触摸感测装置及其驱动方法
【专利摘要】触摸感测装置及其驱动方法。根据本发明的实施方式的触摸感测装置包括像素、触摸传感器、传感器驱动电路和显示驱动电路。在显示驱动时段期间，显示驱动电路将输入图像的数据电压供应到数据线并且将选通脉冲供应到选通线，并且在触摸传感器驱动时段期间，显示驱动电路将第一寄生电容抑制信号提供到数据线并且将第二寄生电容抑制信号提供到选通线。显示驱动电路将第一寄生电容抑制信号和第二寄生电容抑制信号调节成与触摸驱动信号同相，将第一寄生电容抑制信号和第二寄生电容抑制信号的电压电平设置成与面板的残留寄生电容成比例。
【专利说明】触摸感测装置及其驱动方法
[0001]本申请要求2014年9月26日提交的韩国专利申请N0.10-2014-0129607的权益，该专利申请的全部内容出于所有目的以引用方式并入，如同在本文中完全阐明。
技术领域
[0002]本文献涉及其中触摸传感器嵌入像素阵列中的触摸感测装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003]用户接口(UI)允许人(用户)与各种电力电子装置通信，以根据期望容易地控制它们。典型的用户接口包括键区、键盘、鼠标、屏幕显示(OSD)、具有红外通信或射频(RF)通信功能的遥控器等。UI技术正在向着增强用户情感和操作便利度方面发展。近来，UI已演进成触摸U1、语音识别U1、3D UI等。
[0004]触摸UI在诸如智能电话的便携式信息装置中基本上采用并且扩展到应用于笔记本计算机、计算机监视器、家用电器等。近来，已经提出了将触摸传感器嵌入显示面板的像素阵列中的技术(下文中，“in-cell触摸传感器”)。根据in-cell触摸传感器技术，触摸传感器可被安装在显示面板中，而不增加显示面板的厚度。触摸传感器通过寄生电容和信号线(下文中，被称为“像素信号线”)连接到像素。至于其驱动方法，为了降低由于像素和触摸传感器之间的耦合导致的相互影响，在时间上划分成用于驱动像素的时段(下文中，被称为“显示驱动时段”)和用于驱动触摸传感器的时段(下文中，被称为“触摸传感器驱动时段”)。
[0005]在in-cell触摸传感器技术中，利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，in-cell触摸传感器技术可包括以下方法:划分向液晶显示器的像素供应公共电压的公共电极，以利用其作为触摸传感器的电极。
[0006]已知可实现的电容型in-cell触摸传感器(例如，互电容型触摸传感器(下文中，被称为“触摸传感器”))。
[0007]图1和图2分别是示出触摸传感器的电极图案和触摸传感器的等效电路图的平面图。
[0008]参照图1和图2，互电容型触摸屏包括发送(Tx)线Txl至Tx4和接收(Rx)线Rxl至Rx4，接收(Rx)线Rxl至Rx4与Tx线Txl至Tx4交叉使电介质材料(或绝缘层)插入其间。在Tx线Txl至Τχ4和Rx线Rxl至Rx4之间形成互电容Cm。当向Tx线Txl至Tx4供应触摸驱动信号(或刺激信号)时，电荷被充入互电容Cm中。感测电路基于触摸之前和之后的互电容Cm的电荷变化来感测触摸输入。
[0009]在图2中，R(Tx)是Tx线的电阻器，R(Rx)是Rx线的电阻器，C(Tx)是Tx线的寄生电容，C(Rx)是Rx线的寄生电容。
[0010]当触摸传感器嵌入像素阵列中时，增加了由于触摸传感器和像素信号线之间的耦合而导致的影响触摸传感器的大量寄生电容。像素信号线是用于将数据写入像素的信号线。在图3中，像素信号线包括用于向像素供应数据电压的数据线DL和供应用于选择数据写入像素的选通脉冲(或扫描脉冲)的选通线GL。在图3中，Cfinger是当手指施加触摸时等效地表达手指的电容。Clc是等效地表达液晶单元的电容。Cdg是选通线GL和数据线DL之间的寄生电容，Ggs是薄膜晶体管(TFT)的栅源之间的寄生电容。
[0011]在图3中，与in-cell触摸传感器连接的寄生电容包括Ctd、Ctg、Ctc、Cgc、Cdc等。Ctd是Tx线和数据线DL之间的寄生电容，Ctg是Tx线和选通线GL之间的寄生电容，Ctc是Tx线和Rx线之间的寄生电容，Cgc是Rx线和选通线GL之间的寄生电容，Cdc是Rx线和数据线DL之间的寄生电容。当采用in-cell触摸传感器的触摸屏的尺寸增大并且其分辨率增加时，由于与in-cell触摸传感器连接的寄生电容，导致触摸灵敏度和触摸识别精度劣化。因此，为了将in-cell触摸传感器技术应用于大屏幕显示装置的触摸屏，需要用于使触摸传感器的寄生电容最小的方法。
