触摸感测装置及其驱动方法
【专利说明】触摸感测装置及其驱动方法
[0001]本申请要求2014年4月28日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0050727以及2014年4月29日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0051609的优先权，在此援引该专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
[0002]本发明涉及一种具有内置在像素阵列中的触摸传感器的触摸感测装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003]用户接口(UI)配置用于使用户能与各种电子装置进行通信，因而能容易且舒适地按照他们的愿望来控制电子装置。用户接口的例子包括小键盘、键盘、鼠标、在屏显示(OSD)和具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户接口技术已持续发展，以增加用户的灵敏性和操作便利性。近来用户接口已发展为包括触摸U1、语音识别U1、三维(3D) UI 等。
[0004]触摸UI已安装在诸如智能电话这样的便携信息装置中，且广泛应用于膝上型电脑、电脑显示器、家用电器等。近来提出了将触摸传感器内置到显示面板的像素阵列中的技术(之后称为“内嵌型(in-cell)触摸传感器技术”)。内嵌型触摸传感器技术允许将触摸传感器安装在显示面板中，而不会增加显示面板的厚度。触摸传感器通过寄生电容与像素连接。在其驱动方法中，为了减小由于像素与触摸传感器之间的耦合而导致的相互影响，用于驱动像素的周期(之后称为“显示驱动周期”)和用于驱动触摸传感器的周期(之后称为“触摸传感器驱动周期”)被时间划分。
[0005]内嵌型触摸传感器技术使用与显示面板的像素连接的电极作为触摸传感器的电极。例如，内嵌型触摸传感器技术可使用下述方法，该方法将公共电极划分为片段，以将公共电压提供给液晶显示装置的像素，并使用公共电极的片段作为触摸传感器的电极。应当为所有像素施加相同的公共电压；然而，当公共电极被划分为用于触摸传感器的片段时，公共电压在大屏幕上变得不均匀，这会导致画面质量劣化。
[0006]参照图1至3，利用内嵌型触摸传感器技术，公共电极COM被划分为多个传感器Cl至C4。传感器线LI至L4分别与传感器Cl至C4连接。
[0007]在显示驱动周期Td期间，通过传感器线LI至L4将用于像素的公共电压Vcom提供给传感器Cl至C4。在触摸传感器驱动周期Tt期间，通过传感器线LI至L4将传感器驱动信号Tdrv提供给传感器Cl至C4。
[0008]传感器线LI至L4的长度根据触摸传感器的位置而不同。传感器线LI至L4之间的长度差导致施加至传感器Cl至C4的公共电压Vcom的延迟时间随触摸传感器位置而变化，最终导致不均匀的画面质量。
[0009]例如，如图3中所示，通过第一传感器线LI施加至第一传感器Cl的公共电压Vcom的延迟时间比通过第四传感器线L4施加至第四传感器C4的公共电压Vcom的延迟时间长。这是因为第一传感器线LI比第四传感器线L4长，导致较长的电阻-电容RC延迟。因此，即使将相同的电压施加至第一和第四传感器线LI和L4，第一电容器Cl仍具有比第四传感器C4低的电压。由于RC延迟，传感器驱动信号Tdrv的延迟时间也根据触摸传感器位置而变化。
[0010]在大屏幕显示装置上，传感器线LI至L4之间的长度差异较大。因此，常规的内嵌型触摸传感器技术使得在显示驱动周期Td期间通过传感器Cl至C4施加的公共电压Vcom在大屏幕显示装置上不均匀，导致显示装置的画面质量劣化。
[0011]由于内嵌型触摸传感器与像素之间的耦合，大屏幕显示装置的寄生电容比较小显示装置的寄生电容大。如果触摸屏的尺寸和分辨率增加，寄生电容增加。这导致触摸灵敏度和触摸识别精度降低。因此，出现了将内嵌型触摸传感器技术应用于大屏幕显示装置的触摸屏以使触摸传感器的寄生电容最小化的需求。
【发明内容】
[0012]本发明的一个方面是提供一种在包括内嵌型触摸传感器的显示装置中使施加至像素的公共电压变均匀、并提高触摸灵敏度和触摸识别精度的触摸感测装置及其驱动方法。
[0013]在一个实施方式中，一种触摸感测装置，包括:与所述触摸感测装置的像素连接的信号线；与所述触摸感测装置的触摸传感器连接的传感器线；第一供给单元，所述第一供给单元在所述触摸感测装置的显示驱动周期期间将公共电压提供给所述传感器线的第一端，并在触摸传感器驱动周期期间将触摸驱动信号提供给所述传感器线的第一端；和第二供给单元，所述第二供给单元在所述显示驱动周期期间将公共电压提供给所述传感器线的第二端，以将所述触摸传感器连接在一起。所述第二供给单元在所述触摸传感器驱动周期期间将所述传感器线隔离。
[0014]在一个实施方式中，触摸感测装置的驱动方法包括:在显示驱动周期期间将所述传感器线相连接，以通过所述传感器线的一端和另一端将公共电压提供给所述传感器线；和在触摸传感器驱动周期期间将所述传感器线隔离并触摸驱动信号提供给所述传感器线的一端。
