具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法
具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法
【专利说明】
[0001] 本申请请求2014年10月6日申请的韩国特许申请第10-2014-0134027号及2015 年9月25日申请的韩国特许申请第10-2015-0136834号的优先权，为了所有目的，在此结 合这些申请作为参考，如同在此完全阐述一样。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003] 随着各种电子装置，例如，家用电器或便携式信息设备的重量和厚度减小，用户的 输入手段从按钮式开关变为触摸传感器。由此，诸如最近的显示装置之类的电子装置具有 触摸传感器（或触摸屏）。
[0004] 触摸传感器在智能手机之类的便携式信息设备中是必不可少的，上述触摸传感器 还适用于笔记本电脑、电脑显示器、家用电器等。最近，提出了将触摸传感器内置于显示面 板的像素阵列中的技术（以下，称为"嵌入式触摸传感器（In-cell touch sensor)"）。
[0005] 嵌入式触摸传感器技术可在不增加显示面板的厚度的情况下，在显示面板中设置 触摸传感器。为了减少由于像素和触摸传感器的耦合（Coupling)引起的相互影响，具有嵌 入式触摸传感器的电子装置对像素驱动时段（又称为"显示器驱动时段"）和触摸传感器驱 动时段（又称为"触摸屏驱动时段"）进行时分。
[0006] 嵌入式触摸传感器技术使用与显示面板的像素相连接的电极作为触摸传感器的 电极。例如，嵌入式触摸传感器技术将用于向液晶显示装置的像素供给公共电压的公共电 极分割，并利用分割的公共电极作为触摸传感器的电极。
[0007] 此外，在嵌入式触摸传感器技术中，提出了在不使用显示装置时进入睡眠模式 (或空闲模式）的功能。睡眠模式通过在不使用显示装置时使显示面板处于空闲状态来降 低显示装置的功耗。但是，有必要对降低功耗的睡眠模式继续研究。
【发明内容】
[0008] 在一个实施例中，一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所 述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述 触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置 的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触 摸。
[0009] 在一个实施例中，在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路：将沿一 个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道；将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收 通道；将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且从所述接收通道的电压感测触 摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱动信号以及所述第一传输通道和所 述接收通道之间的互电容而生成的。
[0010] 在一个实施例中，所述第一传输通道与所述接收通道平行。
[0011] 在一个实施例中，所述触摸屏驱动电路：将沿一个线的第三组触摸电极短路为第 二传输通道；将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上。所述接收通道的所述电压 是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传输通道和所述接收通道之间的互电 容而生成的。在一个实施例中，所述第一触摸驱动信号和所述第二触摸驱动信号为互补信 号。
[0012] 在一个实施例中，一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所 述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述 触摸屏驱动电路通过所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置的睡眠模式中，所述 触摸屏驱动电路将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组触摸电极来感测触 摸。
[0013] 在一个实施例中，所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第一传输通道。在 所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路：将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接 收通道；将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；从所述接收通道的电压感测触 摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱动信号以及所述第一传输通道和所 述接收通道之间的互电容而生成的。
[0014] 在一个实施例中，所述第一传输通道与所述接收通道平行。
[0015] 在一个实施例中，在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路：将沿一个线的 第三组触摸电极短路为第二传输通道；将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上。 所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传输通道和 所述接收通道之间的互电容而生成的。
[0016] 在一个实施例中，短路的第一组触摸电极包括所述显示装置的全部触摸电极。在 一个实施例中，短路的第一组触摸电极包括所述多个触摸电极中的两个以上线的触摸电 极。
[0017] 在另一实施例中，一种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述 方法包括：在所述显示装置的正常显示模式中，使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电 极来感测触摸；以及在所述显示装置的睡眠模式中，使用互电容触摸感测经由所述多个触 摸电极来感测触摸。
[0018] 在还一实施例中，一种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述 方法包括：在所述显示装置的正常显示模式中，通过所述多个触摸电极来感测触摸；和在 所述显示装置的睡眠模式中，将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组触摸电 极来感测触摸。
【附图说明】
[0019] 给本发明提供进一步理解并并入本申请构成本说明书一部分的附图图解了本发 明的实施实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0020] 图1为图解根据本发明第一实施例的显示装置的结构的框图；
[0021] 图2图解了触摸屏的触摸传感器；
[0022] 图3图解了包括公共电极的触摸屏；
[0023] 图4为用于说明嵌入式触摸时分驱动技术的波形图；
[0024] 图5为用于说明显示装置的低功耗驱动方法的示图；
[0025] 图6为用于说明常规的感测方法的示图；
[0026] 图7为用于说明根据本发明第一实施例的感测方法的示图；
[0027] 图8为图解根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法的流程图；
[0028] 图9图解了根据本发明第一实施例的装置的结构；
[0029] 图10图解了在敲击模式中，外围线的操作特性；
[0030] 图11图解了图9中所示的第一线的驱动；
[0031] 图12图解了图9中所示的第二线的驱动；
[0032] 图13图解了图9中所示的第三线的驱动；
[0033] 图14图解了在根据本发明第二实施例的睡眠模式操作中，用于以块为基础进行 感测的触摸传感器的结构；
[0034] 图15图解了在图14中所示的基于块进行感测的过程中发生短路的区域。
【具体实施方式】
[0035] 以下，将详细描述本发明的实施例，附图中图解了实施例的一些例子。
[0036] 根据本发明的具有触摸传感器的电子装置由TV、机顶盒、导航系统、视频播放器、 蓝光播放器、个人电脑（PC)、家庭影院、移动电话等实现。
[0037] 例如，根据本发明的具有触摸传感器的电子装置基于显示面板来实现。显示面板 可选择诸如液晶显示（LCD)面板、电泳显示面板和等离子显示面之类的平板显示面板，但 并不局限于此。然而，在以下说明中，为了便于说明，作为显示面板而提供液晶显示（LCD) 面板。
[0038] 〈第一实施例〉
[0039] 图1为图解根据本发明第一实施例的显示装置的结构的框图，图2图解了触摸屏 的触摸传感器，图3图解了其中形成有公共电极的触摸屏，图4为用于说明嵌入式触摸时分 驱动技术的波形图。
[0040] 如图1所示，根据本发明第一实施例的显示装置包括时序控制器20、数据驱动电 路12、扫描驱动电路14、液晶显示（IXD)面板DIS、触摸屏TSP及触摸屏驱动电路30。
[0041] 时序控制器20从主机系统（未图示）与诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号 Hsync、数据使能信号DE和主时钟信号MCLK之类的时序信 号一起接收数字视频数据RGB，并 基于接收的信号控制数据驱动电路12和扫描驱动电路14。
[0042] 时序控制器20基于诸如栅极起始脉冲信号GSP、栅极移位时钟信号GSC和栅极输 出使能信号G0E之类的扫描时序控制信号来控制扫描驱动电路14。时序控制器20基于诸 如源采样时钟信号SSC、极性控制信号P0L、源极输出使能信号S0E之类的数据时序控制信 号来控制数据驱动电路12。
[0043] 数据驱动电路12通过将从时序控制器20输入的数字视频数据RGB转换为模拟正 极性/负极性伽玛补偿电压来生成数据电压。数据驱动电路12通过数据线D1到Dm来供 给数据电压。
[0044] 扫描驱动电路14依次生成同步于数据电压的栅极脉冲（或扫描脉冲）信号。扫 描驱动电路14通过栅极线G1到Gn来供给栅极脉冲信号。
