專利名稱：具有觸摸傳感器的顯示器件及其驅動方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及具有觸摸傳感器的顯示器件和用于驅動顯示器件的方法。
背景技術：
觸摸屏已經作為用戶輸入設備替代按鈕開關，以為家用電器和電子設備提供輕而薄的外形。觸摸屏包括多個觸摸傳感器，并安裝在顯示元件的顯示面板上。近來，已經開發出嵌入在顯示面板中的觸摸屏。電容性觸摸傳感器通常可以使用互電容方式實現。電容性觸摸傳感器包括了形成在顯示面板的信號線的交叉處的互電容。當用戶的手指接近電容性觸摸傳感器的互電容時，阻擋了電極之間的電場，并且互電容的電荷量減少。因此，電容性觸摸傳感器可以測量在觸摸操作前后互電容的電荷量的變化，并因而可以識別觸摸操作。、
觸摸屏的觸摸傳感器可以通過顯示面板的像素陣列的信號線和寄生電容而彼此耦接。在該情況下，提供給與顯示面板的像素連接的信號線的像素驅動信號可以不利地影響觸摸傳感器的輸出信號。因而，用于降低作為噪聲分量而起作用的像素驅動信號對觸摸傳感器的輸出信號的影響的方法是必要的。像素陣列的信號線包括數據線，對像素充電的視頻數據電壓提供給數據線；掃描線(或選通線)，與數據線交叉，用于選擇被充電至視頻數據電壓的像素的掃描脈沖(或選通脈沖)提供給掃描線；等等。像素驅動信號包括視頻數據電壓、掃描脈沖等。為了降低像素驅動信號對觸摸傳感器的輸出信號的影響，可以將一個幀時段分為顯示時段和觸摸傳感器驅動時段，并且可以按照時分方式驅動觸摸屏和像素陣列。在顯示時段期間，將像素驅動信號提供給像素陣列的信號線，并且將視頻數據電壓施加到像素陣列的像素。在觸摸傳感器驅動時段期間，像素陣列的像素保持在視頻數據電壓處(這些像素在顯示時段期間已經充電至視頻數據電壓)，并且將Tx脈沖提供給觸摸傳感器以讀出觸摸傳感器的輸出。因為觸摸傳感器驅動時段在時間方面與顯示時段分離，因此可以將像素驅動時間的影響最小化或從觸摸傳感器的輸出信號中排除。然而，當將一個幀時段分為顯示時段和觸摸傳感器驅動時段時，如果觸摸傳感器驅動時段延長，則顯示時段可以相對地縮短。相反，如果顯示時段延長，則觸摸傳感器驅動時段縮短。因而，使用時分驅動方法難以應對驅動方法的變化和像素陣列或觸摸屏的分辨率的增加。

發明內容
本發明提供具有觸摸傳感器的顯示器件和操作顯示器的方法，其解決了與相關技術關聯的限制和缺點。本發明的實施方式提供具有觸摸傳感器的顯示器件和用于驅動顯示器的方法，其中這些觸摸傳感器不受像素陣列的驅動信號的影響并可以減少在像素陣列的驅動時間和觸摸傳感器的驅動時間方面的限制。本發明的實施方式提供了一種觸敏顯示器件及其驅動方法，其降低了像素驅動信號對觸摸傳感器的輸出信號的噪聲影響，而不必將幀時段分為顯示時段和觸摸傳感器驅動時段。在一個方面中，一種顯示器件包括顯示面板，該顯示面板包括數據線、與數據線交叉的選通線以及像素陣列，像素陣列包括以矩陣形式布置的像素；觸摸屏，該觸摸屏包括Tx線、與Tx線交叉的Rx線和形成在Tx線與Rx線的交叉處的觸摸傳感器；顯示驅動電路，該顯示驅動電路被配置為向顯示面板的像素施加視頻數據電壓；以及觸摸屏驅動電路，該觸摸屏驅動電路被配置為向Tx線順序地提供延遲了預定時間的Tx脈沖，并在水平空白時段中感測各觸摸傳感器的與Tx脈沖同步并通過Rx線接收的輸出信號。根據實施方式，本發明提供了一種觸敏顯示器件，其包括顯示面板，該顯示面板包括數據線、與數據線交叉的選通線以及像素陣列，像素陣列包括以矩陣形式布置的像素；觸摸屏，該觸摸屏包括Tx線、與Tx線交叉的Rx線和形成在Tx線與Rx線的交叉處的觸摸傳感器；顯示驅動電路，該顯示驅動電路被配置為向顯示面板的像素提供視頻數據電壓；以 及觸摸屏驅動電路，該觸摸屏驅動電路被配置為向各Tx線順序地提供至少一個延遲脈沖， 并通過Rx線感測各觸摸傳感器的輸出信號，其中，該至少一個延遲脈沖中的每一個的邊沿存在于水平空白時段中。根據實施方式，本發明提供一種操作觸敏顯示器件的方法，該觸敏顯示器件包括顯示面板、觸摸屏、顯示驅動電路和觸摸屏驅動電路，顯示面板包括數據線、與數據線交叉的選通線以及像素陣列，像素陣列包括以矩陣形式布置的像素，觸摸屏包括Tx線、與Tx線交叉的Rx線以及在Tx線與Rx線的交叉處形成的觸摸傳感器，顯示驅動電路被配置為向顯示面板的像素提供視頻數據電壓，該方法包括使用觸摸屏驅動電路操作觸摸屏的操作步驟，其中該操作步驟包括由觸摸屏驅動電路向觸摸屏的各Tx線順序地提供至少一個延遲脈沖，其中該至少一個延遲脈沖中的每一個的邊沿存在于水平空白時段中；以及由觸摸屏驅動電路通過Rx線感測各觸摸傳感器的輸出信號。


