WO2019184767A1 - 触摸显示控制装置及触摸显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种触摸显示控制装置(100)以及触摸显示装置，触摸显示控制装置(100)包括触摸控制模块(102)，用于进行触摸检测，触摸控制模块(102)具有多条触摸检测通道(124)，以分别经由多条触摸检测通道(124)接收多路触摸感应信号来进行触摸检测；显示控制模块(101)，用于进行显示控制，显示控制模块(101)与触摸控制模块(102)以分时的方式进行显示控制和触摸检测；选择模块(123)，用于选择性地将触摸检测通道(124)和公共电压信号接入触摸显示面板(200)；选择模块(123)与触摸显示面板(200)相连的多个节点作为补偿节点，触摸显示控制装置(100)还包括分别与多个补偿节点相连的多个补偿模块(126)，每个补偿模块(126)用于在耦合到对应补偿节点的干扰电压超过预设值时抵消干扰电压，避免显示画面的横纹或竖纹。

Description

触摸显示控制装置及触摸显示装置
本申请要求了2018年3月27日提交的、申请号为201810256895.3、发明名称为“触摸显示控制装置及触摸显示装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及触控显示技术领域，更具体地，涉及一种触摸显示控制装置及触摸显示装置。
背景技术
随着技术的进步，触摸显示技术越来越多地应用于各个领域，对于触摸显示质量的要求也越来越高。传统的触摸显示装置包括触摸显示面板和触摸显示控制装置，触摸显示面板上整合了显示面板和触摸面板，触摸面板上的触控电极通过引线引出，以便与触摸显示控制装置相连。然而现有技术中触摸面板与触摸显示控制装置之间的连接点处的触摸感应电压会由于诸如面板上的走线以及芯片内部电路结构等原因而受到干扰。特别是对于触控与显示驱动器集成(TDDI,Touch and Display Driver Integration)型触摸显示装置来说，显示驱动与触摸检测分时进行，触摸显示面板的触控线在显示阶段接入公共电压VCOM，而上述干扰的存在会造成连接点处难以维持在理想电压范围，从而使显示画面受到影响。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的主要技术问题是提供一种触摸显示控制装置及触摸控制装置，能够补偿触摸显示控制装置与触摸显示面板之间的连接点处的电压波动。
根据本发明的第一方面，提供一种触摸显示控制装置，包括：触摸控制模块，用于进行触摸检测，所述触摸控制模块具有多条触摸检测通道，以分别经由多条触摸检测通道接收多路触摸感应信号来进行触摸检测；显示控制模块，用于进行显示控制，所述显示控制模块与所述触摸控制模块以分时的方式进行显示控制和触摸检测；选择模块，用于选择性地将触摸检测通道和公共电压信号接入触摸显示面板；其中，选择模块与触摸显示面板相连的多个节点作为补偿节点，所述触摸显示控制装置还包括分别与多个补偿节点相连的多个补偿模块，每个补偿模块用于在耦合到对应补偿节点的干扰电压超过预设值时抵消所述干扰电压。
优选地，每个补偿模块包括串联在第一供电电压与第二供电电压之间的第一晶体管和第二晶 体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管的第一极连接到对应的补偿节点，所述第一晶体管与所述第二晶体管的控制极接收第一控制信号，所述第一晶体管与所述第二晶体管的第二极分别接收第一供电电压和第二供电电压。
优选地，所述选择模块包括：选择开关，用于在第二控制信号的控制下将对应的所述触摸检测通道与所述放大器的输出端之一接入所述补偿节点。
优选地，所述第一控制信号为所述公共电压信号。
优选地，所述触摸控制模块还包括：放大器，所述放大器的第一输入端接收公共电压信号，第二输入端与输出端相连，所述放大器的输出端用于向选择模块和补偿模块提供公共电压信号。
优选地，所述第一晶体管包括N型MOS晶体管，所述第二晶体管包括P型MOS晶体管。
优选地，所述第一极为源极，所述第二级为漏极，所述控制极为栅极。
优选地，所述第一供电电压高于所述第二供电电压。
优选地，所述触摸显示控制装置为触控与显示驱动器集成控制装置。
根据本发明的第二方面，提供一种触摸显示芯片，包括：上述所述的触摸显示控制装置。
