳細說明本發明的實施例。在整個說明書中，應該參考圖式，其中在不同圖式中可以使用相同元件符號以表示相同或相似組件。在本發明的下面描述中，在可能使本發明的主題名稱不清楚的情況下，將省略這裏包含的已知功能和組件的詳細描述。
此外，可以理解地是，雖然術語如“第一”、“第二”、 “A”、“B”、“(a)”和“(b)”可以在這裏用於描述各種元件，這些術語僅用於區分一個元件與另一個元件。這些元件的意義、順序、次序或數量不受這些術語的限制。可以理解地是，當一元件被稱為“連接至”另一元件時，其不僅可以“直接地連接”或“連接至”另一元件，而且可以經由“介於其間的”元件“間接地連接”或“連接至”另一元件。在相同背景下，可以理解地是，當一元件被稱為形成在另一元件“上”或“下”時，其不僅可以直接地形成在另一元件的上或下，而且可以經由介於其間的元件間接地形成在另一元件的上或下。
第1圖為說明根據本發明示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100的示意性系統結構圖。
參考第1圖，內嵌式觸控顯示裝置100包括：一面板110，於其上排列複數條資料線DL、複數條閘極線GL和複數個觸控電極；一資料驅動器120，用於驅動複數條資料線DL；一閘極驅動器130，用於驅動複數條閘極線GL；以及一時序控制器140，用於控制資料驅動器120和閘極驅動器130。
在根據第1圖所示之示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100中，資料驅動器120可以包括至少一個資料驅動器積體電路(Data Driver Integrated Circuit，DDIC)。
該DDIC可以藉由捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding，TAB)或晶片玻璃(Chip On Glass，COG)接合連接至面板110的接合墊，或者，在一些情況下，該DDIC可以與面板110一體成型。
在根據第1圖所示之示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100中，閘極驅動器可以被放置在面板110的一側，如第1圖所示。或者，閘極驅動器也可以被劃分為兩部分，其根據驅動方法被放置在面板110的兩側。
閘極驅動器單元130可以進一步包括至少一個閘極驅動器積體電路(GDIC)。
該GDIC可以藉由捲帶式自動接合或晶片玻璃接合連接至面板110的接合墊，可以被實施為直接地提供在面板110上的閘極面板(Gate-In-Panel，GIP)型GDIC，或者，在一些情況下，可以與面板110 一體成型。
在根據第1圖所示之示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100的面板110上，複數個像素可以形成在複數條資料線DL和複數條閘極線GL彼此交錯的複數個點上。這裏，每一個像素可以由三個或四個子像素構成，或者可以為單一子像素。
根據第1圖所示之示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100的面板110可以作用為顯示面板和觸控螢幕面板。也就是說，在顯示模式中，面板110可以作用為“顯示面板”，在觸控模式中，面板110可以作用為“觸控螢幕面板”。
在此意義上，根據示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100的面板110被稱為“一體化有觸控螢幕面板的顯示面板”、“在內部提供有觸控螢幕面板的顯示面板”、或者“內嵌式觸控螢幕顯示面板”。
具有根據示例性實施例之在內嵌式觸控顯示裝置100的面板110上排列的複數個觸控電極，面板110可以作用為觸控螢幕面板。
該“複數個觸控電極”可以為“觸控模式電極”，僅當顯示裝置的驅動模式是觸控模式時施加觸控信號；或者可以為“共同模式電極”，在顯示模式中施加顯示驅動信號(例如，共同電壓)，在觸控模式中施加觸控驅動信號(Touch Driving Signal，TDS)。
當複數個觸控電極是共同模式電極時，例如，在面板110上形成為區塊的複數個共同電極可以被用作為複數個觸控電極。也就是說，複數個觸控電極可以為施加有共同電壓Vcom的複數個共同電極。這裏，共同電壓Vcom是指必須施加至所有像素以實現顯示影像的目的的電壓。
