觸摸板、觸摸屏裝置以及驅(qū)動觸摸板的方法
觸摸板、觸摸屏裝置以及驅(qū)動觸摸板的方法
【專利摘要】一種根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶的觸摸板，所述觸摸板包括：顯示單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極；以及感測單元，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
【專利說明】觸摸板、觸摸屏裝置以及驅(qū)動觸摸板的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年7月25日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0081438的優(yōu)先權(quán)，通過引用，將其內(nèi)容合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及觸摸板、觸摸屏裝置、和用于驅(qū)動其的方法，并且更具體地，涉及具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及用于自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著對于高性能和微型觸摸板的需求的增加，觸摸板已經(jīng)變?yōu)楦叨燃苫?，并且其設(shè)計規(guī)則(design rule)已經(jīng)被減小。因此，需要具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]提供了具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
[0006]另外的方面將部分在下面的描述中得以闡述，并且其部分將從描述中變得顯而易見，或者可以通過所示的實施例的實踐來獲知。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，觸摸板根據(jù)在第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述觸摸板包括:顯示單元，其響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極；以及感測單元，其響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
[0008]第一電極可以是像素電極，并且第二電極是公共電極。
[0009]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元，第二電極由多個顯示單元中的一對顯示單元來共享。
[0010]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元和多個感測單元，每個感測單元被布置在任意數(shù)量的顯示單元的每一個中。
[0011]可以按照液晶的第一方向形成第一和第二電極。
[0012]第二電極的電壓變化可以與第二電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率對應(yīng)。
[0013]觸摸板可以是單元內(nèi)(in-cell)類型，其中，在相同的陣列上形成顯示單元與感測單元。
[0014]感測單元可以包括:感測晶體管，具有連接到第二電極的柵極，并產(chǎn)生與第二電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流；選擇晶體管，具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及復(fù)位晶體管，具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位第二電極。
[0015]感測晶體管的感測電流可以被生成為與第一電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率相對應(yīng)的電流量。
[0016]感測晶體管的另一端可以連接到傳感器柵極線。
[0017]感測單元可以被布置在兩個相鄰的顯示單元之間。
[0018]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元，復(fù)位晶體管被布置在兩個相鄰的顯示單元的顯示柵極線的每個中。
[0019]觸摸板可以進(jìn)一步包括顯示復(fù)位單元，其在感測單元執(zhí)行感測之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極。
[0020]在傳感器柵極線被激活時，第一電極可以被浮置，使得保證在驅(qū)動液晶中使用的第一和第二電極之間的電壓差。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種觸摸屏裝置包括:觸摸板，所述觸摸板包括顯示單元和感測單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容，觸摸板根據(jù)第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶；柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器將柵極電壓施加到觸摸板的顯示柵極線和傳感器柵極線；以及信號輸出單元，所述信號輸出單元輸出與觸摸板的感測單元的接收的感測值相對應(yīng)的信號。
[0022]第一電極可以是像素電極，并且第二電極可以是公共電極。
[0023]可以按照液晶的第一方向形成第一和第二電極。
[0024]感測單元可以包括:感測晶體管，具有連接到第二電極的柵極，并且產(chǎn)生與第一電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流；選擇晶體管，具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及復(fù)位晶體管，具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位第二電極。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種驅(qū)動觸摸板的方法，由此根據(jù)第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述方法包括:響應(yīng)于第一顯示柵極線的激活而生成將要顯示的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極；以及響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
[0026]所述方法可以進(jìn)一步包括:在感測之后，響應(yīng)于第二顯示柵極線的激活來復(fù)位第二電極。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]結(jié)合附圖，從下面對于實施例的描述中，這些和/或其它方面將變得明顯和更易于理解，在附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板的概念圖；[0029]圖2A和圖2B是圖1中所示的觸摸板的類型的視圖；
[0030]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板的第一和第二電極的位置；
[0031]圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的相比于圖3的、圖1的觸摸板的第一和第二電極；
[0032]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的觸摸板的感測單元的等效電路圖；
[0033]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖5中示出的感測單元的截面圖；
[0034]圖7和圖8分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0035]圖9和圖10分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0036]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸屏裝置；