根据本发明的第三方面，提供一种触摸显示装置，包括：触摸显示面板，包括多个触控电极，所述多个触控电极经由多条触控线从触摸显示面板引出；以及上述所述的触摸显示控制装置，其中触摸控制模块与所述多条触控线相连，每个触摸检测通道与相应的触控线相连，触摸检测通道与触控线的连接节点作为所述补偿节点。
本发明提供的触摸显示控制装置及触摸控制装置，相比现有技术，增加了多个由两个不同类型的MOS晶体管组成的补偿模块，在显示时段，将触摸显示控制装置与触摸显示面板之间的连接点处的电压波动超过预设值的部分，通过补偿模块宣泄抵消，将触摸显示控制装置与触摸显示面板之间的连接点处的电压在较短的时间内拉回理想电压范围，减轻电压波动的影响，使公共电压对各连接点处的驱动能力一致，避免因公共电压驱动能力不一致导致的面板显示时的横纹或竖纹现象。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出了根据本发明实施例的显示装置的等效电路图。
图2示出了根据本发明实施例的触控装置的等效电路图。
图3示出了根据本发明实施例的触摸显示装置的连接结构示意图。
图4示出了根据本发明实施例的触摸显示装置中触摸控制模块与触摸面板之间的连接结构示意图。
图5示出了根据本发明实施例的触摸显示面板中的感应线与触摸显示控制装置中的触摸控制模块的连接点处的等效电路图。
图6示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置中触摸控制装置的示意框图。
图7示出了根据本发明实施例的补偿模块的示意电路图。
图8示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置的补偿节点处的等效电路图。
图9示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置在从触控阶段切换到显示阶段时补偿节点处的电压信号的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本发明可以以各种形式呈现，以下将描述其中一些实施例。
图1和图2分别示出了根据本发明实施例的显示装置和触控装置的等效电路图。
在图1中以液晶显示装置为例示出了根据本发明实施例的显示装置110。如图1所示，显示装置110包括栅极驱动模块111、源极驱动模块112、多个薄膜晶体管T、以及在像素电极和公共电极之间形成的多个像素电容C LC。所述多个薄膜晶体管T组成阵列。栅极驱动模块111经由多条栅极扫描线G1至Gm分别连接至相应行的薄膜晶体管T的栅极，用于以扫描的方式提供栅极电压G1至Gm，从而在一个图像帧周期中，选通不同行的薄膜晶体管。源极驱动模块112经由多条源极数据线S1至Sn分别连接至相应列的薄膜晶体管T的源极，用于在各行的多个薄膜晶体管T选通时，分别向各列的多个薄膜晶体管T提供与灰阶相对应的灰阶电压。其中，m和n是自然数。所述多个薄膜晶体管T的漏极分别连接至相应的一个像素电容C LC。在选通状态下，源极驱动模块112经由源极数据线和薄膜晶体管T，将灰阶电压施加在像素电容C LC上。像素电容C LC上的电压作用在液晶分子上，从而改变液晶分子的取向，以实现与灰阶相对应的透光率。为了在像素的更新周期之间保持电压，像素电容C LC可以并联存储电容Cs以获得更长的保持时间。
本实施例中是以液晶显示装置为例说明显示装置的内部结构及连接关系，但本发明的显示装置不限于液晶显示装置。
在图2中以电容式触控为例示出了根据本发明实施例的触控装置120。如图2所示，触控装置120包括触摸驱动模块121、触摸感应模块122、以及在激励电极和感应电极之间形成的多个感应电容C。所述多个感应电容C组成阵列。触摸驱动模块121经由扫描线TX1至TXm连接至所有行的激励电极，用于以扫描的方式提供激励信号，从而在一个触控帧周期中，依次向不同行的激励电极提供激励信号。触摸感应模块122经由感应线RX1至RXn连接至所有列的感应电极，从而接收相应列的感应信号。其中，m和n是自然数。触摸驱动模块121例如产生交流电信号作为激励信号，触摸感应模块122例如接收交流电信号形式的感应信号，根据感应信号检测出电流值，进一步根据电流值的大小获得驱动电极和感应电极交叉点的电容值，从而判断是否在该点产生触摸动作。
虽然以上以m和n为例来描述显示装置与触控装置中的走线数目，然而本领域技术人员应清楚，以上仅仅是为了便于描述，实际应用中显示装置与触控装置中的走线数目不一定相同。且本实施例仅是以互电容式触控为例说明触控装置的结构及工作原理，但本领域技术人员应清楚，以上仅为触控装置的一例，而本发明的触控装置不限于此。