在此情況下，當顯示裝置的驅動模式是顯示模式時，與在面板110上形成為區塊的複數個共同電極對應的複數個觸控電極具有施加至其上的共同電壓作為顯示驅動信號，而當顯示裝置的驅動模式是觸控模式時，具有施加至其上的至少一個觸控驅動信號。
在此方面，在一示例中，當內嵌式觸控顯示裝置100是液晶顯示器時，在面板110上形成為區塊的複數個共同電極可以為施加有共同電壓Vcom的複數個共同電極，以形成與施加有像素電壓的每一個像素電 極對應的電場。
在另一示例中，當內嵌式觸控顯示裝置100是有機發光二極體顯示器時，在面板110上形成為區塊的複數個共同電極是與複數個OLED的陽極(像素電極)對應的複數個有機發光二極體(OLED)的陰極(共同電極)。在下文中，為了解釋說明，需要說明的是，觸控電極被形成為共同模式電極，其中在顯示模式或觸控模式中施加對應信號；為了顯示影像的目的，施加有共同電壓Vcom的共同電極作用為觸控電極。因此，觸控電極在下文中被稱為共同電極。
形成在根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100的面板110上的複數個共同電極是能夠使面板110作用為顯示面板和觸控螢幕面板的部件的其中之一。
複數個共同電極作用為在顯示模式中施加共同電壓Vcom的“共同電壓電極”，能夠使面板110作用為顯示面板。在觸控模式中，複數個共同電極作用為施加有觸控驅動信號的“觸控電極”，能夠使面板110作用為觸控螢幕。
換言之，當顯示裝置的驅動模式是顯示模式時，共同電壓Vcom施加於複數個共同電極。當顯示裝置的驅動模式是觸控模式時，觸控驅動信號被施加於複數個共同電極的至少其中之一。
在共同電極中，術語“共同”不僅表示共同電壓施加於共同電極，而且表示共同電極可以作用為顯示模式所需的共同電壓電極和觸控模式所需的觸控電極。
根據示例性實施例的內嵌式觸控顯示裝置100可以為LCD或OLED顯示器。
下面將提出對根據示例性實施例之內嵌式觸控螢幕面板110的詳細描述。
第2圖是說明根據示例性實施例的內嵌式觸控螢幕面板110。
參考第2圖，根據示例性實施例的內嵌式觸控螢幕面板110具有形成於其上的複數條資料線DL和複數條閘極線GL，其中內嵌式觸控螢幕面板110可以作用為顯示面板。
參考第2圖，根據示例性實施例之內嵌式觸控螢幕面板110具有形成於其上的複數個共同電極，其中內嵌式觸控螢幕面板110可以作用為顯示面板和觸控螢幕面板。在顯示模式中，複數個共同電極作用為施加有共同電壓的共同電壓電極，在觸控模式中，複數個共同電極作用為施加有觸控驅動信號的觸控電極。
第2圖所示之內嵌式觸控螢幕面板110具有形成於其上的十二個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34。
參考第2圖，複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的每一個的尺寸對應於一組像素的尺寸。
此外，參考第2圖，複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的每一個是例如方塊的形狀。共同電極的區塊彼此分離。
此外，根據驅動模式，需要一種信號施加結構，用於施加共同電壓Vcom或觸控驅動信號至複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的每一個。
為此，如第2圖所示，根據示例性實施例之內嵌式觸控螢幕面板110具有於其上形成的信號線，該信號線分別連接至與觸控電極對應的複數個共同電極。
也就是說，信號線的數量和與觸控電極對應的共同電極的數量相同。
參考第2圖，信號線形成在與資料線DL相同的方向上。或者，信號線可以形成在與閘極線GL相同的方向上。
根據第2圖所示之示例性實施例，十二條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34形成在內嵌式觸控螢幕面板110上。
在顯示模式中，每一條信號線傳輸共同電壓至連接的共同電極，在觸控模式中，每一條信號線傳輸觸控驅動信號至連接的共同電極。