[0045] 液晶显示面板DIS基于从扫描驱动电路14供给的栅极脉冲信号和从数据驱动电 路12供给的数据电压来显示图像。液晶显示面板DIS包括夹在两个基板之间的液晶层。液 晶显示面板DIS能够实现为任何公知的液晶模式，如扭曲向列（TN)型、垂直取向（VA)型、 共平面切换（IPS，In Plane Switching)型和边缘场切换（FFS)型。
[0046] 多条数据线D1到Dm (m为2以上的整数）和多条栅极线G1到Gn (η为2以上的整 数）界定出液晶显示面板DIS的子像素。一个子像素包括形成于数据线和栅极线的每个交 叉部处的薄膜晶体管（TFT)、对数据电压进行充电的像素电极、与像素电极相连接来维持液 晶单元的电压的存储电容器Cst等。
[0047] 在液晶显示面板DIS的上基板上形成有黑矩阵、滤色器等。在液晶显示面板DIS的 下基板上形成有TFT、像素电极、公共电极等。液晶显示面板DIS可由TFT上滤色器（C0T， Color filter On TFT)结构实现。这种情况下，黑矩阵和彩色滤光片能够形成于液晶显示 面板DIS的下基板上。
[0048] 被供给有公共电压的公共电极可形成于液晶显示面板DIS的上基板或下基板上。 液晶显示面板DIS的上基板和下基板分别贴附有偏振器，且在上基板和下基板的与液晶接 触的内面上形成有用于设定液晶的预倾角的取向膜。
[0049] 在液晶显示面板DIS的上基板和下基板之间形成有用于维持液晶单元的单元间 隙的柱状衬垫料。在液晶显示面板DIS的下偏振器的背面下方配置有背光单元。背光单元 以边缘式或直下式背光单元实现，从而向液晶显示面板DIS提供光。
[0050] 触摸屏驱动电路30利用触摸屏TSP来感测是否存在触摸以及触摸点。触摸屏驱 动电路30包括：驱动电路，该驱动电路生成用于驱动触摸传感器的驱动电压；以及感测电 路，该感测电路感测触摸传感器并生成用于检测是否存在触摸、坐标信息等的数据。触摸屏 驱动电路30的驱动电路和感测电路可由一个集成电路（1C)形成或分离地配置。
[0051] 触摸屏驱动电路30形成在与液晶显示面板DIS相连接的外部基板上。触摸屏驱 动电路30通过多条感测线L1~Li (i为正整数）来与触摸屏TSP相连接。触摸屏驱动电 路30基于触摸屏TSP中包含的触摸传感器之间的电容偏差来感测是否存在触摸以及触摸 点。
[0052] 在被用户的手指触摸的点和未被触摸的点之间产生电容偏差，触摸屏驱动电路30 通过感测该电容偏差来感测是否存在触摸以及触摸点。触摸屏驱动电路30生成与是否 存在触摸以及触摸点相关的触摸数据HIDxy，并向主机系统（未图示）传输上述触摸数据 HIDxy〇
[0053] 如图2所示，触摸屏TSP以下述方式实现，即触摸屏TSP作为嵌入式自触摸 (in-cell self touch)(以下称为自触摸）感测型触摸屏内置于液晶显示面板DIS的显示 区域AA中。自触摸感测型触摸屏TSP利用由形成于液晶显示面板DIS内的电极以块（或 点）形式构成的电极作为触摸传感器。
[0054] 位于液晶显示面板DIS的显示区域AA中的"(：1工2、03和04"是指触摸传感器（或 触摸传感器块），"L1、L2、L3和L4"是指与触摸传感器相连接的感测线。以下，基于由公共 电极构成触摸传感器的例子进行说明。
[0055] 如图3中所示，在自触摸感测型触摸屏TSP中，形成于液晶显示面板DIS内的Μ个 (Μ为4以上的整数）子像素（例如，横向32个子像素*纵向32个子像素）中所包含的公 共电极COM组成一个触摸传感器。即，通过液晶显示面板DIS中分离形成的公共电极COM 限定出触摸传感器Cl、C2、C3和C4。
[0056] 如图1至图3中所示，触摸屏驱动电路30通过与自触摸感测型触摸屏TSP相连接 的感测线L1到L4来供给触摸驱动信号Tdrv。
[0057] 当触摸屏驱动电路30以自触摸感测方式感测触摸屏TSP时，触摸屏驱动电路30 通过感测线L1到L4来感测触摸状态和非触摸状态之间的RC延迟差Δ t，且当相邻的触摸 传感器C1到C4之间的RC延迟差超过基准值时，认为是施加了触摸。
[0058] 参照图4,在具有自触摸感测型触摸屏的显示装置的情形中，在时间上分割其中在 液晶显示面板DIS上显示图像的显示器驱动时段Td和其中感测触摸屏TSP的触摸屏驱动 时段Tt。即，显示器驱动时段Td和触摸屏驱动时段Tt被时分驱动。
[0059] 在显示器驱动时段Td感测线L1到L4被供给公共电压Vcom且在触摸屏驱动时段 Tt感测线L1到L4被供给触摸驱动信号Tdrv。触摸驱动信号Tdrv以AC信号的形式生成。 可由时序控制器或主机系统生成用于将显示器驱动时段Td和触摸屏驱动时段Tt进行时分 的同步信号Tsync 〇
[0060] 尽管在上面的描述中触摸屏驱动电路30通过自电容触摸感测方法感测触摸屏 TSP中是否存在触摸以及触摸点。但是，触摸屏驱动电路30还可通过互电容触摸感测方法 针对触摸屏TSP来感测是否存在触摸以及触摸点。这种情况下，液晶显示面板DIS包括用 于传输触摸驱动信号的Tx线和用于接收由于触摸而变化的电压的Rx线，所述电压表示电 容值变化。
[0061] 图5为用于说明显示装置的低功耗驱动方法的示图，图6为用于说明常规的感测 方法的示图。
[0062] 如图5 (a)中所示，如上所述的显示装置在用户不使用装置时进入睡眠模式（或空 闲模式）。如图5 (b)所示，当用户以敲击屏幕的方式触摸液晶显示面板DIS的屏幕X次时， 则显示装置从睡眠模式唤醒。
[0063] 将图5中所示的功能命名为"敲击"（knock on)。如图5中所示，敲击能够以在不 使用显示装置时使液晶显示面板变为空闲的方式来降低装置的功耗。但是，有必要对降低 功耗的睡眠模式继续研究。
[0064] [常规感测方法的回顾]
[0065] 如图6中所示，在常规的自触摸感测方案中，由于彼此相邻的栅极线G1和数据线 D1，触摸传感器的电容Cs以親合（Coupling)形式出现。
[0066] 为了解决该问题，常规的方法通过产生与提供给感测线的触摸驱动信号的调制电 压相同的电压并将产生的电压提供给栅极线G1和数据线D1来减少触摸传感器的电容Cs。
[0067] 当按常规方法进行自触摸感测时，触摸传感器的电容减少，随着手指电容的影响 增加，灵敏度得到提高，且触摸传感器对噪声不敏感。由此，对触摸屏驱动电路的驱动能力 的限制减轻，因而能够减小电路的物理尺寸。
[0068] 但是，要想将该常规方法应用于敲击功能，需要用于生成触摸驱动信号的调制电 压并缓冲该调制电压的模拟电路。当添加模拟电路时，电流消耗增加，且电流可根据栅极线 和数据线的负载而增加。
[0069] 基于这种原因，在用于敲击功能的睡眠模式操作中仅通过使用该常规方法很难满 足电流规格，且需要额外使用大量资源。
[0070] 但是，当不使用该常规方法时，增加了触摸传感器的电容。因此，为了正常操作，必 须采取用于避免输出范围限制的方法，如减小调制电压、限制积分次数或增加触摸屏驱动 电路的反馈电容器Cfb。
[0071] 然而，当使用上面的例子时，信噪比（SNR)减小。并且，为了解决由触摸传感器的 非常大的电容（高达数百PF) 导致的饱和问题，触摸屏驱动电路的内部电容器的电容需要 增加至相似的范围内，这可能是无法实现的。
[0072] [根据实施例的感测方法的构思]
[0073] 图7为用于说明根据本发明第一实施例的感测方法的示图，图8为图解根据本发 明第一实施例的显示装置的驱动方法的流程图。
[0074] 如图7中所示，为了用于敲击功能的睡眠模式操作，本发明的第一实施例改变触 摸传感器的电极结构，。具体地说，为了在睡眠模式操作中感测触摸传感器之间的互电容 Cm，分成块（或点）的公共电极按线进行连接。即，当执行敲击功能时，公共电极从块型电 极变为条型（或条纹型）触摸传感器线。
[0075] 例如，"Cml"是指第一线Tx和第二线Rx之间的互电容，"Cm2"是指第三线Tx和第 二线Rx之间的互电容，"Rx (η) "是指形成于第一线Τχ和第三线Τχ之间的线，"CPRX"是指 第二线（Rx线）和地之间的寄生电容。
[0076] 当对以如上方式构成的Tx通道施加驱动电压时，传输给接收通道Rx(n)的电压由 互电容Cm的变化量和Tx驱动电压确定。此时，施加给Tx通道的驱动电压例如以互补激励 脉冲（Complementary Excitat ion Pulse)的形式生成，如第一驱动电压VEX和第二驱动 电压VEXB。然而，本发明并不局限于此。互补激励脉冲对噪声之类的信号畸变具有强的抵 抗力。
[0077] 触摸屏驱动电路（感测电路，R0IC)能够从"Vin"感测出触摸传感器之间的互电 容Cm，"Vin"由公式表示如下。
[0078]
[0079] 在上述公式中，Δ(；是指k和k之间的差，k是指第一线的触摸传感器线中产 生的电容，(； 2是指第二线的触摸传感器线中产生的电容。此外，CPRX是指第二线（Rx线）和 地之间的寄生电容，VE表示驱动电压，如Vex或Vexb。
[0080] 根据本发明的第一实施例，施加给触摸屏驱动电路（感测电路，ROIC)的输入端 (反相端" -"）的电荷由电容分压器（capacitor divider)确定且表示为与互电容（Cm)变 化量对应的触摸值。
[0081] 由此，根据触摸屏内的互电容和寄生电容Cprx(Rx寄生电极的电容）的分压 (dividing)确定感测电路R0IC的输出，能够将感测电路设计为在感测电路R0IC中仅存在 反馈电容器。
[0082] 因此，本发明的第一实施例在自触摸感测期间不会出现常规方法中产生的饱和。 此外，根据需要，为了增加较小的互电容（Cm)变化量，本发明的第一实施例通过增加积分 器的增益以及积分次数能够将互电容（Cm)变化量放大至高于可检测电压（触摸阈值）。
[0083] 因此，本发明的第一实施例中，当显示装置进入用于敲击功能的睡眠模式时，显示 装置从自触摸感测显示装置转换为互触摸感测显示装置。本发明的第一实施例在具有触摸 传感器的显示装置执行敲击功能的过程中保持触摸驱动稳定性及可靠性的同时能够降低 功耗。
[0084] 这是因为互触摸感测方法只放大互电容（Cm)变化量，因而互触摸感测方法能够 检测理想的触摸级别而不会使感测电路R0IC的输出饱和。就是说，即使增加触摸传感器的 电容，互触摸感测方法也不引起输出范围被限制（输出的饱和）。
[0085] 如图8中所示，根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法在执行敲击功能的 过程中保持驱动稳定性及可靠性的同时降低功耗。
[0086] 根据本发明的第一实施例，在正常驱动状态下，显示装置显示图像并由触摸驱动 信号驱动（S110)。在图像显示和触摸驱动时段（正常模式或非睡眠模式）中通过第一触 摸感测方法感测触摸屏。第一触摸感测方法能够是自电容触摸感测方法。在正常驱动状态 下，持续（或周期性地）判别是否施加了输入（S120)。
[0087] 当施加输入（"是"）时，则显示装置通过第一触摸感测方法显示图像，由触摸信号 驱动并感测触摸（S110)。当没有施加输入（"否"）时，显示装置进入睡眠模式（S130)。