[0012]图4是示出显示装置(诸如，图3的显示装置)的驱动信号的波形图。
[0013]参照图4，为了驱动包括in-cell触摸传感器的显示装置，在时间上分成显示驱动时段Td和触摸传感器驱动时段Tt。在显示驱动时段Td期间，产生数据电压Vdata和选通脉冲GP，以将数据写入像素。选通脉冲GP在选通高电压VGH和选通低电压VGL之间摆动。在显示驱动时段Td期间，触摸传感器的Tx线和Rx线用作向像素供应公共电压Vcom的公共电极。在触摸传感器驱动时段Tt期间，数据线DL的电压保持在前一显示驱动时段Td的最终数据电压，并且选通线GL的电压保持在选通低电压VGL。在触摸传感器驱动时段Tt期间，向Tx线供应触摸驱动信号Tdrv。在触摸传感器驱动时段Tt期间，感测电路与触摸驱动信号Tdrv同步并且通过Rx线感测触摸传感器的电荷变化。
【发明内容】
[0014]根据本发明的实施方式的一种触摸感测装置包括像素、触摸传感器、传感器驱动电路和显示驱动电路。像素设置成由数据线和选通线限定的矩阵形式并且包括薄膜晶体管(TFT)。触摸传感器包括Tx线、与Tx线交叉的Rx线、形成在Tx线和Rx线之间的互电容。在显示驱动时段期间，传感器驱动电路将像素的公共电压供应到Tx线和Rx线，并且在触摸传感器驱动时段期间，传感器驱动电路将触摸驱动信号供应到Tx线并且通过Rx线从互电容接收电荷。在显示驱动时段期间，显示驱动电路将输入图像的数据电压供应到数据线并且将选通脉冲供应到选通线，并且在触摸传感器驱动时段期间，显示驱动电路将第一寄生电容抑制信号提供到数据线并且将第二寄生电容抑制信号提供到选通线。显示驱动电路将第一寄生电容抑制信号和第二寄生电容抑制信号调节成与触摸驱动信号同相，并且将第一寄生电容抑制信号和第二寄生电容抑制信号设置成与面板的残留寄生电容成比例。
【附图说明】
[0015]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一部分，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:
[0016]图1是互电容型触摸传感器的电极图案的放大平面图。
[0017]图2是图1中示出的触摸传感器的等效电路图。
[0018]图3是示出显示装置中形成的in-cell触摸传感器和像素之间的寄生电容的电路图。
[0019]图4是示出图3的显示装置的驱动信号的波形图。
[0020]图5是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置的框图。
[0021]图6是示出包括互电容触摸传感器的触摸屏的结构的平面图。
[0022]图7是示出与多个像素连接的传感器电极的视图。
[0023]图8是示出像素和触摸传感器的时分驱动的方法的波形图。
[0024]图9和图10是示出根据本发明的实施方式的触摸感测装置的驱动方法的视图。
[0025]图11是示出根据本发明的实施方式的显示装置的驱动电路的详细电路图。
[0026]图12是示出从图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。
[0027]图13是示出根据本发明的实施方式的产生寄生电容抑制信号的过程的流程图。
[0028]图14是示出感测电路的实施方式的电路图。
[0029]图15是示出根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置的构造的视图。
[0030]图16是示出根据本发明的第二实施方式的显示面板的触摸传感器Ts和感测单元130之间的连接的示意图。
[0031]图17是示出自电容型传感器结构中的寄生电容的等效电路图。
【具体实施方式】
[0032]下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方式。在整个说明书中，类似的附图标记表示类似的元件。在下面公开的细节中，描述的重点将放在理解根据各种实施方式的操作所必须的元件，将省略不必要地混淆描述的重点的对元件的详细描述。
[0033]下面描述中使用的元件的名称是出于描述目的而选择的并且可与实际产品的名称不同。