第3圖是概念地說明根據示例性實施例之依據內嵌式觸控顯示裝置100的驅動模式施加於共同電極CE的信號(Vcom或TDS)。
參考第3圖，根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100具有兩個驅動模式，即，顯示模式和觸控模式。
參考第3圖，根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100的驅動模式在一幀週期中可以通過時間分割被劃分為顯示模式和觸控模式。
參考第3圖，在一幀週期中的顯示模式週期中，共同電壓Vcom通過所有信號線施加於複數個共同電極CE的全部。
參考第3圖，在一幀週期中在顯示模式週期後面的觸控模式週期中，觸控驅動信號TDS通過對應信號線被順序地施加於與觸控電極對應的複數個共同電極CE的其中之一。
當觸控驅動信號TDS被施加於一個共同電極時，觸控驅動信號TDS可以被同時施加於至少一個相鄰的共同電極。
如上所述，在觸控模式週期中，執行觸控感測操作以回應被順序地施加於與觸控電極對應的共同電極CE的觸控驅動信號TDS。
在此方面，根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100可以使用觸控技術的電容式觸控感測技術。該電容式觸控感測技術允許基於通過在作用為觸控螢幕面板的面板110上形成為觸控電極的複數個共同電極CE的電容的變化來檢測觸控、觸控點的座標等。
電容式觸控感測技術被劃分為互電容式觸控感測和自電容式觸控感測。
首先，根據作為一種類型的電容式觸控感測技術的互電容式觸控感測，在行電極(其每一個可以被稱為在單一行上排列的一組共同電極)和列電極(其每一個可以被稱為在單一列上排列的一組共同電極)中，在一行(或者在一列)中排列的電極作用為施加有驅動電壓(觸控驅動信號)的傳輸(Tx)電極(也稱為驅動電極)，在一列(或者在一行)中排列的電極作用為接收(Rx)電極(也稱為感測電極)，其感測驅動電壓並且與Tx電極一起產生電容(互電容)。根據是否出現指標(如，手指或筆)基於在Tx與Rx電極之間的電容(互電容)中的變化來檢測觸控和觸控點 的座標。
此外，根據作為另一種類型的電容式觸控感測技術的自電容式觸控感測，共同電極CE作用為觸控電極，使用指標(如，手指或筆)產生電容(自電容)。這裏，根據是否出現指標而測量觸控電極與指標之間的電容值，基於測量的電容值檢測觸控和觸控點的座標。與互電容式觸控感測不同，根據自電容式觸控感測，通過作用為觸控電極的每一個共同電極CE同時施加和感測驅動電壓(觸控驅動信號)。
根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100可以使用上述兩種類型的電容式觸控感測(互電容式觸控感測和自電容式觸控感測)的其中之一。然而，為了解釋說明，這裏將假設在本實施例中使用自電容式觸控感測來進行描述。
第4圖是說明根據示例性實施例之在內嵌式觸控顯示裝置100中出現的電容元件。
如上所述，共同電極CE是共同模式電極，其在觸控模式中作用為施加有觸控驅動信號的觸控電極，在顯示模式中作用為施加提供至所有像素的共同電壓Vcom的共同電壓電極。參考第4圖，在觸控模式週期中，共同電極CE與指標(如，手指或筆)產生電容Cself，以檢測觸控和觸控點的座標。共同電極CE也可以與資料線DL和閘極線GL一起產生不必要的寄生電容Cpara1和Cpara2成份。
在觸控模式中不必要地出現的寄生電容Cpara1和Cpara2作為觸控操作中重要的負載，其降低觸控感測的準確性或者去能觸控感測。
寄生電容Cpara可以導致觸控感測中的嚴重問題，因為其尺寸隨著顯示裝置100或顯示面板110的尺寸的增加而增加。
因此，根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100具有被設計以防止寄生電容Cpara的結構，否則該寄生電容Cpara將作為觸控操作中的重要負載。
第5圖是概念地說明根據示例性實施例之當驅動模式是觸控模式時向資料線DL和閘極線GL施加信號，以防止在內嵌式觸控顯示裝置100中的寄生電容Cpara。
參考第5圖，在觸控模式週期中，當觸控驅動信號TDS被 施加於與觸控電極對應的共同電極CE時，可以通過去除在共同電極CE與閘極線GL之間的電位差來防止寄生電容Cpara出現在共同電極CE與閘極線GL之間。
