混合觸摸屏幕裝置、混合觸摸面板及其驅(qū)動方法
【專利摘要】一種觸摸面板包括感測單元和顯示單元。該感測單元包括：第一子感測單元，其響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一柵極線的去激活和第二柵極線的激活而被重置；以及第二子感測單元，其響應(yīng)于第三柵極線的激活而將與不同于第一觸摸變化的第二觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第三柵極線的去激活和第四柵極線的激活而被重置。該顯示單元響應(yīng)于第一到第四柵極線當(dāng)中對應(yīng)柵極線的激活而產(chǎn)生與要顯示的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像電壓。根據(jù)向其施加圖像電壓或公共電壓的第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動觸摸面板的液晶。
【專利說明】混合觸摸屏幕裝置、混合觸摸面板及其驅(qū)動方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年9月27日在韓國特許廳提交的韓國專利申請第10-2012-0108264的權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容并入于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及一種混合觸摸面板、混合觸摸屏幕裝置、以及驅(qū)動混合觸摸面板的方法，更具體地，涉及具有適合混合觸摸感測結(jié)構(gòu)的混合觸摸屏幕裝置以及適合驅(qū)動該混合觸摸屏幕裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]已經(jīng)開發(fā)并使用了可以根據(jù)各種方法驅(qū)動的觸摸面板，所述各種方法例如壓力型電阻式覆蓋方法(pressure-type resistive overlay method)、接觸型靜電電容式性方法(contact-type electrostatic capacitive method)、表面聲波(surface acoustic wave,SAW)方法以及壓電(piezoelectric)方法。此外，可能也已經(jīng)開發(fā)并使用了采用光學(xué)感測方法并且可以因此在遠(yuǎn)距離操作的觸摸面板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提供了具有適合混合觸摸感測的混合觸摸面板、混合觸摸屏幕裝置、以及適合驅(qū)動該混合觸摸面板的方法。
[0006]其它方面一部分將在下面的描述中提出，一部分將從描述中顯而易見或者可以通過實(shí)踐實(shí)施例而習(xí)得。
[0007]根據(jù)本發(fā)明一方面，一種觸摸面板包括感測單元和顯示單元。該感測單元包括:第一子感測單元，其響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一柵極線的去激活和第二柵極線的激活而被重置；以及第二子感測單元，其響應(yīng)于第三柵極線的激活而將與不同于第一觸摸變化的第二觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第三柵極線的去激活和第四柵極線的激活而被重置；顯示單元根據(jù)向其施加圖像電壓或公共電壓的第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶。
[0008]根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種觸摸屏幕裝置包括觸摸面板、柵極驅(qū)動器和信號輸出單元。觸摸面板包括感測單元和顯示單元。該感測單元包括第一子感測單元以及第二子感測單元。第一子感測單元響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一柵極線的去激活和第二柵極線的激活而被重置；第二子感測單元響應(yīng)于第三柵極線的激活而將與不同于第一觸摸變化的第二觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第三柵極線的去激活和第四柵極線的激活而被重置。顯示單元響應(yīng)于第一到第四柵極線當(dāng)中對應(yīng)柵極線的激活而產(chǎn)生與要顯示的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像電壓。柵極驅(qū)動器將柵極電壓施加到觸摸面板的第一到第四柵極線。信號輸出單元從第一或第二子感測單元接收感測電流，并且以對應(yīng)信號的形式輸出第一感測值或第二感測值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]這些和/或其他方面將從以下結(jié)合附圖的實(shí)施例描述中變得明顯并且更容易被理解，附圖中:
[0010]圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸面板；
[0011]圖2A和圖2B是圖示圖1的觸摸面板的類型的圖；
[0012]圖3A和圖3B是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的觸摸面板中的第一電極和第二電極的位置的圖；
[0013]圖4A和圖4B圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸面板的示例，在所述例子中第一電極和第二電極被布置得與圖3A和圖3B的觸摸面板中的不同；
[0014]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的觸摸面板的一些元件的框圖；
[0015]圖6是與圖5的第一子感測單元等效的電路的電路圖；
[0016]圖7是圖6所示的第一子感測單元的截面圖；
[0017]圖8和圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖5的觸摸面板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0018]圖10和圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖5的觸摸面板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0019]圖12和圖13圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖5的觸摸面板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0020]圖14A和圖14B圖示了圖1的第二子感測單元感測的對象；
[0021]圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行圖14A和圖14B中所示的感測操作的圖1的第二子感測單元的電路圖；
[0022]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖15的第二感測晶體管的特性的曲線圖；
[0023]圖17是具體圖示圖1的觸摸面板的示例的電路圖；
[0024]圖18是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖17的觸摸面板的操作的時(shí)序圖；
[0025]圖19是圖17的觸摸面板的一部分的截面圖；
[0026]圖20圖示了具有與圖1的感測單元不同的感測單元的觸摸面板的另一示例；
[0027]圖21A和圖21B圖示了圖2的第一子感測單元感測的對象；
[0028]圖22是圖示執(zhí)行圖21A和圖21B中所示的感測操作的圖20的第一子感測單元的不例的電路圖；
[0029]圖23是圖示圖22所示的元胞電容(cell capacitance)的概念的圖；
[0030]圖24是圖20的第二子感測單元的示例的電路圖；
[0031]圖25是具體圖示包括圖22的第一子感測單元和圖24的第二子感測單元的圖20的觸摸面板的示例的電路圖；
[0032]圖26是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖25的第一子感測單元和第二子感測單元的操作的時(shí)序圖；
[0033]圖27是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖20的觸摸面板的感測操作的曲線圖；
[0034]圖28是具有與圖1的感測單元不同的感測單元的觸摸面板的另一示例的電路圖；