[0037]圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于驅(qū)動觸摸板的方法的流程圖；以及
[0038]圖13和圖14分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作。
【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)在將詳細(xì)參考實施例,實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。在這方面，本發(fā)明的實施例可具有不同的形式，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這里所闡述的描述。因此，通過參照附圖，以下將僅僅將實施例描述用于解釋本發(fā)明的各方面。
[0040]在下文中，將通過參考【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從而對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。在附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0041]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板TP的概念圖。
[0042]參考圖1,根據(jù)本實施例的觸摸板TP包括顯示單元DPU和感測單元SENU。響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活，顯示單元DPU將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl，并且根據(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。與第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff對應(yīng)的電荷被充電到將在下面描述的顯示單元DPU的存儲電容器中。
[0043]第一電極ELTl可以是像素電極，并且第二電極ELT2可以是公共電極。如下所述，顯示單元DPU的每一個像素可以包括晶體管(未示出)，其響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活而被導(dǎo)通，并且將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl。圖像電壓Vimg是與被施加到源極線(未示出)的圖像數(shù)據(jù)IDTA對應(yīng)的電壓，以便顯示圖像數(shù)據(jù)IDTA，一個晶體管的一端連接到該源極線。
[0044]公共電壓(或參考電壓)可以被施加到第二電極ELT2。液晶的扭轉(zhuǎn)程度(twistingdegree)根據(jù)第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff而變化，并且背光的透射程度根據(jù)液晶的扭曲差而變化。因此，觸摸板TP的顯示單元DPU可以顯示圖像數(shù)據(jù)IDTA。
[0045]感測單元SENU響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活從第二電極ELT2的電壓變化中感測是否通過在觸摸板TP上的物理接觸而產(chǎn)生了手指電容Cfig。手指電容Cfig是由于物理觸摸通過在作為導(dǎo)體的手指和第二電極ELT2之間的電壓差而形成的寄生電容。通過感測單元SENU感測的值被輸出到感測線SLIN (參見圖5)來作為感測電流Isen。將在下面描述感測單元SENU的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和操作。[0046]圖2A和圖2B是圖1中所示的觸摸板TP的類型的視圖。
[0047]參見圖1和圖2A，根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板TP可以包括顯示單元DPU (像素)和用于感測觸摸(觸摸功能)的感測單元SENU，它們被布置在偏光器PLl和PL2之間的玻璃GLl和GL2之間的同一單元CL上。在其中用于顯示的像素和用于感測的電路被布置在相同的層(陣列)中的這種類型可以被稱為單元內(nèi)(in-cell)類型。如圖2A中所示，根據(jù)本實施例的觸摸板TP被實現(xiàn)為單元內(nèi)類型。因此，與如圖2B中所示的在其中與顯示像素(顯示單元DPU)分離地布置觸摸板TL (感測單元SENU)的情況相比，可以降低生產(chǎn)成本，并且可以簡化制造觸摸板TP的工藝。此外，根據(jù)本實施例的觸摸板TP被實現(xiàn)為單元內(nèi)類型，并且因此，觸摸板TP的厚度可以減少。
[0048]圖2B示出在其中執(zhí)行觸摸功能的觸摸板TL被布置在上部偏振器PLl和上部玻璃GLl之間的示例。如圖2B中所示的類型可以被稱為單元上(on-cell)類型。
[0049]與單元內(nèi)類型一樣，當(dāng)根據(jù)本實施例的觸摸板TP包括布置在相同的層上的顯示單元DPU和感測單元SENU時，由于感測單元SENU而使得可以降低開口率(apertureratio)。根據(jù)本發(fā)明的觸摸板TP可以被實現(xiàn)為其中第一和第二電極被如圖3中所示地布置的單元內(nèi)類型，以最小化開口率的減小。
[0050]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的、圖1的觸摸板TP的第一和第二電極的位置，并且圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的、與圖3相比的圖1的觸摸板TP第一和
第二電極。
[0051]參照圖1和圖3，可以按照液晶LC的第一方向形成根據(jù)本實施例的觸摸板TP的第一電極ELTl和第二電極ELT2。如上所述，根據(jù)本實施例的觸摸板TP可以使用第二電極ELT2來作為感測電極SELT，以用于確定是否在觸摸板TP上進(jìn)行了觸摸(參見圖3)。在這種情況下，如圖4A中所示，當(dāng)按照液晶LC的第一和第二方向來布置第一電極ELTl和第二電極ELT2時，可以防止開口率減少。如圖4B所示，由于在第一電極ELTl和第二電極ELT2與感測電極SELT之間引起的干涉效應(yīng)而導(dǎo)致感測電極SELT的面積增加，所以可以降低開口率。
[0052]當(dāng)包括在圖3的結(jié)構(gòu)中的第一電極ELTl和第二電極ELT2時，根據(jù)本實施例的觸摸板TP可以通過獲得寬視角的面板線路交換(plane line switching PLS)方法來驅(qū)動。然而，本發(fā)明的各方面不限于此?？梢岳猛ㄟ^板內(nèi)切換(IPS)方法來驅(qū)動的面板來實現(xiàn)根據(jù)本實施例的觸摸板TP。
[0053]在下文中，將描述用于執(zhí)行精確感測的圖1的觸摸板TP的感測單元SENU的結(jié)構(gòu)和操作。
[0054]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板TP的感測單元SENU的等效電路圖。
[0055]參照圖3、圖5A和圖5B，根據(jù)本實施例的感測單元SENU可以包括感測晶體管SENT、選擇晶體管SELT和復(fù)位晶體管REST。感測晶體管SENT的柵極被連接到第二電極ELT2，并且感測晶體管SENT的一端被連接到選擇晶體管SELT的一端。選擇晶體管SELT的柵極被連接到柵極線GLINn,并且選擇晶體管SELT的一端被連接到感測晶體管SENT的一端，并且選擇晶體管SELT的另一端被連接到感測線SLIN。復(fù)位晶體管REST的柵極被連接至麵極線GLINn+1，復(fù)位晶體管REST的一端被連接到第二電極ELT2，并且復(fù)位晶體管REST的另一端被連接到柵極線GLINn。
[0056]如上所述，第二電極ELT2可以是公共電極。柵極線61^?可以是圖1的傳感器柵極線SGL，并且柵極線GLINn+1可以是圖1的顯示柵極線DGL。因此，通過激活傳感器柵極線SGL來選通選擇晶體管SELT，并且選擇晶體管SELT將通過感測晶體管SENT產(chǎn)生并且與第二電極ELT2的電壓變化Vva,對應(yīng)的感測電流Isen提供給感測線SLIN。