參考第5圖，閘極驅動器130可以輸出無負載驅動信號LFDS_gate至至少一條閘極線，以去除共同電極CE與閘極線GL之間的電位差。無負載驅動信號LFDS_gate對應於施加於與觸控電極對應的共同電極CE的觸控驅動信號TDS。
閘極驅動器130可以輸出無負載驅動信號LFDS_gate至所有閘極線，或者可以輸出無負載驅動信號LFDS_gate至在與施加有觸控驅動信號TDS的至少一個共同電極CE對應的位置處，即，至至少一條閘極線可以與施加有觸控驅動信號TDS的至少一個共同電極CE形成寄生電容的位置處。
輸出至閘極線GL的無負載驅動信號LFDS_gate可以為例如與觸控驅動信號TDS相同的信號。
例如，如第5圖所示，當觸控驅動信號TDS是以在具有預定電壓寬度的高位準與低位準之間交替的方波的形式的調變信號時，輸出至閘極線GL的無負載驅動信號LFDS_gate的電壓寬度和相位可以與觸控驅動信號TDS的相同。
同樣地，參考第5圖，在觸控模式週期中，當觸控驅動信號TDS被施加於與觸控電極對應的共同電極CE時，可以通過去除在共同電極CE與資料線DL之間的電位差來防止寄生電容出現在共同電極CE與資料線DL之間。
參考第5圖，在觸控模式中，資料驅動器120可以輸出與觸控驅動信號TDS對應的無負載驅動信號LFDS_data至複數條資料線DL，以去除在共同電極CE與資料線DL之間的電位差。
資料驅動器120可以輸出無負載驅動信號LFDS_data至所有資料線，或者可以輸出無負載驅動信號LFDS_data至在與施加有觸控驅動信號TDS的至少一個共同電極CE對應的位置處，即，至至少一條資料線可以與施加有觸控驅動信號TDS的至少一個共同電極CE形成寄生電容的位置處。
輸出資料線DL的無負載驅動信號LFDS_data可以為例如與施加至共同電極CE的觸控驅動信號TDS相同的信號。
例如，如第5圖所示，當觸控驅動信號TDS是以在具有預定電壓寬度的高位準與低位準之間交替的方波的形式的調變信號時，輸出至資料線DL的無負載驅動信號LFDS_data的電壓寬度和相位可以與觸控驅動信號TDS的相同。
此外，輸出至閘極線GL的無負載驅動信號LFDS_gate可以與輸出至資料線DL的無負載驅動信號LFDS_data相同。
在根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100中，無負載驅動信號被劃分為輸出至資料線的無負載驅動信號LFDS_data和輸出至閘極線的無負載驅動信號LFDS_gate。這種信號是意在防止寄生電容的額外信號，對觸控感測操作或顯示操作不具有影響，並且對應於施加於作用為觸控電極的共同電極CE的觸控驅動信號TDS。
第6圖是概念地說明根據示例性實施例之依據內嵌式觸控顯示裝置100的驅動模式(即，顯示模式和觸控模式)施加於共同電極CE、資料線DL和閘極線GL的信號波形。
參考第6圖，當驅動模式是顯示模式時，資料驅動器120通過資料線DL輸出資料電壓Vdata。閘極驅動器130輸出掃描信號至對應閘極線GL。在一幀週期期間，掃描信號具有呈現一短週期的高電位電壓VGH和呈現一剩餘的長週期的低電位電壓VGL。
此外，當驅動模式是顯示模式時，自在後面描述的共同電壓供應器720(參考第7圖)提供的共同電壓Vcom通過複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34(參考第2圖)被施加於複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34(參考第2圖)。
共同電壓Vcom可以自共同電壓供應器720(參考第7圖)傳輸至資料驅動器120，其中共同電壓Vcom可以自資料驅動器120輸出至複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34。在一些情況下，共同電壓Vcom在不通過資料驅動器120的情況下可以自共同電壓供應器720(參考第7圖)輸出至複數條信 號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34。