[0035]圖29和圖30圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖28的觸摸面板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0036]圖31是圖1的觸摸面板的另一示例的電路圖；[0037]圖32是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖31的觸摸面板的操作的時(shí)序圖；
[0038]圖33是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏幕裝置的框圖；以及
[0039]圖34是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的觸摸面板的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]現(xiàn)在將具體參考實(shí)施例，在附圖中圖示了實(shí)施例的示例，在附圖中相似參考標(biāo)記始終指代相似元件。在這點(diǎn)上，實(shí)施例可以具有不同形式并且不應(yīng)被解釋為限于這里提出的描述。相應(yīng)地，下面僅僅通過參考附圖來描述實(shí)施例，以便解釋本描述的各方面。如這里使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)地列出的項(xiàng)目中的任何一個(gè)以及一個(gè)或多個(gè)的全部組合。當(dāng)在一列元素之后時(shí)，諸如“的至少一個(gè)”的表達(dá)修飾整列元素，而不是修飾該列中的單個(gè)元素。
[0041]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸面板TP的圖。參考圖1，觸摸面板TP包括感測單元SENU和顯示單元DPU。感測單元SENU包括第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2。第一子感測單元SENUl響應(yīng)于第一柵極線GLINl的激活，經(jīng)由感測線SLIN輸出與第一觸摸變化TVALl對應(yīng)的感測電流Isen。在第一柵極線GLINl被去激活并且第二柵極線GLIN2被激活時(shí)，第一子感測單元SENUl被重置。第二子感測單元SENU2響應(yīng)于第三柵極線GLIN3的激活，經(jīng)由感測線SLIN輸出與第二觸摸變化TVAL2對應(yīng)的感測電流Isen。在第三柵極線GLIN3被去激活并且第四柵極線GLIN4被激活時(shí)，第二子感測單元SENU2被重置。
[0042]在圖1中，第一柵極線GLINl和第三柵極線GLIN3可以是在感測操作期間被激活的傳感器(sensor)柵極線，第二柵極線GLIN2和第四柵極線GLIN4可以是在顯示操作期間被激活的顯示柵極線。換句話說，在觸摸面板TP中，可以使用顯示柵極線來重置感測單元SENU。
[0043]第二觸摸變化TVAL2的類型與第一觸摸變化TVALl的類型不同。例如，第一觸摸變化TVALl可以指示觸摸面板TP是否被物理觸摸，第二觸摸變化TVAL2可以指示觸摸面板TP是否被光學(xué)觸摸，這將在下面詳細(xì)描述。在下文中假定第一子感測單元SENUl感測物理觸摸并且第二子感測單元SENU2感測光學(xué)觸摸，除非另有規(guī)定。
[0044]參考圖1，顯示單元DPU響應(yīng)于第一柵極線GLINl到第四柵極線GLIN4當(dāng)中對應(yīng)柵極線的激活，產(chǎn)生與要顯示的圖像數(shù)據(jù)IDTA對應(yīng)的圖像電壓Vimg。第一柵極線GLINl到第四柵極線GLIN4可以是不同類型的柵極線，或者第一柵極線GLINl到第四柵極線GLIN4中的一些可以是相同的柵極線。第一柵極線GLINl到第四柵極線GLIN4可以彼此相鄰地布置或者彼此分離地布置，并且每個(gè)可以包括多條線，如下面將具體描述的。
[0045]圖2A和圖2B是圖示圖1的觸摸面板TP的類型的圖。參考圖1和圖2A，在觸摸面板TP中，圖1中圖示的顯示單元DPU (元胞(cell))和感測觸摸(觸摸功能)的感測單元SENU可以布置在偏光板(polarizer) PLl和PL2之間的、玻璃GLl和GL2之間的同一層CL上。用于顯示的像素和用于感測的電路被布置在同一層(陣列)上的這種觸摸面板可以被稱為in-cell (內(nèi)嵌式)類型?？梢灾圃烊鐖D2A所示的in-cell類型的觸摸面板TP，該in-cell類型的觸摸面板TP與其中觸摸板(感測單元SENU)與顯示像素(顯示單元DPU)分離地布置的圖2B的觸摸面板TP相比，降低了制造成本，簡化了制造過程并且減小了面板厚度?？梢愿鶕?jù)保證寬視角的面線轉(zhuǎn)換(plane line switching, PLS)模式來驅(qū)動觸摸面板TP,但是本發(fā)明不限于此,觸摸面板TP可以被實(shí)施為面內(nèi)轉(zhuǎn)換(in-plane switching, IPS)面板等。
[0046]圖2B圖示了在上偏光板PLl和上玻璃GLl之間布置執(zhí)行觸摸功能的觸摸板TL的情況。如圖2B所示的面板可以被稱為on-cell (外掛式)類型。
[0047]當(dāng)觸摸面板是顯示單元和感測單元被布置在同一層上的in-cell類型時(shí)，開口率(aperture ratio)可能由于感測單元而被降低。為了使得開口率的降低最小化，可以如圖3A和圖3B所示地布置第一電極和第二電極。
[0048]圖3A和圖3B是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的觸摸面板TP中的第一電極ELTl和第二電極ELT2的位置的圖。
[0049]參考圖1和圖3A，在觸摸面板TP中，第一電極ELTl和第二電極ELT2兩者都可以被形成在液晶LC的第一側(cè)。第一電極ELTl可以是像素電極，第二電極ELT2可以是公共電極。
[0050]如下面將描述的，在顯示單元DPU中包括的像素每個(gè)可以包括一晶體管，該晶體管響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活而導(dǎo)通，以將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELT1。圖像電壓Vimg是與要顯示的圖像數(shù)據(jù)IDAT對應(yīng)的、并且被施加到與該晶體管的一端連接的源極線的電壓?？梢詫⒐搽妷?參考電壓)施加到第二電極ELT2。液晶LC的扭曲度(twistingdegree)根據(jù)第一電極ELTl的電壓和第二電極ELT2的電壓之間的差而變化，并且背光的透射率根據(jù)液晶LC的扭曲度而變化，由此顯示圖像數(shù)據(jù)IDTA。
[0051 ] 如圖3B所示，在觸摸面板TP中，如下面將具體描述的，第二電極ELT2可以被用作感測是否進(jìn)行了觸摸的感測電極SELT。在圖3A和3B中，第一電極ELTl和第二電極ELT2兩者被形成在液晶LC的第一側(cè)，而在圖4A的觸摸面板中，第一電極ELTl被布置在液晶LC的第一側(cè)，而第二電極ELT2被布置在液晶LC的第二側(cè)。在此情況下，如圖4B所示，開口率可能被降低，因?yàn)楦袦y電極SELT的面積由于在第一電極ELT1、第二電極ELT2和感測電極SELT之間出現(xiàn)的干擾效應(yīng)而應(yīng)當(dāng)增加。
[0052]觸摸面板TP可以具有圖3A和圖3B所示的結(jié)構(gòu)中的第一電極ELTl和第二電極ELT2，由此防止開口率的降低。現(xiàn)在將描述包括在觸摸面板中的執(zhí)行感測的感測單元的結(jié)構(gòu)和操作，在該觸摸面板中，以如圖3A和圖3B所示的結(jié)構(gòu)包括第一電極ELTl和第二電極ELT2，并且第二電極ELT2被用作感測是否進(jìn)行了觸摸的感測電極SELT。
[0053]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1的觸摸面板TP的一些元件的框圖。參考圖1和圖5，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一子感測單元SENUl響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活，基于第二電極ELT2中的電壓變化Vvar，感測是否由于觸摸面板TP的物理觸摸而出現(xiàn)手指電容Cfig。如上所述，第二電極ELT2可以是公共電極。