[0088] 在睡眠模式中，显示装置不显示图像并由触摸驱动信号驱动（S140)。在未显示图 像和触摸驱动时段（睡眠模式）中，通过第二触摸感测方法感测触摸屏。第二触摸感测方 法能够是互电容触摸感测方法。在睡眠模式中，持续（或周期性地）判别是否产生敲击（例 如用户双击屏幕）（S150)。
[0089] 当未发生敲击（"否"）时，显示装置通过第二触摸感测方法不显示图像，被触摸驱 动且感测触摸屏（S140)。当发生敲击（"是"）时，显示装置脱离睡眠模式（S160)。即，根 据是否发生敲击切换触摸感测模式。
[0090] 当显示装置脱离睡眠模式时，显示装置显示图像且由触摸驱动信号驱动（S170)。 显示装置在图像显示和触摸驱动时段（正常模式或非睡眠模式）中通过第一触摸感测方法 感测触摸屏。
[0091] 根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法在显示装置以正常驱动状态（正 常模式或非睡眠模式）操作时，通过第一触摸感测方法感测触摸屏。此时，选择自电容触摸 感测方法作为第一触摸感测方法。
[0092] 在显示装置以睡眠模式操作时，通过与第一触摸感测方法不同的第二触摸感测方 法感测触摸屏。此时，选择互电容触摸感测方法作为第二触摸感测方法。
[0093] 如参照图7已说明，与自电容触摸感测方法相比，互电容触摸感测方法能够在执 行敲击功能的过程中保持驱动稳定性及可靠性的同时降低功耗。因此，仅通过改变触摸感 测方法就能够获得上述的优点。
[0094] 现在解释有助于理解本发明的示例。下面的描述重点说明当显示装置以睡眠模式 操作时触摸传感器的电极结构的变化和感测方法的变化。
[0095] 图9图解了根据本发明第一实施例的装置的结构，图10图解了在敲击模式中，外 围线的操作特性，图11图解了图9中所示的第一线的驱动，图12图解了图9中所示的第二 线的驱动，图13图解了图9中所示的第三线的驱动；。
[0096] 如图9中所示，根据本发明的第一实施例，当显示装置以睡眠模式操作时，以块 (或点）形式构成的触摸传感器电极变为平行的条型电极。
[0097] 例如，第一线中以块形式构成的触摸传感器电极0, 32,64，…，256, 288通过第一 多路复用信号1MUX发生短路，从而变为条型电极。此外，第二线中以块形式构成的触摸传 感器的电极1，33,65,…，257, 289通过第二多路复用信号2MUX发生短路，从而变为条型电 极。
[0098] 以这种方式，与第三线至第三十二线对应的触摸传感器电极分别通过第三多路复 用信号3MUX至第三十二多路复用信号32MUX发生短路，从而变为条型电极。
[0099] 块型触摸传感器电极通过第一多路复用信号1MUX至第三十二多路复用信号 32MUX按线发生短路而变为条型电极意味着显示装置包括用于将水平方向上的块电连接的 开关或者能够执行与此对应的功能的装置（未示出）。
[0100] 以下，第一线中的触摸传感器电极0,32,64，…，256,288至第三十二线中的触摸 传感器电极31，63,95，…，287, 319)命名为第一触摸传感器组（1组）到第三十二触摸传 感器组（32组）。
[0101] 第一触摸传感器组（1组）至第三十二触摸传感器组（32组）一列一列地与多路 复用器MUX相连接。尽管在本实施例中多路复用器MUX为包括一个输入通道和十个输出通 道的10:1MUX，但并不局限于此。
[0102] 多路复用器MUX包含在触摸屏驱动电路30中。多路复用器MUX与包含在触摸屏 驱动电路30中的感测电路及驱动电路（感测块&Tx缓冲器）相连接。
[0103] 多路复用器MUX以时分方式驱动，并选择性地控制与感测电路及驱动电路（感测 块&Τχ缓冲器）电连接的触摸通道。触摸通道是指触摸传感器电极的短路线。
[0104] 根据这种结构，若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过在内部产 生第一多路复用信号1MUX至第三十二多路复用信号32MUX将每个线中的十个块短路，从而 将一个线变为触摸传感器组。即，触摸屏驱动电路30改变触摸屏的电极结构。
[0105] 尽管当显示装置以正常模式（或非睡眠模式）操作时，触摸传感器以块的形式存 在，但当显示装置以睡眠模式操作时，以线的形式存在32个触摸传感器。如上所述的触摸 传感器、多路复用器MUX及多路复用信号的数量仅是示例性的，并不局限于此。
[0106] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30在改变触摸屏的电极结构的 同时将其触摸通道分为Τχ通道和Rx通道。此时，触摸屏驱动电路30能够将其触摸通道分 为i个（i为2以上的整数）Tx通道和j个（j为2以上的整数）Rx通道。
[0107] 例如，与第一触摸传感器组（1组）相连接的感测线变为Tx通道，与第二触摸传感 器组（2组）相连接的感测线变为Rx通道，与第三触摸传感器组3组相连接的感测线变为 Tx通道。
[0108] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过各个Tx通道输出第一驱 动电压VEX和第二驱动电压VEXB。此时，如上所述，第一驱动电压VEX和第二驱动电压VEXB 能够生成为互补激励脉冲，但并不局限于此。
[0109] 若使第一触摸传感器组（1组）和第三触摸传感器组（3组）通过具有相同的形状 (或相同的相位）的脉冲进行操作，则在第二触摸传感器组（2组）中形成耦合电容。这种 情况下，Rx通道的电压如Tx通道被升压。因此，理想的是设置于Rx通道两侧的Tx通道的 相位相反，使得Rx通道的输出值不会饱和。
[0110] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过各个Tx通道输出驱动电 压，然后通过Rx通道来接收表示互电容Cml和Cm2的变化量的电压，并判别是否产生敲击。
[0111] 若未发生敲击，则显示装置不显示图像，并由触摸驱动信号驱动（互触摸感测）。 若发生敲击，则显示装置脱离睡眠模式，显示图像，并由触摸驱动信号驱动（自触摸感测）。
[0112] 假定触摸传感器电极的电容器的数量较大，则触摸屏驱动电路30很难包括与触 摸传感器电极的电容器一样多的感测电路。因为位于触摸屏驱动电路30的输入端处的多 路复用器MUX重复驱动触摸通道，因而减少了感测电路的数量。
[0113] 此外，只要帧率（Frame rate)上没有问题，就可以通过增加每一多路复用器的通 道的数量来减少感测电路的数量，从而降低触摸屏驱动电路30的功耗。在上述说明中，通 过多路复用信号进行控制而对每一多路复用器MUX连接Μ个通道（例如10个通道）。
[0114] 根据触摸屏驱动电路30可驱动触摸传感器电极的电容器的能力，可通过增加（驱 动能力优秀时）或减少（驱动能力不足时）短路的线的数量来控制短路的线。
[0115] 如图10中所示，在显示装置以睡眠模式操作的情况下，触摸屏驱动电路30可仅使 用第一触摸传感器组（1组）至三十三触摸传感器组（3组）中存在于内部区域的触摸电极 U_区域，而不使用存在于外围（或最外围）区域的触摸电极NU_区域。
[0116] 如果不使用存在于外围（或最外围）区域中的触摸电极的值，视为用户不触摸存 在于外围区域中的触摸电极，当使用敲击功能时，能够降低功耗。当使用敲击功能时，触摸 屏驱动电路30为了不使用存在于外围区域中的触摸电极NU_区域，可不使外围（或最外 围）区域中包含的Tx通道、Rx通道或Tx及Rx通道工作。
[0117] 在液晶显不面板和触摸屏驱动电路30之间可能存在特性偏差。在液晶显不面板 和触摸屏驱动电路30之间存在特性偏差的情况下，在Rx通道之间产生偏差。因此，用于判 别是否有触摸的触摸阈值（值）应设定为符合液晶显示面板的特性的实验值。
[0118] 在显示装置以睡眠模式操作的情况下，因为触摸屏驱动电路30不使用内部算法， 所以触摸屏驱动电路30可仅使用从Rx通道输出的绝对值来判断是否有触摸。若判断为有 触摸，则时序控制器输出用于使触摸屏驱动电路30从睡眠模式唤醒的信号。
[0119] 图9图解了触摸传感器在水平方向上构成一组触摸传感器。但是，这属于一个例 示，触摸传感器可根据显示装置的模式而在水平方向或垂直方向上构成一组触摸传感器。
[0120] 根据本发明的第一实施例，触摸屏驱动电路30在显示装置以睡眠模式操作的情 况下，如下所述，以线为单位进行互触摸检测。现在将描述显示装置处于睡眠模式中的示 例。
[0121] 参照图11，为了选择与第一线（线1)对应的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30 的多路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第一多路复用 信号1MUX。由此，与第一线（线1)对应的块型触摸传感器0, 32,64,…，256, 288变为第一 触摸传感器组（1组）。
[0122] 触摸屏驱动电路30的驱动电路32给第一触摸传感器组（1组）输出第一驱动电 压。即，第一触摸传感器组（1组）与Tx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的驱动电路32 输出第一驱动电压的同时，触摸屏驱动电路30的感测电路34可处于关断的状态。
[0123] 参照图12,为了选择与第二线（线2)对应的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30 的多路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第二多路复用 信号2MUX。由此，与第二线（线2)对应的块型触摸传感器1，33,65,…，257, 289变为第二 触摸传感器组（2组）。
[0124] 触摸屏驱动电路30的感测电路34通过第二触摸传感器组（2组）来感测互电容 变化量。即，第二触摸传感器组（2组）与Rx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的感测电 路34感测互电容变化量的同时，触摸屏驱动电路30的驱动电路32可处于关断的状态。
[0125] 参照图13,为了选择与第三线（线3)的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30的多 路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第三多路复用信号 3MUX。由此，与第三线（线3)的块型触摸传感器2, 34,66,…，258, 290变为第三触摸传感 器组（3组）。
[0126] 触摸屏驱动电路30的驱动电路32通过第三触摸传感器组（3组）输出第二驱动 电压。即，第三触摸传感器组（3组）与Tx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的驱动电路 32输出第二驱动电压的同时，触摸屏驱动电路30的感测电路34可处于关断的状态。