[0057]第二電極ELT2的電壓變化Vvm可以與在第二電極ELT2和傳感器柵極線SGL之間的耦合電容Cmp相對于手指電容Cfig的比率對應(yīng)。例如，當(dāng)沒有形成手指電容Cfig時，也就是說，當(dāng)沒有發(fā)生觸摸時，第二電極ELT2可以具有與施加到傳感器柵極線SGL的電壓具有相同電平的電壓。然而，當(dāng)形成手指電容Cfig時，例如，當(dāng)手指電容Cfig與耦合電容Ccap相同時，第二電極ELT2可以具有與施加到傳感器柵極線SGL的電壓的一半相對應(yīng)的電平的電壓。當(dāng)感測晶體管SENT被導(dǎo)通時，感測晶體管SENT可以將感測電流Isen生成為與耦合電容Cmp相對于手指電容Cfig的比相對應(yīng)的電流量。
[0058]在響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活來執(zhí)行觸摸的感測操作之后，第二電極ELT2響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的去激活和顯示柵極線DGL的激活而被復(fù)位。例如，復(fù)位晶體管REST可以利用公共電壓來復(fù)位第二電極ELT2。
[0059]接著，參照圖3，感測晶體管SENT的另一端可以連接到傳感器柵極線SGL以及復(fù)位晶體管REST的另一端。以這種方式，因為感測晶體管SENT的另一端與另一晶體管共享，所以可以減小可能根據(jù)手指電容Cfig的變化而產(chǎn)生的寄生電容。
[0060]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖5中示出的感測單元SENU的截面圖。
[0061]參照圖3和圖6，復(fù)位晶體管REST、感測晶體管SENT和選擇晶體管SELT的柵極GU G2和G3被分別形成在玻璃上，并且通過隔離體將有源區(qū)Active形成為與柵極Gl、G2和G3中的每一個隔離。有源區(qū)Active可被電連接到源極電極SI和漏極電極Dl等。復(fù)位晶體管REST的一端SI被連接到第二電極ELT2。感測晶體管SENT的柵極G2被連接到第二電極ELT2，并且感測晶體管SENT的一端D2被連接到選擇晶體管SELT的一端S3。雖然在圖6中未示出，但是復(fù)位晶體管的REST的柵極Gl和另一端D1、感測晶體管SENT的另一端S1、以及選擇晶體管SELT的柵極G3和另一端D3可以經(jīng)由接觸器(未示出)而連接到柵極線GLINn或GLINn+1，或如圖3所示的感測線SLIN。
[0062]如前所述，耦合電容Ceap可以通過第二電極ELT2以及源極電極SI和漏極電極Dl來形成，并且可以通過確定是否產(chǎn)生手指電容Cfig來感測觸摸。
[0063]圖7和圖8分別示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。
[0064]參見圖1、圖7和圖8，根據(jù)本實施例的觸摸板TP的感測單元SENU可以針對共享第二電極ELT2的每兩個顯示單元DPUl和DPU2而提供。盡管圖7僅示出了顯示單元DPUl和DPU2的每一個的顯示像素DPIX的一部分，但是額外的顯示像素也可以被包括在顯示單元DPUl和DPU2的每一個中。
[0065]如先前所述，顯示單元DPU通過顯示柵極線DGL而被激活，并且將與經(jīng)由源級線SOUL而傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)IDTA相對應(yīng)的圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl?？梢砸匀龡l線R、G和B為單位來布置源極線SOUL。雖然在圖7中未示出，但是第一電極ELTl可以被連接到顯示單元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引起單元電容C1。的變化，從而使液晶響應(yīng)于圖像電壓Vimg而被驅(qū)動。當(dāng)?shù)诙姌OELT2是公共電極時，公共電壓被施加到第二電極ELT2。顯示單元DPU的存儲電容器Cst響應(yīng)于圖像電壓Vinig而被充電。
[0066]第一顯示柵極線DGLl和第二顯示柵極線DGL2被順序激活，并且第一顯示單元DPUl和第二顯示單元DPU2順序地驅(qū)動液晶，使得第一傳感器柵極線SGLl被激活。在傳感器柵極線SGL被激活時，顯示柵極線DGL被去激活，并且第一電極ELTl被浮置。液晶可以被保持在(第二顯示單元DPU2的存儲電容器Cst的電壓)由第二顯示單元DPU2來驅(qū)動的狀態(tài)，直到下一個顯示柵極線(第三顯示柵極線DGL3)被激活為止。
[0067]當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鳀艠O線SGLl被激活時，如上所述，通過感測電流Ism而感測到通過生成的手指電容Cfig而引起的第二電極ELT2的電壓變化Vvm。盡管圖7僅示出第一感測單元SENUl的感測像素SPIX的一部分，但是額外的感測像素也可以被包括在第一感測單元SENUl 中。
[0068]在圖8中，當(dāng)形成手指電容Cfig時，第二感測單元SENU2的感測晶體管SENT的柵極電壓可以具有第一電平LI，并且當(dāng)沒有形成手指電容Cfig時，第二感測單元SENU2的感測晶體管SENT的柵極電壓可以具有第二電平L2。
[0069]第一感測單元SENUl的第一復(fù)位晶體管RESTl和第二復(fù)位晶體管REST2中的每一個可以在執(zhí)行第一感測單元SENUl的感測操作之前和之后來對第二電極ELT2進(jìn)行復(fù)位。例如，第一復(fù)位晶體管RESTl和第二復(fù)位晶體管REST2中的每一個可以利用公共電壓V.來復(fù)位第二電極ELT2。
[0070]在第一傳感器柵極線SGL被去激活之后，第三顯示柵極線DGL3被激活，并且重復(fù)地執(zhí)行上述的顯示和感測操作。在圖7中，為方便起見，未示出第二感測單元SENU2。
[0071]圖7和圖8示出了其中每兩個顯示單元布置一個感測單元的示例。然而，共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)量不受限制。共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)目可以根據(jù)所需的觸摸靈敏度和顯示像素的大小而有所不同。例如，當(dāng)顯示像素的大小較小或者需要較高的觸摸靈敏度時，共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)目可以大于圖7中的數(shù)量。
[0072]此外，感測單元可以不由兩個或更多個顯示單元來共享。圖9和圖10分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的、圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。如圖9和圖10所示，感測單元可被布置在每個顯示單元中。當(dāng)感測單元被布置在每一個顯示單元中時，可根據(jù)所需的觸摸靈敏度和顯示像素的大小來設(shè)置感測單元。
[0073]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸屏裝置THCA。
[0074]參考圖11，根據(jù)本實施例的觸摸屏裝置THCA可以包括:分別將柵極電壓Vgat和源極電壓施加到如圖1所示的觸摸板TP的柵極驅(qū)動器GDRV和源極驅(qū)動器SDRV ；以及信號輸出單元S0UT，其輸出與通過觸摸板TP而感測的接收的感測值Isen對應(yīng)的信號(數(shù)據(jù))。
[0075]圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的驅(qū)動觸摸板的方法的流程圖。
[0076]參考圖12，根據(jù)本實施例的驅(qū)動觸摸板的方法包括:通過響應(yīng)于顯示柵極線的激活而將圖像電壓施加到第一電極，根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶(S1220);以及從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而產(chǎn)生手指電容(S1240)。所述方法可以進(jìn)一步包括:在分別執(zhí)行感測操作(S1240)之前和之后來復(fù)位第二電極。如上所述，第二電極可以是公共電極。
[0077]本發(fā)明的示例性實施例已在上面描述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)的范圍內(nèi)的修改也被包括在本發(fā)明當(dāng)中。