當驅動模式是觸控模式時，觸控驅動信號TDS通過複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34的至少其中之一被施加於與觸控電極對應的複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的至少其中之一。
在一示例中，觸控驅動信號TDS在通過後面描述的觸控感測單元710(參考第7圖)產生之後可以通過資料驅動器120被輸出至複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34的至少其中之一。
在一些情況下，觸控驅動信號TDS在通過後面描述的觸控感測單元710(參考第7圖)產生之後可以被直接地輸出至複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34的至少其中之一。
當驅動模式是觸控模式時，當觸控驅動信號TDS通過複數條信號線SL11、SL12、SL13、SL14、SL21、SL22、SL23、SL24、SL31、SL32、SL33和SL34的至少其中之一被施加於與觸控電極對應的複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的至少其中之一時，資料驅動器120可以輸出與觸控驅動信號TDS對應的無負載驅動信號LFDS_data至資料線DL，閘極驅動器130可以輸出與觸控驅動信號TDS對應的無負載驅動信號LFDS_gate至閘極線GL。
第7圖是說明根據示例性實施例之在內嵌式觸控顯示裝置100的單元觸控區域中的信號施加結構。
首先，參考第7圖，根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100包括觸控感測單元710和共同電壓供應器720。觸控感測單元710測量在複數個共同電極CE的一個共同電極中電容的變化，即，施加有觸控驅動信號TDS的至少一個觸控電極，以基於電容的變化檢測觸控和觸控點的座標。共同電壓供應器720提供施加的共同電壓Vcom至複數個共同電 極CE的全部。
如第7圖所示，觸控感測單元710可以被獨立地提供在資料驅動器120外部，或者，在一些情況下，可以被提供在資料驅動器120內部。
在此方面，資料驅動器120可以被實施為至少一個資料驅動器積體電路(DDIC)(也稱為“源極驅動器積體電路(Source Driver Intergrated Circuit，SDIC)”)。觸控感測單元710可以被提供作為在DDIC外部的獨立觸控積體電路。或者，至少一個觸控感測單元710可以被提供在DDIC內部，從而形成一晶片結構。
第7圖是說明在形成一個共同電極CE11的單元觸控區域中信號施加結構。共同電極CE11位於複數個共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34的第一列和第一行上。
參考第7圖，i條資料線DL1至DLi(i=1,2,...)和j條閘極線GL1至GLj(j=1,2,...)形成在單元共同電極區域中，其中形成一個共同電極CE11。
此外，參考第7圖，例如，i*j個像素P被定義在在形成一個共同電極CE11的單元共同電極區域中i個資料線DL1至DLi(i=1,2,...)與j條閘極線GL1至GLj(j=1,2,...)彼此交錯的點上。
參考第7圖，一條資料線和一條閘極線連接至在單元共同電極區域中形成的i*j個像素P的每一個，其中一個共同電極CE11形成在單元共同電極區域中。此外，內部信號線ISL連接至i*j個像素P的每一個，其中通過內部信號線ISL傳輸共同電壓Vcom。
這裏，內部信號線ISL是與信號線SL11分離的信號線，其中一個共同電極CE11通過信號線SL11連接至資料驅動器120，共同電壓Vcom或觸控驅動信號TDS通過信號線SL11被傳輸。內部信號線ISL形成在單元共同電極區域內部，連接至信號線SL11。
首先，將給出對當驅動模式是顯示模式時施加(提供)各種信號(資料電壓、掃描信號和共同電壓)的描述。
參考第7圖，當驅動模式是顯示模式時，資料驅動器120 通過i條資料線多工器MUXd1至MUXdi提供對應資料電壓Vdata(也稱為“像素電壓”)至i條資料線DL1至DLi。
參考第7圖，當驅動模式是顯示模式時，閘極驅動器130通過提供開啟電壓位準掃描信號(例如，VGH)至j條閘極線GL1至GLj的一個閘極線以及提供關閉電壓位準掃描信號(例如，VGL)至j條閘極線GL1至GLj的另一閘極線順序地操作j條閘極線GL1至GLj。