附圖被包括進來以提供對本發明的進一步的理解，并被并入且構成本說明書的一部分，附圖示出了本發明的實施方式，并且與說明書一起用于解釋本發明的原理。在附圖中圖I是根據本發明示例性實施方式的顯示器件的框圖；圖2至圖4示出了根據本發明實施方式的觸摸屏和顯示面板的各種配置；圖5的波形圖示出了根據本發明示例性實施方式的驅動顯示器件的方法；圖6的等效電路圖示出了根據本發明實施方式的圖I中示出的觸摸屏的觸摸傳感器和Tx脈沖的示例；圖7的波形圖示出了根據本發明實施方式的Tx脈沖和具有一個水平時段的周期的定時信號的示例；圖8的波形圖示出了根據本發明實施方式的為圖I中示出的顯示器件的像素提供的像素驅動信號的示例和為觸摸屏的觸摸傳感器提供的Tx脈沖的示例；圖9的波形圖示出了在實驗中未被延遲的Tx脈沖的波形；圖10示出了在將如圖9所示的未被延遲的Tx脈沖提供給Tx線的實驗中測量的觸摸傳感器的輸出的不例；圖11的波形圖示出了根據本發明實施方式的在以下實驗條件下的波形的示例其中Tx脈沖延遲預定時間使得Tx脈沖的下降沿回避最大像素驅動信號時段；以及圖12示出了根據本發明實施方式的在將如圖11所示的被延遲的Tx脈沖提供給Tx線的實驗中測量的觸摸傳感器的輸出的示例。
具體實施例方式現在將詳細描述本發明的實施方式，在附圖中例示出了這些實施方式的示例。在可能的情況下，在全部附圖中將使用相同的標號來代表相同或類似的部分。將給予注意的是，如果確定公知技術可以誤導本發明的實施方式，將省略對公知技術的詳細描述。如圖I至圖4所示，根據本發明實施方式的顯示器件包括包括像素陣列和觸摸屏的顯示面板DIS，用于向顯示面板DIS的像素寫入視頻數據的顯示驅動電路，以及用于驅動 觸摸屏的觸摸屏驅動電路。根據本發明實施方式的顯示器件還包括觸摸數據處理單元30、定時控制器20、同步控制電路等。顯示器件的全部組件被可操作地耦接和配置。用于驅動像素陣列的顯示驅動電路包括顯示數據驅動電路12和顯示選通驅動電路14。顯示驅動電路向一個水平線上的像素寫入視頻數據并在一個幀時段期間在顯示面板DIS的其他水平線的像素上順序地執行上述寫入操作。在一個水平時段期間每當生成選通脈沖(或掃描脈沖)，像素數據被寫至或施加到顯示面板DIS的像素。S卩，選通脈沖的脈沖寬度時間對應于數據寫入時段。用于驅動觸摸屏的觸摸屏驅動電路包括Tx驅動電路18和Rx驅動電路16。觸摸屏驅動電路向觸摸屏的Tx線Tl至Tj順序地提供Tx脈沖EXTP (圖6)，其中j是正整數。Tx脈沖EXTP例如是已經延遲了預定時間并按照每條Tx線向Tx線Tl至Tj中的每一條連續提供超過兩次的Tx脈沖。Tx線在本文還稱為發送線。觸摸屏驅動電路使經由觸摸屏的Rx線Rl至Ri從觸摸屏的觸摸傳感器TS接收的觸摸傳感器輸出信號與Tx脈沖EXTP的下降沿同步(其中i是正整數)，并對觸摸傳感器輸出信號取樣。Rx線在本文還稱為接收線。根據本發明實施方式的顯示器件包括平板顯示器以及觸摸屏，平板顯示器諸如液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、等離子體顯示面板(TOP)、有機發光二極管(OLED)顯示器和電泳顯示器(EH))。在下面的描述中，使用液晶顯示器作為平板顯示器的示例。可以使用其他平板顯示器。顯示面板DIS包括下玻璃基板GLS2、上玻璃基板GLS1、以及形成在下玻璃基板和上玻璃基板之間的液晶層。顯示面板DIS的下玻璃基板GLS2包括多條數據線Dl至Dm，其中m是正整數；與數據線Dl至Dm交叉的多條選通線Gl至Gn，其中n是正整數；多個薄膜晶體管(TFT)，形成在數據線Dl至Dm和選通線Gl至Gn的交叉處；多個像素電極，用于將液晶單元充電至視頻數據電壓；多個存儲電容器，各存儲電容器連接到像素電極并保持液晶單元的電壓；等等。顯示面板DIS可以使用任何已知的顯示面板結構。顯示面板DIS的像素分別在像素區域中形成，像素區域由數據線Dl至Dm和選通線Gl至Gn以矩陣形式限定。每個像素的液晶單元由根據提供給像素電極的視頻數據電壓和提供給公共電極的公共電壓之間的電壓差而生成的電場驅動，由此調整液晶單元所透射的光量。TFT響應于來自選通線Gl至Gn的選通脈沖而導通，由此從數據線Dl至Dm向液晶單元的像素電極提供電壓。在諸如扭曲向列(twisted nematic, TN)模式和垂直配向(vertical alignment,VA)模式的垂直電場驅動方式中，公共電極形成在上玻璃基板上。