触摸面板、显示装置及其驱动方法
【专利说明】触摸面板、显示装置及其驱动方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2014年3月27日提交的韩国专利申请N0.10-2014_0036238、2014年3月31日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0037873和2015年3月23日提交的韩国专利申请N0.10-2015-0040157的权益，这些专利申请特此以引用方式并入，如同在本文中完全阐明。
技术领域
[0003]本发明涉及触摸面板、显示装置及其驱动方法，更特别地，涉及触摸面板设置在面板中的显示装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0004]触摸面板是一种输入装置，被包括在诸如液晶显示(LCD)装置、等离子体显示面板(rop)、有机发光显示装置(OLED)和电泳显示装置(EPD)的显示装置中，使用户能够在观看显示装置的画面的同时通过用手指、笔等直接触摸屏幕来输入信息。
[0005]一种制造IXD装置的方法可包括外挂(add-on)型和内嵌(in-cell)型，在外挂型中，显示图像的面板和感测触摸的触摸面板被独立于彼此制造并随后被彼此附接，在内嵌型中，触摸面板内置于面板中。
[0006]近来，对用于诸如智能电话和平板个人计算机(PC)的纤薄便携式终端的具有内嵌型触摸面板的显示装置的需求正在增加。
[0007]在内嵌型显示装置中，如美国专利N0.7，859，521中公开的，用于显示的多个公共电极被分割成多个触摸驱动区和触摸感测区。内嵌型显示装置允许在触摸驱动区和触摸感测区之间产生互电容，因此，测量在触摸中出现的互电容，以确定是否存在触摸。
[0008]换句话讲，相关技术的内嵌型显示装置同时执行显示功能和触摸功能。为此目的，在相关技术的内嵌型显示装置中，在图像显示时段期间，向公共电极施加公共电压，在触摸感测时段期间，向公共电极供应触摸驱动信号。
[0009]在使用公共电极的相关技术的内嵌型互电容显示装置中，使用公共电极作为进行触摸感测必需的驱动电极和接收电极，在时间上划分图像显示时段和触摸感测时段。
[0010]因此，在图像显示时段中，驱动电极和接收电极用作公共电极。在触摸感测时段中，向驱动电极施加周期性驱动脉冲，触摸驱动器使用感测信号确定是否存在触摸，感测信号是通过接收电极接收的。
[0011]图1是示出相关技术的内嵌型显示装置中的图像显示时段和触摸感测时段的示例性波形图。
[0012]在相关技术的内嵌型显示装置中，如上所述并且如图1中所示，对应于一帧的时段(下文中，被简称为一帧时段)被划分成图像显示时段(显示)和触摸感测时段(触摸)。
[0013]应用于相关技术的内嵌型显示装置的触摸面板包括:驱动电极，其在图像显示时段期间被供应公共电压并且在触摸感测时段期间被供应驱动电压；接收电极，其在图像显示时段期间被供应公共电压并且在触摸感测时段期间被供应参考电压。
[0014]在图像显示时段期间，向驱动电极和接收电极供应公共电压。
[0015]在触摸感测时段期间，向驱动电极供应带脉冲形状的触摸驱动信号并且向接收电极供应参考电压。
[0016]在这种情况下，当一帧时段开始时，执行图像显示时段，在图像显示时段之后，执行触摸感测时段。
[0017]图2是示出使用电容型的相关技术的触摸面板的构造(特别地，互电容型触摸面板的构造)的示例性示图。
[0018]使用电容型的触摸面板包括:驱动电极(TXl至TX6)，其在图像显示时段期间被供应公共电压并且在触摸感测时段期间被供应驱动电压；接收电极(RXl至RX4)，其在图像显示时段期间被供应公共电压并且在触摸感测时段期间被供应参考电压。驱动电极的数量和接收电极的数量可根据触摸面板的尺寸和形状进行各种变化。
[0019]例如，如果向驱动电极(TXl至TX6)顺序地供应触摸驱动信号，则通过接收电极(RXl至RX4)接收感测信号。在这种情况下，为了增加感测信号的检测准确性，触摸驱动器以重复方式向驱动电极分别供应多个触摸驱动信号，并且累积对应于触摸驱动信号的感测信号，以确定触摸面板是否被触摸。
[0020]上述相关技术的显示装置可能具有以下问题。