[0054]顯示單元DPU響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活而將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl0可以根據(jù)第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff來驅(qū)動液晶。在顯示單元DPU的存儲電容器中充有與第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff對應(yīng)的電荷，這將在下面詳細(xì)描述。在圖5中，顯示柵極線DGL可以與圖1所示的第二柵極線GLIN2或第四柵極線GLIN4相同。
[0055]如上所述，第一子感測單元SENUl響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活，基于第二電極ELT2中的電壓變化Vvar，感測是否由于觸摸面板TP的物理觸摸而出現(xiàn)手指電容Cfig。手指電容Cfig是由物理觸摸引起的、由于作為電容器的手指和第二電極ELT2之間的電壓差而形成的寄生電容。
[0056]圖5的傳感器柵極線SGL可以與圖1的第一柵極線GLINl相同。圖4的觸摸面板TP包括第二子感測單元SENU2，與圖1的觸摸面板TP相似。因此，圖5的感測單元SENU不僅可以感測物理觸摸，而且還可以感測另外的觸摸，例如光學(xué)觸摸。然而，為了解釋方便，圖5中僅圖示了感測物理觸摸的第一子感測單元SENU1。
[0057]由第一子感測單元SENUl感測的值經(jīng)由感測線SLIN作為感測電流Isen輸出。現(xiàn)在將更具體地描述圖5的第一子感測單元SENUl的結(jié)構(gòu)和操作。
[0058]圖6是與圖5的第一子感測單元SENUl等效的電路的電路圖。參考圖5和圖6，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一子感測單元SENUl可以包括第一感測晶體管SENT1、第一選擇晶體管SELTl、以及第一重置晶體管RESTl。第一感測晶體管SENTl的柵極和一端分別連接到第二電極ELT2和第一選擇晶體管SELTl的一端。第一選擇晶體管SELTl的柵極、一端和另一端分別連接到柵極線GLINn、第一感測晶體管SENTl的一端和感測線SLIN。第一重置晶體管RESTl的柵極、一端和另一端分別連接到柵極線GLINn+1、第二電極ELT2和柵極線GLINn。
[0059]如上所述，第二電極ELT2可以是公共電極。柵極線61^?可以與圖5的傳感器柵極線SGL相同，并且柵極線GLINn+1可以與圖5的顯示柵極線DGL相同。因此，第一選擇晶體管SELTl響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活而被選通(gated)，并且將第一感測晶體管SENTl所感測的感測電流Isen提供給感測線SLIN，該感測電流Isen對應(yīng)于第二電極ELT2中的電壓變化Vvar。
[0060]第二電極ELT2中的電壓變化Vvar可以對應(yīng)于手指電容Cfig與第二電極ELT2和傳感器柵極線SGL之間的耦合電容Ccap的比率。例如，如果沒有形成手指電容Cfig，即如果沒有進(jìn)行觸摸，則第二 電極ELT2的電壓可以等于施加到傳感器柵極線SGL的電壓。然而，如果形成了手指電容Cfig，例如如果手指電容Cfig和耦合電容Ccap相同，則第二電極ELT2的電壓可以是施加到傳感器柵極線SGL的電壓的一半。當(dāng)?shù)谝桓袦y晶體管SENTl導(dǎo)通時(shí)，第一感測晶體管SENTl可以產(chǎn)生感測電流Isen以對應(yīng)于手指電容Cfig和耦合電容Ccap的比率。
[0061]在如上所述地響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活而感測到觸摸之后，響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的去激活和顯示柵極線DGL的激活而重置第二電極ELT2。例如，第一重置晶體管RESTl可以用公共電壓重置第二電極ELT2。
[0062]參考圖5和圖6，第一感測晶體管SENTl的另一端和第一重置晶體管RESTl的另一端兩者都可以連接到傳感器柵極線SGL。通過與另一晶體管共用第一感測晶體管SENTl的另一端，可以降低可能由于手指電容Cfig的變化而產(chǎn)生的寄生電容。
[0063]圖7是諸如圖6所示的感測單元SENU的截面圖。參考圖6和圖7，第一重置晶體管RESTl的柵極Gl、第一感測晶體管SENTl的柵極G2和第一選擇晶體管SELTl的柵極G3被形成在玻璃基板上，經(jīng)由絕緣層(insulator)與柵極Gl、G2和G3絕緣的有源區(qū)(activearea) Active分別被形成在絕緣層上。有源區(qū)Active可以電連接到源極電極S1、S2和S3以及漏極電極D1、D2和D3。第一重置晶體管RESTl的一端SI連接到第二電極ELT2。第一感測晶體管SENTl的柵極G2和一端D2分別連接到第二電極ELT2和第一選擇晶體管SELTl的一端S3。第一重置晶體管RESTl的柵極Gl和另一端D1、第一感測晶體管SENTl的另一端S1、以及第一選擇晶體管SELTl的柵極G3和另一端D3可以經(jīng)由接觸件(contact)(未示出)連接到圖6的柵極線GLINn、GLINn+1或感測線SLIN。
[0064]如上所述，第二電極ELT2以及柵極電極Dl和源極電極SI形成耦合電容Ccap，并且可以根據(jù)手指電容Cfig是否出現(xiàn)而感測是否出現(xiàn)觸摸。
[0065]圖8和圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖5的觸摸面板TP的結(jié)構(gòu)和操作。參考圖5、圖8和圖9，觸摸面板TP的第一子感測單元SENUl可以包括在共用第二電極ELT2的兩個(gè)顯示單元DPUl和DPU2兩者中。盡管圖8圖示了顯示單元DPUl和DPU2的一些顯示像素DPIX，但是還可以在顯示單元DPUl和DPU2中包括附加的顯示像素。
[0066]如上所述，顯示單元DPU由顯示柵極線DGL激活，并且將經(jīng)由源極線SOUL傳送的與圖像數(shù)據(jù)IDTA對應(yīng)的圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl。源極線SOUL可以包括三條線，例如R、G和B線。盡管圖8中未示出，但是第一電極ELTl可以連接到顯示單元DPU的開關(guān)晶體管ST的漏極。第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff改變元胞電容(cellcapacitanceXix,以驅(qū)動液晶對應(yīng)于圖像電壓Vimg。如果第二電極ELT2是公共電極，則向第二電極ELT2施加公共電壓Vcom。顯示單元DPU的存儲電容器Cst被充電為對應(yīng)于圖像電壓Vimg。
[0067]第一顯示柵極線DGLl和第二顯示柵極線DGL2被順序地激活，第一顯示單元DPUl和第二顯示單元DPU2順序地驅(qū)動液晶，然后第一傳感器柵極線SGLl被激活。第二顯示柵極線DGL2可以與圖1的第二柵極線GLIN2相同。
[0068]當(dāng)傳感器柵極線SGL被激活時(shí)，顯示柵極線DGL被去激活并且第一電極ELTl由此被浮置。液晶可以保持在被第二顯示單元DPU2驅(qū)動的狀態(tài)(第二顯示單元DPU2的存儲電容器Cst的電壓)，直至隨后的顯示柵極線(第三顯示柵極線DGL3)被激活。
[0069]當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鳀艠O線SGLl被激活時(shí)，由于手指電容Cfig的產(chǎn)生而引起的第二電極ELT2中的電壓變化Vvar被感測為如上所述的感測電流Isen。盡管圖8圖示了第一子感測單元SENUl的一些感測像素SPIX，但是在第一子感測單元SENUl中還可以包括附加的感測像素。
[0070]在圖9中，第一子感測單元SENUl的第一感測晶體管SENTl的柵極電壓在形成手指電容Cfig時(shí)可以具有第一電平LI，并且在未形成手指電容Cfig時(shí)可以具有第二電平L2。
[0071]第一子感測單元SENUl的第一重置晶體管RESTla和RESTlb在第一子感測單元SENUl的感測操作執(zhí)行之前和之后重置第二電極ELT2。例如，第一重置晶體管RESTla和RESTlb可以利用公共電壓Vcom重置第二電極ELT2。
[0072]在第一傳感器柵極線SGLl被去激活后，第三顯示柵極線DGL3被激活，并且上述的顯示操作和感測操作被重復(fù)執(zhí)行。然而，如下面將描述的，第二子感測單元SENU2的感測操作可以與第一子感測單元SENUl的感測操作不同。為了解釋方便，在圖8中沒有示出第二子感測單元SENU2。