在諸如面內切換(in-plane switching, IPS)模式和邊緣場切換(fringe field switching,FFS)模式的水平電場驅動方式中，公共電極與像素電極一起形成在下玻璃基板上。顯示面板DIS的上玻璃基板GLSl可以包括黑底、濾色器等。顯示面板DIS的下玻璃基板GLS2可以按照TFT上濾色器(COT)結構配置。在該情況下，黑底和濾色器可以形成在顯示面板DIS的下玻璃基板上。偏光板POLl和P0L2分別附接到顯示面板DIS的上玻璃基板和下玻璃基板。用于設置液晶的預傾斜角的配向層分別形成在顯示面板DIS的上玻璃基板和下玻璃基板的接觸液晶的內表面上。柱狀間隔物可以形成在顯示面板DIS的上玻璃基板和下玻璃基板之間 以保持液晶單元的單元間隙恒定。背光單元可以布置在顯示面板DIS的后面。背光單元可以被配置為邊緣型背光單元和直接型背光單元之一以向顯示面板DIS提供光。背光單元可以包括一個或更多個光源，諸如燈、發光二極管等。如圖2所示，觸摸屏的觸摸傳感器TS可以堆疊在顯示面板DIS的上偏光板POLl上。另選地，如圖3所示，觸摸傳感器TS可以形成在上偏光板POLl和上玻璃基板GLSl之間。在如圖4所示的另一示例中，觸摸傳感器TS可以與顯示面板DIS的像素陣列一起形成在下玻璃基板GLS2上以形成單元內觸摸傳感器。當觸摸傳感器TS嵌入在顯示面板DIS中時，在將視頻數據寫至像素的時段期間(即，在圖8的由“WR”指示的寫入時段期間)將公共電壓施加到Tx線Tl至Tj。此外，在不將視頻數據寫至像素的時段期間(即，在圖8的由“HB”指示的水平空白時段期間)將Tx脈沖EXTP施加到Tx線Tl至Tj。因而，當觸摸傳感器TS嵌入在顯示面板DIS中時，Tx線Tl至Tj在公共電壓和Tx脈沖EXTP之間切換。如圖4所示，當觸摸傳感器TS嵌入在顯示面板DIS中時，觸摸傳感器TS可以與顯示面板DIS的像素陣列一起形成在下玻璃基板上，在圖4中，“PIX”表示液晶單元的像素電極。觸摸傳感器TS可以實現為電容性觸摸傳感器。在該情況下，電容性觸摸傳感器可以包括平行于選通線Gl至Gn安置的Tx線Tl至Tj，其中j是小于n的正整數；與Tx線Tl至Tj交叉并平行于數據線Dl至Dm安置的Rx線Rl至Ri，其中i是小于m的正整數；形成在Tx線Tl至Tj與Rx線Rl至Ri的交叉處的互電容MC(參見圖6);等等。顯示數據驅動電路12包括多個源驅動集成電路(IC)。多個源驅動IC的每一個包括移位寄存器、鎖存器、數字到模擬轉換器、輸出緩沖器等。源驅動IC鎖存從定時控制器20接收的數字視頻數據RGB。源驅動IC將數字視頻數據RGB轉換為正和負的模擬伽馬補償電壓并輸出模擬視頻數據電壓。將模擬視頻數據電壓提供給數據線Dl至Dm。顯示選通驅動電路14包括至少一個掃描驅動1C。掃描驅動IC包括電平移位器、移位寄存器等。在定時控制器20的控制下，掃描驅動IC將與模擬視頻數據電壓同步的選通脈沖(或掃描脈沖)順序地提供給選通線Gl至Gn，并選擇顯示面板DIS的、模擬視頻數據電壓寫入的線。使用板內選通(gate-in_panel,GIP)技術,顯示選通驅動電路14和顯示數據驅動電路12可以與像素陣列一起形成在下玻璃基板GLS2上。
響應于作為延遲了預定時段的定時控制信號Txcon的Tx定時控制信號Txcon’,Tx驅動電路18順序地向Tx線Tl至Tj輸出Tx脈沖EXTP，并向Tx線Tl至Tj順序地施加Tx脈沖EXTP。因此，Tx驅動電路18掃描觸摸傳感器TS。針對每條Tx線，向Tx線Tl至Tj的每一條連續提供超過兩次的Tx脈沖EXTP。即，每個Tx線接收多個Tx脈沖EXTP。Tx驅動電路18可以實現為大致具有與顯示選通驅動電路14的掃描驅動IC相同的電路配置的掃描驅動1C。Rx驅動電路16與Tx脈沖EXTP同步地感測觸摸傳感器TS (Tx脈沖EXTP被連續地提供給Tx線Tl至Tj的每一條超過兩次)，由此在一個幀時段中重復地感測觸摸傳感器TS中的每一個超過兩次。由于提供給第一 Tx線Tl的Tx脈沖EXTP，通過Rx線Rl至Ri將在第一 Tx線Tl上存在的充電至觸摸傳感器TS的互電容MC的電荷輸入到Rx驅動電路16。由于提供給第二 Tx線T2的Tx脈沖EXTP，通過Rx線Rl至Ri將在第二 Tx線T2上存在的充電至觸摸傳感器TS的互電容MC的電荷輸入到Rx驅動電路16。Tx驅動電路18超過兩次連續地提供Tx脈沖EXTP給Tx線Tl至Tj的每一個。例如，將Tx脈沖EXTP重復地提供給第一 Tx線Tl達N次，其中N優選地是大于等于2并且小于等于20的正整數。