具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法
专利名称：具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及显示设备及其驱动方法，更特别地，涉及一种减少了显示设备的噪声影响以使触摸误差最小的具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法。
背景技术：
近来，可通过触摸各种显示设备的屏幕来输入信息的触摸传感器作为信息输入设备被广泛应用于计算机系统中。由于触摸传感器使用户能够通过用手指或触笔简单地触摸屏幕来移动或选择显示的信息，所以每个人都能轻易地使用触摸传感器。触摸传感器通过感应显示设备屏幕上的触摸或触摸位置来提供触摸信息，计算机系统分析该触摸信息以执行指令。通常使用例如液晶显示器、等离子显示面板、有机发光二极管显示器等平板显示器作为显示设备。根据感应原理，触摸感应技术中存在电阻膜型、电容型、光学型、红外线型、超声波型和电磁型。电阻膜型触摸传感器通过感应电压变化来感知触摸，该电压变化是由于触摸压力使上层和下层电阻膜(透明导电膜)相接触而产生的。然而，电阻膜型触摸传感器的缺点在于，触摸传感器或显示设备容易受到触摸压力的影响，并且由于电阻膜之间的空气层的光散射作用而导致透光率较低。可以克服电阻膜型触摸传感器的缺点的电容型触摸传感器通过感应电容变化来感知触摸，该电容变化是当例如人体或触笔的导体触碰时使得少量电荷移动到触碰点而产生的。因为电容型触摸传感器具有较长的使用寿命、高透光率和优异的触摸传感性能，并且由于应用了强化玻璃而能够实现多点触摸，因此电容型触摸传感器受到了人们的关注。一般地，触摸传感器被制造为贴附到显示设备的上侧且用以实现触摸输入功能的平板。然而，贴附有触摸传感器的显示设备存在一个问题，即来自显示设备的噪声分量会导致触摸传感器发生故障。同时，如果使用液晶显示器作为显示设备，液晶显示器在使用垂直电场的TN(扭曲向列)模式或VA(垂直排列)模式下工作，或者在使用水平电场的IPS(共平面转换)模式或FFS (边缘场切换)模式下工作。使用垂直电场的TN模式或VA模式的液晶显示器具有形成在整个上基板上的公共电极，以屏蔽来自液晶显示器的噪声。与此相反，由于使用水平电场的IPS模式或FFS模式的液晶显示器具有与像素电极一起形成在下基板上的公共电极，所以很难屏蔽从液晶显示器穿透到触摸传感器中的噪声。
发明内容
因此，本发明涉及一种显示设备及其驱动方法。本发明的目的是提供一种具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，其中在来自显示设备的噪声分量较小的周期内驱动触摸传感器，以减小该噪声的影响，从而使触摸误
差最小。本发明的其他优点、目的和特征的一部分在下面的具体说明中给出，一部分优点、 目的和特征是本领域普通技术人员在阅读下文后能够清楚的或是通过实践本发明可以知晓的。本发明的目的和其他优点可以通过以下说明书及其权利要求以及附图中所特别给出的结构来实现和获得。为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的目的，如这里宽泛描述和体现的，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送该触摸坐标。所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据并发送该感应数据；同步信号输入单元，用于接收和发送垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；噪声确定单元，用于计数来自该同步信号输入单元的同步信号，并根据该同步信号检测周期性产生噪声的周期，以生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标和发送该触摸坐标，以及根据该感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。所述触摸控制器包括读出电路，通过使用来自触摸传感器的信号生成和发送感应数据；噪声滤波器，用于从来自该读出电路的感应数据中检测噪声分量，并将该噪声分量作为噪声检测信号发送；噪声确定单元，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，确定来自噪声滤波器的噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于产生公共电压并将该公共电压施加到该显示面板的公共电压生成器；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标和发送该触摸坐标，以及根据来自显示面板经由该公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成和发送感应数据；噪声确定单元，用于检测从该公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。该周期性噪声周期随着该显示面板的分辨率和工作温度而变化。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；通过使用用于控制该显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性生成噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤接收用于控制该显示面板的驱动定时的垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；计数该同步信号以根据该同步信号检测周期性产生噪声的周期，从而生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据该噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；以及根据来自该触摸传感器的信号生成感应数据，并且根据该感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤从该感应数据中检测噪声分量并发送噪声检测信号；通过使用用于控制该显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，确定该噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据来自噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；以及根据从该显示面板反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤检测反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据该噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。可以理解，对于本发明的前面的概括说明和以下的具体说明都是示例性和解释性的，其意图是为所要求保护的本发明提供更多的解释。
