在显示面板上优化触控感应的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及驱动具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板，用于通过减少寄生电容来优化触控感应。在一实施例中，产生多个驱动电压。所述驱动电压包括公共电压，分别配置所述面板的薄膜晶体管(TFT)开启和关闭的第一和第二栅极驱动参考电压。当所述面板操作在所述感应模式时，产生的所述公共电压包括脉冲序列波形。进一步的，在所述感应模式中，所述第一和第二栅极驱动参考电压的每一个时间同步于及包括所述公共电压的所述脉冲序列波形。在一选择中，所述驱动电压进一步包括感应模式源极驱动电压，作为在所述感应模式中，施加于所述TFT的源极驱动信号。所述感应模式源极驱动电压时间同步于且包括所述公共电压的脉冲序列波形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及驱动具有触控感应的、配置显示模式或感应模式的有源矩阵液晶显示器(LCD)面板(或触摸屏)。特别的，本专利技术涉及一种用于驱动触摸面板功能嵌入在液晶像素中的自电容型的电容式触摸屏的方法和装置。
技术介绍
具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板(或触摸屏)是一种带有能够检测可能的手指位置和/或面板上的定点设备的附加功能的有源矩阵LCD面板。电容式触摸屏包括涂有透明导体的诸如玻璃的绝缘体。由于人体也能够导电，触摸屏幕的表面引起屏幕静电场的变化，所以电容的变化可以测量。各种技术能够用于检测触点位置。检测可通过静电电容方法实现。业内公知，面板上的寄生电容会影响触控检测的灵敏度。有效的寄生电容是非线性的、电压依赖性的。因此有必要减少寄生电容或其电压依赖性。在公开号为2015/0084911的美国专利申请中，通过配置第二晶体管使得寄生电容存在于第二晶体管的栅极线和漏极之间，而不是存在于第一晶体管的栅极线和漏极之间，以减少触控感应带来的有效的寄生电容。在公开号为2014/0043546的美国专利申请中，介电常数和相对密度比底层还要小的压力释放层被添加到触控传感器中，用于减少寄生电容。尽管不直接涉及寄生电容的减少，但美国专利NO.8933895揭露了一种在显示面板上引入附加网络，其中公共电压电极并排设置，这样触控检测敏感度得以提高同时可抑制对显示操作的影响。这些现有技术的文献公开的方法需要增加材料和/或电路元件，因此增加了这些方法的实现成本。业内有必要研究这样一种技术，其可在不显著增加实现复杂性的情况下，减少寄生电容或其电压依赖性。
技术实现思路
本专利技术提供一种驱动触摸屏的方法和装置，其有利于减少触控感应模式中的寄生电容，减少驱动器电路的元件数目，降低能量损耗。所述装置包括用于产生多个驱动电压的一个或多个电压发生器。所述多个驱动电压包括用于给面板的底板供电的公共电压；由位于面板的每个LCD单元格的薄膜晶体管(TFT)的栅极接收的第一栅极驱动参考电压，用于在显示模式配置所述TFT开启；以及由所述TFT的所述栅极接收的第二栅极驱动参考电压，用于在所述显示模式配置所述TFT关闭；所述方法包括产生多个驱动电压，这样：当所述面板操作在所述感应模式时，产生的所述公共电压包括脉冲序列波形；以及在所述感应模式中，所述第一和第二栅极驱动参考电压的每一个基本时间同步于且包括所述公共电压的所述脉冲序列波形。在所述方法的一种实现例中，所述公共电压在所述感应模式中具有最小值，基本相似于用于给所述多个源极驱动供电的负电源电压。在另一种实施例中，所述脉冲序列波形具有电压摆幅，基本相似于用于给所述多个源极驱动供电的电源电压。在公开的所述装置中，所述一个或多个电压发生器被配置为采用所述公开的方法产生所述多个驱动电压。可选择的，所述多个驱动电压进一步包括感应模式源极驱动电压，作为在所述感应模式中施加于所述TFT的源极驱动信号。此外，在所述感应模式中，所述一个或多个电压发生器进一步配置为所述感应模式源极驱动电压基本时间同步于且包括所述公共电压的所述脉冲序列波形。本专利技术的其他方面将通过以下实施例进行说明。