因而，Rx驅動電路16 可以重復地對觸摸傳感器TS的在第一 Tx線Tl上存在的輸出信號取樣達N次。隨后，將Tx脈沖EXTP重復地提供給第二 Tx線T2達N次，因而Rx驅動電路16重復地對觸摸傳感器TS的在第二 Tx線T2上存在的輸出信號取樣達N次。在本發明的實施方式中，可以根據觸摸屏的線的數量和Rx驅動電路16的取樣操作特性而調整“N”。響應于Rx定時控制信號Rxcon，Rx驅動電路16向Rx線Rl至Ri提供觸摸基準電壓Vref。可以將觸摸基準電壓Vref設置為大于OV并且小于等于約3V的DC電壓。Rx驅動電路16對觸摸傳感器TS的通過Rx線Rl至Ri輸入的模擬輸出(即，互電容MC的電壓)的變化進行取樣并放大。Rx驅動電路16將模擬輸出轉換為數字觸摸數據并將數字觸摸數據發送到觸摸數據處理電路30。Rx驅動電路16使用用于累積通過Rx線Rl至Ri提供的電荷的積分器的電容器，對觸摸傳感器TS的輸出進行取樣。因而，僅當電荷充分累積在積分器的電容器上時，Rx驅動電路16可以檢測在觸摸操作前后電荷的變化。為此，Rx驅動電路16在連續地提供給Tx線Tl至Tj的每一條達N次的Tx脈沖EXTP的每個下降沿處對通過Rx線Rl至Ri提供的觸摸傳感器TS的輸出進行取樣。觸摸數據處理電路30使用之前確定的觸摸識別算法對從Rx驅動電路16接收的數字觸摸數據進行分析，并計算大于等于預定基準值的數字觸摸數據的坐標值。從觸摸數據處理電路30輸出的觸摸位置的坐標值數據是HID格式的數字數據并被發送到外部主機系統。主機系統運行與觸摸位置的坐標值數據鏈接的應用程序。定時控制器20從外部主機系統接收定時信號，諸如垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、數據使能DE和主時鐘MCLK。定時控制器20生成用于控制顯示數據驅動電路12和顯示選通驅動電路14的操作定時的顯示定時控制信號。顯示選通驅動電路14的定時控制信號包括選通起始脈沖GSP、選通移位時鐘GSC(GCLK)、選通輸出使能GOE、移位方向控制信號DIR等。顯示數據驅動電路12的定時控制信號包括源取樣時鐘SSC、源輸出使能SOE、極性控制信號POL等。定時控制器20生成用于控制Tx脈沖EXTP的定時的Tx定時控制信號Txcon和用于控制觸摸傳感器TS的感測定時的Rx定時控制信號Rxcon。Tx定時控制信號Txcon生成起始脈沖、輸出使能等，該起始脈沖生成在Tx驅動電路18內形成的移位寄存器的輸出，并移位和輸出移位寄存器的輸出。Rx定時控制信號Rxcon包括Rx驅動電路16內形成的取樣開關的定時控制信號、模擬到數字轉換器(ADC)時鐘等。定時控制器20向同步控制電路提供具有I個水平時段作為一個周期的定時信號HDIS，其中I是正整數。具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS被輸入到同步控制電路的邊沿檢測器22。具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS具有大于等于“I”的水平時段的周期以重復地感測各觸摸傳感器TS超過兩次。此外，具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS具有小于等于半幀時段的周期。一個水平時段是通過將一個幀時段用顯示面板DIS的線的數量“m”分割所獲得的時間。具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS可以是具有生成的一個水平時段的周期的現有定時信號，使得定時控制器20控制顯示驅動電路的操作定時。具有一個水平時段的周期的定時信號可以是水平同步信號Hsync、數據使能DE、源輸出使能S0E、選通移位時鐘GSC(GCLK)和選通輸出使能GOE中的一個。水平同步信號Hsync具有一個水平時段的周 期并被輸入到定時控制器20。數據使能DE具有一個水平時段的周期并與一條線的數據同步地被輸入到定時控制器20。源輸出使能SOE具有一個水平時段的周期，并控制顯示數據驅動電路12的輸出定時，使得顯示數據驅動電路12在每個水平時段中生成視頻數據電壓。選通移位時鐘GSC(GCLK)具有一個水平時段的周期，并控制顯示選通驅動電路14和Tx驅動電路18的輸出定時，使得它們在每個水平時段中執行移位操作。選通輸出使能GOE具有一個水平時段的周期，并控制顯示選通驅動電路14的輸出定時，使得顯示選通驅動電路14在每個水平時段中與視頻數據電壓同步地輸出選通脈沖。