[0127] 因而，触摸屏驱动电路30能够以如上所述的方式给与一个线对应的组输出驱动 电压，通过与下一个线对应的组来感测互电容变化量，并能够以线为单位检测触摸屏，并判 别是否有敲击。
[0128] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30仅判别是否存在触摸，而不检 测触摸点的坐标。因此，如本发明的第一实施例，通过采用在睡眠模式状态下仅判别是否有 敲击的检测方法，能够降低功耗。
[0129] 另一方面，若以本发明的第一实施例的方式实现显示装置，则通过在触摸屏驱动 电路30内仅进一步配置用于生成驱动电压（Tx激励）的缓冲器32,能够在不额外添加电路 的情况下，感测互电容变化量。
[0130] 此外，若以本发明的第一实施例的方式实现显示装置，则能够减少电流消耗。并 且，能够利用触摸屏驱动电路30中包含的多路复用器MUX。当通过多路复用器MUX使触摸 传感器电极发生短路时，在难以驱动感测块的情况下，可通过适当的控制来调整短路的触 摸电极的数量，以达到适当的电容器尺寸。
[0131] 在本发明的第一实施例中，显示装置在睡眠模式操作中，使用具有比自触摸感测 方法宽的动态范围且小的电容器尺寸的互触摸感测方法。因此，无需添加用于增加驱动电 压调制来提高信噪比SNR，减小反馈电容器尺寸并去除电荷的电路。
[0132] 以下，说明本发明的第二实施例。
[0133] 〈第二实施例〉
[0134] 图14图解了根据本发明第二实施例的用于以块为基础进行感测的触摸传感器的 结构，图15图解了在图14中所示的基于块进行感测的过程中发生短路的区域。
[0135] 在上述说明中，当显示装置以睡眠模式操作时，触摸屏驱动电路30使触摸屏以线 的方式发生短路，然后以线为基础感测触摸屏，从而判别是否有敲击。
[0136] 但是，如图14中所示，当显示装置以特定模式（例如，睡眠 模式、非图像显示模式 等）操作时，触摸屏驱动电路30能够将触摸屏的水平方向（或栅极线方向）上的η个（η 为2以上的整数）线短路（n MUX)。每个线可被短路在一起成为单个块。如图14中所示， 触摸传感器 〇, 32,64, 256, 288,1，32,65, 257, 289, 2, 34,66, 258 和 290 被全部短路在一起。 此时，触摸屏驱动电路30能够进行基于块的感测。通过自电容感测进行所述感测。
[0137] 本发明的第二实施例实现为当显示装置以特定模式操作时，只有特定区域以炔基 础进行感测。如图15所示，当智能手机SMT的显示装置以特定模式操作时，能够在触摸屏 的水平方向上将N个（N为2以上的整数）线短路（n MUX)，从而能够只对显示屏AA的中央 区域CA以块为基础进行检测。中央区域CA外部的触摸电极不短路。通过自电容感测进行 所述感测。
[0138] 但是，中央区域是示例性的，可由用户改变能够以块为基础进行感测的区域。此 外，根据本发明的第二实施例，当显示装置以特定模式操作时，不仅可以以线或块为基础感 测触摸屏，还可将触摸屏的所有电极短路且之后感测整个触摸屏。
[0139] 尽管在本发明的实施例中举例说明了显示装置的睡眠模式操作，但这是示例性 的，本发明还可应用于当显示装置以特定模式操作时切换感测方法。为此，可使触摸屏的电 极选择性地发生短路，从而能够进行各种方式的感测。
[0140] 例如，本发明可通过将Ν个MUX作为一组并使用每个线作为Τχ通道/Rx通道来实 现互感测，并且还可在自感测模式中使用每个线。此外，本发明通过以预定形式（例如正方 形或矩形形式）将触摸传感器分块并使用每个块作为Τχ通道/Rx通道而能够进行互感侧， 并且还能在自感测模式中使用每个块作为单位传感器。此外，本发明能够将所有触摸传感 器分组为一个触摸传感器并通过自感测方法检测触摸。
[0141] 如上所述，在具有触摸传感器的电子装置在特定模式（例如，睡眠模式）中的操作 过程中，本发明在保持驱动稳定性及可靠性的同时能够降低功耗。此外，本发明能够在自电 容触摸感测方法和互电容触摸感测方法之间切换电子装置的感测方法。并且，本发明能够 解决由于触摸传感器的电容器尺寸所导致的饱和问题，从而在实现低功耗模式的同时检测 触摸。
【主权项】
1. 一种显示装置，包括： 多个触摸电极；以及 触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合， 其中在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经 由所述多个触摸电极来感测触摸，且 其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所 述多个触摸电极来感测触摸。2. 根据权利要求1所述的显示装置，其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏 驱动电路： 将沿一个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道； 将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。3. 根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第一传输通道与所述接收通道平行。4. 根据权利要求2所述的显示装置，其中所述触摸屏驱动电路： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道； 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上；且 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。5. 根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一触摸驱动信号和所述第二触摸驱动 信号为互补信号。6. -种显示装置，包括： 多个触摸电极；以及 触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合， 其中在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路通过所述多个触摸电极 来感测触摸，且 其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路将第一组触摸电极短路在一 起，并通过短路的第一组触摸电极来感测触摸。7. 根据权利要求6所述的显示装置，其中所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第 一传输通道，且在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路： 将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。8. 根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一传输通道与所述接收通道平行。9. 根据权利要求7所述的显示装置，其中在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动 电路： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道； 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上；且 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。10. 根据权利要求6所述的显示装置，其中短路的第一组触摸电极包括所述显示装置 的全部触摸电极。11. 根据权利要求6所述的显示装置，其中短路的第一组触摸电极包括所述多个触摸 电极中的两个以上线的触摸电极。12. -种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述方法包括： 在所述显示装置的正常显示模式中，使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感 测触摸；以及 在所述显示装置的睡眠模式中，使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触 摸。13. 根据权利要求12所述的方法，其中在睡眠模式中感测触摸包括： 将沿一个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道； 将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。14. 根据权利要求13所述的方法，其中在睡眠模式中感测触摸包括： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道；和 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上， 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。15. -种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述方法包括： 在所述显示装置的正常显示模式中，通过所述多个触摸电极来感测触摸；和 在所述显示装置的睡眠模式中，将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组 触摸电极来感测触摸。16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第一 传输通道，且在所述睡眠模式的操作中： 将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；和 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。17. 根据权利要求16所述的方法，在所述睡眠模式的操作中进一步包括： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道；和 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上， 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。18. 根据权利要求15所述的方法，其中短路的第一组触摸电极包括所述显示装置的全
【专利摘要】具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。
【IPC分类】G06F3/041