图3示出了根据本发明实施例的触摸显示装置的连接结构示意图。如图3所示，触摸显示装置包括触摸显示控制装置100和触摸显示面板200。
触摸显示控制装置100可以包括显示控制模块101和触摸控制模块102。显示控制模块101可以包括上述的栅极驱动模块111、源极驱动模块112。触摸控制模块102可以包括上述的触摸驱动模块121和触摸感应模块122。显示控制模块101和触摸控制模块102可以设置成独立芯片，也可以例如采用TDDI技术集成在一颗芯片中，触摸检测与显示驱动以分时的方式进行。
触摸显示面板200可以包括整合在一起的触摸面板和显示面板(图中未示出)，整合方式可以根据需要来选择，例如但不限于on-cell、in-cell等等。显示面板上设有上述的薄膜晶体管T、像素电极、公共电极以及相应的走线，触摸面板上设有上述激励电极、感应电极和相应的走线。下面见将参考图4来具体描述触摸显示面板200与触摸控制模块102之间的连接结构。
图4示出了根据本发明实施例的触摸显示装置中触摸控制模块与触摸面板之间的连接结构示意图。如图4所示，本实施例的触摸显示面板包括触摸面板202，触摸面板202上设有阵列形式的多个感应电极Y和多个激励电极T，相邻的激励电极T与感应电极Y之间的耦合电容会由于触摸而发生变化，基于此可以检测到触摸。激励电极T和感应电极Y分别经由多条触控线TX和RX从触摸面板202引出。具体地，激励电极T经由多条扫描线TX连接至触摸控制模块102(具体地连接至触摸控制模块102中的触摸驱动模块121)，以便接收激励信号。感应电极Y经由多条感应线RX连接至触摸控制模块102(具体地连接至触摸控制模块102中的触摸感应模块122)， 以向其提供触摸感应信号，连接至触摸控制模块102的多条感应线RX长短不一，各引线的阻抗也不尽相同。图4中电极形状和布置仅为示例，本公开的实施例不限于此，在实际应用中可以根据需要选择其他形式的电极形状和布置方式，例如三角形、E字形以及其他形状，另外也可以将激励电极T作为感应电极，而将感应电极Y作为激励电极使用。
下面参考图5来说明感应线RX与触摸控制模块的连接点处的干扰。图5示出了根据本发明实施例的触摸显示面板200中的感应线与触摸显示控制装置100中的触摸控制模块102的连接点处的等效电路图，图中虚线表示触摸显示面板200与触摸显示控制装置100的交界处。如图5所示，C1，C2，…，Cn分别表示触摸面板202上激励电极与感应电极之间的耦合电容，感应线RX1，RX2，…RXn(以下统称感应线RX)分别在节点P1，P2，…，Pn(以下统称节点P)处与触摸控制模块102的触摸感应模块122相连。感应线RX1，RX2，…RXn本身分别具有阻抗R1，R2，…，Rn(下文统称引线阻抗R)，触摸控制模块102内部的公共电压输出端与节点P连接处会由于开关的存在而具有阻抗R1’，R2’，…，Rn’(下文统称开关阻抗R’)。一方面感应线RX的长短不一(如图4所示)会导致引线阻抗R各不相同，从而影响节点P处的电压；另一方面开关阻抗R’的存在也会对节点P处的电压造成影响，从而在节点P在显示阶段接入公共电压VCOM时，各个节点P1，P2，…，Pn处的电压不一致，在某些极端情况下，甚至会导致无法在有限的充电时间内达到期望的公共电压VCOM，从而使显示画面上有横纹或竖纹产生。
图6示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置中触摸控制模块的示意框图。结合图1-图5，在本实施例中，触摸显示控制装置100采用TDDI技术。如图6所示，触摸控制模块102包括触摸驱动模块121、触摸感应模块122、选择模块123、缓冲模块125和补偿模块126。
触摸驱动模块121向触摸显示面板200上的触摸扫描线TX1，TX2，…，TXm施加激励电压。触摸感应模块122包括多条触摸检测通道124，分别经由多条触摸检测通道124从触摸显示面板200上的感应线RX1，RX2，…，RXn接收触摸感应信号，基于触摸感应信号来进行触摸检测。
选择模块123用于选择性地将触摸检测通道124和公共电压信号VCOM接入触摸显示面板。例如，选择模块123可以包括选择开关，其在一控制信号的控制下选择触摸检测通道124和公共电压信号VCOM之一接入触摸显示面板200的感应线RX。具体地，在触控检测阶段，选择模块123在控制信号的作用下将触摸检测通道124接入触摸显示面板200，触摸控制模块102经由多条触摸检测通道124接收多路触摸感应信号来进行触摸检测，确定触控位置；在显示阶段，选择模块123在控制信号的作用下将公共电压信号VCOM接入触摸显示面板200的感应线RX，在该阶段显示控制模块101驱动触摸显示面板200显示画面。