所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且被结合在本申请中构成其一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与文字说明一起用于解释本发明的原理。在附图中图1示意性示出了根据本发明优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。图2示出了图1中的触摸传感器的示例的示意图。图3示出了图1中的显示面板的驱动波形。图4示出了图1中的显示面板的噪声分量的波形。图5示出了根据本发明优选实施例的触摸传感器的驱动波形。图6示出了根据本发明优选实施例的图1中的触摸控制器的内部框图。图7示出了根据本发明另一优选实施例的图1中的触摸控制器的内部框图。图8示意性示出了根据本发明另一优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。图9示出了图8中的触摸控制器的驱动波形。图10示出了图8中的触摸控制器的内部框图。图IlA和IlB分别示出了显示现有技术和本发明中的信号电平和噪声电平的对比图。
具体实施例方式现在对本发明的特定实施例进行具体说明，在附图中示出了其示例。可能的情况下，在所有附图中使用相同的数字标记表示相同或相似的部件。图1示意性示出了根据本发明优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。参照图1，具有触摸传感器的显示设备的驱动单元包括用于驱动触摸传感器14 的触摸控制器20，用于驱动显示面板10的数据驱动器12和栅极驱动器13，以及用于驱动面板驱动单元的定时控制器11，该面板驱动单元包括数据驱动器12和栅极驱动器13。在这一示例中，触摸控制器20可以被集成为内置在定时控制器11中的一个集成电路。通常可以使用例如液晶显示面板(下文称为液晶面板)、等离子显示面板或有机发光二极管显示面板的平板显示面板作为显示面板10。下面将采用液晶面板作为示例描述该显示面板10。如果使用液晶面板作为显示面板10，则显示面板10包括在其上形成有滤色器阵列的滤色器基板、在其上形成有薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管阵列基板、设置在该滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层、和贴附到该滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板中的每一个的外侧上的偏振板。该显示面板10通过其上布置有多个像素的像素矩阵来显示图像。每个像素通过红、绿、蓝色子像素的组合来产生想要的颜色，其中每个子像素根据数据信号改变液晶的定向以调整透光率。每个子像素具有连接到栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管TFT、并连到该薄膜晶体管TFT的液晶电容器Clc和存储电容器Cst。 利用通过该薄膜晶体管TFT供给到该像素电极的数据信号与供给到公共电极的公共电压 Vcom之间的差对液晶电容器Clc充电，并且该液晶电容器Clc根据该充电的电压驱动液晶以调整透光率。存储电容器Cst保持充入液晶电容器Clc中的电压。定时控制器11使用来自外部主机系统(未示出)的图像数据执行各种信号处理， 并且将处理的数据提供给数据驱动器12。例如，为了提高液晶的响应速度，定时控制器11 可以通过过驱动(overdrive)来校正数据，在过驱动中，根据相邻帧之间的数据差增加过冲值(overshoot value)或欠冲值(undershoot value)，并发送该校正的值。而且，定时控制器11通过使用来自主机系统(未示出)的多个同步信号，生成控制该数据驱动器12的驱动定时的数据控制信号和控制该栅极驱动器13的驱动定时的栅极控制信号，并将该数据控制信号和栅极控制信号分别发送到数据驱动器12和栅极驱动器13。该数据控制信号包括用于控制数据信号的锁存的源启动脉冲和源采样时钟、用于控制该数据信号的极性的极性控制信号、和用于控制该数据信号的输出周期的源输出使能信号。该栅极控制信号包括用于控制栅极信号的扫描的栅极启动脉冲和栅极移位时钟、用于控制该栅极信号的输出周期的栅极输出使能信号。而且，该定时控制器11将同步信号(垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync)、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号GOE发送到触摸控制器20。栅极驱动器13响应于来自定时控制器11的栅极控制信号，依次驱动形成在该液晶面板10的薄膜晶体管阵列上的多条栅极线GL。如图3所示，栅极驱动器13在栅极线GL 的每个扫描周期提供栅极导通电压的扫描脉冲，在其他栅极线GL被驱动的其他周期内提供栅极截止电压。在这一示例中，通过来自定时控制器11的栅极输出使能信号GOE来控制提供所述栅极导通电压的扫描脉冲的宽度。数据驱动器12响应于来自定时控制器11的数据控制信号，将数据信号提供到在显示面板10的薄膜晶体管阵列上形成的多条数据线DL。数据驱动器12通过使用伽马电压接收并转换数字数据为正/负模拟数据信号，并且在每次栅极线GL被驱动时，将该数据信号提供给该数据线DL。触摸传感器14是电容型触摸传感器，电容型触摸传感器感应当例如人体或触笔的导体触摸该触摸传感器14时少量电荷移动到触摸点而产生的电容变化。该触摸传感器 14可以贴附到显示面板10上，或内置于显示面板10的像素阵列中。如图2所示，该电容型触摸传感器14具有在行方向上排列的多个第一感应电极15，和在列方向上排列的多个第二感应电极16。在行方向上排列的第一感应电极15彼此电连接，在列方向上排列的第二感应电极16彼此电连接。在大多数情况下，该第一和第二感应电极15和16可以是但不限于菱形。该第一和第二感应电极15和16被触摸控制器20驱动，并且形成具有导电触摸体的电容器，触摸该触摸传感器14以改变电容，从而发送指示是否发生触摸的信号。触摸控制器20向触摸传感器14提供驱动信号，并且根据来自该触摸传感器14的信号感应触摸以生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标，以及将该触摸坐标提供给主机系统(未示出)。并且，触摸控制器20通过使用来自定时控制器11的同步信号Vsync 或Hsync、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号G0E，检测来自显示面板10的噪声很小的周期——即无噪声周期，并在所检测的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。与此不同地， 触摸控制器20可以通过使用来自触摸传感器14的信号来检测该无噪声周期，并在所检测的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。噪声周期和无噪声周期可以随着分辨率和工作温度而变化。参照图3-5可知，在显示面板10中，主要是在因栅极导通电压产生的薄膜晶体管导通周期内，在通过薄膜晶体管对像素充电和放电的时间段中产生噪声。参照图3，显示面板10中的每个薄膜晶体管响应于栅极导通电压的栅极脉冲GP， 交替地在每一个垂直同步周期IV中向每个像素施加相对于公共电压Vcom的正数据信号 PDS和负数据信号NDS。参照图4可知，在栅极脉冲GP导通周期内的数据信号的每个充电和放电时间段(上升和下降时间段)中周期性地产生噪声分量。因此，本发明建议感应显示面板10的该周期性噪声，以便在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而减少噪声的影响。参照图5，触摸控制器20通过使用来自定时控制器11的垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync来感应该周期性噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中生成用于驱动触摸传感器的驱动信号。