【公开号】CN105487704
【申请号】CN201510647203
【发明人】姜亨远, 全载薰, 李德孝, 金范陈
【申请人】乐金显示有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】EP3007035A1, US20160098141
【专利说明】
[0001] 本申请请求2014年10月6日申请的韩国特许申请第10-2014-0134027号及2015 年9月25日申请的韩国特许申请第10-2015-0136834号的优先权，为了所有目的，在此结 合这些申请作为参考，如同在此完全阐述一样。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。
【背景技术】
[0003] 随着各种电子装置，例如，家用电器或便携式信息设备的重量和厚度减小，用户的 输入手段从按钮式开关变为触摸传感器。由此，诸如最近的显示装置之类的电子装置具有 触摸传感器（或触摸屏）。
[0004] 触摸传感器在智能手机之类的便携式信息设备中是必不可少的，上述触摸传感器 还适用于笔记本电脑、电脑显示器、家用电器等。最近，提出了将触摸传感器内置于显示面 板的像素阵列中的技术（以下，称为"嵌入式触摸传感器（In-cell touch sensor)"）。
[0005] 嵌入式触摸传感器技术可在不增加显示面板的厚度的情况下，在显示面板中设置 触摸传感器。为了减少由于像素和触摸传感器的耦合（Coupling)引起的相互影响，具有嵌 入式触摸传感器的电子装置对像素驱动时段（又称为"显示器驱动时段"）和触摸传感器驱 动时段（又称为"触摸屏驱动时段"）进行时分。
[0006] 嵌入式触摸传感器技术使用与显示面板的像素相连接的电极作为触摸传感器的 电极。例如，嵌入式触摸传感器技术将用于向液晶显示装置的像素供给公共电压的公共电 极分割，并利用分割的公共电极作为触摸传感器的电极。
[0007] 此外，在嵌入式触摸传感器技术中，提出了在不使用显示装置时进入睡眠模式 (或空闲模式）的功能。睡眠模式通过在不使用显示装置时使显示面板处于空闲状态来降 低显示装置的功耗。但是，有必要对降低功耗的睡眠模式继续研究。
【发明内容】
[0008] 在一个实施例中，一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所 述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述 触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置 的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触 摸。
[0009] 在一个实施例中，在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路：将沿一 个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道；将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收 通道；将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且从所述接收通道的电压感测触 摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱动信号以及所述第一传输通道和所 述接收通道之间的互电容而生成的。
[0010] 在一个实施例中，所述第一传输通道与所述接收通道平行。
[0011] 在一个实施例中，所述触摸屏驱动电路：将沿一个线的第三组触摸电极短路为第 二传输通道；将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上。所述接收通道的所述电压 是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传输通道和所述接收通道之间的互电 容而生成的。在一个实施例中，所述第一触摸驱动信号和所述第二触摸驱动信号为互补信 号。
[0012] 在一个实施例中，一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所 述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述 触摸屏驱动电路通过所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置的睡眠模式中，所述 触摸屏驱动电路将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组触摸电极来感测触 摸。
[0013] 在一个实施例中，所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第一传输通道。在 所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路：将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接 收通道；将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；从所述接收通道的电压感测触 摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱动信号以及所述第一传输通道和所 述接收通道之间的互电容而生成的。
[0014] 在一个实施例中，所述第一传输通道与所述接收通道平行。
[0015] 在一个实施例中，在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路：将沿一个线的 第三组触摸电极短路为第二传输通道；将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上。 所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传输通道和 所述接收通道之间的互电容而生成的。
[0016] 在一个实施例中，短路的第一组触摸电极包括所述显示装置的全部触摸电极。在 一个实施例中，短路的第一组触摸电极包括所述多个触摸电极中的两个以上线的触摸电 极。
[0017] 在另一实施例中，一种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述 方法包括：在所述显示装置的正常显示模式中，使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电 极来感测触摸；以及在所述显示装置的睡眠模式中，使用互电容触摸感测经由所述多个触 摸电极来感测触摸。
[0018] 在还一实施例中，一种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述 方法包括：在所述显示装置的正常显示模式中，通过所述多个触摸电极来感测触摸；和在 所述显示装置的睡眠模式中，将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组触摸电 极来感测触摸。
【附图说明】
[0019] 给本发明提供进一步理解并并入本申请构成本说明书一部分的附图图解了本发 明的实施实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0020] 图1为图解根据本发明第一实施例的显示装置的结构的框图；
[0021] 图2图解了触摸屏的触摸传感器；
[0022] 图3图解了包括公共电极的触摸屏；
[0023] 图4为用于说明嵌入式触摸时分驱动技术的波形图；
[0024] 图5为用于说明显示装置的低功耗驱动方法的示图；
[0025] 图6为用于说明常规的感测方法的示图；
[0026] 图7为用于说明根据本发明第一实施例的感测方法的示图；
[0027] 图8为图解根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法的流程图；
[0028] 图9图解了根据本发明第一实施例的装置的结构；
[0029] 图10图解了在敲击模式中，外围线的操作特性；
[0030] 图11图解了图9中所示的第一线的驱动；
[0031] 图12图解了图9中所示的第二线的驱动；
[0032] 图13图解了图9中所示的第三线的驱动；
[0033] 图14图解了在根据本发明第二实施例的睡眠模式操作中，用于以块为基础进行 感测的触摸传感器的结构；
[0034] 图15图解了在图14中所示的基于块进行感测的过程中发生短路的区域。
【具体实施方式】
[0035] 以下，将详细描述本发明的实施例，附图中图解了实施例的一些例子。
[0036] 根据本发明的具有触摸传感器的电子装置由TV、机顶盒、导航系统、视频播放器、 蓝光播放器、个人电脑（PC)、家庭影院、移动电话等实现。
[0037] 例如，根据本发明的具有触摸传感器的电子装置基于显示面板来实现。显示面板 可选择诸如液晶显示（LCD)面板、电泳显示面板和等离子显示面之类的平板显示面板，但 并不局限于此。然而，在以下说明中，为了便于说明，作为显示面板而提供液晶显示（LCD) 面板。
[0038] 〈第一实施例〉
[0039] 图1为图解根据本发明第一实施例的显示装置的结构的框图，图2图解了触摸屏 的触摸传感器，图3图解了其中形成有公共电极的触摸屏，图4为用于说明嵌入式触摸时分 驱动技术的波形图。
[0040] 如图1所示，根据本发明第一实施例的显示装置包括时序控制器20、数据驱动电 路12、扫描驱动电路14、液晶显示（IXD)面板DIS、触摸屏TSP及触摸屏驱动电路30。
[0041] 时序控制器20从主机系统（未图示）与诸如垂直同步信号Vsync、水平同步信号 Hsync、数据使能信号DE和主时钟信号MCLK之类的时序信 号一起接收数字视频数据RGB，并 基于接收的信号控制数据驱动电路12和扫描驱动电路14。
[0042] 时序控制器20基于诸如栅极起始脉冲信号GSP、栅极移位时钟信号GSC和栅极输 出使能信号G0E之类的扫描时序控制信号来控制扫描驱动电路14。时序控制器20基于诸 如源采样时钟信号SSC、极性控制信号P0L、源极输出使能信号S0E之类的数据时序控制信 号来控制数据驱动电路12。
[0043] 数据驱动电路12通过将从时序控制器20输入的数字视频数据RGB转换为模拟正 极性/负极性伽玛补偿电压来生成数据电压。数据驱动电路12通过数据线D1到Dm来供 给数据电压。
[0044] 扫描驱动电路14依次生成同步于数据电压的栅极脉冲（或扫描脉冲）信号。扫 描驱动电路14通过栅极线G1到Gn来供给栅极脉冲信号。