定時控制器20可以生成具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS，作為具有兩個或更多個水平時段的周期的單獨信號。因而，除了具有一個水平時段的周期的定時信號，具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS還可以由定時控制器20生成為各種形式的信號。同步控制電路包括邊沿檢測器22和延遲單元24。同步控制電路可以包含在定時控制器20中。邊沿檢測器22接收具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS并檢測定時信號HDIS的上升沿(即，定時信號HDIS的脈沖的上升沿)。由于定時信號HDIS的脈沖的持續時間是預定或固定的，邊沿檢測器22可以基于脈沖的上升沿的檢測而確定要施加到延遲單元24的延遲量,并相應生成邊沿檢測信號。延時器24接收從邊沿檢測器22輸出的邊沿檢測信號和從定時控制器20輸出的Tx定時控制信號Txcon。延遲單元24將從邊沿檢測器22接收的邊沿檢測信號作為主時鐘MCLK進行技術，并將Tx定時控制信號Txcon延緩或延遲之前確定的計數值，以生成延遲的Tx定時控制信號Txcon’。結果，因為延遲的Tx定時控制信號Txcon’，Tx脈沖EXTP延遲預定的時段，并在回避生成像素驅動信號的最大電壓的時間的時間生成Tx脈沖EXTP的下降沿。即，每個Tx脈沖EXTP的下降沿將不與定時信號HDIS的任何邊沿對齊。因而，在回避生成像素驅動信號的最大電壓的時間的時間感測觸摸傳感器TS中的每一個。主時鐘MCLK可以由包含在定時控制器20中的振蕩器的輸出時鐘或包含在延遲單元24中的振蕩器的輸出時鐘替代。為了解決相關技術顯示器的限制，本發明人通過實驗發現了最影響觸摸傳感器的輸出信號的像素驅動信號時段(或時間)。根據本發明人的發現，最影響觸摸傳感器的輸出信號的像素驅動信號時段是生成像素驅動信號的選通脈沖的最大電壓、視頻數據電壓等的時間。作為實驗的結果，本發明人發現最影響觸摸傳感器的輸出信號的像素驅動信號時段是在一個水平時段內生成選通脈沖并將數據充電到像素的時間。在下面的描述中，最大像素驅動信號時段是將數據寫至像素陣列的像素的時間，即，最影響觸摸傳感器的輸出信號的像素驅動時間。本發明的實施方式按照預定的延遲時間從具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS中讀出觸摸傳感器TS的輸出信號，由此在回避最大像素驅動信號時段的時間內讀取觸摸傳感器TS的輸出信號。此外，本發明的實施方式連續并重復地感測每個觸摸傳感器的輸出信號達N次，以穩定地對每個觸摸傳感器TS的輸出進行取樣。圖5的波形圖示出了根據本發明實施方式的驅動顯示器件的方法。如圖5所示，根據本發明實施方式的驅動顯示器件的方法不將一個幀時段分為顯示時段和觸摸傳感器驅動時段。替代地，該方法在一個幀時段期間順序地將視頻數據寫至每條線的像素，并由此在回避最大像素驅動信號時段MAX的特定時段期間重復地讀出每個觸摸傳感器的輸出信號達N次。在最大像素驅動信號時段MAX期間，連接到像素電極的TFT由于選通脈沖而導通，并且像素電極在TFT的導通時間被充電至視頻數據電壓。因此，將數據寫至像素。包括水平空白時間的最大像素驅動信號時段的回避時間存在于最大像素驅動信號時段MAX之間。因為一個水平時段的定時信號的延緩/延遲，Tx脈沖EXTP的下降沿定位在回避最大像素驅動"[目號時段MAX的水平空白時間內。水平空白時間是針對順序地掃描顯不面板DIS的鄰近線所需要的時間的短時段而存在的B掃描時間。因而，在水平空白時間期間數據不寫至像素。水平空白時間在本文也稱為水平空白時段。根據本發明，Rx驅動電路16對每個觸摸傳感器的輸出信號進行取樣，每個傳感器的輸出信號與Tx脈沖EXTP同步并經由Rx線Rl至Ri接收。因而，在本發明中，每個觸摸傳感器的輸出在N個連續的水平空白時段(該水平空白時段為不是最大像素驅動信號時段的一部分的時段)被重復地取樣達N次。結果，觸摸傳感器的感測僅選擇性地在排除了最大像素驅動信號時段的特定時段期間發生。在圖5中，“ITStime”是穩定地對一個觸摸傳感器的輸出信號進行取樣所需要的時間，并且由N個觸摸掃描時段Tscanl至TscanN分割。觸摸掃描時段Tscanl至TscanN中的每一個包括水平空白時間。一個觸摸傳感器的輸出信號被連續并重復地讀出N次(即，在N個觸摸掃描時段Tscanl至TscanN的每一個中)。