与此不同地，该触摸控制器20可以通过使用来自定时控制器11的栅极输出使能信号G0E，或者使用来自触摸传感器14的信号来感应该周期性噪声周期，从而在除了该噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。图6示出了根据本发明优选实施例的图1中的触摸控制器20的框图。参照图6，触摸控制器20包括读出电路22、同步信号输入单元24、噪声确定单元 26和信号处理器28。读出电路22通过使用来自图1中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路22将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，将该感应信号转换为数字感应数据，并发送该数字感应数据。同步信号输入单元M从图1中的定时控制器11接收垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号G0E，并将其发送到噪声确定单元 26。噪声确定单元沈计数来自同步信号输入单元M的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、源输出使能信号SOE和栅极输出使能信号GOE中的至少一个，并生成指示如前文所述的周期性噪声周期和周期性无噪声周期的噪声确定信号。在这一示例中，该噪声确定单元沈的计数值——即噪声周期和无噪声周期可以随着显示面板10的分辨率和工作温度而变化。信号处理器观通过使用来自噪声确定单元沈的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器观组合来自读出电路22的感应数据，以生成触摸坐标并将其发送到主机系统。图7示出了根据本发明另一优选实施例的图1中的触摸控制器20的内部框图。参照图7，触摸控制器20包括读出电路32、噪声滤波器34、噪声确定单元36和信号处理器38。读出电路32通过使用来自图1中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路32将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，并且将该感应信号转换为数字感应数据和发送该数字感应数据。噪声滤波器34从来自读出电路32的感应数据中检测噪声分量，并发送噪声检测信号。噪声确定单元36通过使用来自定时控制器11的同步信号Vsync和Hsync，确定来自噪声滤波器34的噪声检测信号是否为周期性产生的周期性噪声，并且如果确定是与该同步信号Vsync和Hsync同步生成的周期性噪声信号，则发送指示周期性噪声生成周期的
噪声确定信号。信号处理器38通过使用来自噪声确定单元36的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器38组合来自读出电路32的感应数据以生成触摸坐标，并将该触摸坐标发送到主机系统。图8示意性示出了根据本发明另一优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。参照图8，具有触摸传感器的显示设备的驱动单元包括用于驱动触摸传感器14 的触摸控制器40，用于驱动显示面板10的数据驱动器12和栅极驱动器13，用于驱动包括数据驱动器12和栅极驱动器13的面板驱动单元的定时控制器11，以及用于将公共电压 Vcom施加到显示面板10的公共电压生成器50。在这一示例中，触摸控制器40可以被集成为内置在定时控制器11中的一个集成电路。与图1中具有触摸传感器的显示设备相比，图8中的具有触摸传感器的显示设备的区别仅在于，触摸控制器40通过使用经由公共电压生成器50从显示面板10反馈回来的公共电压信号来确定噪声周期，因此这里将省略对于重复部件的描述。公共电压生成器50生成公共电压Vcom，并将该公共电压Vcom提供到显示面板10 的公共电极。在这一示例中，如图9所示，公共电压生成器50通过使用从显示面板10的公共电极反馈回来的公共电压Vcom信号来补偿该公共电压Vcom，并发送所补偿的公共电压 Vcom。如图9所示，在显示面板10的公共电压Vcom中生成了波动(ripple)分量，每当向数据线供给正极性数据信号或负极性数据信号，所述公共电压就根据数据信号在正极性或负极性方向上波动。公共电压Vcom中的所述波动分量作为噪声分量影响了该触摸传感器 14。触摸控制器40向触摸传感器14提供驱动信号，并且根据来自该触摸传感器14的信号感应触摸以生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标，并且将该触摸坐标发送给主机系统(未示出)。并且，该触摸控制器40通过使用从公共电压生成器50反馈回来的公共电压Vcom，确定生成了波动分量的周期，并在除了该噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。为此，参照图10，该触摸控制器40包括读出电路42、噪声确定单元44和信号处理器48。读出电路42通过使用来自图8中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路42将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，将该感应信号转换为数字感应数据并发送该数字感应数据。参照图9，噪声确定单元44检测从该公共电压生成器50反馈回来的公共电压 Vcom中的波动分量——即噪声分量，并发送指示生成了噪声分量的周期的噪声确定信号。信号处理器48通过使用来自噪声确定单元44的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器48组合来自读出电路42的感应数据以生成触摸坐标，并将该触摸坐标发送到主机系统。图IlA和IlB分别示出了显示来自现有技术和本发明的触摸控制器中的读出电路的感应数据中的信号电平和噪声电平的比较图。参照图IlA和IlB可知，由于来自现有技术的触摸控制器中的读出电路的感应数据的平均信号电平为829，最大噪声电平为79，并且大部分为高噪声电平，具有较低的信噪比(SNR)，所以现有技术中的感应灵敏度较低。
相反地，参照图11B，由于本发明应用了在显示面板的无噪声周期中驱动触摸传感器的方法，来自本发明的触摸控制器中的读出电路的感应数据的平均信号电平为996，感应数据的最大噪声电平为17，大部分为低噪声电平，具有比现有技术更高的信噪比(SNR)，所以本发明的感应灵敏度较高。下表1显示了对于不同反转系统的液晶显示设备，来自现有技术的触摸控制器和本发明的触摸控制器的读出电路的感应数据的平均输出值。表 1
反转类型读出电路的平均输出数据信号电平噪声电平SNR现有技术列反转65.6242.73点反转44.7251.79本发明列反转62.35.311.75点反转44.54.79.47参照表1可知，在采用列反转或点反转驱动的显示面板的情况中，由于来自现有技术的触摸控制器的读出电路的平均数据具有相对较小的信噪比SNR，所以现有技术的触摸控制器具有较低的感应灵敏度，而来自本发明的触摸控制器的读出电路的平均数据具有较高的信噪比SNR，所以本发明的触摸控制器具有较高的感应灵敏度。如前文所述，本发明的具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法具有以下优点。通过使用来自显示设备的定时控制器的至少一个同步信号(垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号)感应在显示面板上周期性产生的噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而允许减小来自显示面板的噪声的影响。通过使用从液晶显示面板反馈回来的公共电压信号感应在显示面板上周期性产生的噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而允许减小来自显示面板的噪声的影响。最后，由于通过减小来自显示面板的噪声的影响，减少了进入触摸控制器的噪声分量，从而提高了信噪比，所以本发明能够提高感应灵敏度。本领域技术人员将会明白，可以对本发明进行各种修改和改变而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明意图覆盖本发明的修改和改变，只要它们都落在后附的权利要求及其等效方式的范围内。