[0078]例如，在圖7中，第一感測單元SENUl還可以包括第二復(fù)位晶體管REST2和在執(zhí)行感測操作之前對第二電極ELT2進(jìn)行復(fù)位的第一復(fù)位晶體管RES Tl，使得第二復(fù)位晶體管REST2可以在感測操作被執(zhí)行之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極ELT2。然而，本發(fā)明的方面不限于此。
[0079]圖13和圖14分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。參照圖13和圖14，根據(jù)本實施例的觸摸板TP的感測單元SENUl和SENU2中的每一個可以僅包括第一復(fù)位晶體管REST1，并且還可以包括分離的顯示復(fù)位單元DSU。顯示復(fù)位單元DSU可以響應(yīng)于顯示復(fù)位信號DRST，在感測單元SENUl和SENU2中的每一個執(zhí)行感測操作之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極ELT2。通過可以被布置在圖11的觸摸屏裝置THCA上的控制邏輯(未示出)，可以將顯示復(fù)位信號DRST傳輸?shù)斤@示復(fù)位單元DSU。
[0080]如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的觸摸板、觸摸屏裝置、和自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法中，特定電極被用作感測電極而不需要在單元內(nèi)類型的觸摸板上布置額夕卜的感測電極，使得可以將開口率的減小最小化，并且可以改善感測精度。
[0081]應(yīng)當(dāng)理解的是，其中所描述的示例性實施例應(yīng)被視為僅僅描述性的意義，而不是為了限制性的目的。每個實施例內(nèi)對于特征和方面的描述通常被認(rèn)為可以用于在其他實施例中的相似的特征和情況。
【權(quán)利要求】
1.一種根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶的觸摸板，所述觸摸板包括: 顯示單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極；以及 感測單元，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述第一電極是像素電極，并且所述第二電極是公共電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，所述第二電極由多個顯示單元中的一對顯示單元來共享。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，且感測單元的數(shù)量是多個，每任意數(shù)量個顯示單元布置一個感測單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，按照液晶的第一方向形成所述第一電極和第二電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述第二電極的電壓變化與在所述第二電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的觸摸板，其中，所述觸摸板是單元內(nèi)類型，其中在相同的陣列上形成顯示單元與感測單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述感測單元包括: 感測晶體管，所述感測晶體管具有連接到第二電極的柵極，并產(chǎn)生與所述第二電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流； 選擇晶體管，所述選擇晶體管具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將所述感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及 復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位所述第二電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中，所述感測晶體管的感測電流被生成為與第一電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率相對應(yīng)的電流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中，所述感測晶體管的另一端連接到所述傳感器柵極線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸摸板，其中，所述感測單元被布置在兩個相鄰的顯示單元之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，每兩個相鄰的顯示單元的顯示柵極線的每個中布置所述復(fù)位晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，進(jìn)一步包括顯示復(fù)位單元，所述顯示復(fù)位單元在所述感測單元執(zhí)行感測之后當(dāng)激活所述顯示柵極線時，復(fù)位所述第二電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，在所述傳感器柵極線被激活的同時，所述第一電極被浮置，使得保持在驅(qū)動液晶中使用的所述第一電極和第二電極之間的電壓差。
15.一種觸摸屏裝置，包括: 觸摸板，所述觸摸板包括顯示單元以及感測單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容，所述觸摸板根據(jù)所述第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶； 柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器將柵極電壓施加到所述觸摸板的顯示柵極線和傳感器柵極線；以及 信號輸出單元，所述信號輸出單元輸出與所述觸摸板的感測單元的接收的感測值相對應(yīng)的信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，第一電極是像素電極，并且第二電極是公共電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，按照液晶的第一方向形成所述第一電極和第二電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，所述感測單元包括: 感測晶體管，所述感測晶體管具有連接到第二電極的柵極，并且產(chǎn)生與第一電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流； 選擇晶體管，所述選擇晶體管具有連接到所述感測晶體管的一端的一端和連接到所述傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)所述傳感器柵極線被激活時，將所述感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及 復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管具有連接到所述顯示柵極線的柵極、連接到所述第二電極的一端、以及連接到所述傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)所述顯示柵極線被激活且所述傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位所述第二電極。
19.一種驅(qū)動觸摸板的方法，由此根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述方法包括: 響應(yīng)于第一顯示柵極線的激活而生成將要顯示的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加至樵一電極；以及 響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
20.根據(jù)要求19所述的方法，進(jìn)一步包括:在感測之后，響應(yīng)于第二顯示柵極線的激活來復(fù)位第二電極。
【文檔編號】G06F3/041GK103576974SQ201310047283