[0021]第一，随着包括触摸面板的显示装置的尺寸增加，触摸面板中设置的驱动电极的数量增加，为此，向驱动电极供应触摸驱动信号所花费的时间增加。因此，随着触摸面板的尺寸增加，感测触摸的时间减少。例如，当假设向十个驱动电极顺序地供应触摸驱动信号需要I秒时，当触摸面板尺寸增加时向二十个驱动电极顺序地供应触摸驱动信号需要2秒。因此，随着触摸面板的尺寸增加，一分钟内确定触摸的频率减少，因此触摸感测性能降低。这可同等地发生在除了内嵌型显示装置之外的外挂型显示装置中。
[0022]第二，特别地，在内嵌型显示装置中，一帧时段被划分成触摸感测时段和图像显示时段，并且设置触摸感测时段和图像显示时段的比例。因此，当假设触摸感测时段确定并且触摸面板具有增加尺寸时，向各驱动电极供应触摸驱动信号的时间不得不降低。也就是说，向各驱动电极提供的触摸驱动信号的数量不得不减少。因此，内嵌型显示装置的触摸灵敏度比外挂型显示装置降低得更多。
[0023]第三，另外，在内嵌型显示装置中，各种公共噪声容易输入驱动电极和接收电极中，因此，能进一步降低触摸灵敏度。公共噪声类似地输入触摸面板的驱动电极和接收电极中。公共噪声的示例包括因静电产生的噪声、当将电池充电器连接到显示装置用于电池充电时产生的噪声、显示装置的显示信号产生的噪声、LCD装置的背光的驱动信号产生的噪声等。
[0024]第四，噪声具有特定频率或特定波形，或可具有白噪声特性。因此，为了应对公共噪声，需要添加各种类型的难以实现的噪声信号处理滤波器，因此处理器的计算可增加。
[0025]第五，如果增大触摸驱动信号的电压以增强触摸灵敏度，则消耗可增大。
【发明内容】
[0026]因此，本发明涉及提供基本上消除了由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题的触摸面板、显示装置及其驱动方法。
[0027]本发明的一方面涉及提供在构成一个驱动电极的两个子驱动电极之间设置分别构成彼此绝缘的接收电极的至少两个子接收电极的触摸面板、显示装置及其驱动方法。
[0028]本发明的另一方面涉及提供在构成一个驱动电极的两个子驱动电极之间设置分别构成彼此绝缘的一对接收电极的两个子接收电极并且这对接收电极连接到差分放大器以降低公共噪声的触摸面板、显示装置及其驱动方法。
[0029]本发明的额外优点和特征将在随后的描述中部分阐述并且对于本领域的普通技术人员在阅读了下文后部分将变得显而易见或者可以通过本发明的实践而得知。可通过书面描述及其权利要求书以及附图中特别指出的结构来实现和获得本发明的目的和其它优点。
[0030]为了实现这些和其它优点并且根据本发明的目的，如本文中实施和广义描述的，提供了一种显示装置，该显示装置包括:面板，其显示图像；触摸面板，其包括多个驱动电极和多个接收电极；触摸感测单元，其向所述多个驱动电极供应触摸驱动信号，通过使用从所述多个接收电极分别接收的多个感测信号来确定所述面板中是否存在触摸，其中，所述多个驱动电极中的每个包括多个子驱动电极，所述多个子驱动电极设置在所述面板的第一方向上并且通过驱动电极线彼此连接，所述多个接收电极中的每个包括多个子接收电极，所述多个子接收电极设置在垂直于所述第一方向的第二方向上并且通过接收电极线彼此连接，分别构成彼此电绝缘的多个接收电极的至少两个子接收电极设置在构成一个驱动电极的两个子驱动电极之间。
[0031]在本发明的另一方面，提供了一种驱动显示装置的方法，该方法包括:向布置在面板的第一方向上的多个驱动电极中的每个供应触摸驱动信号；当向所述多个驱动电极之中的第η驱动电极供应触摸驱动信号时，从设置在构成第η驱动电极的多个子驱动电极之中的两个子驱动电极之间的两个接收电极接收多个感测信号；分析所述多个感测信号，以确定两个子驱动电极之间的沿着垂直于第一方向的第二方向设置的至少两个位置是否存在触摸。
[0032]在本发明的另一方面，提供了一种触摸面板，该触摸面板包括:驱动电极，其包括布置在第一方向上的多个子驱动电极；接收电极，其包括布置在第二方向上的多个子接收电极，其中，彼此电绝缘的至少两个子接收电极设置在相邻的子驱动电极之间。
[0033]要理解，对本发明的以上总体描述和以下详细描述都是示例性的和说明性的并且旨在对要求保护的本发明提供进一步说明。
【附图说明】
[0034]附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并入且构成本说明书的部分，附图示出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:
[0035]图1是示出相关技术的内嵌型显示装置中的图像显示时段和触摸感测时段的示例性波形图；
[0036]图2是示出使用电容型的相关技术的触摸面板的构造的示例性示图；
[0037]图3是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置构造的示例性示图；
[0038]图4是示意性示出根据本发明的第一实施方式的应用于显示装置的触摸面板构造的示例性示图；
[0039]图5是示意性示出根据本发明的第二实施方式的应用于显示装置的触摸面板构造的示例性示图；
[0040]图6是根据本发明的应用于显示装置的面板的平面图；
[0041]图7是示出根据本发明的第三实施方式的应用于显示装置的触摸面板和触摸感测单元构造的示例性示图；
[0042]图8A和图8B是示意性示出根据本发明的第三实施方式的应用于显示装置的触摸感测单元构造的示例性示图；
[0043]图9是示出根据本发明的第四实施方式的应用于显示装置的触摸面板和触摸感测单元构造的示例性示图；
[0044]图10是根据本发明的第三实施方式的应用于显示装置的面板的示例性平面图；
[0045]图11是用于描述根据本发明的制造应用于显示装置的面板的方法的示例性示图；
[0046]图12是用于描述根据本发明的制造应用于显示装置的面板的方法的另一个示例性示图；
[0047]图13是示出沿着图12的A-A’线截取的横截面的示例性视图。
【具体实施方式】
[0048]下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在下面的描述中，为了方便描述，将描述LCD装置作为本发明的示例，但本发明不限于此。也就是说，本发明可应用于各种显示装置。
[0049]图3是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置构造的示例性示图。
[0050]如图3中所示的根据本发明的显示装置包括:面板100，其显示图像；触摸面板(或触摸阵列)500，其包括多个驱动电极和接收电极；面板驱动器200、300、400，其顺序地向面板100中设置的选通线(GLl至GLg)供应扫描脉冲并且向面板100中设置的数据线(DLl至DLd)供应数据电压；触摸感测单元600，其向驱动电极供应触摸驱动信号并且被构造成通过使用从接收电极接收的感测信号来确定面板中是否存在触摸。
[0051]第一，可通过粘附单元(诸如，紫外线(UV)树脂、光学透明树脂(OCR)、光学透明粘合剂(OCA)等)将面板100粘附于触摸面板500，并且触摸面板500可内置于面板100中。
[0052]当面板是液晶面板时，在面板100的下基板(TFT基板)中设置:多条数据线(DLl至DLd);选通线(GLl至GLg)，其与数据线交叉；多个薄膜晶体管(TFT)，其分别设置在设置于数据线和选通线之间的交叉区域中的多个像素中；多个像素电极，其分别设置在各像素中并且被构造成将数据电压存入对应像素；公共电极，其用于与像素电极一起驱动液晶。
[0053]也就是说，由于数据线(DLl至DLd)和选通线(GLl至GLg)之间的交叉结构，导致多个像素布置成矩阵型，像素电极和公共电极设置在各像素中。当触摸面板内置于面板100中时，触摸面板构造有公共电极。
[0054]在面板100的上基板(CF)基板上设置黑底(BM)和滤色器(CF)。
[0055]将偏振器粘附于面板100的上基板和下基板中的每个。在上基板和下基板中的每个的两个表面的接触液晶的内表面处，形成用于设置液晶预倾斜角的取向层。在面板100的上基板和下基板之间可形成用于保持单元间隙的柱间隔(CS)。
[0056]然而，如上所述，面板100除了液晶面板之外还可被制造成各种类型和各种形状。
[0057]第二，如图3中所示，面板驱动器200、300、400包括:数据驱动器300，其向面板100中设置的数据线(DLl至DLd)供应数据电压；选通驱动器200，其在正在输出数据电压时向面板100中设置的选通线(GLl至GLg)顺序地供应扫描脉冲；时序控制器400，其控制数据驱动器300和选通驱动器200。
[0058]首先，时序控制器400从外部系统接收包括数据使能信号(DE)、点时钟(CLK)等时序信号，以产生用于控制数据驱动器300和选通驱动器200的操作时序的控制信号:选通控制信号(GCS)和数据控制信号(DCS)。
[0059]此外，时序控制器400重排列从外部系统传递的输