权利要求
1.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从所述显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送所述触摸坐标。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，并发送所述感应数据； 同步信号输入单元，用于接收和发送垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；噪声确定单元，用于计数来自所述同步信号输入单元的同步信号，并根据所述同步信号检测周期性产生噪声的周期，以生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送所述触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感ο
3.如权利要求1所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
4.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标并发送所述触摸坐标，以及根据所述感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
5.如权利要求4所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，通过使用来自触摸传感器的信号生成感应数据信号并发送所述感应数据信号；噪声滤波器，用于从来自所述读出电路的感应数据中检测噪声分量，并将所述噪声分量作为噪声检测信号发送；噪声确定单元，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，确定来自噪声滤波器的噪声检测信号是否是周期性的，并发送指示周期性的噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
6.如权利要求4所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
7.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；公共电压生成器，用于产生公共电压并将所述公共电压施加到所述显示面板； 定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据所述感应数据计算触摸坐标和发送所述触摸坐标，以及根据从显示面板经由所述公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据并发送所述感应数据； 噪声确定单元，用于检测从所述公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据生成并发送触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
9.如权利要求7所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
10.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；和通过使用用于控制所述显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，在除了从所述显示面板周期性生成噪声的周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
11.如权利要求10所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤 接收用于控制所述显示面板的驱动定时的垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；计数所述同步信号，以根据所述同步信号检测周期性产生噪声的周期，从而生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据所述噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
12.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；以及根据来自所述触摸传感器的信号生成感应数据，并且根据所述感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
13.如权利要求12所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤 从所述感应数据中检测噪声分量并发送噪声检测信号；通过使用用于控制所述显示面板的驱动定时的至少一个同步信号确定所述噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
14.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；以及根据从所述显示面板反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
15.如权利要求14所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤检测反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据所述噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
全文摘要
本发明涉及一种具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，其中在来自显示设备的噪声分量较小的周期内驱动触摸传感器，以减小该噪声的影响，从而使触摸误差最小。该具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送该触摸坐标。
文档编号G09G3/20GK102402331SQ20111027130
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月7日
发明者庆昌秀, 明大振, 李大圭, 辛承録, 金成撤, 金省呼 申请人:乐金显示有限公司
技术领域：
本发明涉及显示设备及其驱动方法，更特别地，涉及一种减少了显示设备的噪声影响以使触摸误差最小的具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法。
背景技术：
