触摸显示装置和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触摸显示技术领域，尤其涉及一种触摸显示装置和具有触摸显示装置的电子设备。
【背景技术】
[0002]目前，触摸屏已逐渐被应用在各种电子产品上，成为用户与电子产品交互的重要中间接口设备。然，现有电子产品通常是额外设置一触摸屏，不利于电子产品朝轻薄化方向发展。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题是提供一种较轻薄化的触摸显示装置以及电子设备。
[0004]相应地，本实用新型提供一种触摸显示装置，包括:
[0005]触摸显示面板，包括多个第一电极；
[0006]驱动芯片，与所述触摸显示面板连接，用于提供灰阶电压给所述多个第一电极执行图像显示，还用于提供触摸驱动感测信号给所述多个第一电极执行自电容触摸感测;和
[0007]控制芯片，连接于所述驱动芯片与一主控芯片之间，用于在所述驱动芯片与主控芯片之间进行信号传输与处理。
[0008]可选地，所述控制芯片接收来自主控芯片的显示数据，对所述显示数据进行处理，并输出处理后的显示数据给驱动芯片，驱动芯片转换接收到的显示数据为相应的灰阶电压。
[0009]可选地，所述控制芯片用于对接收到的显示数据进行解压缩处理。
[0010]可选地，在对接收到的显示数据进行解压缩处理之前，所述控制芯片进一步用于对接收到的显示数据进行压缩处理。
[0011]可选地，在对接收到的显示数据进行压缩处理之后、对接收到的显示数据进行解压缩处理之前，所述控制芯片进一步用于对压缩处理后的显示数据进行存储处理。
[0012]可选地，所述控制芯片进一步用于对解压缩处理后的显示数据进行色彩转换处理，并输出色彩转换处理后的显示数据给驱动芯片。
[0013]可选地，所述驱动芯片包括控制电路，所述控制电路用于控制所述驱动芯片分时输出灰阶电压与触摸感测驱动信号给触摸显示面板。
[0014]可选地，所述驱动芯片进一步接收来自所述多个第一电极输出的触摸感测检测信号，并对应输出与所述触摸感测检测信号相关的信号给所述控制芯片。
[0015]可选地，所述控制芯片用于接收来自所述驱动芯片输出的与触摸感测检测信号相关的输入信号，对所述输入信号进行电平转换处理。
[0016]可选地，所述控制芯片进一步根据电平转换处理后的信号计算得到触摸坐标，并输出代表触摸坐标的信号给所述主控芯片。
[0017]可选地，所述触摸显示面板进一步包括:
[0018]多条扫描线；
[0019]多条数据线，与所述多条扫描线绝缘交叉设置；
[0020]多个控制开关，用于与所述多条扫描线和多条数据线分别连接，每一控制开关包括控制电极、第一传输电极、和第二传输电极，其中，控制电极与扫描线连接，第一传输电极与数据线连接，第二传输电极与第一电极连接。
[0021]其中，所述控制电极用于根据扫描线上所传输的信号对应控制第一传输电极与第二传输电极导通与否。
[0022]可选地，所述触摸显示装置包括触摸感测控制电路，所述触摸感测控制电路用于提供触摸感测控制信号给扫描线，激活与扫描线相连接的控制开关，所述驱动芯片用于提供触摸感测驱动信号给数据线，以通过激活的控制开关传输给第一电极，对第一电极执行自电容触摸感测；
[0023]其中，所述触摸感测控制电路或形成在所述触摸显示面板上，或形成在所述驱动芯片中。
[0024]可选地，所述触摸显示装置进一步包括:
[0025]扫描驱动电路，用于提供扫描信号给扫描线，激活与扫描线相连接的控制开关，所述扫描驱动电路或形成在所述触摸显示面板上，或形成在所述驱动芯片中；
[0026]所述驱动芯片包括进一步包括:
[0027]数据驱动电路，用于提供灰阶电压给数据线，以通过激活的控制开关传输给第一电极，对第一电极执行图像显示刷新。
[0028]可选地，所述触摸显示面板进一步包括第二电极，所述驱动芯片包括进一步包括:
[0029]公共电压产生电路，用于提供公共电压给所述第二电极，以配合第一电极执行图像显示。
[0030]可选地，所述公共电压产生电路在第一电极执行图像显示刷新和触摸感测时所提供给第二电极的公共电压不同。