[0015]在一个实施方式中，一种触摸感测装置，包括:形成在一列中的多个触摸传感器，所述多个触摸传感器包括第一触摸传感器和在所述列中形成在所述第一触摸传感器下方的第二触摸传感器；与所述第一触摸传感器连接的第一传感器线，所述第一传感器线具有第一长度并包括第一端和第二端；与所述第二触摸传感器连接的第二传感器线，所述第二传感器线具有与所述第一传感器线的第一长度基本相同的第二长度且所述第二传感器线包括第一端和第二端；与所述第一传感器线的第一端和所述第二传感器线的第一端连接的第一组件，所述第一组件配置成在显示驱动周期期间给所述第一传感器线的第一端以及所述第二传感器线的第一端均提供参考信号；和与所述第一传感器线的第二端和所述第二传感器线的第二端均连接的第二组件，所述第二组件配置成在所述显示驱动周期期间给所述第一传感器线的第二端和所述第二传感器线的第二端均提供所述参考信号。
【附图说明】
[0016]给本发明提供进一步理解并组成说明书一部分的附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0017]图1是显示与触摸传感器连接的传感器线的示图；
[0018]图2是显示根据内嵌型触摸传感器技术施加给触摸传感器的公共电压和触摸驱动信号的波形图；
[0019]图3是显示根据内嵌型触摸传感器技术公共电压的延迟时间根据触摸传感器位置而变化的波形图；
[0020]图4是示意性显示根据一个实施方式的显示装置的框图；
[0021]图5和6是图解根据一个实施方式的自电容型触摸传感器的示图；
[0022]图7至9是显示施加给显示装置的像素驱动信号和触摸驱动信号的波形图；
[0023]图1OA至1C是显示触摸驱动信号的各个例子的波形图；
[0024]图11是详细显示根据一个实施方式的显示装置的驱动电路的电路图；
[0025]图12和13是显示从图11的驱动电路输出的像素驱动信号和触摸驱动信号的波形图；
[0026]图14是显示根据一个实施方式的互电容型触摸传感器的等效电路图；
[0027]图15至17是显示双供给部件(double feeding means)与图14的触摸传感器相连接的例子的示图；
[0028]图18是显示施加给互电容型触摸传感器的信号波形的波形图。
【具体实施方式】
[0029]之后，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在整个说明书中，相同的参考标记基本表示相同的组件。之后，将省略在描述本发明时会不必要地使本发明的主题变模糊的现有已知功能或构造的详细描述
[0030]显示装置可由诸如液晶显示器(IXD)、场发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、有机发光显示器(OLED)或电泳显示器(EPD)这样的平板显示装置实现。在随后的示例性实施方式中，应当注意，尽管作为平板显示装置的例子描述了液晶显示装置，但显示装置并不限于液晶显示装置。例如，显示装置可以是任何显示装置，只要可应用内嵌型触摸传感器技术即可。
[0031]触摸感测装置具有内置在像素阵列内的多个触摸传感器。用于为像素提供公共电压的公共电极被划分为触摸传感器的电极。在显示驱动周期期间，触摸感测装置通过将传感器相连接而使触摸传感器的开关元件短路，并通过相连接的传感器为像素施加公共电压Vcom0在触摸传感器驱动周期期间，触摸感测装置通过关断开关元件而将触摸传感器隔离，并将触摸驱动信号施加到触摸传感器。在触摸传感器驱动周期期间，为了使像素与触摸传感器之间的寄生电容的影响最小化，可将具有与触摸驱动信号相同相位的AC信号提供给与像素连接的信号线。
[0032]尽管作为例子给出了施加到液晶显示装置的像素的公共电压，但实施方式并不限于此。例如，公共电压应当解释为公共地提供给平板显示装置的像素的电压，如公共地施加到有机发光二极管显示装置的像素的高电位/低电位电源电压(VDD/VSS)。
[0033]在一个实施方式中，触摸传感器是指可以实现为触摸传感器的电容型触摸传感器。这种触摸传感器可分为自电容型触摸传感器或互电容型触摸传感器。
[0034]当手指触摸自电容型触摸传感器时，产生电容。感测电路能够通过测量由接触被施加触摸驱动信号的自电容型触摸传感器的物体所导致的电容(或电荷)变化，来感测触摸位置和触摸区域。
[0035]互电容型触摸传感器使用在被施加触摸驱动信号的Tx线、和与Tx线相交叉的Rx线之间产生的互电容，其中在Tx线与Rx线之间夹有介电层(或绝缘层)。将触摸驱动信号施加到Tx线。感测电路能够通过接收由接触触摸传感器的物体所导致的触摸传感器的电容(或电荷)变化，来感测触摸位置和触摸区域。互电容型触摸传感器可比自电容型触摸传感器更精确地检测多点触摸(mult1-touch)输入。
[0036]图4是示意性显示根据一个实施方式的显示装置的框图。
[0037]参照图4，显示装置包括触摸感测装置。触摸感测装置通过使用内置在显示面板100中的触摸传感器来感测触摸输入。触摸传感器可实现为图5和6中所示的自电容型传感器或图14至17中所示的互电容型传感器。
[0038]在液晶显示装置中，在显示面板100的两个基板之间形成有液晶层。通过由施加到像素电极的数据