近来，可通过触摸各种显示设备的屏幕来输入信息的触摸传感器作为信息输入设备被广泛应用于计算机系统中。由于触摸传感器使用户能够通过用手指或触笔简单地触摸屏幕来移动或选择显示的信息，所以每个人都能轻易地使用触摸传感器。触摸传感器通过感应显示设备屏幕上的触摸或触摸位置来提供触摸信息，计算机系统分析该触摸信息以执行指令。通常使用例如液晶显示器、等离子显示面板、有机发光二极管显示器等平板显示器作为显示设备。根据感应原理，触摸感应技术中存在电阻膜型、电容型、光学型、红外线型、超声波型和电磁型。电阻膜型触摸传感器通过感应电压变化来感知触摸，该电压变化是由于触摸压力使上层和下层电阻膜(透明导电膜)相接触而产生的。然而，电阻膜型触摸传感器的缺点在于，触摸传感器或显示设备容易受到触摸压力的影响，并且由于电阻膜之间的空气层的光散射作用而导致透光率较低。可以克服电阻膜型触摸传感器的缺点的电容型触摸传感器通过感应电容变化来感知触摸，该电容变化是当例如人体或触笔的导体触碰时使得少量电荷移动到触碰点而产生的。因为电容型触摸传感器具有较长的使用寿命、高透光率和优异的触摸传感性能，并且由于应用了强化玻璃而能够实现多点触摸，因此电容型触摸传感器受到了人们的关注。一般地，触摸传感器被制造为贴附到显示设备的上侧且用以实现触摸输入功能的平板。然而，贴附有触摸传感器的显示设备存在一个问题，即来自显示设备的噪声分量会导致触摸传感器发生故障。同时，如果使用液晶显示器作为显示设备，液晶显示器在使用垂直电场的TN(扭曲向列)模式或VA(垂直排列)模式下工作，或者在使用水平电场的IPS(共平面转换)模式或FFS (边缘场切换)模式下工作。使用垂直电场的TN模式或VA模式的液晶显示器具有形成在整个上基板上的公共电极，以屏蔽来自液晶显示器的噪声。与此相反，由于使用水平电场的IPS模式或FFS模式的液晶显示器具有与像素电极一起形成在下基板上的公共电极，所以很难屏蔽从液晶显示器穿透到触摸传感器中的噪声。
发明内容
因此，本发明涉及一种显示设备及其驱动方法。本发明的目的是提供一种具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，其中在来自显示设备的噪声分量较小的周期内驱动触摸传感器，以减小该噪声的影响，从而使触摸误
差最小。本发明的其他优点、目的和特征的一部分在下面的具体说明中给出，一部分优点、 目的和特征是本领域普通技术人员在阅读下文后能够清楚的或是通过实践本发明可以知晓的。本发明的目的和其他优点可以通过以下说明书及其权利要求以及附图中所特别给出的结构来实现和获得。为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的目的，如这里宽泛描述和体现的，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送该触摸坐标。所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据并发送该感应数据；同步信号输入单元，用于接收和发送垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；噪声确定单元，用于计数来自该同步信号输入单元的同步信号，并根据该同步信号检测周期性产生噪声的周期，以生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标和发送该触摸坐标，以及根据该感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。所述触摸控制器包括读出电路，通过使用来自触摸传感器的信号生成和发送感应数据；噪声滤波器，用于从来自该读出电路的感应数据中检测噪声分量，并将该噪声分量作为噪声检测信号发送；噪声确定单元，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，确定来自噪声滤波器的噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于产生公共电压并将该公共电压施加到该显示面板的公共电压生成器；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标和发送该触摸坐标，以及根据来自显示面板经由该公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成和发送感应数据；噪声确定单元，用于检测从该公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自该噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。该周期性噪声周期随着该显示面板的分辨率和工作温度而变化。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；通过使用用于控制该显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性生成噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤接收用于控制该显示面板的驱动定时的垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；计数该同步信号以根据该同步信号检测周期性产生噪声的周期，从而生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据该噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；以及根据来自该触摸传感器的信号生成感应数据，并且根据该感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤从该感应数据中检测噪声分量并发送噪声检测信号；通过使用用于控制该显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，确定该噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据来自噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。在本发明的另一方面，一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法包括以下步骤驱动显示面板；以及根据从该显示面板反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器。驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤检测反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据该噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动该触摸传感器。可以理解，对于本发明的前面的概括说明和以下的具体说明都是示例性和解释性的，其意图是为所要求保护的本发明提供更多的解释。