[0073]圖8和圖9圖示了在每兩個(gè)顯示單元中包括一個(gè)第一子感測單元SENUl的情況。然而，共用一個(gè)第一子感測單元SENUl的顯示單元的數(shù)量不受限，并且可以根據(jù)期望的觸摸靈敏度和顯示像素大小而變化。例如，當(dāng)顯示像素較小或者需要高觸摸靈敏度時(shí)，共用一個(gè)第一子感測單元SENUl的顯示單元的數(shù)量可以大于圖8所示的情況。
[0074]而且，一個(gè)第一子感測單元SENUl可以不被兩個(gè)或更多個(gè)顯示單元共用。如圖10和圖11所示，可以在每個(gè)顯示單元中包括一個(gè)第一子感測單元SENU1。還可以根據(jù)所需要的觸摸靈敏度和顯示像素大小，設(shè)置在每個(gè)顯示單元中包括一個(gè)第一子感測單元SENUl的情況。
[0075]在圖8的實(shí)施例中，第一子感測單元SENUl包括在執(zhí)行第一子感測單元SENUl的感測操作之前重置第二電極ELT2的第一重置晶體管RESTla和RESTlb兩者，并且，在執(zhí)行第一子感測單元SENUl的感測操作之后并且在顯示柵極線DGL被激活時(shí)，第二電極ELT2被重置，但是本發(fā)明不限于此。
[0076]參考圖12和圖13，觸摸面板TP的第一子感測單元SENUl可以僅包括第一重置晶體管RESTla，并且可以附加地包括顯示重置單元DRU。因此，第二電極ELT2可以在執(zhí)行第一子感測晶體管SENUl的感測操作之前被第一重置晶體管RESTla重置，并且可以在執(zhí)行第一子感測單元SENUl的感測操作之后且在顯示柵極線DGL被激活時(shí)響應(yīng)于顯示重置信號DRST被顯示重置單元DRU重置?？杀话ㄔ谟|摸屏幕裝置THCA (下面參考圖33描述)中的控制邏輯(未示出)可以將顯示重置信號DRST傳送到顯示重置單元DRU。
[0077]上面已經(jīng)描述了圖1的第一子感測單元SENUl的示例?，F(xiàn)在將描述圖1的第二子感測單元SENU2的示例。
[0078]圖14A和圖14B圖示了圖1的第二子感測單元SENU2感測的對象。參考圖1以及圖14A和圖14B，第二子感測單元SENU2所感測的感測電流Isen可以是與入射到觸摸面板TP上的光的觸摸相對應(yīng)的電流的變化。入射到觸摸面板TP上的光可以是從圖14的光筆LPEN發(fā)出的光。包括觸摸面板TP的觸摸屏幕裝置(未示出)可以使用光筆等從遠(yuǎn)距離產(chǎn)生觸摸事件。當(dāng)在圖14A所示的未發(fā)生光學(xué)觸摸的狀態(tài)下、如圖14B所示光入射到觸摸面板TP上時(shí)，通過作為光接收器件的光電薄膜晶體管(photo TFT)產(chǎn)生電流，并且第二子感測單元SENU2可以感測該電流。
[0079]因此，觸摸面板TP如上所述不僅能夠感測光學(xué)觸摸而且還能夠感測物理觸摸，因此可以滿足采用了激光遙控技術(shù)的產(chǎn)品(例如，電子黑板或大尺寸智能電視(TV))的需要。此外，由于觸摸面板TP被制造為能夠感測不同類型的觸摸，因此制造成本降低，由此確保了有競爭力的價(jià)格。而且，由于觸摸面板TP可以通過電流感測而非電荷感測以高速執(zhí)行感測，因此觸摸面板TP可以容易地應(yīng)用于要求高幀頻率的大尺寸面板。下面將具體描述觸摸面板TP的第二子感測單元SENU2執(zhí)行的光學(xué)感測。
[0080]圖15是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的執(zhí)行圖14A和圖14B所示的感測操作的圖1的第二子感測單元SENU2的電路圖。參考圖1和圖15，第二子感測單元SENU2可以包括第二感測晶體管SENT2和第二選擇晶體管SELT2。第二感測晶體管SENT2可以是諸如圖14B所示的光電晶體管(photo transistor)，或者可以被具體實(shí)施為氧化物半導(dǎo)體晶體管。下面描述氧化物半導(dǎo)體晶體管的特性。上述的晶體管SELT1、SELT2、SENT1和RESTl也可以是氧化物半導(dǎo)體晶體管，但是不限于此。
[0081]在向第二感測晶體管SENT2施加低于閾值電壓的柵極電壓的同時(shí)，第二感測晶體管SENT2感測根據(jù)光是否入射到其上的漏源電流的變化。第二感測晶體管SENT2的一端、另一端和柵極分別連接到柵極線GLINn、第二選擇晶體管SELT2和柵極線GLINn+1。柵極線61^1可以與圖1中的第三柵極線GLIN3相同，柵極線GLINn+1可以與圖1中的第四柵極線GLIN4相同。如上所述，圖1的第三柵極線GLIN3可以是在感測操作期間被激活的傳感器柵極線，第四柵極線GLIN4可以是在顯示操作期間被激活的顯示柵極線。
[0082]第二選擇晶體管SELT2的一端、另一端和柵極可以分別連接到感測線SLIN、第二感測晶體管SENT2的另一端、以及柵極線GLINn。
[0083]當(dāng)柵極線GLINn被激活并且由此高于閾值電壓的電壓被施加到第二選擇晶體管SELT2的柵極時(shí)，第二選擇晶體管SELT2導(dǎo)通。當(dāng)柵極線GLINn+1被去激活時(shí)，第二感測晶體管SENT2截止。觸摸面板TP的柵極線被順序地激活，使得一次僅一條柵極線被激活。因此，在柵極線GLINn被激活時(shí)，柵極線GLINn+1被去激活。因此，通過柵極線GLINn+1進(jìn)行柵極控制的第二感測晶體管SENT2截止。如上所示，第二感測晶體管SENT2可以是被具體實(shí)施為氧化物半導(dǎo)體晶體管的光電晶體管。
[0084]因此，與第二感測晶體管SENT2的漏源電流對應(yīng)的感測電流Isen經(jīng)由導(dǎo)通的第二選擇晶體管SELT2從第二感測晶體管SENT2的源極(另一端)流到感測線SLIN。從第二感測晶體管SENT2提供到感測線SLIN的感測電流Isen的量根據(jù)入射到第二感測晶體管SENT2的光的強(qiáng)度而變化，如圖16所示。
[0085]當(dāng)柵極線GLINn被去激活并且柵極線GLINn+1被激活時(shí)，第二選擇晶體管SELT2截止并且第二感測晶體管SENT2導(dǎo)通，從而利用施加到柵極線GLINn+1的電壓重置第二感測晶體管SENT2。執(zhí)行這樣的重置操作，以便去除在作為光電晶體管的第二感測晶體管SENT2中俘獲的電荷，這將在下面參考圖16具體描述。
[0086]圖16是示出根據(jù)本`發(fā)明實(shí)施例的圖15的第二感測晶體管SENT2的特性的曲線圖。參考圖15和圖16，在時(shí)間點(diǎn)tl，光入射到第二感測晶體管SENT2上，從而增加第二感測晶體管SENT2的漏源電流IDS的量。然后，即使在時(shí)間點(diǎn)t2，入射光中斷，漏源電流IDS的量也幾乎不降低并且保持為與光入射到第二感測晶體管SENT2上時(shí)基本相同。由于第二感測晶體管SENT2被具體實(shí)施為氧化物半導(dǎo)體晶體管，其具有由氧化物半導(dǎo)體形成的溝道層，并且可以在溝道層中或者在溝道層的表面上俘獲電荷，因此出現(xiàn)這一現(xiàn)象。氧化物半導(dǎo)體可以包括 ZnO、InO、SnO, InZnO、ZnSnO 或 InSnO，或者可以包括 ZnO、InO、SnO, InZnO、ZnSnO或InSnO以及從Hf、Zr、T1、Ta、Ga、Nb、V、Al和Sn組成的組中選出的至少一種材料的組合。
[0087]例如，當(dāng)光和負(fù)柵極電壓被施加到作為氧化物半導(dǎo)體晶體管的第二感測晶體管SENT2時(shí)，由于光而在溝道層中產(chǎn)生的空穴可以移動到柵極絕緣膜和溝道層之間的界面處并且在該界面處被俘獲。被俘獲的電荷不能被移除，直至足夠高的正(+)電壓被施加到第二感測晶體管SENT2的柵極。因此，一旦電荷被俘獲，即使入射光中斷，漏源電流IDS的量也不會降低。在作為氧化物半導(dǎo)體晶體管的第二感測晶體管SENT2中俘獲的電荷可以通過如上所述的重置操作被移除。
[0088]能夠感測光的觸摸面板要求能夠感測光的精細(xì)的光學(xué)感測器件。光學(xué)感測器件的示例可以是非晶娃TFT (amorphous silicon TFT, a-Si TFT)。當(dāng)使用這樣的氧化物半導(dǎo)體晶體管感測光時(shí)，電子遷移率高，因此光可以被容易地感測到，并且僅需要用于開關(guān)氧化物半導(dǎo)體晶體管的開關(guān)晶體管(圖15的第二選擇晶體管SELT2)。因此，在設(shè)計(jì)或生產(chǎn)觸摸面板時(shí)，可以消除由于寄生電容而引起的增加觸摸面板的尺寸的限制，并且可以防止感測操作中的延遲。
[0089]圖17是具體圖示圖1的觸摸面板TP的示例的電路圖。圖18是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖17的觸摸面板TP的操作的時(shí)序圖。參考圖17和圖18，第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2可以分別與圖6的第一子感測單元SENUl和圖15的第二子感測單元SENU2相同，并且因此這里不再具體描述。