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】安承彥, 宋利憲 申請人:三星電子株式會社
【專利摘要】一種根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶的觸摸板，所述觸摸板包括：顯示單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極；以及感測單元，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
【專利說明】觸摸板、觸摸屏裝置以及驅(qū)動觸摸板的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年7月25日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請N0.10-2012-0081438的優(yōu)先權(quán)，通過引用，將其內(nèi)容合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及觸摸板、觸摸屏裝置、和用于驅(qū)動其的方法，并且更具體地，涉及具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及用于自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著對于高性能和微型觸摸板的需求的增加，觸摸板已經(jīng)變?yōu)楦叨燃苫?，并且其設(shè)計規(guī)則(design rule)已經(jīng)被減小。因此，需要具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]提供了具有改善的感測精度的觸摸板和觸摸屏裝置以及自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法。
[0006]另外的方面將部分在下面的描述中得以闡述，并且其部分將從描述中變得顯而易見，或者可以通過所示的實施例的實踐來獲知。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，觸摸板根據(jù)在第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述觸摸板包括:顯示單元，其響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極；以及感測單元，其響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
[0008]第一電極可以是像素電極，并且第二電極是公共電極。
[0009]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元，第二電極由多個顯示單元中的一對顯示單元來共享。
[0010]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元和多個感測單元，每個感測單元被布置在任意數(shù)量的顯示單元的每一個中。
[0011]可以按照液晶的第一方向形成第一和第二電極。
[0012]第二電極的電壓變化可以與第二電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率對應(yīng)。
[0013]觸摸板可以是單元內(nèi)(in-cell)類型，其中，在相同的陣列上形成顯示單元與感測單元。
[0014]感測單元可以包括:感測晶體管，具有連接到第二電極的柵極，并產(chǎn)生與第二電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流；選擇晶體管，具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及復(fù)位晶體管，具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位第二電極。
[0015]感測晶體管的感測電流可以被生成為與第一電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率相對應(yīng)的電流量。
[0016]感測晶體管的另一端可以連接到傳感器柵極線。
[0017]感測單元可以被布置在兩個相鄰的顯示單元之間。
[0018]觸摸板可以進(jìn)一步包括多個顯示單元，復(fù)位晶體管被布置在兩個相鄰的顯示單元的顯示柵極線的每個中。
[0019]觸摸板可以進(jìn)一步包括顯示復(fù)位單元，其在感測單元執(zhí)行感測之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極。
[0020]在傳感器柵極線被激活時，第一電極可以被浮置，使得保證在驅(qū)動液晶中使用的第一和第二電極之間的電壓差。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種觸摸屏裝置包括:觸摸板，所述觸摸板包括顯示單元和感測單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容，觸摸板根據(jù)第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶；柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器將柵極電壓施加到觸摸板的顯示柵極線和傳感器柵極線；以及信號輸出單元，所述信號輸出單元輸出與觸摸板的感測單元的接收的感測值相對應(yīng)的信號。
[0022]第一電極可以是像素電極，并且第二電極可以是公共電極。
[0023]可以按照液晶的第一方向形成第一和第二電極。
[0024]感測單元可以包括:感測晶體管，具有連接到第二電極的柵極，并且產(chǎn)生與第一電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流；選擇晶體管，具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及復(fù)位晶體管，具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位第二電極。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種驅(qū)動觸摸板的方法，由此根據(jù)第一和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述方法包括:響應(yīng)于第一顯示柵極線的激活而生成將要顯示的圖像電壓，并且將圖像電壓施加到第一電極；以及響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
[0026]所述方法可以進(jìn)一步包括:在感測之后，響應(yīng)于第二顯示柵極線的激活來復(fù)位第二電極。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]結(jié)合附圖，從下面對于實施例的描述中，這些和/或其它方面將變得明顯和更易于理解，在附圖中:
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板的概念圖；[0029]圖2A和圖2B是圖1中所示的觸摸板的類型的視圖；
[0030]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板的第一和第二電極的位置；
[0031]圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的相比于圖3的、圖1的觸摸板的第一和第二電極；
[0032]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的觸摸板的感測單元的等效電路圖；
[0033]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖5中示出的感測單元的截面圖；
[0034]圖7和圖8分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0035]圖9和圖10分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作；
[0036]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸屏裝置；