所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且被结合在本申请中构成其一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与文字说明一起用于解释本发明的原理。在附图中图1示意性示出了根据本发明优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。图2示出了图1中的触摸传感器的示例的示意图。图3示出了图1中的显示面板的驱动波形。图4示出了图1中的显示面板的噪声分量的波形。图5示出了根据本发明优选实施例的触摸传感器的驱动波形。图6示出了根据本发明优选实施例的图1中的触摸控制器的内部框图。图7示出了根据本发明另一优选实施例的图1中的触摸控制器的内部框图。图8示意性示出了根据本发明另一优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。图9示出了图8中的触摸控制器的驱动波形。图10示出了图8中的触摸控制器的内部框图。图IlA和IlB分别示出了显示现有技术和本发明中的信号电平和噪声电平的对比图。
具体实施例方式现在对本发明的特定实施例进行具体说明，在附图中示出了其示例。可能的情况下，在所有附图中使用相同的数字标记表示相同或相似的部件。图1示意性示出了根据本发明优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。参照图1，具有触摸传感器的显示设备的驱动单元包括用于驱动触摸传感器14 的触摸控制器20，用于驱动显示面板10的数据驱动器12和栅极驱动器13，以及用于驱动面板驱动单元的定时控制器11，该面板驱动单元包括数据驱动器12和栅极驱动器13。在这一示例中，触摸控制器20可以被集成为内置在定时控制器11中的一个集成电路。通常可以使用例如液晶显示面板(下文称为液晶面板)、等离子显示面板或有机发光二极管显示面板的平板显示面板作为显示面板10。下面将采用液晶面板作为示例描述该显示面板10。如果使用液晶面板作为显示面板10，则显示面板10包括在其上形成有滤色器阵列的滤色器基板、在其上形成有薄膜晶体管阵列的薄膜晶体管阵列基板、设置在该滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层、和贴附到该滤色器基板和薄膜晶体管阵列基板中的每一个的外侧上的偏振板。该显示面板10通过其上布置有多个像素的像素矩阵来显示图像。每个像素通过红、绿、蓝色子像素的组合来产生想要的颜色，其中每个子像素根据数据信号改变液晶的定向以调整透光率。每个子像素具有连接到栅极线GL和数据线DL的薄膜晶体管TFT、并连到该薄膜晶体管TFT的液晶电容器Clc和存储电容器Cst。 利用通过该薄膜晶体管TFT供给到该像素电极的数据信号与供给到公共电极的公共电压 Vcom之间的差对液晶电容器Clc充电，并且该液晶电容器Clc根据该充电的电压驱动液晶以调整透光率。存储电容器Cst保持充入液晶电容器Clc中的电压。定时控制器11使用来自外部主机系统(未示出)的图像数据执行各种信号处理， 并且将处理的数据提供给数据驱动器12。例如，为了提高液晶的响应速度，定时控制器11 可以通过过驱动(overdrive)来校正数据，在过驱动中，根据相邻帧之间的数据差增加过冲值(overshoot value)或欠冲值(undershoot value)，并发送该校正的值。而且，定时控制器11通过使用来自主机系统(未示出)的多个同步信号，生成控制该数据驱动器12的驱动定时的数据控制信号和控制该栅极驱动器13的驱动定时的栅极控制信号，并将该数据控制信号和栅极控制信号分别发送到数据驱动器12和栅极驱动器13。该数据控制信号包括用于控制数据信号的锁存的源启动脉冲和源采样时钟、用于控制该数据信号的极性的极性控制信号、和用于控制该数据信号的输出周期的源输出使能信号。该栅极控制信号包括用于控制栅极信号的扫描的栅极启动脉冲和栅极移位时钟、用于控制该栅极信号的输出周期的栅极输出使能信号。而且，该定时控制器11将同步信号(垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync)、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号GOE发送到触摸控制器20。栅极驱动器13响应于来自定时控制器11的栅极控制信号，依次驱动形成在该液晶面板10的薄膜晶体管阵列上的多条栅极线GL。如图3所示，栅极驱动器13在栅极线GL 的每个扫描周期提供栅极导通电压的扫描脉冲，在其他栅极线GL被驱动的其他周期内提供栅极截止电压。在这一示例中，通过来自定时控制器11的栅极输出使能信号GOE来控制提供所述栅极导通电压的扫描脉冲的宽度。数据驱动器12响应于来自定时控制器11的数据控制信号，将数据信号提供到在显示面板10的薄膜晶体管阵列上形成的多条数据线DL。数据驱动器12通过使用伽马电压接收并转换数字数据为正/负模拟数据信号，并且在每次栅极线GL被驱动时，将该数据信号提供给该数据线DL。触摸传感器14是电容型触摸传感器，电容型触摸传感器感应当例如人体或触笔的导体触摸该触摸传感器14时少量电荷移动到触摸点而产生的电容变化。该触摸传感器 14可以贴附到显示面板10上，或内置于显示面板10的像素阵列中。如图2所示，该电容型触摸传感器14具有在行方向上排列的多个第一感应电极15，和在列方向上排列的多个第二感应电极16。在行方向上排列的第一感应电极15彼此电连接，在列方向上排列的第二感应电极16彼此电连接。在大多数情况下，该第一和第二感应电极15和16可以是但不限于菱形。该第一和第二感应电极15和16被触摸控制器20驱动，并且形成具有导电触摸体的电容器，触摸该触摸传感器14以改变电容，从而发送指示是否发生触摸的信号。触摸控制器20向触摸传感器14提供驱动信号，并且根据来自该触摸传感器14的信号感应触摸以生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标，以及将该触摸坐标提供给主机系统(未示出)。并且，触摸控制器20通过使用来自定时控制器11的同步信号Vsync 或Hsync、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号G0E，检测来自显示面板10的噪声很小的周期——即无噪声周期，并在所检测的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。与此不同地， 触摸控制器20可以通过使用来自触摸传感器14的信号来检测该无噪声周期，并在所检测的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。噪声周期和无噪声周期可以随着分辨率和工作温度而变化。参照图3-5可知，在显示面板10中，主要是在因栅极导通电压产生的薄膜晶体管导通周期内，在通过薄膜晶体管对像素充电和放电的时间段中产生噪声。参照图3，显示面板10中的每个薄膜晶体管响应于栅极导通电压的栅极脉冲GP， 交替地在每一个垂直同步周期IV中向每个像素施加相对于公共电压Vcom的正数据信号 PDS和负数据信号NDS。参照图4可知，在栅极脉冲GP导通周期内的数据信号的每个充电和放电时间段(上升和下降时间段)中周期性地产生噪声分量。因此，本发明建议感应显示面板10的该周期性噪声，以便在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而减少噪声的影响。参照图5，触摸控制器20通过使用来自定时控制器11的垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync来感应该周期性噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中生成用于驱动触摸传感器的驱动信号。与此不同地，该触摸控制器20可以通过使用来自定时控制器11的栅极输出使能信号G0E，或者使用来自触摸传感器14的信号来感应该周期性噪声周期，从而在除了该噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。