[0034]根据本发明的实施方式的显示装置可被实现为诸如液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光显示器(OLED)、电泳显示器(EPD)等平板显示装置。在下文中描述的实施方式中，将主要把液晶显示器(LCD)描述为平板显示装置的示例，但本发明不限于此。例如，根据本发明的实施方式的显示装置可应用于可应用in-cell触摸传感器技术的任何显示装置。
[0035]根据本发明的实施方式的触摸感测装置通过划分向像素供应公共电压的公共电极，包括嵌入像素阵列中的多个触摸传感器。为了使与in-cell触摸传感器连接的寄生电容的影响最小，向像素信号线供应与触摸驱动信号同相的交流(AC)信号，另外，可向Rx线施加与触摸驱动信号同相的AC信号。
[0036]至于公共电压，在下文中描述的实施方式中示出向LCD的像素施加的公共电压，但本发明不限于此。例如，公共电压应该被解释为被公共地供应到平板显示装置的像素的电压(诸如，高电势/低电势源电压(VDD/VSS)等)，被公共施加到有机发光二极管显示装置的像素的电压。
[0037]在根据本发明的实施方式的触摸感测装置中，在使用开关元件在显示驱动时段期间通过短路的触摸传感器连接传感器电极的状态下，公共电压Vcom可通过连接的传感器电极供应到像素。在根据本发明的实施方式的触摸感测装置中，在触摸传感器驱动时段期间通过断开开关元件而使触摸传感器分开的状态下，触摸驱动信号可供应到触摸传感器。
[0038]图5和图6是示意性示出根据本发明的实施方式的显示装置和触摸传感器的框图。图7是示出与多个像素连接的传感器电极的视图。图8是示出像素和触摸传感器的时分驱动的方法的波形图。
[0039]参照图5至图8，根据本发明的实施方式的显示装置包括触摸感测装置。触摸感测装置通过使用嵌入显示面板100中的触摸传感器来感测触摸输入。
[0040]像素设置成由数据线DLl至DLm和选通线GLl至GLn限定的矩阵形式。像素中的每个包括:像素TFT，其形成在数据线DLl至DLm和选通线GLl至GLn的交叉处；像素电极，其通过像素TFT接收数据电压；公共电极，其被施加公共电压Vcom ;存储电容器Cst，其连接到像素电极以保持液晶单元的电压；等等。在触摸传感器驱动时段期间，公共电极与多个触摸传感器分开。
[0041]在IXD装置中，液晶层形成在显示面板100的两个基板之间。通过由于施加到像素电极的数据电压和施加到公共电极的公共电压之间的电势差而产生的电场，来驱动液晶层的液晶分子。显示面板100的像素阵列包括由数据线SI至Sm(m是等于或大于2的正整数)和选通线Gl至Gn (η是等于或大于2的正整数)限定的像素、以及从与像素连接的公共电极划分得到的触摸传感器。触摸传感器包括Tx线Txl至Txj (j是小于η的正整数)、与Tx线Txl至Txj交叉的Rx线Rxl至Rxi (i是小于m的正整数)、在Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi之间的互电容Cm。
[0042]根据本发明的实施方式的显示装置还包括用于向像素写入输入图像的数据的显示驱动电路12、14和20、驱动触摸传感器的传感器驱动电路30和32、以及产生电力的电源单元50 ο
[0043]显示驱动电路12、14和20以及传感器驱动电路30和32响应于同步信号Tsync而同步。如图8中所示，在时间上划分显示驱动时段Td和触摸传感器驱动时段Tt。
[0044]在显示驱动时段Td期间，显示驱动电路12、14和20将数据写入像素。如图11和图12中所示，在触摸传感器驱动时段Tt期间，显示驱动电路12、14和20向信号线SI至Sm和Gl至Gn供应与触摸驱动信号Tdvr同相的AC信号。像素保持在显示驱动时段期间充入的数据电压，因为在触摸传感器驱动时段Tt期间像素TFT是截止的。为了在触摸传感器驱动时段Tt期间使触摸传感器与像素信号线SI至Sm和Gl至Gn之间的寄生电容最小，显示驱动电路向像素信号线DLl至DLm和GLl至GLn供应与触摸驱动信号Tdrv同相的第一寄生电容抑制信号VLFDl、第二寄生电容抑制信号VLFD2和AC信号。
[0045]显示驱动电路12、14和20包括数据驱动电路12、选通驱动电路14和定时控制器20。数据驱动电路12将从定时控制器20接收的输入图像的数字视频数据RGB转换成模拟正极性/负极性伽玛补偿电压，以在显示驱动时段Td期间输出数据电压。从数据驱动电路12输出的数据电压供应到数据线DLl至DLm。在触摸传感器驱动时段Tt期间，数据驱动单元12将第一寄生电容抑制信号VLFDl供应到数据线DLl至DLm。第一寄生电容抑制信号VLFDl与施加到触摸传感器的触摸驱动信号Tdrv同相。第一寄生电容抑制信号VLFDl同时改变寄生电容两端的电压，以使寄生电容中充入的电荷量最少。第一寄生电容抑制信号VLFDl的电压电平被形成为低于触摸驱动信号Tdrv的电压电平，使得电荷可被充入互电容。