[0090]當(dāng)?shù)谝伙@示柵極線DGLl和第二顯示柵極線DGL2被順序地激活時(shí)，第一顯示單元DPUl和第二顯示單元DPU2順序地驅(qū)動液晶(未示出)，然后第一傳感器柵極線SGLl被激活。當(dāng)施加到第一傳感器柵極線SGLl的電壓從邏輯低(L)改變?yōu)檫壿嫺?H)并且第一傳感器柵極線SGLl因此被激活時(shí)，第一選擇晶體管SELTl導(dǎo)通。因此，由手指電容Cfig引起的第二電極ELT2中的電壓變化Vvar被第一感測晶體管SENTl感測為感測電流Isen。如上所述，第一感測晶體管SENTl的柵極電壓在手指電容Cfig被形成時(shí)可以具有第一電平LI，而在手指電容Cfig未被形成時(shí)可以具有第二電平L2。
[0091]在施加到第一傳感器柵極線SGLl的電壓再次從邏輯高H改變?yōu)檫壿嫷蚅并且第一傳感器柵極線SGLl因此被去激活時(shí)，第三顯示柵極線DGL3和第四顯示柵極線DGL4被順序激活以執(zhí)行顯示操作。在第三顯示柵極線DGL3被激活時(shí)第一子感測單元SENUl的重置操作如上所述，并且這里不再具體描述。
[0092]然后，第二傳感器柵極線SGL2被激活。當(dāng)施加到第二傳感器柵極線SGL2的電壓從邏輯低L改變?yōu)檫壿嫺逪并且第二傳感器柵極線SGL2因此被激活時(shí)，第二選擇晶體管SELT2導(dǎo)通。因此，與第二感測晶體管SENT2所感測的光的變化相對應(yīng)的感測電流Isen被提供到感測線SLIN。在第五顯示柵極線DGL5被激活時(shí)第二子感測單元SENU2的重置操作如上所述，這里不再描述。
[0093]圖19是圖17的觸摸面板的一部分的截面圖。參考圖17和圖19，顯示單元DPU、第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2被形成在玻璃基板上。形成顯示單元DPU的顯示像素DPIX的開關(guān)晶體管ST的柵極Gl到G6，第一子感測單元SENUl的第一重置晶體管RESTl、第一感測晶體管SENTl和第一選擇晶體管SELTl，以及第二子感測單元SENU2的第二感測晶體管SENT2和第二選擇晶體管SELT2 ;并且分別形成經(jīng)由絕緣層與柵極Gl到G6絕緣的有源區(qū)Active。有源區(qū)Active可以電連接到源極電極SI和漏極電極Dl等等。
[0094]為了解釋方面，在圖19中，沒有圖示開關(guān)晶體管ST、第二感測晶體管SENT2和第二選擇晶體管SELT2的源極和漏極，并且可以不彼此連接的第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2被圖示為彼此相鄰地布置。盡管圖19中沒有示出，然而每個(gè)晶體管的柵極、源極或漏極可以經(jīng)由接觸件(未示出)連接到圖17的柵極線DGLl到DGL5、SGL1和SGL2或者圖1的感測線SLIN。然而，第一重置晶體管RESTl的一端SI連接到第二電極ELT2，第一感測晶體管SENTl的柵極G2連接到第二電極ELT2，并且第一感測晶體管SENTl的一端D2連接到第一選擇晶體管SELTl的一端S3。
[0095]圖20圖示了圖1的觸摸面板TP的另一示例。參考圖1和圖20，觸摸面板TP包括感測單元SENU，其包括至少一對感測單元并且因此可以如上所述地感測不同類型的觸摸事件。感測單元SENU可以包括響應(yīng)于不同柵極線的激活在不同時(shí)間感測不同對象的第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2。
[0096]第一子感測單元SENUl響應(yīng)于柵極線GLINn的激活而感測第一類型的觸摸變化，將與第一類型的觸摸變化對應(yīng)的感測電流Isen輸出到感測線SLIN，并且響應(yīng)于柵極線GLINn的去激活和柵極線GLINx的激活而被重置。第二子感測單元SENU2響應(yīng)于柵極線GLINffl的激活而感測與第一類型的觸摸變化不同的第二類型的觸摸變化，將與第二類型的觸摸變化對應(yīng)的感測電流Isen輸出到感測線SLIN，并且響應(yīng)于柵極線GLINm的去激活和柵極線GLINx的激活而被重置。
[0097]圖20的柵極線GLINn可以與圖1的第一柵極線GLINl相同，圖20的柵極線GLINm可以與圖1的第三柵極線GLIN3相同。圖20的柵極線GLINx可以與圖1的第二柵極線GLIN2或第四柵極線GLIN4相同。
[0098]例如，柵極線GLIN1^P柵極線GLINm可以彼此相鄰地布置。用于重置第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2的公共重置線RLINn可以連接到相同的柵極線GLINX。例如，柵極線GLINx可以與柵極線GLINffl或柵極線GLINn相鄰布置。
[0099]圖21A和圖21B圖示了圖20的第一子感測單元SENUl感測的對象。參考圖20以及圖21A和圖21B，第一子感測單元SENUl所感測的感測電流Isen可以具有這樣的值:該值指示與觸摸面板TP的第一電極ELETl和第二電極ELET2之間的距離相對應(yīng)的元胞電容是否根據(jù)物理觸摸(例如，用手指觸摸液晶)所引起的所述距離的變化而改變。例如，假設(shè)如圖21A所示，在觸摸面板TP未被物理觸摸時(shí)第一電極ELETl和第二電極ELET2之間的距離為dl。第一電極ELETl可以為像素電極，第二電極ELET2可以為公共電極。如圖21B所示，當(dāng)?shù)谝浑姌OELETl和第二電極ELET2之間的距離由于物理觸摸而減小到d2時(shí)，第一電極ELETl和第二電極ELET2之間的距離的變化A d變?yōu)?dl_d2)。由于元胞電容Q與距離成反比，因此元胞電容改變以對應(yīng)于第一電極ELETl和第二電極ELET2之間的距離的變化。圖21A和圖21B中圖示了第一電極ELETl和第二電極ELET2的位置以便于解釋，但是本發(fā)明不限于此。第一電極ELETl和第二電極ELET2可以如圖3所示地布置在觸摸面板TP中。
[0100]圖22是圖示圖20的執(zhí)行如圖21A和圖21B所示的感測操作的第一子感測單元SENUl的示例的電路圖。參考圖22，第一子`感測單元SENUl可以包括第一感測晶體管SENTl、第一選擇晶體管SELTl和第一重置晶體管REST1。第一感測晶體管SENTl感測元胞電容Qc的變化。第一感測晶體管SENTl的一端、另一端和柵極分別連接到電源電壓VDD源、第一選擇晶體管SELTl的一端和第一節(jié)點(diǎn)ND1。第一節(jié)點(diǎn)具有與元胞電容對應(yīng)的電壓VMd。下文中，將第一節(jié)點(diǎn)NDl的電壓稱為“節(jié)點(diǎn)電壓Vn。/’。
[0101]可以如下地表示節(jié)點(diǎn)電壓Vmd:
[0102][公式I]
[0103]Vnod=Vreset+ (Vcom-Vgl) X Clc/ (Cref+CLC)，
[0104]其中，“VMS6t”可以表示重置第一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd，其與圖27中所示的第一電壓％相似，“VOT”表示施加到圖2的第二電極ELET2的電壓，“Va”表示施加到柵極線GLINn的電壓，“Cref ”表不參考電容。
[0105]圖23是圖示圖22中所示的元胞電容Q的概念的圖。
[0106]參考圖22和圖23，參考電容(；ef是在觸摸面板TP的基板SUB上的柵極GAT和第一電極ELETl之間的第一層LAYl上形成的電容，并且元胞電容Q是在第一電極ELETl和第二電極ELET2之間的第二層LAY2上形成的元胞電容。第一層LAYl可以是利用柵極絕緣層和鈍化處理的層。第二層LAY2可以是填充有導(dǎo)電材料的層。圖23中所示的第一電極ELETl和第二電極ELET2的位置僅僅是說明性的，并且本發(fā)明不限于此。在觸摸面板TP中，第一電極ELETl和第二電極ELET2可以如圖3中所示地布置。圖22圖示了在第一節(jié)點(diǎn)NDl和任意柵極線GLINy之間形成參考電容Cref的情況。下面參考圖25描述任意柵極線GLINy的示例。
[0107]當(dāng)如圖21B所示地出現(xiàn)物理觸摸從而減小第二層LAY2的厚度時(shí)，參考電容(；ef是固定值，但是元胞電容Q增力卩。因此，節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd增加。當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd大于第一感測晶體管SENTl的閾值電壓時(shí)，第一感測晶體管SENTl導(dǎo)通以形成與第一感測晶體管SENTl的柵源電壓對應(yīng)的漏源電流。