[0045] 液晶显示面板DIS基于从扫描驱动电路14供给的栅极脉冲信号和从数据驱动电 路12供给的数据电压来显示图像。液晶显示面板DIS包括夹在两个基板之间的液晶层。液 晶显示面板DIS能够实现为任何公知的液晶模式，如扭曲向列（TN)型、垂直取向（VA)型、 共平面切换（IPS，In Plane Switching)型和边缘场切换（FFS)型。
[0046] 多条数据线D1到Dm (m为2以上的整数）和多条栅极线G1到Gn (η为2以上的整 数）界定出液晶显示面板DIS的子像素。一个子像素包括形成于数据线和栅极线的每个交 叉部处的薄膜晶体管（TFT)、对数据电压进行充电的像素电极、与像素电极相连接来维持液 晶单元的电压的存储电容器Cst等。
[0047] 在液晶显示面板DIS的上基板上形成有黑矩阵、滤色器等。在液晶显示面板DIS的 下基板上形成有TFT、像素电极、公共电极等。液晶显示面板DIS可由TFT上滤色器（C0T， Color filter On TFT)结构实现。这种情况下，黑矩阵和彩色滤光片能够形成于液晶显示 面板DIS的下基板上。
[0048] 被供给有公共电压的公共电极可形成于液晶显示面板DIS的上基板或下基板上。 液晶显示面板DIS的上基板和下基板分别贴附有偏振器，且在上基板和下基板的与液晶接 触的内面上形成有用于设定液晶的预倾角的取向膜。
[0049] 在液晶显示面板DIS的上基板和下基板之间形成有用于维持液晶单元的单元间 隙的柱状衬垫料。在液晶显示面板DIS的下偏振器的背面下方配置有背光单元。背光单元 以边缘式或直下式背光单元实现，从而向液晶显示面板DIS提供光。
[0050] 触摸屏驱动电路30利用触摸屏TSP来感测是否存在触摸以及触摸点。触摸屏驱 动电路30包括：驱动电路，该驱动电路生成用于驱动触摸传感器的驱动电压；以及感测电 路，该感测电路感测触摸传感器并生成用于检测是否存在触摸、坐标信息等的数据。触摸屏 驱动电路30的驱动电路和感测电路可由一个集成电路（1C)形成或分离地配置。
[0051] 触摸屏驱动电路30形成在与液晶显示面板DIS相连接的外部基板上。触摸屏驱 动电路30通过多条感测线L1~Li (i为正整数）来与触摸屏TSP相连接。触摸屏驱动电 路30基于触摸屏TSP中包含的触摸传感器之间的电容偏差来感测是否存在触摸以及触摸 点。
[0052] 在被用户的手指触摸的点和未被触摸的点之间产生电容偏差，触摸屏驱动电路30 通过感测该电容偏差来感测是否存在触摸以及触摸点。触摸屏驱动电路30生成与是否 存在触摸以及触摸点相关的触摸数据HIDxy，并向主机系统（未图示）传输上述触摸数据 HIDxy〇
[0053] 如图2所示，触摸屏TSP以下述方式实现，即触摸屏TSP作为嵌入式自触摸 (in-cell self touch)(以下称为自触摸）感测型触摸屏内置于液晶显示面板DIS的显示 区域AA中。自触摸感测型触摸屏TSP利用由形成于液晶显示面板DIS内的电极以块（或 点）形式构成的电极作为触摸传感器。
[0054] 位于液晶显示面板DIS的显示区域AA中的"(：1工2、03和04"是指触摸传感器（或 触摸传感器块），"L1、L2、L3和L4"是指与触摸传感器相连接的感测线。以下，基于由公共 电极构成触摸传感器的例子进行说明。
[0055] 如图3中所示，在自触摸感测型触摸屏TSP中，形成于液晶显示面板DIS内的Μ个 (Μ为4以上的整数）子像素（例如，横向32个子像素*纵向32个子像素）中所包含的公 共电极COM组成一个触摸传感器。即，通过液晶显示面板DIS中分离形成的公共电极COM 限定出触摸传感器Cl、C2、C3和C4。
[0056] 如图1至图3中所示，触摸屏驱动电路30通过与自触摸感测型触摸屏TSP相连接 的感测线L1到L4来供给触摸驱动信号Tdrv。
[0057] 当触摸屏驱动电路30以自触摸感测方式感测触摸屏TSP时，触摸屏驱动电路30 通过感测线L1到L4来感测触摸状态和非触摸状态之间的RC延迟差Δ t，且当相邻的触摸 传感器C1到C4之间的RC延迟差超过基准值时，认为是施加了触摸。
[0058] 参照图4,在具有自触摸感测型触摸屏的显示装置的情形中，在时间上分割其中在 液晶显示面板DIS上显示图像的显示器驱动时段Td和其中感测触摸屏TSP的触摸屏驱动 时段Tt。即，显示器驱动时段Td和触摸屏驱动时段Tt被时分驱动。
[0059] 在显示器驱动时段Td感测线L1到L4被供给公共电压Vcom且在触摸屏驱动时段 Tt感测线L1到L4被供给触摸驱动信号Tdrv。触摸驱动信号Tdrv以AC信号的形式生成。 可由时序控制器或主机系统生成用于将显示器驱动时段Td和触摸屏驱动时段Tt进行时分 的同步信号Tsync 〇
[0060] 尽管在上面的描述中触摸屏驱动电路30通过自电容触摸感测方法感测触摸屏 TSP中是否存在触摸以及触摸点。但是，触摸屏驱动电路30还可通过互电容触摸感测方法 针对触摸屏TSP来感测是否存在触摸以及触摸点。这种情况下，液晶显示面板DIS包括用 于传输触摸驱动信号的Tx线和用于接收由于触摸而变化的电压的Rx线，所述电压表示电 容值变化。
[0061] 图5为用于说明显示装置的低功耗驱动方法的示图，图6为用于说明常规的感测 方法的示图。
[0062] 如图5 (a)中所示，如上所述的显示装置在用户不使用装置时进入睡眠模式（或空 闲模式）。如图5 (b)所示，当用户以敲击屏幕的方式触摸液晶显示面板DIS的屏幕X次时， 则显示装置从睡眠模式唤醒。
[0063] 将图5中所示的功能命名为"敲击"（knock on)。如图5中所示，敲击能够以在不 使用显示装置时使液晶显示面板变为空闲的方式来降低装置的功耗。但是，有必要对降低 功耗的睡眠模式继续研究。
[0064] [常规感测方法的回顾]
[0065] 如图6中所示，在常规的自触摸感测方案中，由于彼此相邻的栅极线G1和数据线 D1，触摸传感器的电容Cs以親合（Coupling)形式出现。
[0066] 为了解决该问题，常规的方法通过产生与提供给感测线的触摸驱动信号的调制电 压相同的电压并将产生的电压提供给栅极线G1和数据线D1来减少触摸传感器的电容Cs。
[0067] 当按常规方法进行自触摸感测时，触摸传感器的电容减少，随着手指电容的影响 增加，灵敏度得到提高，且触摸传感器对噪声不敏感。由此，对触摸屏驱动电路的驱动能力 的限制减轻，因而能够减小电路的物理尺寸。
[0068] 但是，要想将该常规方法应用于敲击功能，需要用于生成触摸驱动信号的调制电 压并缓冲该调制电压的模拟电路。当添加模拟电路时，电流消耗增加，且电流可根据栅极线 和数据线的负载而增加。
[0069] 基于这种原因，在用于敲击功能的睡眠模式操作中仅通过使用该常规方法很难满 足电流规格，且需要额外使用大量资源。
[0070] 但是，当不使用该常规方法时，增加了触摸传感器的电容。因此，为了正常操作，必 须采取用于避免输出范围限制的方法，如减小调制电压、限制积分次数或增加触摸屏驱动 电路的反馈电容器Cfb。
[0071] 然而，当使用上面的例子时，信噪比（SNR)减小。并且，为了解决由触摸传感器的 非常大的电容（高达数百PF) 导致的饱和问题，触摸屏驱动电路的内部电容器的电容需要 增加至相似的范围内，这可能是无法实现的。
[0072] [根据实施例的感测方法的构思]
[0073] 图7为用于说明根据本发明第一实施例的感测方法的示图，图8为图解根据本发 明第一实施例的显示装置的驱动方法的流程图。
[0074] 如图7中所示，为了用于敲击功能的睡眠模式操作，本发明的第一实施例改变触 摸传感器的电极结构，。具体地说，为了在睡眠模式操作中感测触摸传感器之间的互电容 Cm，分成块（或点）的公共电极按线进行连接。即，当执行敲击功能时，公共电极从块型电 极变为条型（或条纹型）触摸传感器线。
[0075] 例如，"Cml"是指第一线Tx和第二线Rx之间的互电容，"Cm2"是指第三线Tx和第 二线Rx之间的互电容，"Rx (η) "是指形成于第一线Τχ和第三线Τχ之间的线，"CPRX"是指 第二线（Rx线）和地之间的寄生电容。
[0076] 当对以如上方式构成的Tx通道施加驱动电压时，传输给接收通道Rx(n)的电压由 互电容Cm的变化量和Tx驱动电压确定。此时，施加给Tx通道的驱动电压例如以互补激励 脉冲（Complementary Excitat ion Pulse)的形式生成，如第一驱动电压VEX和第二驱动 电压VEXB。然而，本发明并不局限于此。互补激励脉冲对噪声之类的信号畸变具有强的抵 抗力。
[0077] 触摸屏驱动电路（感测电路，R0IC)能够从"Vin"感测出触摸传感器之间的互电 容Cm，"Vin"由公式表示如下。
[0078]
[0079] 在上述公式中，Δ(；是指k和k之间的差，k是指第一线的触摸传感器线中产 生的电容，(； 2是指第二线的触摸传感器线中产生的电容。此外，CPRX是指第二线（Rx线）和 地之间的寄生电容，VE表示驱动电压，如Vex或Vexb。
[0080] 根据本发明的第一实施例，施加给触摸屏驱动电路（感测电路，ROIC)的输入端 (反相端" -"）的电荷由电容分压器（capacitor divider)确定且表示为与互电容（Cm)变 化量对应的触摸值。
[0081] 由此，根据触摸屏内的互电容和寄生电容Cprx(Rx寄生电极的电容）的分压 (dividing)确定感测电路R0IC的输出，能够将感测电路设计为在感测电路R0IC中仅存在 反馈电容器。
[0082] 因此，本发明的第一实施例在自触摸感测期间不会出现常规方法中产生的饱和。 此外，根据需要，为了增加较小的互电容（Cm)变化量，本发明的第一实施例通过增加积分 器的增益以及积分次数能够将互电容（Cm)变化量放大至高于可检测电压（触摸阈值）。
[0083] 因此，本发明的第一实施例中，当显示装置进入用于敲击功能的睡眠模式时，显示 装置从自触摸感测显示装置转换为互触摸感测显示装置。本发明的第一实施例在具有触摸 传感器的显示装置执行敲击功能的过程中保持触摸驱动稳定性及可靠性的同时能够降低 功耗。
[0084] 这是因为互触摸感测方法只放大互电容（Cm)变化量，因而互触摸感测方法能够 检测理想的触摸级别而不会使感测电路R0IC的输出饱和。就是说，即使增加触摸传感器的 电容，互触摸感测方法也不引起输出范围被限制（输出的饱和）。
[0085] 如图8中所示，根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法在执行敲击功能的 过程中保持驱动稳定性及可靠性的同时降低功耗。
[0086] 根据本发明的第一实施例，在正常驱动状态下，显示装置显示图像并由触摸驱动 信号驱动（S110)。在图像显示和触摸驱动时段（正常模式或非睡眠模式）中通过第一触 摸感测方法感测触摸屏。第一触摸感测方法能够是自电容触摸感测方法。在正常驱动状态 下，持续（或周期性地）判别是否施加了输入（S120)。
[0087] 当施加输入（"是"）时，则显示装置通过第一触摸感测方法显示图像，由触摸信号 驱动并感测触摸（S110)。当没有施加输入（"否"）时，显示装置进入睡眠模式（S130)。