[0046]在显示驱动时段Td期间，选通驱动电路14与数据电压同步顺序地供应选通脉冲(或扫描脉冲)，以选择显示面板100的被写入数据电压的行。选通脉冲在选通高电压VGH和选通低电压VGL之间摆动。选通脉冲通过选通线GLl至GLn施加到像素TFT的栅。选通高电压VGH被设置成比像素TFT的阈值电压高的电压，以使像素TFT导通。选通低电压VGL是比像素TFT的阈值电压低的电压。在触摸传感器驱动时段Tt期间，选通驱动电路14向选通线Gl至G2n供应第二寄生电容抑制信号VLFD2。第二寄生电容抑制信号VLFD2与施加到触摸传感器的触摸驱动信号Tdrv同相，因此，使触摸传感器和选通线之间的寄生电容最小。在触摸传感器驱动时段Tt期间施加到选通线GLl至GLn的AC信号的电压应该低于选通高电压VGH并且低于像素TFT的阈值电压，使得写入像素的数据可不改变。
[0047]定时控制器20接收从主机系统40输入的定时信号，诸如，垂直同步信号VsyncdK平同步信号Hsync、数据使能(DE)信号、主时钟MCLK等，并且使数据驱动电路12和选通驱动电路14的操作定时同步。扫描定时信号包括选通起始脉冲(GSP)、选通移位时钟(GSC)、选通输出使能(GOE)信号等。数据定时控制信号包括源取样时钟(SSC)、极性(POL)控制信号、源输出使能(SOE)信号等。
[0048]主机系统40可被实现为电视系统、机顶盒(STB)、导航系统、DVD播放器、蓝光(Blu-ray)播放器、个人计算机(PC)、家庭影院系统和电话系统中的任一种。主机系统108包括其中嵌入脉冲计数器(scaler)的片上系统(SoC)，将输入图像的数字视频数据转换成适于显示面板100的分辨率的格式。主机系统108将定时信号(Vsync、Hsync、DE和MCLK)与输入图像的数字视频数据RGB —起发送到定时控制器20。另外，主机系统40执行与从感测电路30输入的触摸的坐标信息(XY)相关的应用程序。
[0049]定时控制器20或主机系统40可产生用于将显示驱动电路12、14和20与感测电路30同步的同步信号。
[0050]在显示驱动时段Td期间，Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi接收公共电压Vcom。在显示驱动时段Td期间，触摸驱动信号Tdrv被供应到Tx线Txl至Txj。Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi通过寄生电容和像素信号线连接到像素。
[0051]在横向方向(X轴方向)上相邻的Tx线的传感器电极Cl和C2可通过像素阵列中的桥接图案101连接或者可通过像素阵列外部的边框区中形成的步线104连接。桥接图案101连接通过绝缘层在Rx线Rxl至Rx7之间相互分开的Tx线的传感器电极Cl和C2。
[0052]在图7中，参考标号11表示像素电极。Tx线Txl至Txj包括在横向方向(X轴方向)上连接的传感器电极Cl至C4。传感器电极Cl至C4中的每个被构图成大小比像素的大小大并且连接到多个像素。传感器电极Cl至C4中的每个可由透明导电材料(例如，铟锡氧化物(ITO))形成。Rx线Rxl至Rxi还可由ITO形成。为了补偿ITO的电阻，由低电阻金属(例如，Cu、AlNd, Mo、Ti等)形成的金属线可分别连接到Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl 至 Rxi。
[0053]传感器驱动电路30和32包括感测电路30和Tx驱动电路32。在显示驱动时段Td期间，传感器驱动电路30和32将像素的公共电压Vcom供应到Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi。在触摸传感器驱动时段Tt期间，传感器驱动电路30和32将触摸驱动信号Tdrv供应到Tx线Txl至Txj并且通过Rx线Rxl至Rxi从互电容Cm接收电荷。
[0054]在显示驱动时段期间将公共电压Vcom供应到Tx线Txl至Txj之后，在触摸传感器驱动时段Tt期间，Tx驱动电路32将触摸驱动信号Tdrv供应到Tx线Txl至Txj。Tx驱动电路32可将触摸驱动信号Tdrv顺序地移位。在这种情况下，数据驱动电路12、选通驱动电路14和感测电路30可被同步，以将与触摸驱动信号Tdrv同相的AC信号移位。