[0031 ]可选地，在第一电极执行触摸感测时，所述公共电压产生电路提供给第二电极的公共电压与所述触摸感测驱动信号之间的压差保持不变。
[0032]可选地，所述驱动芯片进一步包括:
[0033]触摸感测检测单元，所述触摸感测检测单元用于通过数据线与激活的控制开关输出触摸感测驱动信号给所述多个第一电极，驱动所述第一电极执行自电容触摸感测。
[0034]可选地，所述触摸感测检测单元进一步接收来自所述多个第一电极输出的触摸感测检测信号，对所述触摸感测检测信号进行相应处理得到与触摸感测检测信号相关的信号。
[0035]可选地，所述驱动芯片进一步包括:
[0036]模拟-数字信号转换单元，与所述触摸感测检测单元连接，用于对所述与触摸感测检测信号相关的信号进行模拟-数字信号转换，并输出转换后的数字信号。
[0037]可选地，所述控制芯片包括:
[0038]电平转换单元，与所述模拟-数字信号转换单元连接，用于对所述数字信号进行电平转换。
[0039]可选地，所述驱动芯片进一步包括第二信号处理电路，所述第二信号处理电路用于提供所述触摸感测驱动信号;所述触摸感测检测单元包括第一运算放大器、反馈电容、第四开关;所述第一运算放大器包括同相端、反相端、和输出端;所述反馈电容和所述第四开关连接于所述反相端和输出端之间；所述反相端用于与第一电极连接;所述同相端与所述第二信号处理电路连接，接收所述触摸感测驱动信号，并通过反相端输出触摸感测驱动信号给第一电极;所述输出端与所述模拟-数字信号转换单元连接，用于输出所述与触摸感测检测信号相关的信号给模拟-数字信号转换单元。
[0040]可选地，所述触摸感测控制电路一次同时提供触摸感测控制信号给至少二扫描线，所述驱动芯片接收与所述至少二扫描线相连接的全部或部分第一电极所输出的触摸感测检测信号，以执行自电容触摸感测。
[0041]可选地，所述触摸显示装置进一步包括:
[0042]第一开关单元，设置在数据驱动电路与数据线之间，第一开关单元包括多个第一开关，每一数据线通过一第一开关连接数据驱动电路，所述第一开关单元或设置在驱动芯片中，或形成在触摸显示面板上;和
[0043]第二开关单元，设置在触摸感测检测单元与数据线之间，第二开关单元包括多个第二开关，每一数据线通过一第二开关连接触摸感测检测单元，所述第二开关单元或设置在驱动芯片中，或形成在触摸显示面板上。
[0044]可选地，所述触摸显示装置进一步包括:
[0045]第三开关，连接于第二开关与所述触摸感测检测单元之间，所述第三开关或设置在驱动芯片中，或形成在触摸显示面板上。
[0046]可选地，其中，一第三开关与至少二第二开关连接。
[0047]优选地，所述触摸显示装置进一步包括选择电路，设置在所述触摸感测控制电路与所述扫描驱动电路之间，用于选择是输出扫描信号还是触摸感测控制信号给扫描线，其中，选择电路或设置在驱动芯片中，或形成在触摸显示面板上。
[0048]可选地，所述显示数据为电压信号或电流信号。
[0049]可选地，所述驱动芯片在提供触摸感测驱动信号给所述第一电极时，所述驱动芯片停止从控制芯片接收显示数据，并停止输出灰阶电压给触摸显示面板。
[0050]可选地，所述控制芯片用于在所述主控芯片与驱动芯片进行显示数据的传输与处理，其中，所述控制芯片存储的显示数据的量多于所述驱动芯片存储的显示数据的量。
[0051]可选地，所述控制芯片的存储器容量大于所述驱动芯片的存储器容量。
[0052]可选地，所述驱动芯片存储的显示数据的量不多于整帧显示数据的量的五分之
O
[0053]可选地，所述控制芯片的最小特征线宽小于所述驱动芯片的最小特征线宽。
[0054]可选地，所述触摸显示装置进一步包括非易失性存储器，所述非易失性存储器集成在所述控制芯片中。
[0055]本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述中任意所述的触摸显示装置，所述电子设备进一步包括所述主控芯片，所述主控芯片用于提供显示数据给所述控制芯片，所述控制芯片用于在所述主控芯片与所述驱动芯片之间进行显示数据的传输与处理。
[0056]可选地，所述控制芯片往所述驱动芯片传送显示数据的即时速度比主控芯片往所述控制芯片传送显示数据的即时速度慢。