公共电压信号VCOM经过缓冲模块125被提供给选择模块123。缓冲模块125可以包括放大 器U 1，放大器U 1的第一输入端(正相输入端)接收公共电压信号VCOM，第二输入端(负相输入端)与输出端相连，从而起到电压缓冲的作用，输出端用于向选择模块123和补偿模块126提供公共电压信号。
在本实施例中，将选择模块123的输出端与触摸显示面板200的多条感应线RX1，RX2，…，RXn相连的多个节点P1，P2，…，Pn(下文统称补偿节点P)作为补偿节点，每个补偿节点P处连接一个补偿模块126，每个补偿模块126用于在耦合到对应补偿节点P的干扰电压超过预设值时抵消该干扰电压。
以上以TDDI面板为例描述本发明各模块之间的连接关系，然而本领域技术人员应清楚，以上仅仅是为了便于描述，实际应用中触摸显示控制装置不一定只采用TDDI技术。
图7示出了根据本发明实施例的补偿模块的示意电路图。如图7所示，每个补偿模块126包括串联在第一供电电压IOVCC与第二供电电压VCL之间的第一晶体管MN和第二晶体管MP，第一晶体管MN包括控制极G 1，第一极S 1和第二极D 1；第二晶体管MP包括控制极G 2，第一极S 2和第二极D 2。第一晶体管MN的第一极S 1与第二晶体管MP的第一极S 2相互连接，连接到对应的补偿节点P。第一晶体管MN的第二极D 1与第二晶体管MP的第二极D 2分别接收第一供电电压IOVCC和第二供电电压VCL。第一晶体管MN的控制极G 1与第二晶体管MP的控制极G 2接收第一控制信号。在本实施例中，接收公共电压信号VCOM作为第一控制信号。优选地，第一供电电压高于第二供电电压。优选地，第一供电电压为正向供电电压，例如1.8V，所述第二供电电压为负向供电电压，例如-3V。例如，第一供电电压处于1.8V-2V之间，第二供电电压处于-3.3V-(-3V)之间。例如，第一供电电压处于2V-3.6V之间，第二供电电压处于-5V-(-3V)之间。实际电压可以根据电路需求确定。
在本实施例中，第一晶体管MN包括N型MOS晶体管，第二晶体管MP包括P型MOS晶体管，上述第一极为源极，第二级为漏极，控制极为栅极。
下面参考图8来说明本发明实施例的补偿模块的工作原理。图8示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置100的补偿节点处的等效电路图。如图8所示，在显示阶段，触摸显示控制装置100中的选择模块123将经过缓冲模块125的公共电压信号VCOM接入触摸显示面板200上的感应线RX1，RX2，…，RXn，每个补偿节点P1，P2，…，Pn(下文统称补偿节点P)处的电压被补偿模块126钳位在一定范围内。例如，当补偿节点P1处的正向电压波动导致晶体管MP1两端的电压超过其导通电压Vt_mp时，晶体管MP1导通，从而将补偿节点P1处的正向电压波动泄放掉。类似地，当补偿节点P1处的反向电压波动导致晶体管MN1两端的电压超过其导通电压Vt_mn时，晶体管MN1导通，从而将补偿节点P1处的反向电压波动泄放掉。对于其他补偿节点 P2至Pn同理。通过这种方式，补偿模块126将补偿节点P处的电压钳位在VCOM-Vt_mn至VCOM+Vt_mp的范围内，从而减轻了由于补偿节点P处的电压波动对显示画面的影响。由此，晶体管MN1与晶体管MP1的阈值电压Vt_mn与Vt_mp越小，节点处的电压波动范围越小；晶体管MN1与晶体管MP1的阈值电压Vt_mn与Vt_mp越大，节点处的电压波动范围越大。
图9示出了根据本发明实施例的触摸显示控制装置在从触控阶段切换到显示阶段时补偿节点处的电压信号的示意图。图中横坐标表示时间，纵坐标表示电压，虚线表示采用传统技术的补偿节点处的电压信号，实现表示本公开实施例的补偿节点处电压信号。如图9所示，传统技术中，在从触控阶段切换到显示阶段时，选择模块123将VCOM接入感应线RX，补偿节点P处的电压从t0开始迅速从电压VCOM上升到电压V2，直到t2时刻回落到电压VCOM，而本公开的实施例中补偿节点P处的电压在上升到V1之后在t1时刻回落到电压VCOM。可以看出，与传统技术相比，本公开的实施例补偿节点P处的电压波动范围更小，并且能够更快速地稳定到期望水平，补偿节点P处的电压可以在短时间内迅速回到公共电压VCOM，各感应电极连接线上的电压稳定在期望范围内，减轻了对显示画面的影响。