例如，針對觸摸掃描時段Tscanl至TscanN中的每一個，第一觸摸傳感器的在觸摸屏的第一 Tx線上存在的輸出通過Rx線Rl至Ri連續地被輸入到Rx驅動電路16，并由Rx驅動電路16的積分器進行取樣。隨后，針對觸摸掃描時段TscanN+1至Tscan2N(未示出)，第二觸摸傳感器的在觸摸屏的第二 Tx線上存在的輸出通過Rx線Rl至Ri連續地被輸入到Rx驅動電路16，并由Rx驅動電路16的積分器進行取樣。圖6的等效電路圖示出了觸摸傳感器TS和Tx脈沖EXTP的示例。如圖6所示，觸摸傳感器TS包括Tx線Tl至T4、與Tx線Tl至T4交叉的Rx線Rl至R5、以及在Tx線Tl至T4與Rx線Rl至R5的交叉處形成的互電容MC。Tx驅動電路18順序地向Tx線Tl至T4提供Tx脈沖EXTP。連續地向Tx線Tl至T4中的每一個提供Tx脈沖EXTP達N次。Rx驅動電路16在Tx脈沖EXTP的每個下降沿處、對通過Rx線Rl至R5接收的互電容MC的輸出進行取樣。圖7的波形圖示出了 Tx脈沖EXTP和具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS的示例。如圖7所示，同步控制電路基于具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS延緩或延遲Tx定時控制信號Txcon達預定的時間D。該預定的時間D可以通過計數來自具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS的下降沿的時鐘的數量而確定。事先確定預定的時間D，使得任何Tx脈沖EXTP的下降沿在回避最大像素驅動信號時段的時間內生成。圖8的波形圖示出了為圖I中示出的顯示器件的像素提供的像素驅動信號和為觸
摸屏的觸摸傳感器提供的Tx脈沖。如圖8所示，一個水平時段IH是掃描顯示面板DIS的一個水平線所需要的時間。一個水平時段IH包括數據寫入時段WR和水平空白時段HB (水平空白時間)。水平空白時段HB是通過從一個水平時段IH減去數據寫入時段WR而獲得的時間。最大像素驅動信號時段包括數據寫入時段WR，但不包括水平空白時段HB。在數據寫入時段WR期間，生成選通脈沖，并且響應于選通脈沖而將視頻數據電壓提供給像素的像素電極。但是，回避最大像素驅動信號時段的時間包括水平空白時段HB。水平空白時段HB是一個選通脈沖的下降沿和這一個選通脈沖的緊接的下一個選通脈沖的上升沿之間的時段。在水平空白時段HB期間，視頻數據電壓不寫至像素。將Tx脈沖EXTP順序地提供給Tx線Tl至T3。在該情況下，將Tx脈沖EXTP連續地提供給Tx線Tl至T3的每一個達N次，并且Tx脈沖EXTP的下降沿存在于水平空白時段HB期間。圖8示出這樣的示例其中將Tx脈沖EXTP連續地提供給Tx線Tl至T3的每一個達3次(S卩，在該示例中N = 3)。連續地提供給Tx線Tl至T3的每一個的Tx脈沖EXTP的數量不限于3，并且可以是諸如大于3的任何數量。將第一至第三Tx脈沖EXTP連續地提供給第一 Tx線Tl，并且第一至第三Tx脈沖EXTP的下降沿全部存在于相應的水平空白時段HB中。隨后，將第四至第六Tx脈沖EXTP連續地提供給第二 Tx線T2，并且第四至第六Tx脈沖EXTP的下降沿全部存在于相應的水平空白時段HB中。隨后，將第七至第九Tx脈沖EXTP連續地提供給第三Tx線T3，并且第七至第九Tx脈沖EXTP的下降沿全部存在于相應的水平空白時段HB中。S卩，根據本發明，生成任何和全部的Tx脈沖EXTP的下降沿，使得下降沿僅在水平空白時段HB期間下降，以回避最大像素驅動信號時段。Rx驅動電路16接著在Tx脈沖EXTP的每個下降沿處通過Rx線Rl至Ri對觸摸傳感器TS的輸出進行取樣，由此觸摸傳感器的輸出不受任何像素驅動信號的影響。本發明人已經使用在圖5至圖8中所示的方法來驅動圖I所示的顯示器件，并且根據Tx脈沖是否被延遲而執行了評價實驗，以評價本發明的實施方式的效果，這將在下面參照圖9至圖12更詳細地討論。圖9的波形圖示出了在未延遲Tx脈沖的實驗條件下的波形。圖10示出了在將如圖9所示的未被延遲的Tx脈沖提供給Tx線的實驗中測量的觸摸傳感器的輸出。相反，圖11的波形圖示出了在將Tx脈沖EXTP (該Tx脈沖EXTP為已延遲了預定時間的Tx脈沖)提供給Tx線以使得Tx脈沖EXTP的下降沿回避最大像素驅動信號時段的實驗條件下的波形。圖12示出在將如圖11所示的Tx脈沖EXTP提供給Tx線的實驗中測量的觸摸傳感器的輸出。