[0057]可选地，所述主控芯片包括与控制芯片相连接的输出接口，所述控制芯片包括与驱动芯片相连接的输出接口，其中，所述主控芯片的输出接口的引脚数量少于所述控制芯片的输出接口的引脚数量。
[0058]可选地，所述主控芯片还用于为所述触摸显示装置供电。
[0059]由于所述触摸显示装置的第一电极用于执行图像显示与触摸感测，因此，所述触摸显示装置变得轻薄化。相应地，具有所述触摸显示装置的电子设备较轻薄化。
【附图说明】
[0000]图1为本发明电子设备一实施方式的不意图。
[0061]图2为图1所示触摸显示装置一实施方式的示意图。
[0062]图3为本发明触摸显示装置又一实施方式的电路结构示意图。
[0063]图4为触摸显示面板的又一实施方式的结构示意图。
[0064]图5为图4所示第二电极与第一电极的部分放大平面示意图。
[0065]图6为图4所示触摸显示面板又一实施方式的部分剖面结构示意图。
[0066]图7为图6所示第二电极与第一电极的部分放大平面示意图。
[0067]图8为图4所示触摸显示面板组装后的结构示意图。
[0068]图9为图3所示触摸感测检测电路的结构示意图。
[0069]图10为图9所示触摸感测检测单元和处理单元的一实施方式的结构示意图。
[0070]图11为触摸显示装置一实施方式的部分电路结构示意图。
[0071 ]图12为触摸显示装置另一实施方式的部分电路结构示意图。
[0072]图13为本发明电子设备的又一实施方式的结构不意图。
[0073]图14为图13所不调制电路的一实施方式的不意图。
[0074]图15为电子设备仅采用一个以GND为基准的域时，所述第二信号处理电路的一实施例的电路结构示意图。
[0075]图16为电子设备采用以GND与MGND为基准的两个域时，所述第二信号处理电路的一实施例的电路结构示意图。
[0076]图17为保护电路的电路示意图。
[0077]图18为保护电路的另一实施方式的结构示意图。
[0078]图19为自电容式触摸屏的另一实施方式的结构示意图。
[0079]图20为公共电压产生电路的结构示意图。
[0080]图21为第二电路与第二电极之间的连接关系图。
[0081]图22为图13所示的显示驱动电路的示意图。
[0082]图23为本发明电子设备的又一实施方式的结构不意图。
[0083]图24为本发明电子设备又一种实施方式的部分结构不意图。
【具体实施方式】
[0084]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。为了方便或清楚，可能夸大、省略或示意地示出在附图中所示的每层的厚度和大小、以及示意地示出相关元件的数量。另外，元件的大小不完全反映实际大小，以及相关元件的数量不完全反映实际数量。因为附图大小不同等原因，在不同的附图中所示的相同或相似或相关元件的数量存在并不一致的情况。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构。然，需要说明的是，为了使得标号具有规律性以及逻辑性等，在某些不同实施例中，相同或类似的元件或结构采用了不同的附图标记，根据技术的关联性以及相关文字说明，本领域的技术人员是可直接或间接判断得知的。
[0085]此外，所描述的特征、结构可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员应意识到，没有所述特定细节中的一个或更多，或者采用其它的结构、组元等，也可以实践本发明的技术方案。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构或者操作以避免模糊本发明。
[0086]进一步地，下列术语是示例性的，并非旨在以任何方式进行限制。在阅读本申请之后，本领域技术人员将认识到，这些术语表述适用于技术、方法、物理元件以及系统(无论目前是否知晓)，包括阅读本申请之后本领域技术人员推断出或者可推断的其扩展。
[0087]在本发明的描述中，需要理解的是:“多个”包括两个和两个以上，“多条”包括两条和两条以上，除非本发明另有明确具体的限定。“至少二个”包括二个、三个、四个、五个等多种情况，“至少二条”包括二条、三条、四条、五条等多种情况。另外，各元件名称以及信号名称中出现的“第一”、“第二”等词语并不是限定元件或信号出现的先后顺序，而是为方便元件命名，清楚区分各元件，使得描述更简洁。