根据本发明的第二方面，提供一种触摸显示芯片，包括：上述的触摸显示控制装置100。
根据本发明第三方面，提供一种触摸显示装置，包括：触摸显示面板，包括多个触控电极，多个触控电极经由多条触控线从触摸显示面板引出；以及上述的触摸显示控制装置100，其中触摸控制模块与多条触控线相连，每个触摸检测通道与相应的触控线相连，触摸检测通道与触控线的连接节点作为所述补偿节点。
本发明在触摸显示控制装置与触摸显示面板之间的连接点处增设补偿模块以消除干扰电压对画面显示的影响，该补偿模块采用两个晶体管串联的设计，结构极为简单，节省节点处的占用面积，因此对整体电路的影响小；而且补偿模块将补偿节点处的电压钳位在VCOM-Vt_mn至VCOM+Vt_mp的范围内，电压波动范围可以根据晶体管阈值电压的大小改变，选用较小的阈值电压的晶体管可以减小电压波动范围，从而减轻由于补偿节点处的电压波动对显示画面的影响，使公共电压对各连接点处的驱动能力一致，避免因公共电压驱动能力不一致导致的面板显示时的横纹或竖纹现象。
应当说明的是，在本文中，诸如一和另一以及第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在 没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。

Claims (11)

  1. 一种触摸显示控制装置，包括：
    触摸控制模块，用于进行触摸检测，所述触摸控制模块具有多条触摸检测通道，以分别经由多条触摸检测通道接收多路触摸感应信号来进行触摸检测；
    显示控制模块，用于进行显示控制，所述显示控制模块与所述触摸控制模块以分时的方式进行显示控制和触摸检测；
    选择模块，用于选择性地将触摸检测通道和公共电压信号接入触摸显示面板；
    其中，选择模块与触摸显示面板相连的多个节点作为补偿节点，所述触摸显示控制装置还包括分别与多个补偿节点相连的多个补偿模块，每个补偿模块用于在耦合到对应补偿节点的干扰电压超过预设值时抵消所述干扰电压。
  2. 根据权利要求1所述的触摸显示控制装置，其中，每个补偿模块包括串联在第一供电电压与第二供电电压之间的第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管与所述第二晶体管的第一极连接到对应的补偿节点，所述第一晶体管与所述第二晶体管的控制极接收第一控制信号，所述第一晶体管与所述第二晶体管的第二极分别接收第一供电电压和第二供电电压。
  3. 根据权利要求2所述的触摸显示控制装置，其中，所述选择模块包括：
    选择开关，用于在第二控制信号的控制下将对应的所述触摸检测通道与所述放大器的输出端之一接入所述补偿节点。
  4. 根据权利要求3所述的触摸显示控制装置，其中，所述第一控制信号为所述公共电压信号。
  5. 根据权利要求4所述的触摸显示控制装置，其中，所述触摸控制模块还包括：放大器，所述放大器的第一输入端接收公共电压信号，第二输入端与输出端相连，所述放大器的输出端用于向选择模块和补偿模块提供公共电压信号。
  6. 根据权利要求2所述的触摸显示控制装置，其中，所述第一晶体管包括N型MOS晶体管，所述第二晶体管包括P型MOS晶体管。
  7. 根据权利要求6所述的触摸显示控制装置，其中，所述第一极为源极，所述第二级为漏极，所述控制极为栅极。
  8. 根据权利要求2所述的触摸显示控制装置，其中，所述第一供电电压高于所述第二供电电压。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的触摸显示控制装置，其中，所述触摸显示控制装置为触控与显示驱动器集成控制装置。
  10. 一种触摸显示芯片，其中，包括：根据权利要求1至9中任一项所述的触摸显示控制装置。
  11. 一种触摸显示装置，其中，包括：
    触摸显示面板，包括多个触控电极，所述多个触控电极经由多条触控线从触摸显示面板引出；以及
    根据权利要求1至9中任一项所述的触摸显示控制装置，其中触摸控制模块与所述多条触控线相连，每个触摸检测通道与相应的触控线相连，触摸检测通道与触控线的连接节点作为所述补偿节点。
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