图6示出了根据本发明优选实施例的图1中的触摸控制器20的框图。参照图6，触摸控制器20包括读出电路22、同步信号输入单元24、噪声确定单元 26和信号处理器28。读出电路22通过使用来自图1中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路22将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，将该感应信号转换为数字感应数据，并发送该数字感应数据。同步信号输入单元M从图1中的定时控制器11接收垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、源输出使能信号SOE或栅极输出使能信号G0E，并将其发送到噪声确定单元 26。噪声确定单元沈计数来自同步信号输入单元M的垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、源输出使能信号SOE和栅极输出使能信号GOE中的至少一个，并生成指示如前文所述的周期性噪声周期和周期性无噪声周期的噪声确定信号。在这一示例中，该噪声确定单元沈的计数值——即噪声周期和无噪声周期可以随着显示面板10的分辨率和工作温度而变化。信号处理器观通过使用来自噪声确定单元沈的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器观组合来自读出电路22的感应数据，以生成触摸坐标并将其发送到主机系统。图7示出了根据本发明另一优选实施例的图1中的触摸控制器20的内部框图。参照图7，触摸控制器20包括读出电路32、噪声滤波器34、噪声确定单元36和信号处理器38。读出电路32通过使用来自图1中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路32将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，并且将该感应信号转换为数字感应数据和发送该数字感应数据。噪声滤波器34从来自读出电路32的感应数据中检测噪声分量，并发送噪声检测信号。噪声确定单元36通过使用来自定时控制器11的同步信号Vsync和Hsync，确定来自噪声滤波器34的噪声检测信号是否为周期性产生的周期性噪声，并且如果确定是与该同步信号Vsync和Hsync同步生成的周期性噪声信号，则发送指示周期性噪声生成周期的
噪声确定信号。信号处理器38通过使用来自噪声确定单元36的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器38组合来自读出电路32的感应数据以生成触摸坐标，并将该触摸坐标发送到主机系统。图8示意性示出了根据本发明另一优选实施例的具有触摸传感器的显示设备的驱动单元的框图。参照图8，具有触摸传感器的显示设备的驱动单元包括用于驱动触摸传感器14 的触摸控制器40，用于驱动显示面板10的数据驱动器12和栅极驱动器13，用于驱动包括数据驱动器12和栅极驱动器13的面板驱动单元的定时控制器11，以及用于将公共电压 Vcom施加到显示面板10的公共电压生成器50。在这一示例中，触摸控制器40可以被集成为内置在定时控制器11中的一个集成电路。与图1中具有触摸传感器的显示设备相比，图8中的具有触摸传感器的显示设备的区别仅在于，触摸控制器40通过使用经由公共电压生成器50从显示面板10反馈回来的公共电压信号来确定噪声周期，因此这里将省略对于重复部件的描述。公共电压生成器50生成公共电压Vcom，并将该公共电压Vcom提供到显示面板10 的公共电极。在这一示例中，如图9所示，公共电压生成器50通过使用从显示面板10的公共电极反馈回来的公共电压Vcom信号来补偿该公共电压Vcom，并发送所补偿的公共电压 Vcom。如图9所示，在显示面板10的公共电压Vcom中生成了波动(ripple)分量，每当向数据线供给正极性数据信号或负极性数据信号，所述公共电压就根据数据信号在正极性或负极性方向上波动。公共电压Vcom中的所述波动分量作为噪声分量影响了该触摸传感器 14。触摸控制器40向触摸传感器14提供驱动信号，并且根据来自该触摸传感器14的信号感应触摸以生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标，并且将该触摸坐标发送给主机系统(未示出)。并且，该触摸控制器40通过使用从公共电压生成器50反馈回来的公共电压Vcom，确定生成了波动分量的周期，并在除了该噪声周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器14。为此，参照图10，该触摸控制器40包括读出电路42、噪声确定单元44和信号处理器48。读出电路42通过使用来自图8中的触摸传感器14的信号生成感应数据信号。读出电路42将来自触摸传感器14的信号与预定参考电压比较，以生成指示是否发生触摸的感应信号，将该感应信号转换为数字感应数据并发送该数字感应数据。参照图9，噪声确定单元44检测从该公共电压生成器50反馈回来的公共电压 Vcom中的波动分量——即噪声分量，并发送指示生成了噪声分量的周期的噪声确定信号。信号处理器48通过使用来自噪声确定单元44的噪声确定信号，在无噪声周期中驱动该触摸传感器14。并且，信号处理器48组合来自读出电路42的感应数据以生成触摸坐标，并将该触摸坐标发送到主机系统。图IlA和IlB分别示出了显示来自现有技术和本发明的触摸控制器中的读出电路的感应数据中的信号电平和噪声电平的比较图。参照图IlA和IlB可知，由于来自现有技术的触摸控制器中的读出电路的感应数据的平均信号电平为829，最大噪声电平为79，并且大部分为高噪声电平，具有较低的信噪比(SNR)，所以现有技术中的感应灵敏度较低。
相反地，参照图11B，由于本发明应用了在显示面板的无噪声周期中驱动触摸传感器的方法，来自本发明的触摸控制器中的读出电路的感应数据的平均信号电平为996，感应数据的最大噪声电平为17，大部分为低噪声电平，具有比现有技术更高的信噪比(SNR)，所以本发明的感应灵敏度较高。下表1显示了对于不同反转系统的液晶显示设备，来自现有技术的触摸控制器和本发明的触摸控制器的读出电路的感应数据的平均输出值。表 1
反转类型读出电路的平均输出数据信号电平噪声电平SNR现有技术列反转65.6242.73点反转44.7251.79本发明列反转62.35.311.75点反转44.54.79.47参照表1可知，在采用列反转或点反转驱动的显示面板的情况中，由于来自现有技术的触摸控制器的读出电路的平均数据具有相对较小的信噪比SNR，所以现有技术的触摸控制器具有较低的感应灵敏度，而来自本发明的触摸控制器的读出电路的平均数据具有较高的信噪比SNR，所以本发明的触摸控制器具有较高的感应灵敏度。如前文所述，本发明的具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法具有以下优点。通过使用来自显示设备的定时控制器的至少一个同步信号(垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号)感应在显示面板上周期性产生的噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而允许减小来自显示面板的噪声的影响。通过使用从液晶显示面板反馈回来的公共电压信号感应在显示面板上周期性产生的噪声周期，并且在除了噪声周期之外的无噪声周期中驱动触摸传感器，从而允许减小来自显示面板的噪声的影响。最后，由于通过减小来自显示面板的噪声的影响，减少了进入触摸控制器的噪声分量，从而提高了信噪比，所以本发明能够提高感应灵敏度。本领域技术人员将会明白，可以对本发明进行各种修改和改变而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明意图覆盖本发明的修改和改变，只要它们都落在后附的权利要求及其等效方式的范围内。