[0088] 在睡眠模式中，显示装置不显示图像并由触摸驱动信号驱动（S140)。在未显示图 像和触摸驱动时段（睡眠模式）中，通过第二触摸感测方法感测触摸屏。第二触摸感测方 法能够是互电容触摸感测方法。在睡眠模式中，持续（或周期性地）判别是否产生敲击（例 如用户双击屏幕）（S150)。
[0089] 当未发生敲击（"否"）时，显示装置通过第二触摸感测方法不显示图像，被触摸驱 动且感测触摸屏（S140)。当发生敲击（"是"）时，显示装置脱离睡眠模式（S160)。即，根 据是否发生敲击切换触摸感测模式。
[0090] 当显示装置脱离睡眠模式时，显示装置显示图像且由触摸驱动信号驱动（S170)。 显示装置在图像显示和触摸驱动时段（正常模式或非睡眠模式）中通过第一触摸感测方法 感测触摸屏。
[0091] 根据本发明第一实施例的显示装置的驱动方法在显示装置以正常驱动状态（正 常模式或非睡眠模式）操作时，通过第一触摸感测方法感测触摸屏。此时，选择自电容触摸 感测方法作为第一触摸感测方法。
[0092] 在显示装置以睡眠模式操作时，通过与第一触摸感测方法不同的第二触摸感测方 法感测触摸屏。此时，选择互电容触摸感测方法作为第二触摸感测方法。
[0093] 如参照图7已说明，与自电容触摸感测方法相比，互电容触摸感测方法能够在执 行敲击功能的过程中保持驱动稳定性及可靠性的同时降低功耗。因此，仅通过改变触摸感 测方法就能够获得上述的优点。
[0094] 现在解释有助于理解本发明的示例。下面的描述重点说明当显示装置以睡眠模式 操作时触摸传感器的电极结构的变化和感测方法的变化。
[0095] 图9图解了根据本发明第一实施例的装置的结构，图10图解了在敲击模式中，外 围线的操作特性，图11图解了图9中所示的第一线的驱动，图12图解了图9中所示的第二 线的驱动，图13图解了图9中所示的第三线的驱动；。
[0096] 如图9中所示，根据本发明的第一实施例，当显示装置以睡眠模式操作时，以块 (或点）形式构成的触摸传感器电极变为平行的条型电极。
[0097] 例如，第一线中以块形式构成的触摸传感器电极0, 32,64，…，256, 288通过第一 多路复用信号1MUX发生短路，从而变为条型电极。此外，第二线中以块形式构成的触摸传 感器的电极1，33,65,…，257, 289通过第二多路复用信号2MUX发生短路，从而变为条型电 极。
[0098] 以这种方式，与第三线至第三十二线对应的触摸传感器电极分别通过第三多路复 用信号3MUX至第三十二多路复用信号32MUX发生短路，从而变为条型电极。
[0099] 块型触摸传感器电极通过第一多路复用信号1MUX至第三十二多路复用信号 32MUX按线发生短路而变为条型电极意味着显示装置包括用于将水平方向上的块电连接的 开关或者能够执行与此对应的功能的装置（未示出）。
[0100] 以下，第一线中的触摸传感器电极0,32,64，…，256,288至第三十二线中的触摸 传感器电极31，63,95，…，287, 319)命名为第一触摸传感器组（1组）到第三十二触摸传 感器组（32组）。
[0101] 第一触摸传感器组（1组）至第三十二触摸传感器组（32组）一列一列地与多路 复用器MUX相连接。尽管在本实施例中多路复用器MUX为包括一个输入通道和十个输出通 道的10:1MUX，但并不局限于此。
[0102] 多路复用器MUX包含在触摸屏驱动电路30中。多路复用器MUX与包含在触摸屏 驱动电路30中的感测电路及驱动电路（感测块&Tx缓冲器）相连接。
[0103] 多路复用器MUX以时分方式驱动，并选择性地控制与感测电路及驱动电路（感测 块&Τχ缓冲器）电连接的触摸通道。触摸通道是指触摸传感器电极的短路线。
[0104] 根据这种结构，若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过在内部产 生第一多路复用信号1MUX至第三十二多路复用信号32MUX将每个线中的十个块短路，从而 将一个线变为触摸传感器组。即，触摸屏驱动电路30改变触摸屏的电极结构。
[0105] 尽管当显示装置以正常模式（或非睡眠模式）操作时，触摸传感器以块的形式存 在，但当显示装置以睡眠模式操作时，以线的形式存在32个触摸传感器。如上所述的触摸 传感器、多路复用器MUX及多路复用信号的数量仅是示例性的，并不局限于此。
[0106] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30在改变触摸屏的电极结构的 同时将其触摸通道分为Τχ通道和Rx通道。此时，触摸屏驱动电路30能够将其触摸通道分 为i个（i为2以上的整数）Tx通道和j个（j为2以上的整数）Rx通道。
[0107] 例如，与第一触摸传感器组（1组）相连接的感测线变为Tx通道，与第二触摸传感 器组（2组）相连接的感测线变为Rx通道，与第三触摸传感器组3组相连接的感测线变为 Tx通道。
[0108] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过各个Tx通道输出第一驱 动电压VEX和第二驱动电压VEXB。此时，如上所述，第一驱动电压VEX和第二驱动电压VEXB 能够生成为互补激励脉冲，但并不局限于此。
[0109] 若使第一触摸传感器组（1组）和第三触摸传感器组（3组）通过具有相同的形状 (或相同的相位）的脉冲进行操作，则在第二触摸传感器组（2组）中形成耦合电容。这种 情况下，Rx通道的电压如Tx通道被升压。因此，理想的是设置于Rx通道两侧的Tx通道的 相位相反，使得Rx通道的输出值不会饱和。
[0110] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30通过各个Tx通道输出驱动电 压，然后通过Rx通道来接收表示互电容Cml和Cm2的变化量的电压，并判别是否产生敲击。
[0111] 若未发生敲击，则显示装置不显示图像，并由触摸驱动信号驱动（互触摸感测）。 若发生敲击，则显示装置脱离睡眠模式，显示图像，并由触摸驱动信号驱动（自触摸感测）。
[0112] 假定触摸传感器电极的电容器的数量较大，则触摸屏驱动电路30很难包括与触 摸传感器电极的电容器一样多的感测电路。因为位于触摸屏驱动电路30的输入端处的多 路复用器MUX重复驱动触摸通道，因而减少了感测电路的数量。
[0113] 此外，只要帧率（Frame rate)上没有问题，就可以通过增加每一多路复用器的通 道的数量来减少感测电路的数量，从而降低触摸屏驱动电路30的功耗。在上述说明中，通 过多路复用信号进行控制而对每一多路复用器MUX连接Μ个通道（例如10个通道）。
[0114] 根据触摸屏驱动电路30可驱动触摸传感器电极的电容器的能力，可通过增加（驱 动能力优秀时）或减少（驱动能力不足时）短路的线的数量来控制短路的线。
[0115] 如图10中所示，在显示装置以睡眠模式操作的情况下，触摸屏驱动电路30可仅使 用第一触摸传感器组（1组）至三十三触摸传感器组（3组）中存在于内部区域的触摸电极 U_区域，而不使用存在于外围（或最外围）区域的触摸电极NU_区域。
[0116] 如果不使用存在于外围（或最外围）区域中的触摸电极的值，视为用户不触摸存 在于外围区域中的触摸电极，当使用敲击功能时，能够降低功耗。当使用敲击功能时，触摸 屏驱动电路30为了不使用存在于外围区域中的触摸电极NU_区域，可不使外围（或最外 围）区域中包含的Tx通道、Rx通道或Tx及Rx通道工作。
[0117] 在液晶显不面板和触摸屏驱动电路30之间可能存在特性偏差。在液晶显不面板 和触摸屏驱动电路30之间存在特性偏差的情况下，在Rx通道之间产生偏差。因此，用于判 别是否有触摸的触摸阈值（值）应设定为符合液晶显示面板的特性的实验值。
[0118] 在显示装置以睡眠模式操作的情况下，因为触摸屏驱动电路30不使用内部算法， 所以触摸屏驱动电路30可仅使用从Rx通道输出的绝对值来判断是否有触摸。若判断为有 触摸，则时序控制器输出用于使触摸屏驱动电路30从睡眠模式唤醒的信号。
[0119] 图9图解了触摸传感器在水平方向上构成一组触摸传感器。但是，这属于一个例 示，触摸传感器可根据显示装置的模式而在水平方向或垂直方向上构成一组触摸传感器。
[0120] 根据本发明的第一实施例，触摸屏驱动电路30在显示装置以睡眠模式操作的情 况下，如下所述，以线为单位进行互触摸检测。现在将描述显示装置处于睡眠模式中的示 例。
[0121] 参照图11，为了选择与第一线（线1)对应的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30 的多路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第一多路复用 信号1MUX。由此，与第一线（线1)对应的块型触摸传感器0, 32,64,…，256, 288变为第一 触摸传感器组（1组）。
[0122] 触摸屏驱动电路30的驱动电路32给第一触摸传感器组（1组）输出第一驱动电 压。即，第一触摸传感器组（1组）与Tx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的驱动电路32 输出第一驱动电压的同时，触摸屏驱动电路30的感测电路34可处于关断的状态。
[0123] 参照图12,为了选择与第二线（线2)对应的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30 的多路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第二多路复用 信号2MUX。由此，与第二线（线2)对应的块型触摸传感器1，33,65,…，257, 289变为第二 触摸传感器组（2组）。
[0124] 触摸屏驱动电路30的感测电路34通过第二触摸传感器组（2组）来感测互电容 变化量。即，第二触摸传感器组（2组）与Rx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的感测电 路34感测互电容变化量的同时，触摸屏驱动电路30的驱动电路32可处于关断的状态。
[0125] 参照图13,为了选择与第三线（线3)的块型触摸传感器，触摸屏驱动电路30的多 路复用选择部36输出使10个电极短路（选择1~10 =全部短路）的第三多路复用信号 3MUX。由此，与第三线（线3)的块型触摸传感器2, 34,66,…，258, 290变为第三触摸传感 器组（3组）。
[0126] 触摸屏驱动电路30的驱动电路32通过第三触摸传感器组（3组）输出第二驱动 电压。即，第三触摸传感器组（3组）与Tx通道相连接。在触摸屏驱动电路30的驱动电路 32输出第二驱动电压的同时，触摸屏驱动电路30的感测电路34可处于关断的状态。
[0127] 因而，触摸屏驱动电路30能够以如上所述的方式给与一个线对应的组输出驱动 电压，通过与下一个线对应的组来感测互电容变化量，并能够以线为单位检测触摸屏，并判 别是否有敲击。