參考第7圖，當驅動模式是顯示模式時，共同電壓供應器720通過例如資料驅動器120的共同電極多工器MUX輸出共同電壓Vcom至信號線SL11和內部信號線ISL，從而施加共同電壓Vcom至與單元共同電極區域對應的共同電極CE11。共同電壓Vcom被施加至所有共同電極CE11、CE12、CE13、CE14、CE21、CE22、CE23、CE24、CE31、CE32、CE33和CE34。
接著，將提出對當驅動模式是觸控模式時施加(提供)信號的描述。
參考第7圖，當驅動模式是觸控模式時，例如，觸控感測單元710根據需要通過資料驅動器120的共同電極多工器MUX提供觸控驅動信號TDS至與單元共同電極區域對應的共同電極CE11。
此外，參考第7圖，當驅動模式是觸控模式時，例如，感測單元710和閘極驅動器130根據需要施加無負載驅動信號LFDS_gate至j條閘極線GL1至GLj，其中該無負載驅動信號LFDS_gate的相位和電壓寬度對應於觸控驅動信號TDS的相位和電壓寬度。
參考第7圖，當驅動模式是觸控模式時，例如，觸控感測單元710根據需要通過資料驅動器120的i條資料線多工器MUXd1至MUXdi施加無負載驅動信號LFDS_data至i條資料線DL1至DLi。無負載驅動信號LFDS_data的相位和電壓寬度對應於觸控驅動信號TDS的相位和電壓寬度。
此外，第7圖所示的i條資料線多工器MUXd1至MUXdi可以被實施為單一資料線多工器。
將參考第8圖更加詳細地描述第7圖中能夠使閘極驅動器130輸出掃描信號或無負載驅動信號LFDS_gate至閘極線的結構和方法。
第8圖概念地說明根據示例性實施例中閘極驅動器130根據內嵌式觸控顯示裝置100的驅動模式輸出掃描信號或無負載驅動信號LFDS_gate的電路。
參考第8圖，根據示例性實施例之內嵌式觸控顯示裝置100的閘極驅動器130在顯示模式中輸出掃描信號至對應閘極線GL，在觸控模式中輸出與觸控驅動信號TDS對應的無負載驅動信號LFDS_gate至對應閘極線GL。
參考第8圖，根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100進一步包括電路800，其能夠使閘極驅動器130選擇性地輸出掃描信號VGG/VGL和無負載驅動信號LFDS_gate的其中之一至閘極線。
參考第8圖，電路800包括：一位準位移器(L/S)810和一多工器820。位準位移器810基於輸入的時序信號產生與觸控驅動信號對應的無負載驅動信號LFDS_gate。多工器820選擇性地輸出輸入的掃描電壓VGG/VGL和輸入的無負載驅動信號LFDS_gate的其中之一至閘極驅動器130。
時序信號是位準位移器810產生與觸控驅動信號對應的無負載驅動信號LFDS_gate所需的一種類型的時脈信號。
參考第8圖，例如，位準位移器810可以基於輸入的時序信號調變掃描電壓(例如，低位準掃描電壓VGL)與觸控驅動信號同步，從而產生與觸控驅動信號對應的無負載驅動信號LFDS_gate。
此外，參考第8圖，根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100進一步包括一微控制單元(Micro Control Unit，MCU)830，其輸出產生無負載驅動信號LFDS_gate所需的時序信號至位準位移器810。
微控制單元830可以具有一觸控致能信號，自時序控制器140輸入該觸控致能信號，並且可以輸出輸入的觸控致能信號至多工器820。
多工器820可以基於自時序控制器140或微控制單元830輸入的觸控致能信號選擇性地輸出掃描電壓VGG/VGL和無負載驅動信號LFDS_gate的其中之一至閘極驅動器130。因此，閘極驅動器130根據掃描信號是高位準電壓VGH或低位準電壓VGL來產生掃描電壓，並且順序地輸出所產生的掃描電壓至閘極線，或者輸出無負載驅動信號LFDS_gate至 閘極線。
觸控致能信號可以根據驅動模式而變化。
例如，當驅動模式是顯示模式時，該觸控致能信號可以為低位準信號。當驅動模式是觸控模式時，該觸控致能信號可以為高位準信號。
觸控致能信號能夠使位準位移器810和多工器820識別當前操作時間點是顯示模式週期還是觸控模式週期。