[0108]第一選擇晶體管SELTl的一端、另一端和柵極可以分別連接到感測線SLIN、第一感測晶體管SENTl的一端和柵極線GLINn。第一選擇晶體管SELTl可以響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一感測晶體管SENTl的柵源電壓的變化(第一節(jié)點(diǎn)NDl的節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd的變化)對應(yīng)的漏源電流施加到感測線SLIN。
[0109]第一重置晶體管RESTl的一端、另一端和柵極可以分別連接到第一感測晶體管SENTl的柵極、柵極線GLIN1^P重置線RLINn。因此，當(dāng)柵極線GLINn被去激活且重置線RLINn被激活時(shí)，第一重置晶體管RESTl導(dǎo)通以重置節(jié)點(diǎn)電壓VMd。如上所述，重置線RLINn可以連接到柵極線GLINx并且因此可以用與柵極線GLINx被激活的方式相同的方式被激活。
[0110]圖24是圖20的第二子感測單元SENU2的示例的電路圖。參考圖20和圖24，第二子感測單元SENU2可以包括第二感測晶體管SENT2和第二選擇晶體管SELT2。第二感測晶體管SENT2可以是被具體實(shí)施為圖14B的氧化物半導(dǎo)體晶體管的光電晶體管。如上所述，其它晶體管SELT1、SELT2、 SENT1和REST也可以是氧化物半導(dǎo)體晶體管，但是本發(fā)明不限于此。
[0111]在將低于閾值電壓的柵極電壓施加到第二感測晶體管SENT2時(shí)，第二感測晶體管SENT2感測根據(jù)光是否入射到其上的漏源電流的變化。第二感測晶體管SENT2的一端、另一端和柵極分別連接到電源電壓VDD源、第二選擇晶體管SELT2和重置線RLINn。第二選擇晶體管SELT2的一端、另一端和柵極分別連接到感測線SLIN、第二感測晶體管SENT2的另一端和柵極線GLINm。
[0112]當(dāng)柵極線GLINm被激活以將等于或高于閾值電壓的電壓施加到第二選擇晶體管SELT2的柵極時(shí)，第二選擇晶體管SELT2導(dǎo)通。另一方面，當(dāng)重置線RLINn被去激活時(shí)，第二感測晶體管SENT2截止。如上所述，重置線RLINn連接到柵極線GLINm以外的柵極線。觸摸面板TP的柵極線順序地被激活，使得一次僅一條柵極線被激活。因此，在柵極線GLINm被激活時(shí)，連接到重置線RLINn的柵極線被去激活。因此，由重置線RLINn進(jìn)行柵極控制的第二感測晶體管SENT2截止。
[0113]因此，與第二感測晶體管SENT2的漏源電流對應(yīng)的感測電流Isen經(jīng)由導(dǎo)通的第二選擇晶體管SELT2流到感測線SLIN，即從第二感測晶體管SENT2的源極(另一端)流到感測線SLIN。第二選擇晶體管SELT2在柵極線GLINm被去激活時(shí)可以截止，而在重置線RLINn被激活時(shí)可以導(dǎo)通并被重置。
[0114]圖25是具體圖示包括圖22的第一子感測單元SENUl和圖24的第二子感測單元SENU2的圖20的觸摸面板TP的示例的電路圖。圖26是圖示圖25的第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2的操作的時(shí)序圖。參考圖25和圖26，觸摸面板TP包括圖22的第一子感測單元SENUl和圖24的第二子感測單元SENU2，其中，第一子感測單元SENUl的第一選擇晶體管SELTl的柵極和第二子感測單元SENU2的第二選擇晶體管SELT2的柵極分別連接到相鄰的柵極線GLINn和GLINn+1。例如，圖24的柵極線GLINm可以和與柵極線GLINn相鄰的柵極線GLINn+1相同。在相鄰的柵極線GLIN1^P GLINn+1被順序地激活時(shí)，第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2可以順序地執(zhí)行感測操作(產(chǎn)生感測電流IsenX
[0115]第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2的重置線RLINn可以共同連接到柵極線GLINn+2。例如，連接到圖22的重置線RLINn的柵極線GLINx和連接到圖24的重置線RLINn的柵極線GLINx可以共同連接到柵極線GLINn+2。柵極線GLINn+2可以位于與柵極線GLINn+1相鄰的位置處。第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2可以順序地執(zhí)行感測操作，并且可以響應(yīng)于柵極線GLINn+2的激活而同時(shí)被重置。
[0116]包括在圖25和圖26的觸摸面板TP中的第一子感測單元SENUl的參考電容器Cref連接到柵極線GLINn+1，但是本發(fā)明不限于此。如上所述，第一子感測單元SENUl的參考電容器C,ef可以是柵極線，例如與柵極線GLINn相鄰的兩條柵極線當(dāng)中除了柵極線GLINn+1之外的柵極線GLINlri (未示出)。
[0117]在施加到柵極線GLINn的電壓從邏輯低L改變到邏輯高H并且柵極線GLINn因此被激活時(shí)，第一選擇晶體管SELTl導(dǎo)通以將第一感測晶體管SENTl感測的元胞電容的變化(節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd)施加到感測線SLIN (Pl=Sensingl)0在施加到柵極線GLINn的電壓從邏輯高H改變到邏輯低L并且柵極線GLINn因此被去激活時(shí)，施加到與柵極線GLINn相鄰的柵極線GLINn+1的電壓從邏輯低L改變到邏輯高H并且柵極線GLINn+1因此被激活以導(dǎo)通第二選擇晶體管SELT2。因此第二感測晶體管SENT2所感測的光的變化被提供到感測線SLIN(P2=Sensing2)。
[0118]在此情況下，如圖26所示，節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd和感測電流Isen取決于觸摸事件是否發(fā)生而變化。如果柵極線GLINn被激活，并且感測到如圖21B所示的物理觸摸，則節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd具有與邏輯高H對應(yīng)的電壓，而且，如果柵極線GLINn+1被激活，并且感測到如圖14B所示的光學(xué)觸摸，則感測電流Ism保持于邏輯高H。
[0119]在柵極線GLINn+1被去激活并且與柵極線GLINn+1相鄰的柵極線GLINn+2被激活時(shí)，第一子感測單元SENUl的第一重置晶體管RESTl和第二子感測單元SENU2的第二重置晶體管REST2導(dǎo)通以同時(shí)對節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd和第二感測晶體管SENT2執(zhí)行上述的重置操作(P3=Resetl&Reset2)。
[0120]圖27是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖20的觸摸面板TP的感測操作的曲線圖。參考圖20和圖27，觸摸面板TP的第一子感測單元SENUl將與第一感測晶體管SENTl的柵源電壓的變化△ V對應(yīng)的感測電流Ism提供到感測線SLIN，該柵源電壓Vffi由于觸摸面板TP上的物理觸摸而從第一電壓Vl改變?yōu)榈诙妷篤2。在此情況下，在第一感測晶體管SENTl未被選通時(shí)的節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd (第一電壓VI)可以是負(fù)㈠電壓，并且在第一感測晶體管SENTl的電壓由于物理觸摸而增加并且第一感測晶體管SENTl因此被選通時(shí)的節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd (第二電壓V2)可以是正(+)電壓。在第一感測晶體管SENTl感測到物理觸摸之后，執(zhí)行上述的重置操作以將第二感測晶體管SENT2的柵極電壓(節(jié)點(diǎn)電壓VMd)設(shè)置為作為負(fù)(-)電壓的第一電壓VI。[0121]觸摸面板TP與物理觸摸一起感測光學(xué)觸摸。圖27的第二子感測單元SENU2將與第二感測晶體管SENT2的漏源電流Ids的變化△ I對應(yīng)的感測電流Isen提供到感測線SLIN，該漏源電流Ids由于光學(xué)觸摸而從第一電流Il改變到第二電流12。