[0037]圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于驅(qū)動觸摸板的方法的流程圖；以及
[0038]圖13和圖14分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板的結(jié)構(gòu)和操作。
【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)在將詳細(xì)參考實施例,實施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。在這方面，本發(fā)明的實施例可具有不同的形式，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這里所闡述的描述。因此，通過參照附圖，以下將僅僅將實施例描述用于解釋本發(fā)明的各方面。
[0040]在下文中，將通過參考【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實施例，從而對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。在附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
[0041]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板TP的概念圖。
[0042]參考圖1,根據(jù)本實施例的觸摸板TP包括顯示單元DPU和感測單元SENU。響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活，顯示單元DPU將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl，并且根據(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。與第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff對應(yīng)的電荷被充電到將在下面描述的顯示單元DPU的存儲電容器中。
[0043]第一電極ELTl可以是像素電極，并且第二電極ELT2可以是公共電極。如下所述，顯示單元DPU的每一個像素可以包括晶體管(未示出)，其響應(yīng)于顯示柵極線DGL的激活而被導(dǎo)通，并且將圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl。圖像電壓Vimg是與被施加到源極線(未示出)的圖像數(shù)據(jù)IDTA對應(yīng)的電壓，以便顯示圖像數(shù)據(jù)IDTA，一個晶體管的一端連接到該源極線。
[0044]公共電壓(或參考電壓)可以被施加到第二電極ELT2。液晶的扭轉(zhuǎn)程度(twistingdegree)根據(jù)第一電極ELTl和第二電極ELT2之間的電壓差Vdiff而變化，并且背光的透射程度根據(jù)液晶的扭曲差而變化。因此，觸摸板TP的顯示單元DPU可以顯示圖像數(shù)據(jù)IDTA。
[0045]感測單元SENU響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活從第二電極ELT2的電壓變化中感測是否通過在觸摸板TP上的物理接觸而產(chǎn)生了手指電容Cfig。手指電容Cfig是由于物理觸摸通過在作為導(dǎo)體的手指和第二電極ELT2之間的電壓差而形成的寄生電容。通過感測單元SENU感測的值被輸出到感測線SLIN (參見圖5)來作為感測電流Isen。將在下面描述感測單元SENU的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和操作。[0046]圖2A和圖2B是圖1中所示的觸摸板TP的類型的視圖。
[0047]參見圖1和圖2A，根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸板TP可以包括顯示單元DPU (像素)和用于感測觸摸(觸摸功能)的感測單元SENU，它們被布置在偏光器PLl和PL2之間的玻璃GLl和GL2之間的同一單元CL上。在其中用于顯示的像素和用于感測的電路被布置在相同的層(陣列)中的這種類型可以被稱為單元內(nèi)(in-cell)類型。如圖2A中所示，根據(jù)本實施例的觸摸板TP被實現(xiàn)為單元內(nèi)類型。因此，與如圖2B中所示的在其中與顯示像素(顯示單元DPU)分離地布置觸摸板TL (感測單元SENU)的情況相比，可以降低生產(chǎn)成本，并且可以簡化制造觸摸板TP的工藝。此外，根據(jù)本實施例的觸摸板TP被實現(xiàn)為單元內(nèi)類型，并且因此，觸摸板TP的厚度可以減少。
[0048]圖2B示出在其中執(zhí)行觸摸功能的觸摸板TL被布置在上部偏振器PLl和上部玻璃GLl之間的示例。如圖2B中所示的類型可以被稱為單元上(on-cell)類型。
[0049]與單元內(nèi)類型一樣，當(dāng)根據(jù)本實施例的觸摸板TP包括布置在相同的層上的顯示單元DPU和感測單元SENU時，由于感測單元SENU而使得可以降低開口率(apertureratio)。根據(jù)本發(fā)明的觸摸板TP可以被實現(xiàn)為其中第一和第二電極被如圖3中所示地布置的單元內(nèi)類型，以最小化開口率的減小。
[0050]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的、圖1的觸摸板TP的第一和第二電極的位置，并且圖4A和圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的、與圖3相比的圖1的觸摸板TP第一和
第二電極。
[0051]參照圖1和圖3，可以按照液晶LC的第一方向形成根據(jù)本實施例的觸摸板TP的第一電極ELTl和第二電極ELT2。如上所述，根據(jù)本實施例的觸摸板TP可以使用第二電極ELT2來作為感測電極SELT，以用于確定是否在觸摸板TP上進(jìn)行了觸摸(參見圖3)。在這種情況下，如圖4A中所示，當(dāng)按照液晶LC的第一和第二方向來布置第一電極ELTl和第二電極ELT2時，可以防止開口率減少。如圖4B所示，由于在第一電極ELTl和第二電極ELT2與感測電極SELT之間引起的干涉效應(yīng)而導(dǎo)致感測電極SELT的面積增加，所以可以降低開口率。
[0052]當(dāng)包括在圖3的結(jié)構(gòu)中的第一電極ELTl和第二電極ELT2時，根據(jù)本實施例的觸摸板TP可以通過獲得寬視角的面板線路交換(plane line switching PLS)方法來驅(qū)動。然而，本發(fā)明的各方面不限于此?？梢岳猛ㄟ^板內(nèi)切換(IPS)方法來驅(qū)動的面板來實現(xiàn)根據(jù)本實施例的觸摸板TP。
[0053]在下文中，將描述用于執(zhí)行精確感測的圖1的觸摸板TP的感測單元SENU的結(jié)構(gòu)和操作。
[0054]圖5A和圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的觸摸板TP的感測單元SENU的等效電路圖。
[0055]參照圖3、圖5A和圖5B，根據(jù)本實施例的感測單元SENU可以包括感測晶體管SENT、選擇晶體管SELT和復(fù)位晶體管REST。感測晶體管SENT的柵極被連接到第二電極ELT2，并且感測晶體管SENT的一端被連接到選擇晶體管SELT的一端。選擇晶體管SELT的柵極被連接到柵極線GLINn,并且選擇晶體管SELT的一端被連接到感測晶體管SENT的一端，并且選擇晶體管SELT的另一端被連接到感測線SLIN。復(fù)位晶體管REST的柵極被連接至麵極線GLINn+1，復(fù)位晶體管REST的一端被連接到第二電極ELT2，并且復(fù)位晶體管REST的另一端被連接到柵極線GLINn。
[0056]如上所述，第二電極ELT2可以是公共電極。柵極線61^?可以是圖1的傳感器柵極線SGL，并且柵極線GLINn+1可以是圖1的顯示柵極線DGL。因此，通過激活傳感器柵極線SGL來選通選擇晶體管SELT，并且選擇晶體管SELT將通過感測晶體管SENT產(chǎn)生并且與第二電極ELT2的電壓變化Vva,對應(yīng)的感測電流Isen提供給感測線SLIN。