[0128] 若显示装置以睡眠模式操作，则触摸屏驱动电路30仅判别是否存在触摸，而不检 测触摸点的坐标。因此，如本发明的第一实施例，通过采用在睡眠模式状态下仅判别是否有 敲击的检测方法，能够降低功耗。
[0129] 另一方面，若以本发明的第一实施例的方式实现显示装置，则通过在触摸屏驱动 电路30内仅进一步配置用于生成驱动电压（Tx激励）的缓冲器32,能够在不额外添加电路 的情况下，感测互电容变化量。
[0130] 此外，若以本发明的第一实施例的方式实现显示装置，则能够减少电流消耗。并 且，能够利用触摸屏驱动电路30中包含的多路复用器MUX。当通过多路复用器MUX使触摸 传感器电极发生短路时，在难以驱动感测块的情况下，可通过适当的控制来调整短路的触 摸电极的数量，以达到适当的电容器尺寸。
[0131] 在本发明的第一实施例中，显示装置在睡眠模式操作中，使用具有比自触摸感测 方法宽的动态范围且小的电容器尺寸的互触摸感测方法。因此，无需添加用于增加驱动电 压调制来提高信噪比SNR，减小反馈电容器尺寸并去除电荷的电路。
[0132] 以下，说明本发明的第二实施例。
[0133] 〈第二实施例〉
[0134] 图14图解了根据本发明第二实施例的用于以块为基础进行感测的触摸传感器的 结构，图15图解了在图14中所示的基于块进行感测的过程中发生短路的区域。
[0135] 在上述说明中，当显示装置以睡眠模式操作时，触摸屏驱动电路30使触摸屏以线 的方式发生短路，然后以线为基础感测触摸屏，从而判别是否有敲击。
[0136] 但是，如图14中所示，当显示装置以特定模式（例如，睡眠 模式、非图像显示模式 等）操作时，触摸屏驱动电路30能够将触摸屏的水平方向（或栅极线方向）上的η个（η 为2以上的整数）线短路（n MUX)。每个线可被短路在一起成为单个块。如图14中所示， 触摸传感器 〇, 32,64, 256, 288,1，32,65, 257, 289, 2, 34,66, 258 和 290 被全部短路在一起。 此时，触摸屏驱动电路30能够进行基于块的感测。通过自电容感测进行所述感测。
[0137] 本发明的第二实施例实现为当显示装置以特定模式操作时，只有特定区域以炔基 础进行感测。如图15所示，当智能手机SMT的显示装置以特定模式操作时，能够在触摸屏 的水平方向上将N个（N为2以上的整数）线短路（n MUX)，从而能够只对显示屏AA的中央 区域CA以块为基础进行检测。中央区域CA外部的触摸电极不短路。通过自电容感测进行 所述感测。
[0138] 但是，中央区域是示例性的，可由用户改变能够以块为基础进行感测的区域。此 外，根据本发明的第二实施例，当显示装置以特定模式操作时，不仅可以以线或块为基础感 测触摸屏，还可将触摸屏的所有电极短路且之后感测整个触摸屏。
[0139] 尽管在本发明的实施例中举例说明了显示装置的睡眠模式操作，但这是示例性 的，本发明还可应用于当显示装置以特定模式操作时切换感测方法。为此，可使触摸屏的电 极选择性地发生短路，从而能够进行各种方式的感测。
[0140] 例如，本发明可通过将Ν个MUX作为一组并使用每个线作为Τχ通道/Rx通道来实 现互感测，并且还可在自感测模式中使用每个线。此外，本发明通过以预定形式（例如正方 形或矩形形式）将触摸传感器分块并使用每个块作为Τχ通道/Rx通道而能够进行互感侧， 并且还能在自感测模式中使用每个块作为单位传感器。此外，本发明能够将所有触摸传感 器分组为一个触摸传感器并通过自感测方法检测触摸。
[0141] 如上所述，在具有触摸传感器的电子装置在特定模式（例如，睡眠模式）中的操作 过程中，本发明在保持驱动稳定性及可靠性的同时能够降低功耗。此外，本发明能够在自电 容触摸感测方法和互电容触摸感测方法之间切换电子装置的感测方法。并且，本发明能够 解决由于触摸传感器的电容器尺寸所导致的饱和问题，从而在实现低功耗模式的同时检测 触摸。
【主权项】
1. 一种显示装置，包括： 多个触摸电极；以及 触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合， 其中在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经 由所述多个触摸电极来感测触摸，且 其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所 述多个触摸电极来感测触摸。2. 根据权利要求1所述的显示装置，其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏 驱动电路： 将沿一个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道； 将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。3. 根据权利要求2所述的显示装置，其中所述第一传输通道与所述接收通道平行。4. 根据权利要求2所述的显示装置，其中所述触摸屏驱动电路： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道； 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上；且 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。5. 根据权利要求4所述的显示装置，其中所述第一触摸驱动信号和所述第二触摸驱动 信号为互补信号。6. -种显示装置，包括： 多个触摸电极；以及 触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合， 其中在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路通过所述多个触摸电极 来感测触摸，且 其中在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路将第一组触摸电极短路在一 起，并通过短路的第一组触摸电极来感测触摸。7. 根据权利要求6所述的显示装置，其中所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第 一传输通道，且在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动电路： 将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。8. 根据权利要求7所述的显示装置，其中所述第一传输通道与所述接收通道平行。9. 根据权利要求7所述的显示装置，其中在所述睡眠模式的操作中，所述触摸屏驱动 电路： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道； 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上；且 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。10. 根据权利要求6所述的显示装置，其中短路的第一组触摸电极包括所述显示装置 的全部触摸电极。11. 根据权利要求6所述的显示装置，其中短路的第一组触摸电极包括所述多个触摸 电极中的两个以上线的触摸电极。12. -种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述方法包括： 在所述显示装置的正常显示模式中，使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感 测触摸；以及 在所述显示装置的睡眠模式中，使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触 摸。13. 根据权利要求12所述的方法，其中在睡眠模式中感测触摸包括： 将沿一个线的第一组触摸电极短路为第一传输通道； 将沿一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；且 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。14. 根据权利要求13所述的方法，其中在睡眠模式中感测触摸包括： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道；和 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上， 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。15. -种显示装置的操作方法，该显示装置包括多个触摸电极，所述方法包括： 在所述显示装置的正常显示模式中，通过所述多个触摸电极来感测触摸；和 在所述显示装置的睡眠模式中，将第一组触摸电极短路在一起，并通过短路的第一组 触摸电极来感测触摸。16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述第一组触摸电极沿着一个线被短路为第一 传输通道，且在所述睡眠模式的操作中： 将沿着一个线的第二组触摸电极短路为接收通道； 将第一触摸驱动信号驱动到所述第一传输通道上；和 从所述接收通道的电压感测触摸，所述电压是基于所述第一传输通道上的所述触摸驱 动信号以及所述第一传输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。17. 根据权利要求16所述的方法，在所述睡眠模式的操作中进一步包括： 将沿一个线的第三组触摸电极短路为第二传输通道；和 将第二触摸驱动信号驱动到所述第二传输通道上， 其中所述接收通道的所述电压是进一步基于所述第二触摸驱动信号以及所述第二传 输通道和所述接收通道之间的互电容而生成的。18. 根据权利要求15所述的方法，其中短路的第一组触摸电极包括所述显示装置的全
【专利摘要】具有触摸传感器的电子装置及其驱动方法。一种显示装置，包括：多个触摸电极；以及触摸屏驱动电路，所述触摸屏驱动电路与所述多个触摸电极相结合。在所述显示装置的正常显示模式中，所述触摸屏驱动电路使用自电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。在所述显示装置的睡眠模式中，所述触摸屏驱动电路使用互电容触摸感测经由所述多个触摸电极来感测触摸。
【IPC分类】G06F3/041
【公开号】CN105487704
【申请号】CN201510647203
【发明人】姜亨远, 全载薰, 李德孝, 金范陈
【申请人】乐金显示有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年10月8日
【公告号】EP3007035A1, US20160098141
最新回复(0)