[0088]触摸屏一般包括电阻式、电容式、红外线式等几种类型的触摸屏，其中，电容式触摸屏的应用更为广泛。电容式触摸屏又包括互电容式触摸屏和自电容式触摸屏。
[0089]在基于互电容的触摸系统中，触摸屏可包括(例如)驱动区及感测区，诸如驱动线及感测线。在一实例情况中，驱动线可形成多行，而感测线可形成多列(例如，正交)。触摸像素可设置于行与列的交叉点处。在操作期间，可用交流信号(AC)波形来激励所述行，且互电容可形成于该触摸像素的行与列之间。在一物件接近该触摸像素时，耦合于该触摸像素的行与列之间的一些电荷可改为耦合至该物件上。耦合于该触摸像素上的电荷的此减少可导致行与列之间的互电容的净减少及耦合于该触摸像素上的AC波形的减少。电荷耦合AC波形的此减少可由触摸系统检测并测量以判定该物件在触摸该触摸屏时的位置。
[0090]相对地，在基于自电容的触摸系统中，每一触摸像素可由形成对地的自电容的个别电极形成。在一物件接近该触摸像素时，另一对地电容(capacitance to ground)可形成于该物件与该触摸像素之间。该另一对地电容可导致该触摸像素所经受的自电容的净增加。此自电容增加可由触摸系统检测并测量以判定该物件在触摸该触摸屏时的位置。
[0091]为了避免理解混淆，需要进一步预先说明的有:
[0092]第一，对于本实用新型触摸显示面板内的第一电极，从功能上说，第一电极既可作为图像显示的像素电极，又可作为触摸感测的传感电极。对于调制地的技术方案，第一电极也可以是公共电极，在下述关于调制地的相关实施方式中，对此会有相关说明。另外，第一电极也并不限制为像素电极或公共电极，也可为其它名称、但功能相同或相似的电极。
[0093]第二，以第一电极为像素电极为例，对于单个像素电极，包括两种主要工作状态，分别为触摸感测状态和图像显示状态。其中，对于图像显示状态，又细分为两种主要显示状态，分别为图像显示刷新状态和图像显示保持状态。所述图像显示状态从图像显示刷新状态开始，图像显示刷新完毕之后就进入图像显示保持状态，直到进入触摸感测状态。
[0094]例如，当一第一电极执行完触摸感测之后，提供灰阶电压给所述第一电极执行图像显示刷新，当灰阶电压被写入至第一电极之后，图像显示刷新完成，相应地，停止提供灰阶电压给第一电极。之后，第一电极进入图像显示保持状态，直至第一电极下一次执行触摸感测。另外，图像显示刷新可进一步包括对第一电极进行预充电或预放电，当同一行的第一电极达到同一电压后再提供实现预定灰阶画面的灰阶电压给第一电极。
[0095]此处指出图像显示刷新与图像显示保持这两种不同的显示状态，是为更好理解下面所述本发明的各实施方式做准备。另外，更明确“图像显示刷新”与“图像显示保持”是两种不同的技术概念。
[0096]相应地，在一些实施方式中，当要求触摸显示面板中任意二第一电极非同时执行图像显示刷新与触摸感测时，是存在二第一电极同时执行图像显示保持与触摸感测的情况。
[0097]第三，对于整个触摸显示装置而言，包括三个主要工作状态，分别是触摸感测状态、图像显示刷新状态、和场消隐期。
[0098]下面，对本发明的各实施例进行说明。
[0099]请参阅图1，图1为本发明电子设备一实施方式的示意图。所述电子设备100如为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、穿戴式设备、以及智能家居等各种合适产品。本发明对此不作限制。所述电子设备100包括触摸显示装置I。所述触摸显示装置I用于实现图像显示与触摸感测。所述触摸显示装置I中的显示装置例如为液晶显示装置，即，所述触摸显示装置为触摸液晶显示装置。下面主要以触摸液晶显示装置为例进行说明。然，可变更地，所述触摸显示装置I中的显示装置也可为其它合适类型的显示装置，如，电子纸显示装置(EPD)等等。
[0100]请一并参阅图2，图2为图1所示触摸显示装置I一实施方式的示意图。所述触摸显示装置I包括触摸显示面板10和驱动电路20。所述驱动电路20与所述触摸显示面板10相连接，用于驱动所述触摸显示面板10执行图像显示与自电容触摸感测。