在圖9和圖11中，X軸是時間并且y軸是電壓。在圖10和圖12中，X軸是沿觸摸屏的X軸排成行的觸摸傳感器的數量，并且I軸是由Rx驅動電路16轉換為數字觸摸數據的觸摸傳感器輸出值。在圖9至圖12的實驗中使用的顯示器件大致具有與圖I所示的顯示器件相同的電路配置，并且GIP型顯示選通驅動電路14和像素陣列形成在下玻璃基板上。在圖9至圖12的實驗中，顯示選通驅動電路14的選通移位時鐘GSC (GCLK)和Tx驅動電路18的選通移位時鐘GSC(GCLK)被選擇為基于Tx脈沖EXTP的定時而施加的具有I個水平時段的周期的定時信號HDIS。此外，在圖9至圖12的實驗中，Tx脈沖EXTP的一個周期是大約16 y sec，并且選通移位時鐘GSC(GCLK)的一個周期是大約IOii sec。
如圖9所示，當Tx脈沖未被延遲時，Tx脈沖的下降沿在最大像素驅動信號時段中生成。在該情況下，如圖10所示，當在Tx脈沖的下降沿處測量觸摸傳感器的輸出時，由于在最大像素驅動信號時段中生成的選通脈沖的電壓和視頻數據電壓的影響，在實驗的每個測量中，在觸摸傳感器的觸摸區域和非觸摸區域的每一個中讀出的電壓示出為不同的值。如圖10的曲線圖所示，由于觸摸區域和非觸摸區域的每一個的電壓在每個測量中示出為不同的值，難以確定對顯示器件的觸摸輸入是否已經被接收。因此，降低了觸摸傳感器的輸出信號的可靠性，并且降低了觸摸靈敏度。相反，在圖11中，根據本發明，Tx脈沖EXTP(其為已經延遲了預定時間(在實驗中作為示例為大約12 U sec)的Tx脈沖)以及由此Tx脈沖EXTP的下降沿在回避最大像素驅動信號時段的時間內生成。在該情況下，如圖12所示，在觸摸傳感器的觸摸區域和非觸摸區域的電壓之間存在很大差別，并且觸摸區域和非觸摸區域的每一個的電壓在實驗的每次測量中示出為相似的值。由于通過使用Tx脈沖EXTP并基于如圖12所示的檢測電壓，在回避最大像素驅動信號時段的時間內對觸摸傳感器進行取樣，所以高精度地確定已經進行對顯示器件的觸摸輸入。結果，使用本發明，增加了觸摸傳感器的輸出信號的可靠性并且增加了觸摸靈敏度，而不必將幀時段分為顯示時段和觸摸傳感器驅動時段。如上所述，本發明的實施方式在一個幀時段期間重復地將數據寫至像素并在回避像素驅動信號具有最大電壓的數據寫入時段(即，最大像素驅動信號時段)的時間內對觸摸傳感器的輸出信號進行取樣。因此，當對觸摸傳感器的輸出信號進行取樣時，可以防止或降低驅動信號對像素陣列的影響，并且可以降低或消除在像素陣列的驅動時間和觸摸傳感器的驅動時間方面的限制。雖然已參照多個示例性實施方式描述了實施方式，但應該理解，本領域技術人員能夠設計出落入本公開的原理范圍內的許多其它變型和實施方式。更具體地講，在本公開、附圖和所附的權利要求的范圍內，可以對主題組合設置的組成部件和/或設置進行各種變化和修改。除了組成部件和/或設置的各種變化和修改之外，另選用途對于本領域技術人員而言也是明顯的。本申請要求于2011年4月7日提交的韓國專利申請No. 10-的優先權，以引用的方式將該韓國專利申請的整個內容并入本文，以用于一切目的，如同在此進行了完整闡述。
權利要求
1.一種觸敏顯示器件，該觸敏顯示器件包括 顯示面板，該顯示面板包括數據線，與所述數據線交叉的選通線，以及像素陣列，所述像素陣列包括以矩陣形式布置的像素； 觸摸屏，該觸摸屏包括=Tx線，與所述Tx線交叉的Rx線，以及形成在所述Tx線與所述Rx線的交叉處的觸摸傳感器； 顯示驅動電路，該顯示驅動電路被配置為向所述顯示面板的所述像素提供視頻數據電壓；以及 觸摸屏驅動電路，該觸摸屏驅動電路被配置為向各Tx線順序地提供至少一個延遲脈沖，并通過所述Rx線感測各觸摸傳感器的輸出信號， 其中，所述至少一個延遲脈沖中的每一個的邊沿存在于水平空白時段中。
2.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述至少一個延遲脈沖中的每一個的下降沿在相應的水平空白時段期間下降。
3.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，向所述Tx線之一提供的所述至少一個延遲脈沖中的每一個不與向所述選通線中的相應一個提供的選通脈沖對齊。
4.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述至少一個延遲脈沖包括向各Tx線連續提供的多個延遲脈沖。
5.根據權利要求4所述的觸敏顯示器件，其中，所述多個延遲脈沖等于向各Tx線連續提供的至少三個延遲脈沖。