[0055]在触摸传感器驱动时段Tt期间，感测电路30将第三寄生电容抑制信号VLFD3提供到Rx线Rxl至Rxi。第三寄生电容抑制信号VLFD3与触摸驱动信号Tdrv同相。在触摸传感器驱动时段Tt期间，感测电路30将触摸传感器的电荷变化与预定阈值和作为触摸输入的比阈值大的电容变化进行比较。感测电路30产生指示各触摸输入的位置和区域的坐标信息(XY)并且将产生的坐标信息发送到主机系统40。
[0056]如图11中所示，数据驱动电路12以及传感器驱动电路30和32可被集成在单个集成电路(IC)中并且通过玻璃上芯片(COG)处理结合到显示面板的基板。
[0057]在显示驱动时段Td期间，电源单元50将公共电压Vcom供应到触摸传感器。电源单元50产生诸如选通高电压VGH、选通低电压VGL、伽玛参考电压、用于驱动驱动电路20、12、14,30和32的逻辑源电压Vcc等的电力。模拟正极性/负极性伽玛补偿电压是由伽玛参考电压划分得到的。在触摸传感器驱动时段Tt期间，电源单元50产生与触摸驱动信号Tdrv同相的AC信号电压。
[0058]图9和图10是示出根据本发明的实施方式的触摸感测装置的驱动方法的视图。
[0059]参照图9和图10，在触摸传感器驱动时段Tt期间，将数据写入像素。在显示驱动时段Td期间，公共电压Vcom通过Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi供应到像素。在触摸传感器驱动时段Tt期间，触摸驱动信号Tdrv被供应到Tx线Txl至Txj并且与触摸驱动信号Tdrv同步地通过Rx线Rxl至Rxi接收互电容Cm的电荷。
[0060]在触摸传感器驱动时段Tt期间，与触摸驱动信号Tdrv同相的AC信号被供应到像素信号线，以使连接到触摸传感器的寄生电容最小。AC信号还可供应到Rx线Rxl至Rxi。为了将电荷充入互电容Cm中，在Tx线和Rx线之间应该存在电势差。因此，触摸驱动信号Tdrv的电压Vtx应该高于施加到像素信号线DL和GL以及Rx线的AC信号的电压Vacl和Vac20
[0061]图11是示出根据本发明的实施方式的显示装置的驱动电路的详细电路图。图12是示出从图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。在图11中，Clc表示液晶单元，T3表示像素TFT。在图11中，驱动电路是主要基于产生与触摸驱动信号Tdrv同相的AC信号的电路示出的。省略Tx驱动电路32。
[0062]参照图11和图12，电源单元50产生公共电压Vcom、逻辑源电压Vcc、选通高电压VGH、选通低电压VGL、寄生电容抑制信号电压Vhl至Vh3和Vll至V13等。逻辑源电压Vcc是选通驱动电路14和IC的驱动电力。
[0063]电源单元50包括多个复用器51至53。响应于第一选择信号，第一复用器51将选通低电压VGLl和寄生电容抑制电压Vhl和Vll选择性地供应到选通驱动电路14。响应于第二选择信号，第二复用器52输出寄生电容抑制电压Vh2和V12。响应于第三选择信号，第三复用器53输出寄生电容抑制电压Vh3和V13。寄生电容抑制电压在高电势电压Vhl至Vh3到低电势电压Vll至V13之间摆动。
[0064]选通高电压VGH和选通低电压VGL通过选通驱动电路14供应到选通线GLl和GL2。选通驱动电路14通过使用移位寄存器将输出波形顺序移位。响应于选通起始脉冲GSP，移位寄存器输出选通移位时钟GSC并且将输出移位。从电源单元50输出的AC信号是输入到移位寄存器的选通移位时钟。
[0065]在显示驱动时段Td期间，选通驱动单元14将在VGH到VGL之间摆动的选通脉冲供应到选通线GLl和GL2。在触摸传感器驱动时段Tt期间，选通驱动电路14与触摸驱动信号Tdrv同步地将在电压Vhl到Vll之间摆动的第二寄生电容抑制信号VLFD2供应到选通线GLl和GL2。Vhl低于VGH并且低于像素TFT的阈值电压。
[0066]在显示驱动时段Td期间，IC将从电源单元50输入的公共电压Vcom供应到Tx线Txl至Txj和Rx线Rxl至Rxi。在触摸传感器驱动时段Tt期间，IC将触摸驱动信号Tdrv供应到Tx线Txl至Txj并且将从电源单元50接收的第一寄生电容抑制信号VLFDl、第二寄生电容抑制信号VLFD2和第三寄生电容抑制信号VLFD3分别供应到像素信号线DLl至DLn和GLl至GLm、以及Rx线Rxl至Rxi。