微控制單元830可以被提供在資料驅動器120外部或者內部。
特別地，微控制單元830可以被提供為與資料驅動器120的DDIC分離或者可以被實施為資料驅動器120的DDIC的內部單元。
參考第8圖，根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100進一步包括一電源管理積體電路840，其輸出掃描電壓VGH/VGL至多工器820。
電源管理積體電路840可以被提供在資料驅動器120外部或內部。
特別地，電源管理積體電路840可以被提供為與資料驅動器120的DDIC分離的單元或者可以被實施為包含在資料驅動器120的DDIC內部的內部單元。
如第8圖所示，電路800可以被提供為在閘極驅動器130外部的一獨立單元。在此情況下，在不改變閘極驅動器130、時序控制器140、微控制單元830和電源管理積體電路840的任意一個的設計的情況下，可以實現閘極驅動器130選擇性地輸出掃描信號VGH/VGL和無負載驅動信號LFDS_gate的其中之一至閘極線的功能。
電路800當然可以被提供為閘極驅動器130的內部單元。
此外，電路800可以被放置在源極印刷電路板(PCB)上，其中資料驅動器120可以被放置在該源極印刷電路板(PCB)上；電路800可以被放置在控制PCB上，其中時序控制器140可以被放置在該控制PCB上；或者，在一些情況下，電路800可以被提供為在面板110上放置的晶片。
在根據示例性實施例中的內嵌式觸控顯示裝置100中，時序 控制器140可以被提供為與資料驅動器120或閘極驅動器130分離的部件。或者，在一些情況下，時序控制器140可以被提供在資料驅動器120內部，即，資料驅動器120的DDIC。
根據如上所述本發明的一個或複數個實施例，內嵌式觸控顯示裝置100可以防止寄生電容，否則該寄生電容將增加觸控操作的負載、降低觸控感測的準確性、或者使觸控感測不可能。
根據本發明的一個或複數個實施例，內嵌式觸控顯示裝置100提供一種有效的閘極線驅動系統，其可以防止寄生電容。
根據本發明的一個或複數個實施例，在不具有現有部件如閘極驅動器130和電源管理積體電路840的設計的變化的情況下，內嵌式觸控顯示裝置100可以防止寄生電容。
已經呈現前面描述和所附圖式，以解釋本發明的一個或複數個實施例的某些原則。涉及本發明的熟悉本領域的技術人員可以在不脫離本發明的一個或複數個實施例的原則的情況下通過結合、分割、替換或改變元件來做出許多修改和變換。這裏揭露的前面實施例應該被解釋為僅說明性目的，而非限制本發明的原則和範圍。應該理解地是，本發明的範圍應該通過所附申請專利範圍及落入本發明的範圍內的其所有等同物來定義。
本發明主張於2014年7月16日提交的韓國專利申請第10-2014-0090038號的優先權，並且根據35 U.S.C.§119(a)的規定主張其權益，該專利申請在此全部引用作為參考。
CE‧‧‧共同電極
DL‧‧‧資料線
GL‧‧‧閘極線
LFDS_DATA‧‧‧無負載驅動信號
LFDS_GATE‧‧‧無負載驅動信號
TDS‧‧‧觸控驅動信號

Claims (16)

  1. 一種內嵌式觸控顯示裝置，包括：一面板，包含設置於其上的複數條資料線、複數條閘極線和複數個觸控電極，其中，當一驅動模式是一觸控模式時，一觸控驅動信號被施加至該複數個觸控電極；一資料驅動器，被配置以驅動該複數條資料線；一閘極驅動器，被配置以驅動該複數條條閘極線，其中，當該驅動模式是一顯示模式時，該閘極驅動器順序地輸出用於驅動該複數條閘極線的一掃描信號至該複數條閘極線，並且，當該驅動模式是該觸控模式時，輸出與該觸控驅動信號對應的一無負載驅動信號至該複數條閘極線中的至少一條閘極線；一位準位移器，被配置以產生該無負載驅動信號；以及一多工器，被配置以根據該驅動模式輸入一掃描電壓或該無負載驅動信號至該閘極驅動器，其中，在該觸控模式中，該閘極驅動器輸出與該觸控驅動信號對應的該無負載驅動信號至所有的該複數條閘極線，或者輸出與該觸控驅動信號對應的該無負載驅動信號至在該至少一條閘極線與施加有該觸控驅動信號的該複數個觸控電極的至少一個觸控電極形成寄生電容的位置處所形成的該複數個閘極線的至少一條閘極線。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控電極的形狀為彼此分離的方塊。