6.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，該觸敏顯示器件還包括同步控制電路，所述同步控制電路包括 邊沿檢測器，該邊沿檢測器被配置為檢測定時信號的上升沿；以及 延遲單元，該延遲單元被配置為根據檢測到的定時信號的上升沿生成延遲了預定時段的Tx定時控制信號，并向所述觸摸屏驅動電路輸出延遲的Tx定時控制信號，以生成所述至少一個延遲脈沖。
7.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述顯示面板和所述觸摸屏相疊置并彼此對齊。
8.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述顯示面板包括 玻璃基板，所述玻璃基板具有所述數據線、所述選通線和所述像素陣列；以及 偏光層，所述偏光層布置在所述玻璃基板上；并且 其中，所述觸摸屏布置在所述偏光層上，或布置在所述偏光層和所述玻璃基板之間。
9.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述顯示面板包括玻璃基板，所述玻璃基板具有所述數據線、所述選通線和所述像素陣列，并且 其中，所述觸摸傳感器布置在所述玻璃基板的所述像素陣列內。
10.根據權利要求I所述的觸敏顯示器件，其中，所述觸敏顯示器件是液晶顯示器、場發射顯示器、等離子體顯示面板、有機發光二極管顯示器和電泳顯示器中的一種。
11.一種操作觸敏顯示器件的方法，所述觸敏顯示器件包括顯示面板、觸摸屏、顯示驅動電路和觸摸屏驅動電路，所述顯示面板包括數據線、與所述數據線交叉的選通線以及像素陣列，所述像素陣列包括以矩陣形式布置的像素；所述觸摸屏包括Tx線、與所述Tx線交叉的Rx線以及形成在所述Tx線與所述Rx線的交叉處的觸摸傳感器；所述顯示驅動電路被配置為向所述顯示面板的所述像素提供視頻數據電壓，所述方法包括以下步驟 操作步驟，該操作步驟使用所述觸摸屏驅動電路操作所述觸摸屏，其中，所述操作步驟包括以下步驟 提供步驟，該提供步驟由所述觸摸屏驅動電路向所述觸摸屏的各Tx線順序地提供至少一個延遲脈沖，其中所述至少一個延遲脈沖中的每一個的邊沿存在于水平空白時段中；以及 感測步驟，該感測步驟由所述觸摸屏驅動電路通過所述Rx線感測各觸摸傳感器的輸出信號。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，在所述提供步驟，所述至少一個延遲脈沖中的每一個的下降沿在相應水平空白時段期間下降。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，在所述提供步驟，向所述Tx線之一提供的所述至少一個延遲脈沖中的每一個不與向所述選通線中的相應一個提供的選通脈沖對齊。
14.根據權利要求11所述的方法，其中，所述至少一個延遲脈沖包括多個延遲脈沖，并且 其中，所述提供步驟向各Tx線連續提供所述多個延遲脈沖。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述多個延遲脈沖等于向各Tx線連續提供的至少三個延遲脈沖。
16.根據權利要求11所述的方法，其中，所述觸敏顯示器件還包括同步控制電路，所述同步控制電路包括邊沿檢測器和延遲單元，并且 其中，所述提供步驟包括 由所述邊沿檢測器檢測定時信號的上升沿； 由所述延遲單元根據檢測到的定時信號的上升沿生成延遲了預定時段的Tx定時控制信號; 向所述觸摸屏驅動電路輸出延遲的Tx定時控制信號；以及 基于延遲的Tx定時控制信號，生成所述至少一個延遲脈沖。
全文摘要
本發明涉及具有觸摸傳感器的顯示器件及其驅動方法。根據實施方式，觸敏顯示器件包括顯示面板，其包括數據線、與數據線交叉的選通線以及像素陣列，像素陣列包括以矩陣形式設置的像素；觸摸屏，其包括Tx線、與Tx線交叉的Rx線和形成在Tx線與Rx線的交叉處的觸摸傳感器；顯示驅動電路，其被配置為向顯示面板的像素提供視頻數據電壓；以及觸摸屏驅動電路，其被配置為向各Tx線順序地提供至少一個延遲的脈沖，并感測各觸摸傳感器的通過Rx線的輸出信號，其中，該至少一個延遲的脈沖中的每一個的邊沿存在于水平空白時段中。
文檔編號G06F3/044GK102736811SQ20121009991
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月6日 優先權日2011年4月7日
發明者樸東祚 申請人:樂金顯示有限公司