[0067]IC包括多个复用器13和33。第四复用器33包括连接到Rx线Rxl至Rxi的输出端和连接到感测电路30的输入端。在显示驱动时段Td期间，响应于第四选择信号，第四复用器33将从感测电路30输入的公共电压Vcom供应到Rx线Rxl至Rxi。在触摸传感器驱动时段Tt期间，第四复用器33将通过第二复用器52供应的第三寄生电容抑制信号VLFD3供应到Rx线Rxl至Rxi。在触摸传感器驱动时段Tt期间，感测电路30通过被供应第三寄生电容抑制信号VLFD3的Rx线Rxl至Rxi和第四复用器33接收互电容Cm的电荷。
[0068]第五复用器13包括连接到数据线DLl至DLn的输出端和连接到数据驱动电路12和第三复用器53的输入端。在显示驱动时段Td期间，响应于第五选择信号，第五复用器13将从数据驱动电路12输出的输入图像的数据电压供应到数据线DLl至DLm，此后，在触摸传感器驱动时段Tt期间，第五复用器13将AC信号供应到数据线DLl至DLm。
[0069]定时控制器20或感测电路30的微控制器单元(MCU)可产生用于控制复用器51至53、13和33的选择信号。
[0070]如以上讨论的，根据本发明的实施方式的触摸感测装置可在触摸传感器驱动时段Tt期间通过使用分别提供到数据线DLl至DLn、选通线GLl至GLm和Rx线RX的第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3，使面板中存在的寄生电容最小。理想地，第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3应该使面板中存在的寄生电容为“零”。然而，由于面板特性，导致即使在施加第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后，在面板中仍会残留寄生电容。
[0071]因此，为了排除在即使使用第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后面板中仍残留的寄生电容的影响，根据本发明的实施方式的触摸感测装置改变寄生电容抑制信号VLFD的电压电平。
[0072]图13是设置寄生电容抑制信号VLFD的电压电平的过程的流程图，并且图14是示出根据本发明的实施方式的感测电路的视图。将参照图5至图14描述根据本发明的实施方式的设置寄生电容抑制信号VLFD的电压电平的过程。
[0073]为了设置寄生电容抑制信号VLFD的电压电平，显示驱动电路12、14和20将第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3分别提供到像素线。S卩，显示驱动电路12、14和20将第一寄生电容抑制信号VLFDl提供到数据线DLl至DLm，将第二寄生电容抑制信号VLFD2提供到选通线GLl至GLn，将第三寄生电容抑制信号VLFD3提供到Rx线RX。在第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3的电压电平被校正之前，第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3全都具有相同的电压电平。
[0074]感测电路30根据第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3基于输出值的变化，计算面板中残留的寄生电容。感测电路30可包括诸如图14中示出的积分器。积分器可接收参考电压Vmod，将与寄生电容成比例增加的输出值输出到输出端ο。积分器输出的输出Vout被表达为以下的等式(I)。
[0075][等式I]
[0076]Vout = (Cp/Cf) XVmod
[0077]这里，Cp表示基于寄生电容抑制信号的面板容量(capacity)，Cf表示面板的总容量，Vmod表示输入到积分器的参考电压。参考电压Vmod是与第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3同相的AC信号。
[0078]如以上提到的，理想上，当施加第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3时，应该去除了面板中残留的寄生电容，因此输出值Vout应该是O。换句话讲，如果输出值Vout不是0，则意味着，即使在施加第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后面板中仍残留寄生电容。