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控電極包括：複數個觸控模式電極，其僅在該觸控模式中被施加該觸控驅動信號；或者複數個共同模式電極，其在該顯示模式中被施加一顯示驅動信號，其在該觸控模式中被施加該觸控驅動信號。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，當該複數個觸控電極是該等共同模式電極時，在用於顯示一影像的該面板上形成 為方塊的複數個共同電極作用為該複數個觸控電極；其中，當該驅動模式是該顯示模式時，一共同電壓被施加為該顯示驅動信號至與在該面板上形成為方塊的該複數個共同電極對應的該複數個觸控電極，以及當該驅動模式是該觸控模式時，該觸控驅動信號被施加至該複數個觸控電極中的至少一個觸控電極。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，複數條信號線設置於該面板上，每一條信號線連接至該複數個觸控電極中之一對應的觸控電極，其中，在該顯示模式中，該複數條信號線傳輸該共同電壓至與其連接的該等觸控電極，以及在該觸控模式中，該複數條信號線傳輸該觸控驅動信號至與其連接的該等觸控電極。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，在該觸控模式中，該資料驅動器輸出與該觸控驅動信號對應的該無負載驅動信號至所有的該複數條資料線，或者輸出與該觸控驅動信號對應的該無負載驅動信號至在至少一條資料線與施加有該觸控驅動信號的該複數個觸控電極的至少一個觸控電極形成寄生電容的位置處所形成的該複數條資料線的至少一條資料線。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該位準位移器藉由根據一輸入的時序信號將該掃描電壓與該觸控驅動信號同步調變，來產生與該觸控驅動信號對應的該無負載驅動信號。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的內嵌式觸控顯示裝置，進一步包括：一微控制單元，被配置以將用於產生該無負載驅動信號的該時序信號輸出至該位準位移器。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該微控制單元具有一觸控致能信號，自控制該資料驅動器和該閘極驅動器的一時 序控制器輸入該觸控致能信號，並且將所輸入的該觸控致能信號輸出至該多工器。
  10. 依據申請專利範圍第9項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該多工器基於自該時序控制器或該微控制單元輸入的該觸控致能信號選擇性地輸出該掃描電壓和該無負載驅動信號的其中之一至該閘極驅動器。
  11. 依據申請專利範圍第8項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該微控制單元被提供在該資料驅動器的內部或外部。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，進一步包括：一電源管理積體電路，被配置以輸出該掃描電壓至該多工器。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該電源管理積體電路被提供在該資料驅動器的內部或外部。
  14. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，進一步包括：一時序控制器，被配置以控制該資料驅動器和該閘極驅動器，其中該時序控制器被提供在該資料驅動器的內部或外部。
  15. 依據申請專利範圍第1項所述的內嵌式觸控顯示裝置，進一步包括：一觸控感測單元，被配置以測量施加有該觸控驅動信號的該等共同電極的至少一個共同電極的電容的變化，並且基於該電容的變化檢測一觸控和一觸控點的座標。
  16. 依據申請專利範圍第15項所述的內嵌式觸控顯示裝置，其中，該觸控感測單元被提供在該資料驅動器的內部或外部。
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