[0122]圖28是具有不同的感測單元SENU的圖1的觸摸面板TP的另一示例的電路圖。圖29和圖30圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖28的觸摸面板TP的結(jié)構(gòu)和操作。參考圖28到圖30，與圖20的觸摸面板TP類似，觸摸面板TP可以包括響應(yīng)于不同柵極線的激活而在不同時(shí)間感測不同對象的第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2。然而，在圖28和圖29所示的觸摸面板TP中，第一子感測單元SENUl的第一重置線RLINn和第二子感測單元SENU2的第二重置線RLINn+1彼此不同。例如，在柵極線GLINn被激活時(shí)輸出感測電流Isen的第一子感測單元SENUl被施加到連接到柵極線GLINm的第一重置線RLINn的電壓重置。在柵極線GLINm被激活時(shí)輸出感測電流Isen的第二子感測單元SENU2被施加到連接到柵極線GLIN1的第二重置線RLINn+1的電壓重置。
[0123]圖28到圖30的柵極線GLIN1^P GLINm可以與圖1的第一柵極線GLINl和第三柵極線GLIN3相同。圖28到圖30的柵極線GLINm和GLIN1可以與圖1的第二柵極線GLIN2和第四柵極線GLIN4相同。換句話說，圖28到圖30所示的柵極線GLINm可以用作傳感器柵極線和顯示顯示線兩者。這是因?yàn)槿鐖D31所示，與圖20的觸摸面板TP類似，圖28的觸摸面板TP中的感測單元SENU連接到與顯示單元DPU連接的柵極線。
[0124]參考圖28到圖30，在柵極線GLINn被激活(Pl=Sensingl)時(shí)元胞電容的變化(節(jié)點(diǎn)電壓Vntjd)被感測到，并且在柵極線GLINn+1被激活(P2=SenSing2&ReSetl)時(shí)不僅光強(qiáng)度的變化被感測到而且第一子感測單元SENUl的第一重置晶體管RESTl被重置。在柵極線GLINn+2被激活時(shí)，第二子感測單元SENU2的第二感測晶體管SENT2被重置(P3=Reset2)。
[0125]圖31是圖1的觸摸面板TP的另一示例的電路圖。參考圖31，在觸摸面板TP中，感測單元SENU如上所述地與顯示像素一起被具體實(shí)施(in-cell類型)。圖31圖示了每條柵極線連接到顯示像素( 例如R、G和B顯示像素)和感測單元SENU的情況。因此，觸摸面板TP可以不與顯示面板(未示出)分離地安裝。根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例的觸摸面板TP通過實(shí)現(xiàn)能夠如上所述地感測不同類型的觸摸的簡單電路，可以被容易地具體實(shí)施為in-cell類型。
[0126]圖32是圖示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖31的觸摸面板TP的操作的時(shí)序圖。參考圖31和圖32，如圖32所示，圖31的觸摸面板TP的第一到第六柵極線GLINl到GLIN6分別在時(shí)間點(diǎn)tl到t6被順序地激活，以執(zhí)行與其對應(yīng)的感測和/或重置操作。例如，在第一柵極線GLINl被激活時(shí)與第一柵極線GLINl連接的感測單元SENU可以被感測，并且在第二柵極線GLIN2被激活時(shí)與第二柵極線GLIN2連接的感測單元SENU可以被感測并且與第一柵極線GLINl連接的感測單元SENU可以被重置。類似地，在第三柵極線GLIN3被激活時(shí)，第三柵極線GLIN3的感測單元SENU可以被感測并且第二柵極線GLIN2的感測單元SENU可以被重置。
[0127]圖33是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏幕裝置THCA的框圖。參考圖33，觸摸屏幕裝置THCA可以包括分別向諸如根據(jù)上述實(shí)施例之一的觸摸面板TP施加?xùn)艠O電壓Vgat和源極電壓Vsou的柵極驅(qū)動器GDRV和源極驅(qū)動器SDRV、以及接收觸摸面板TP所感測的感測電流Ism并輸出與感測電流Ism對應(yīng)的信號(數(shù)據(jù))的信號輸出單元S0UT。
[0128]上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的觸摸面板的結(jié)構(gòu)和操作，但是其可以以許多不同的形式具體實(shí)施并且不應(yīng)解釋為限于這里提出的實(shí)施例。
[0129]例如，圖1圖示了與第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2連接的柵極線，但是本發(fā)明不限于此。如圖34所示，觸摸面板TP可以包括在同一層CL上的顯示像素陣列DPA和感測單元SENU。第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2被包括在感測單元SENU中并且感測不同類型的觸摸變化，可以與第一子感測單元SENU1、第二子感測單元SENU2和柵極線之間的連接無關(guān)地獨(dú)立地執(zhí)行感測操作。在圖34中，層CL可以與圖2A中所示的層CL相同。在前述實(shí)施例中，第一子感測單元SENUl的數(shù)量等于第二子感測單元SENU2的數(shù)量，但是考慮到期望的感測精度等等，第一子感測單元SENUl的數(shù)量可以大于或小于第二子感測單元SENU2的數(shù)量。另外，觸摸面板TP的特定區(qū)域可以僅包括第一子感測單元SENUl和第二子感測單元SENU2之一。相應(yīng)地，應(yīng)當(dāng)僅僅以描述性意義來考慮這里提出的實(shí)施例，而不應(yīng)用于限制目的。
[0130]如上所述，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的能夠執(zhí)行光學(xué)感測和電容感測的混合觸摸面板、混合觸摸屏幕裝置、以及驅(qū)動混合觸摸屏幕的方法能夠高效率地感測長距離和短距離的觸摸。
[0131]此外，通過將能夠執(zhí)行不同類型的感測操作的感測單元具體實(shí)施為簡單的電路，觸摸面板能夠被具體實(shí)施為能夠執(zhí)行不同類型的感測操作的in-cell觸摸屏幕。
[0132]而且，通過使用氧化物光電傳感器晶體管執(zhí)行光學(xué)感測，可以更高效地消除由于寄生電容而引起的觸摸面板尺寸增加的限制并且可以防止感測操作中的延遲。
[0133]應(yīng)理解，應(yīng)當(dāng)僅僅在描述性意義上考慮這里描述的示例性實(shí)施例，并且這里描述的示例性實(shí)施例不用于限制目的。每個(gè)實(shí)施例內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)典型地被考慮為可用于其它實(shí)施例中的其它類似特征或方面。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸面板，包括: 感測單元，包括: 第一子感測單元，其響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一柵極線的去激活和第二柵極線的激活而被重置，以及 第二子感測單元，其響應(yīng)于第三柵極線的激活而將與第二觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第三柵極線的去激活和第四柵極線的激活而被重置，其中該第二觸摸變化不同于第一觸摸變化；以及 顯示單元，其響應(yīng)于第一到第四柵極線當(dāng)中對應(yīng)柵極線的激活而產(chǎn)生與要顯示的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像電壓， 其中，根據(jù)向其施加圖像電壓或公共電壓的第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動觸摸面板的液晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸面板，其中，第一電極是向其施加圖像電壓的像素電極，并且 第二電極是向其施加公共電壓的公共電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸面板，其中，第一電極和第二電極兩者都被形成在液晶的第一側(cè)。