[0101]所述触摸显示面板10包括多个显示电极11，所述多个显示电极11用于执行图像显示，所述多个显示电极11中的至少部分显示电极11进一步用于执行自电容触摸感测。定义既用于执行图像显示又用于执行自电容触摸感测的显示电极11为第一电极101。所述驱动电路20用于提供触摸感测驱动信号给第一电极101执行自电容触摸感测，还用于提供灰阶电压给显示电极11执行图像显示。
[0102]由于触摸显示面板10的第一电极101既用于执行图像显示，又用于执行自电容触摸感测，因此，所述触摸显示装置I更加轻薄化。
[0103]在本实施方式中，所述多个显示电极11呈二维阵列式排布。所述多个显示电极11同层共面。然，可变更地，在其它实施方式中，所述多个显示电极11也可呈其它规则或非规则方式排列。所述多个显示电极11同层或共面。
[0104]一种操作方式是:全部显示电极11既用于执行图像显示又用于执行自电容触摸感测。然，可变更地，某些显示电极11，例如，首尾两行或其中一行显示电极11，仅用于执行图像显示或触摸感测也是可行的，为了更清楚明了，以图2所示的显示电极11为例，位于虚线框区域外的显示电极11为所述第一电极101，而位于虚线框区域内的显示电极11(触摸显示面板10上最后一行的显示电极11)则不管第一电极101是在执行图像显示还是在执行触摸感测时、均一直在执行图像显示。
[0105]需要理解的是，上面是为了清楚说明，在图2中示出了部分显示电极11用作第一电极101，然，本申请文件下述的触摸显示装置I中的全部显示电极11既用于执行图像显示又用于执行自电容触摸感测，相应地，在下面各实施方式的描述中，均以全部显示电极11用作第一电极101为例进行描述以及示出，但是，对于本领域的一般技术人员而言，其根据本申请文件下述的各种实施方式，是可以容易想到非全部显示电极11用作第一电极101的其它实施方式，为了清楚简洁，相关其它实施方式不再赘述，但是均应落入本申请的保护范围。另外，前述情况也同样适用后述电子设备400的触摸显示装置4、电子设备700的触摸显示装置7、以及电子设备900的触摸显示装置等。
[0106]在本实施方式中，触摸显示装置I是以触摸液晶显示装置为例进行说明，相应地，所述显示电极11为像素电极。所述第一电极101的形状近似矩形(如图2所示)，然，并不限于矩形。每一第一电极101的长度L的通常范围为20微米至300微米，宽度W的范围通常为10微米至150微米。需要说明的是，所述第一电极101的形状一般并非规则矩形。另外，第一电极101的长度L与宽度W也并非局限前述通常范围。
[0107]所述驱动电路20非同时驱动二第一电极101中的一第一电极101执行自电容触摸感测、另一第一电极101执行图像显示刷新。相应地，为实现前述驱动方式，在一实施方式中，所述驱动电路20非同时提供触摸感测驱动信号与灰阶电压给所述触摸显示面板10。然，可变更地，在其它实施方式中，所述驱动电路20也可同时提供触摸感测驱动信号与灰阶电压给所述触摸显示面板10，但是通过控制驱动电路20本身的输出来达到控制非同时驱动二第一电极101中的一第一电极101执行自电容触摸感测、另一第一电极101执行图像显示刷新的目的。因为随着电路技术以及触摸显示面板10技术的发展，越来越多的电路可以形成在触摸显示面板10中，因此，所述驱动电路20是可能同时输出触摸感测驱动信号与灰阶电压给所述触摸显示面板10的，但是其并不是同时输出给第一电极101的这种情形也是可能的。
[0108]请参阅图3，图3为本发明触摸显示装置I又一实施方式的电路结构示意图。所述触摸显示面板10进一步包括多条扫描线102、多条数据线103、多个控制开关104、和第二电极
105。所述多条扫描线102与所述多条数据线103绝缘交叉设置。所述多个控制开关104分别设置在所述多条扫描线102与所述多条数据线103的绝缘交叉处。每一控制开关104包括控制电极G、第一传输电极S、和第二传输电极D。其中，所述控制电极G连接扫描线102，所述第一传输电极S连接数据线103，所述第二传输电极D连接第一电极101。所述第二电极105与所述第一电极101之间用于形成电场，以控制触摸显示面板10的透光率。