权利要求
1.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从所述显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送所述触摸坐标。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，并发送所述感应数据； 同步信号输入单元，用于接收和发送垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；噪声确定单元，用于计数来自所述同步信号输入单元的同步信号，并根据所述同步信号检测周期性产生噪声的周期，以生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送所述触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感ο
3.如权利要求1所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
4.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据该感应数据计算触摸坐标并发送所述触摸坐标，以及根据所述感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
5.如权利要求4所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，通过使用来自触摸传感器的信号生成感应数据信号并发送所述感应数据信号；噪声滤波器，用于从来自所述读出电路的感应数据中检测噪声分量，并将所述噪声分量作为噪声检测信号发送；噪声确定单元，通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，确定来自噪声滤波器的噪声检测信号是否是周期性的，并发送指示周期性的噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据计算并发送触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
6.如权利要求4所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
7.一种具有触摸传感器的显示设备，包括 显示面板；面板驱动单元，用于驱动所述显示面板；公共电压生成器，用于产生公共电压并将所述公共电压施加到所述显示面板； 定时控制器，用于控制所述面板驱动单元的驱动定时；触摸传感器，贴附到所述显示面板或内置在所述显示面板中而与所述显示面板形成为一体；以及触摸控制器，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据，根据所述感应数据计算触摸坐标和发送所述触摸坐标，以及根据从显示面板经由所述公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
8.如权利要求7所述的显示设备，其中所述触摸控制器包括读出电路，用于根据来自触摸传感器的信号生成感应数据并发送所述感应数据； 噪声确定单元，用于检测从所述公共电压生成器反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及信号处理器，通过使用来自读出电路的感应数据生成并发送触摸坐标，并且根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
9.如权利要求7所述的显示设备，其中所述周期性噪声周期随着所述显示面板的分辨率和工作温度而变化。
10.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；和通过使用用于控制所述显示面板的驱动定时的至少一个同步信号，在除了从所述显示面板周期性生成噪声的周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
11.如权利要求10所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤 接收用于控制所述显示面板的驱动定时的垂直同步信号、水平同步信号、源输出使能信号和栅极输出使能信号中的至少一个；计数所述同步信号，以根据所述同步信号检测周期性产生噪声的周期，从而生成指示噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据所述噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
12.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；以及根据来自所述触摸传感器的信号生成感应数据，并且根据所述感应数据中的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
13.如权利要求12所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤 从所述感应数据中检测噪声分量并发送噪声检测信号；通过使用用于控制所述显示面板的驱动定时的至少一个同步信号确定所述噪声检测信号是否是周期性的，并且发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据来自所述噪声确定单元的噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
14.一种用于驱动具有触摸传感器的显示设备的方法，包括以下步骤 驱动显示面板；以及根据从所述显示面板反馈回来的公共电压的噪声分量，在除了周期性噪声周期之外的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
15.如权利要求14所述的方法，其中驱动所述触摸传感器的步骤包括以下步骤检测反馈回来的公共电压的噪声分量，并且响应于噪声检测信号，发送指示周期性噪声周期和无噪声周期的噪声确定信号；以及根据所述噪声确定信号，在每个周期性的无噪声周期中驱动所述触摸传感器。
全文摘要
本发明涉及一种具有触摸传感器的显示设备及其驱动方法，其中在来自显示设备的噪声分量较小的周期内驱动触摸传感器，以减小该噪声的影响，从而使触摸误差最小。该具有触摸传感器的显示设备包括显示面板；用于驱动该显示面板的面板驱动单元；用于控制该面板驱动单元的驱动定时的定时控制器；贴附到或内置于该显示面板而与显示面板形成为一体的触摸传感器；以及触摸控制器，用于通过使用来自定时控制器的至少一个同步信号，在除了从该显示面板周期性产生噪声的周期之外的无噪声周期中驱动该触摸传感器，并根据来自触摸传感器的信号计算触摸坐标和发送该触摸坐标。
文档编号G09G3/20GK102402331SQ20111027130
公开日2012年4月4日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月7日
发明者庆昌秀, 明大振, 李大圭, 辛承録, 金成撤, 金省呼 申请人:乐金显示有限公司
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