[0057]第二電極ELT2的電壓變化Vvm可以與在第二電極ELT2和傳感器柵極線SGL之間的耦合電容Cmp相對于手指電容Cfig的比率對應(yīng)。例如，當(dāng)沒有形成手指電容Cfig時，也就是說，當(dāng)沒有發(fā)生觸摸時，第二電極ELT2可以具有與施加到傳感器柵極線SGL的電壓具有相同電平的電壓。然而，當(dāng)形成手指電容Cfig時，例如，當(dāng)手指電容Cfig與耦合電容Ccap相同時，第二電極ELT2可以具有與施加到傳感器柵極線SGL的電壓的一半相對應(yīng)的電平的電壓。當(dāng)感測晶體管SENT被導(dǎo)通時，感測晶體管SENT可以將感測電流Isen生成為與耦合電容Cmp相對于手指電容Cfig的比相對應(yīng)的電流量。
[0058]在響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的激活來執(zhí)行觸摸的感測操作之后，第二電極ELT2響應(yīng)于傳感器柵極線SGL的去激活和顯示柵極線DGL的激活而被復(fù)位。例如，復(fù)位晶體管REST可以利用公共電壓來復(fù)位第二電極ELT2。
[0059]接著，參照圖3，感測晶體管SENT的另一端可以連接到傳感器柵極線SGL以及復(fù)位晶體管REST的另一端。以這種方式，因為感測晶體管SENT的另一端與另一晶體管共享，所以可以減小可能根據(jù)手指電容Cfig的變化而產(chǎn)生的寄生電容。
[0060]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的圖5中示出的感測單元SENU的截面圖。
[0061]參照圖3和圖6，復(fù)位晶體管REST、感測晶體管SENT和選擇晶體管SELT的柵極GU G2和G3被分別形成在玻璃上，并且通過隔離體將有源區(qū)Active形成為與柵極Gl、G2和G3中的每一個隔離。有源區(qū)Active可被電連接到源極電極SI和漏極電極Dl等。復(fù)位晶體管REST的一端SI被連接到第二電極ELT2。感測晶體管SENT的柵極G2被連接到第二電極ELT2，并且感測晶體管SENT的一端D2被連接到選擇晶體管SELT的一端S3。雖然在圖6中未示出，但是復(fù)位晶體管的REST的柵極Gl和另一端D1、感測晶體管SENT的另一端S1、以及選擇晶體管SELT的柵極G3和另一端D3可以經(jīng)由接觸器(未示出)而連接到柵極線GLINn或GLINn+1，或如圖3所示的感測線SLIN。
[0062]如前所述，耦合電容Ceap可以通過第二電極ELT2以及源極電極SI和漏極電極Dl來形成，并且可以通過確定是否產(chǎn)生手指電容Cfig來感測觸摸。
[0063]圖7和圖8分別示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。
[0064]參見圖1、圖7和圖8，根據(jù)本實施例的觸摸板TP的感測單元SENU可以針對共享第二電極ELT2的每兩個顯示單元DPUl和DPU2而提供。盡管圖7僅示出了顯示單元DPUl和DPU2的每一個的顯示像素DPIX的一部分，但是額外的顯示像素也可以被包括在顯示單元DPUl和DPU2的每一個中。
[0065]如先前所述，顯示單元DPU通過顯示柵極線DGL而被激活，并且將與經(jīng)由源級線SOUL而傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)IDTA相對應(yīng)的圖像電壓Vimg施加到第一電極ELTl?？梢砸匀龡l線R、G和B為單位來布置源極線SOUL。雖然在圖7中未示出，但是第一電極ELTl可以被連接到顯示單元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引起單元電容C1。的變化，從而使液晶響應(yīng)于圖像電壓Vimg而被驅(qū)動。當(dāng)?shù)诙姌OELT2是公共電極時，公共電壓被施加到第二電極ELT2。顯示單元DPU的存儲電容器Cst響應(yīng)于圖像電壓Vinig而被充電。
[0066]第一顯示柵極線DGLl和第二顯示柵極線DGL2被順序激活，并且第一顯示單元DPUl和第二顯示單元DPU2順序地驅(qū)動液晶，使得第一傳感器柵極線SGLl被激活。在傳感器柵極線SGL被激活時，顯示柵極線DGL被去激活，并且第一電極ELTl被浮置。液晶可以被保持在(第二顯示單元DPU2的存儲電容器Cst的電壓)由第二顯示單元DPU2來驅(qū)動的狀態(tài)，直到下一個顯示柵極線(第三顯示柵極線DGL3)被激活為止。
[0067]當(dāng)?shù)谝粋鞲衅鳀艠O線SGLl被激活時，如上所述，通過感測電流Ism而感測到通過生成的手指電容Cfig而引起的第二電極ELT2的電壓變化Vvm。盡管圖7僅示出第一感測單元SENUl的感測像素SPIX的一部分，但是額外的感測像素也可以被包括在第一感測單元SENUl 中。
[0068]在圖8中，當(dāng)形成手指電容Cfig時，第二感測單元SENU2的感測晶體管SENT的柵極電壓可以具有第一電平LI，并且當(dāng)沒有形成手指電容Cfig時，第二感測單元SENU2的感測晶體管SENT的柵極電壓可以具有第二電平L2。
[0069]第一感測單元SENUl的第一復(fù)位晶體管RESTl和第二復(fù)位晶體管REST2中的每一個可以在執(zhí)行第一感測單元SENUl的感測操作之前和之后來對第二電極ELT2進(jìn)行復(fù)位。例如，第一復(fù)位晶體管RESTl和第二復(fù)位晶體管REST2中的每一個可以利用公共電壓V.來復(fù)位第二電極ELT2。
[0070]在第一傳感器柵極線SGL被去激活之后，第三顯示柵極線DGL3被激活，并且重復(fù)地執(zhí)行上述的顯示和感測操作。在圖7中，為方便起見，未示出第二感測單元SENU2。
[0071]圖7和圖8示出了其中每兩個顯示單元布置一個感測單元的示例。然而，共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)量不受限制。共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)目可以根據(jù)所需的觸摸靈敏度和顯示像素的大小而有所不同。例如，當(dāng)顯示像素的大小較小或者需要較高的觸摸靈敏度時，共享一個感測單元的顯示單元的數(shù)目可以大于圖7中的數(shù)量。
[0072]此外，感測單元可以不由兩個或更多個顯示單元來共享。圖9和圖10分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的、圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。如圖9和圖10所示，感測單元可被布置在每個顯示單元中。當(dāng)感測單元被布置在每一個顯示單元中時，可根據(jù)所需的觸摸靈敏度和顯示像素的大小來設(shè)置感測單元。
[0073]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的觸摸屏裝置THCA。
[0074]參考圖11，根據(jù)本實施例的觸摸屏裝置THCA可以包括:分別將柵極電壓Vgat和源極電壓施加到如圖1所示的觸摸板TP的柵極驅(qū)動器GDRV和源極驅(qū)動器SDRV ；以及信號輸出單元S0UT，其輸出與通過觸摸板TP而感測的接收的感測值Isen對應(yīng)的信號(數(shù)據(jù))。
[0075]圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的驅(qū)動觸摸板的方法的流程圖。
[0076]參考圖12，根據(jù)本實施例的驅(qū)動觸摸板的方法包括:通過響應(yīng)于顯示柵極線的激活而將圖像電壓施加到第一電極，根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶(S1220);以及從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而產(chǎn)生手指電容(S1240)。所述方法可以進(jìn)一步包括:在分別執(zhí)行感測操作(S1240)之前和之后來復(fù)位第二電極。如上所述，第二電極可以是公共電極。
[0077]本發(fā)明的示例性實施例已在上面描述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和技術(shù)的范圍內(nèi)的修改也被包括在本發(fā)明當(dāng)中。
[0078]例如，在圖7中，第一感測單元SENUl還可以包括第二復(fù)位晶體管REST2和在執(zhí)行感測操作之前對第二電極ELT2進(jìn)行復(fù)位的第一復(fù)位晶體管RES Tl，使得第二復(fù)位晶體管REST2可以在感測操作被執(zhí)行之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極ELT2。然而，本發(fā)明的方面不限于此。