[0079]如果即使在施加第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后面板中仍残留寄生电容，则意味着，与被提供第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3的像素线对应的一部分的相对电势增加。因此，为了消除即使在施加第一寄生电容抑制信号VLFDI至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后面板中仍残留寄生电容的影响，感测电路30将第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3的电压电平与残留的寄生电容成比例地增加。
[0080]例如，感测电路30可设置第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3的电压电平，以满足以下的等式(2)的条件。
[0081][等式2]
[0082]VLFDH = VmodX {1+ (Cp_r/Cp_t)}
[0083]这里，VLFDH表示第一寄生电容抑制信号和第二寄生电容抑制信号的电压电平，Vmod表示参考电压，CP_r表示面板的残留寄生电容，Cp_t表示面板的总寄生电容。
[0084]以此方式，由于感测电路30将第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3的电压电平与残留寄生电容成比例地增大，因此可防止即使在施加第一寄生电容抑制信号VLFDl至第三寄生电容抑制信号VLFD3之后仍残留的寄生电容对触摸感测处理的影响。
[0085]图15是示出根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置的构造的视图。图16是示出根据本发明的第二实施方式的显示面板的触摸传感器Ts和感测单元130之间的连接的示意图。图17是示出自电容型传感器结构中的寄生电容的等效电路图。
[0086]根据本发明的第二实施方式的触摸感测装置包括显示面板100、数据驱动单元12、选通驱动单元14、定时控制器20和感测单元130。相同的参考标号将用于与之前实施方式的组件基本上相同的组件，将省略对其的详细描述。
[0087]通过用公共电极划分得到的触摸传感器Ts来形成自电容Cs。触摸传感器TS连接到传感器线LI至L4。电极图案可由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明金属形成。传感器线LI至L4可由诸如铜(Cu)的低电阻金属形成。触摸传感器驱动单元包括电荷栗(未示出)和感测单元130。电荷栗通过传感器线LI至L4将电荷从触摸传感器Ts供应到自电容Cm。感测单元130包括模拟电路和模数转换器(ADC)。模拟电路从自电容Cs接收电荷并且将施加触摸之前和之后的电荷变化作为模拟电压输出。ADC将从模拟电路输入的模拟电压转换成数字数据，并且输出触摸低数据。
[0088]在图17中，Cl至CS表示形成在线和电极之间的寄生电容。S卩，Cl是触摸传感器Ts和选通线GL之间的寄生电容，C2是触摸传感器Ts和数据线S之间的寄生电容。C3是传感器线L和选通线GL之间的寄生电容，C4是传感器线L和数据线S之间的寄生电容。C5和C6是相邻触摸传感器Ts之间的寄生电容。C7是触摸传感器Ts和其它电极线之间的寄生电容，C8是传感器线L和其它电极之间的寄生电容，C9是数据线DL和选通线GL之间的寄生电容。
[0089]在触摸传感器驱动时段Tt期间，数据线DLl至DLm接收第一寄生电容抑制信号VLFDl0在触摸传感器驱动时段Tt期间，选通线GLl至GLn接收第二寄生电容抑制信号VLFD2。第一寄生电容抑制信号VLFDl和第二寄生电容抑制信号VLFD2改变各寄生电容两端的电压，以使各寄生电容中充入的电荷量最少。即，第一寄生电容抑制信号VLFDl和第二寄生电容抑制信号VLFD2同时改变寄生电容两端的总电极，即，Cl至C9之和。
[0090]另外，如同上述的根据本发明的第一实施方式的第一寄生电容抑制信号VLFDl和第二寄生电容抑制信号VLFD2，根据本发明的第二实施方式的第一寄生电容抑制信号VLFDl和第二寄生电容抑制信号VLFD2与残留的寄生电容成比例地改变。改变第一寄生电容抑制信号VLFDl和第二寄生电容抑制信号VLFD2的电压电平的处理与本发明的第一实施方式的处理相同。