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸面板，其是內(nèi)嵌式類型的觸摸面板，在內(nèi)嵌式類型的觸摸面板中顯示單元和感測單元被形成在同一陣列中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸面板，其中，第一觸摸變化指示觸摸面板是否被物理觸摸，以及 第一子感測單元通過使用第二電極中的電壓改變來感測與第一觸摸變化對應(yīng)的手指電各是否出現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的觸摸面板，其中，第一到第四柵極線是不同的柵極線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的觸摸面板，其中，第一子感測單元包括: 第一感測晶體管，其柵極連接到第二電極，該第一感測晶體管產(chǎn)生與第二電極中的電壓改變對應(yīng)的感測電流；第一選擇晶體管，其一端連接到第一感測晶體管的一端，其柵極連接到第一柵極線，該第一選擇晶體管在第一柵極線被激活時(shí)將第一感測晶體管的感測電流提供到感測線；以及第一重置晶體管，其柵極連接到第二柵極線，其一端連接到第二電極，并且其另一端連接到第一柵極線，該第一重置晶體管在第二柵極線被激活并且第一柵極線被去激活時(shí)重置第二電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的觸摸面板，其中，第一感測晶體管的感測電流具有與手指電容和第一電極與第一柵極線之間的耦合電容的比率對應(yīng)的電流的量。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的觸摸面板，其中，第二觸摸變化表示與入射到觸摸面板上的光的觸摸對應(yīng)的光接收器件的電流的變化，并且 第二子感測單元包括: 第二感測晶體管，其一端連接到第三柵極線，其柵極連接到第四柵極線，該第二感測晶體管通過使用感測電流來感測光是否入射到觸摸面板上；以及 第二選擇晶體管，其一端連接到感測線，其另一端連接到第二感測晶體管的另一端，其柵極連接到第三柵極線，該第二選擇晶體管響應(yīng)于第三柵極線的激活而將感測電流輸出到感測線。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的觸摸面板，其中，第二感測晶體管是氧化物半導(dǎo)體晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸面板，其中，第一觸摸變化是一值，該值指示與觸摸面板的第一電極和第二電極之間的距離相對應(yīng)的元胞電容是否根據(jù)在觸摸面板被物理觸摸時(shí)引起的所述距離的改變而改變，以及 第二觸摸變化指示與入射到觸摸面板上的光的觸摸對應(yīng)的光接收器件的電流的變化。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的觸摸面板，其中，第一子感測單元包括: 第一感測晶體管，其一端連接到電源電壓源，其柵極連接到具有與元胞電容對應(yīng)的電壓的第一節(jié)點(diǎn)，該第一感測晶體管產(chǎn)生指示元胞電容是否改變的感測電流； 第一選擇晶體管，其一端連接到感測線，其另一端連接到第一感測晶體管的另一端，其柵極連接到第一柵極線，該第一選擇晶體管響應(yīng)于第一柵極線的激活而將感測電流輸出到感測線；以及 第一重置晶體管，其一端連接到第一感測晶體管的柵極，其另一端連接到第一柵極線，其柵極連接到第二柵極線，該第一重置晶體管重置第一節(jié)點(diǎn)的電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的觸摸面板，其中，第二子感測單元包括: 第二感測晶體管，其一端連接到電源電壓源，其柵極連接到第四柵極線，該第二感測晶體管產(chǎn)生指示光是否入射到觸摸面板上的感測電流；以及 第二選擇晶體管，其一端連接到感測線，其另一端連接到第二感測晶體管的另一端，并且其柵極連接到第二柵極線，該第二選擇晶體管響應(yīng)于第二柵極線的激活而將感測電流輸出到感測線。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的觸摸面板，其中，第二柵極線和第四柵極線是同一柵極線；以及 在第一子感測單元和第二子感測單元順序地執(zhí)行感測之后，第一子感測單元和第二子感測單元同時(shí)被重置。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的觸摸面板，其中，第二柵極線與第三柵極線相同；并且 第四柵極線是在第三柵極線的激活之后被激活的柵極線。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的觸摸面板，其中，在第一子感測單元執(zhí)行感測之后，第二子感測單元的激活和第一子感測單元的重置被同時(shí)執(zhí)行，并且然后第二子感測單元被重置。
17.一種觸摸面板，其為內(nèi)嵌式類型的觸摸面板，其中，感測單元和顯示單元被形成在同一陣列中，并且根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，其中，該感測單元包括: 第一子感測單元，其響應(yīng)于第一傳感器柵極線的激活而將與觸摸面板上的物理觸摸對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一傳感器柵極線的去激活和第一顯示柵極線的激活而被重置；以及 第二子感測單元，其響應(yīng)于第二傳感器柵極線的激活而將與觸摸面板上的光學(xué)觸摸對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第二傳感器柵極線的去激活和第二顯示柵極線的激活而被重置，并且 所述顯示單元連接到第一顯示柵極線或第二顯示柵極線，并且將與要顯示的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像電壓施加到第一電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的觸摸面板，其中，第一子感測單元通過使用公共電極中的電壓變化而感測與觸摸面板上的物理觸摸對應(yīng)的手指電容是否出現(xiàn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的觸摸面板，其中，第一子感測單元包括: 第一感測晶體管，其柵極連接到公共電極，該第一感測晶體管產(chǎn)生與公共電極中的電壓變化對應(yīng)的感測電流； 第一選擇晶體管，其一端連接到第一感測晶體管的一端，其柵極連接到第一傳感器柵極線，該第一選擇晶體管在第一傳感器柵極線被激活時(shí)將第一感測晶體管的感測電流提供到感測線；以及 第一重置晶體管，其柵極連接到第一顯示柵極線，其一端連接到公共電極，并且其另一端連接到第一傳感器柵極線，該第一重置晶體管在第一顯示柵極線被激活并且第一傳感器柵極線被去激活時(shí)重置公共電極。
20.一種觸摸屏幕裝置，包括: 觸摸面板，包括: 感測單元，包括: 第一子感測單元，其響應(yīng)于第一柵極線的激活而將與第一觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第一柵極線的去激活和第二柵極線的激活而被重置；以及 第二子感測單元，其響應(yīng)于第三柵極線的激活而將與第二觸摸變化對應(yīng)的感測電流輸出到感測線，并且響應(yīng)于第三柵極線的去激活和第四柵極線的激活而被重置，其中，該第二觸摸變化不同于第一觸摸變化；以及 顯示單元，其響應(yīng)于第一到 第四柵極線當(dāng)中對應(yīng)柵極線的激活而產(chǎn)生與要顯示的圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的圖像電壓；柵極驅(qū)動器，其將柵極電壓施加到觸摸面板的第一到第四柵極線；以及信號輸出單元，其從第一子感測單元或第二子感測單元接收感測電流，并且以對應(yīng)信號的形式輸出第一感測值或第二感測值。
21.一種觸摸面板，其是內(nèi)嵌式類型的觸摸面板，其中，根據(jù)在向其施加圖像電壓的第一電極與向其施加公共電壓的第二電極之間的電壓差驅(qū)動液晶，并且顯示像素陣列和感測電路被形成在同一層上，其中，感測電路包括: 第一感測單元，其感測相對于觸摸面板而產(chǎn)生的第一觸摸變化；以及 第二感測單元，其感測與第一觸摸變化不同的第二觸摸變化。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的觸摸面板，其中，第一觸摸變化指示觸摸面板是否被物理觸摸，并且 第一感測單元通過使用向其施加公共電壓的第二電極中的電壓改變來感測與第一觸摸變化對應(yīng)的手指電容是否出現(xiàn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的觸摸面板，其中，第二觸摸變化指示與入射到觸摸面板上的光的觸摸對應(yīng)的光接收器件的電流的改變。
【文檔編號】G02F1/133GK103699256SQ201310168079
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】安承彥, 宋利憲, 田尚勛, 金暎 申請人:三星電子株式會社