[0079]圖13和圖14分別示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的圖1的觸摸板TP的結(jié)構(gòu)和操作。參照圖13和圖14，根據(jù)本實施例的觸摸板TP的感測單元SENUl和SENU2中的每一個可以僅包括第一復(fù)位晶體管REST1，并且還可以包括分離的顯示復(fù)位單元DSU。顯示復(fù)位單元DSU可以響應(yīng)于顯示復(fù)位信號DRST，在感測單元SENUl和SENU2中的每一個執(zhí)行感測操作之后當(dāng)激活顯示柵極線時，復(fù)位第二電極ELT2。通過可以被布置在圖11的觸摸屏裝置THCA上的控制邏輯(未示出)，可以將顯示復(fù)位信號DRST傳輸?shù)斤@示復(fù)位單元DSU。
[0080]如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例的觸摸板、觸摸屏裝置、和自適應(yīng)地驅(qū)動觸摸板的方法中，特定電極被用作感測電極而不需要在單元內(nèi)類型的觸摸板上布置額夕卜的感測電極，使得可以將開口率的減小最小化，并且可以改善感測精度。
[0081]應(yīng)當(dāng)理解的是，其中所描述的示例性實施例應(yīng)被視為僅僅描述性的意義，而不是為了限制性的目的。每個實施例內(nèi)對于特征和方面的描述通常被認(rèn)為可以用于在其他實施例中的相似的特征和情況。
【權(quán)利要求】
1.一種根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶的觸摸板，所述觸摸板包括: 顯示單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極；以及 感測單元，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述第一電極是像素電極，并且所述第二電極是公共電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，所述第二電極由多個顯示單元中的一對顯示單元來共享。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，且感測單元的數(shù)量是多個，每任意數(shù)量個顯示單元布置一個感測單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，按照液晶的第一方向形成所述第一電極和第二電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述第二電極的電壓變化與在所述第二電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率對應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的觸摸板，其中，所述觸摸板是單元內(nèi)類型，其中在相同的陣列上形成顯示單元與感測單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，所述感測單元包括: 感測晶體管，所述感測晶體管具有連接到第二電極的柵極，并產(chǎn)生與所述第二電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流； 選擇晶體管，所述選擇晶體管具有連接到感測晶體管的一端的一端和連接到傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)傳感器柵極線被激活時，將所述感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及 復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管具有連接到顯示柵極線的柵極、連接到第二電極的一端、以及連接到傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)顯示柵極線被激活且傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位所述第二電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中，所述感測晶體管的感測電流被生成為與第一電極和傳感器柵極線之間的耦合電容相對于手指電容的比率相對應(yīng)的電流量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中，所述感測晶體管的另一端連接到所述傳感器柵極線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸摸板，其中，所述感測單元被布置在兩個相鄰的顯示單元之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸板，其中，所述觸摸板中的顯示單元的數(shù)量是多個，每兩個相鄰的顯示單元的顯示柵極線的每個中布置所述復(fù)位晶體管。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，進(jìn)一步包括顯示復(fù)位單元，所述顯示復(fù)位單元在所述感測單元執(zhí)行感測之后當(dāng)激活所述顯示柵極線時，復(fù)位所述第二電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中，在所述傳感器柵極線被激活的同時，所述第一電極被浮置，使得保持在驅(qū)動液晶中使用的所述第一電極和第二電極之間的電壓差。
15.一種觸摸屏裝置，包括: 觸摸板，所述觸摸板包括顯示單元以及感測單元，所述顯示單元響應(yīng)于顯示柵極線的激活而生成與將要顯示的圖像數(shù)據(jù)相對應(yīng)的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加到第一電極，所述感測單元響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容，所述觸摸板根據(jù)所述第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶； 柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器將柵極電壓施加到所述觸摸板的顯示柵極線和傳感器柵極線；以及 信號輸出單元，所述信號輸出單元輸出與所述觸摸板的感測單元的接收的感測值相對應(yīng)的信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，第一電極是像素電極，并且第二電極是公共電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，按照液晶的第一方向形成所述第一電極和第二電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸屏裝置，其中，所述感測單元包括: 感測晶體管，所述感測晶體管具有連接到第二電極的柵極，并且產(chǎn)生與第一電極的電壓變化對應(yīng)的感測電流； 選擇晶體管，所述選擇晶體管具有連接到所述感測晶體管的一端的一端和連接到所述傳感器柵極線的柵極，并且當(dāng)所述傳感器柵極線被激活時，將所述感測晶體管的感測電流提供給感測線；以及 復(fù)位晶體管，所述復(fù)位晶體管具有連接到所述顯示柵極線的柵極、連接到所述第二電極的一端、以及連接到所述傳感器柵極線的另一端，并且當(dāng)所述顯示柵極線被激活且所述傳感器柵極線被去激活時，復(fù)位所述第二電極。
19.一種驅(qū)動觸摸板的方法，由此根據(jù)第一電極和第二電極之間的電壓差來驅(qū)動液晶，所述方法包括: 響應(yīng)于第一顯示柵極線的激活而生成將要顯示的圖像電壓，并且將所述圖像電壓施加至樵一電極；以及 響應(yīng)于傳感器柵極線的激活從第二電極的電壓變化中感測是否通過在觸摸板上的物理觸摸而生成了手指電容。
20.根據(jù)要求19所述的方法，進(jìn)一步包括:在感測之后，響應(yīng)于第二顯示柵極線的激活來復(fù)位第二電極。
【文檔編號】G06F3/041GK103576974SQ201310047283
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月25日
【發(fā)明者】安承彥, 宋利憲 申請人:三星電子株式會社
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