[0091]本领域的技术人员应该清楚，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下，进行修改和变化。这个描述旨在是示例性的，并不限制权利要求书的范围。另外，尽管在以上公开中没有描述实施方式，但在权利要求书中限定的技术构思的范围内进行广泛解释。
[0092]在本发明中，在触摸驱动时段期间，触摸驱动信号可施加到Tx线，同时，作为与触摸驱动信号同相的AC信号的寄生电容抑制信号可供应到像素信号线，从而将连接到触摸传感器的寄生电容的影响降至最低。
[0093]特别地，在本发明中，在即使在提供寄生电容抑制信号之后仍残留寄生电容的情况下，寄生电容抑制信号的电压电平与残留寄生电容成比例地变化。因此，可防止残留寄生电容对感测操作的影响。
[0094]通过使用寄生电容抑制信号，包括in-cell触摸传感器的显示装置的触摸屏的大小可增大并且分辨率可提高。
[0095]虽然已经参照实施方式的多个示例性实施方式描述了实施方式，但应该理解，本领域的技术人员可设想到将落入本公开原理的范围内的众多其它修改形式和实施方式。更特别地，在本公开、附图和随附权利要求书的范围内，可以对主题组合布置的组成部件和/或布置中进行各种变形和修改。除了对组成部件和/或布置进行变形和修改之外，对于本领域的技术人员而言，替代使用也将是清楚的。
【主权项】
1.一种触摸感测装置，该触摸感测装置包括: 像素，其设置成由数据线和选通线限定的矩阵形式并且包括薄膜晶体管TFT ; 触摸传感器，其包括互电容或自电容； 传感器驱动电路，其被构造成从所述互电容或所述自电容接收电荷； 显示驱动电路，其被构造成在显示驱动时段期间将输入图像的数据电压供应到所述数据线并且将选通脉冲供应到所述选通线，并且被构造成在触摸传感器驱动时段期间将第一寄生电容抑制信号提供到所述数据线并且将第二寄生电容抑制信号提供到所述选通线， 其中，所述显示驱动电路使所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号与触摸驱动信号同相，并且设置所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号的电压电平，使得所述电压电平与面板的寄生电容成比例。2.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号的电压电平低于所述触摸驱动信号的电压。3.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述传感器驱动电路包括积分器，所述积分器被构造成输出与所述面板的残留寄生电容和提供到输入端的参考电压成比例的输出值， 其中，所述显示驱动电路通过使用基于所述积分器的输出值计算出的所述面板的残留寄生电容，设置所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号的电压电平。4.根据权利要求3所述的触摸感测装置，其中，所述显示驱动电路将所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号的电压电平设置成满足以下的等式Vlfdh= VmodX {l+(Cp_r/Cp_t)} 其中，\FDH表示所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号的电压电平，Vmod表示所述参考电压，Cp_r表示所述面板的残留寄生电容，Cp_t表示所述面板的总寄生电容。5.根据权利要求1所述的触摸感测装置，其中，所述触摸传感器包括设置在相互交叉的Tx线和Rx线之间的互电容，在所述触摸传感器驱动时段期间，所述传感器驱动电路将与所述第一寄生电容抑制信号和所述第二寄生电容抑制信号同相的第三寄生电容抑制信号提供到所述Rx线。6.根据权利要求5所述的触摸感测装置，其中，所述选通脉冲在比所述TFT的阈值电压高的选通高电压到比所述TFT的阈值电压低的选通低电压之间摆动，AC信号的电压低于所述选通高电压。
【文档编号】G06F3/044GK105892773SQ201410858039
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月23日
【发明人】李德孝, 金范陈
【申请人】乐金显示有限公司