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1所示是触控感应中，为具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板设置公共电压、栅极驱动信号、源极驱动信号和触控检测信号的典型布置示意图；图2所示是设置公共电压、栅极驱动信号、源极驱动信号的改进布置示意图，以通过减少寄生电容优化触控感应；图3A是驱动显示面板的第一实施例，用于减少触控感应中的寄生电容；图3B是根据图3A所示的布置，当面板驱动时各个兴趣节点的电压波形图；图4A是驱动显示面板的第二实施例，用于减少触控感应中的寄生电容；图4B是根据图4A所示的布置，当面板驱动时各个兴趣节点的电压波形图；图5A是驱动显示面板的第三实施例，用于减少触控感应中的寄生电容；图5B是根据图5A所示的布置，当面板驱动时各个兴趣节点的电压波形图；图5C是用于如图5A所示的驱动显示面板的第三实施例中的源极驱动器的实施例；图6是面板中采用的模拟前端(AFE)的实施例，该AFE包括自电容传感器，用于探测是否有触碰。具体实施方式在下面的描述中，驱动触摸屏面板的方法和装置作为优选实施例陈述。不脱离本专利技术的范围和精神的修改,包括添加和/或替换,对于本领域技术人员是显而易见的。为了不模糊本专利技术，具体的细节会被省略；然而，这些公开的内容能使本领域技术人员在无需过多实验的情况下实践本专利技术。图1所示是在触摸检测过程中，驱动具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板的典型布置。在感应过程中,公共电压120、源极驱动信号130和栅极驱动信号140维持基本恒定，触控感应信号110(高量级脉冲序列信号)发送到面板100用于检测在面板100上可能的手指触摸。寄生电容改变，其随着触控感应信号110和每个信号120,130,140之间的电压不同而大幅变化。图2描述了本专利技术所基于的布置，用于减少寄生电容。主要特征是通过使触控感应信号110与信号120、130、140在时间上和电压上同步，寄生电容大致不变和随着电路实现的边际增加而减少。由于触控感应信号110和公共电压120时间同步，所以通过多路复用公共电压120和触控感应信号110进一步减少电路复杂性。此外，当把图1和图2进行比较时，改动的地方是用一个与触控感应信号110相似的波形代替公共电压120、源极驱动信号130和栅极驱动信号140中每一个的恒定电压。这种改动很容易实现，只需要增加少量显示驱动的实现复杂度。上述观察结果引出本专利技术。本专利技术的一方面在于提供一种驱动具有触控感应功能的有源矩阵LCD显示面板的方法和装置，目的在于减少寄生电容。该面板可配置为操作在显示模式或感应模式。图3A所示为根据本专利技术所公开的装置的第一实施例。面板301包括多个LCD单元格，其中每个单元格设有TFT用于驱动液晶。多个栅极驱动351和多个源极驱动352分别通过提供栅极驱动信号和源极驱动信号依次用于驱动TFT。一般地，多个源极驱动352由正电源电压(+DDVDL357a)和负电源电压(-DDVDL357b)供电。该装置包括一个或多个电压发生器(例如，COMBUF331，VGHCP332，VGLCP333，和TCOM340，所有这些的功能将在下文中解释)，用于产生多个驱动电压。多个驱动电压包括公共电压(vcom305)，用于给面板301的底板供电；第一栅极驱动参考电压(vgh306)，通过多个栅极驱动351，由位于面板301的每个LCD单元格的薄膜晶体管(TFT)的栅极接收的，在显示模式用于配置TFT开启；以及第二栅极驱动参考电压(vgl307)，也通过多个栅极驱动351，由TFT的栅极接收的，在显示模式用于配置TFT关闭。具体的，其中公开的方法如图3B所示，描述了根据图3A所示的布置，当面板驱动时，在各个兴趣节点的电压波形。该方法包括产生公共电压305，第一栅极驱动参考电压306和第二栅极驱动参考电压307。在感应模式中(附图标记391表明的)，公共电压305不是直流(DC)信号。当面板301操作在感应模式391时，公共电压305包括一个直流分量和一个交流(AC)分量。该交流分量是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板的装置，所述面板可配置地操作在显示模式或感应模式，其特征在于，所述装置包括：一个或多个电压发生器，用于产生多个驱动电压，所述多个驱动电压包括：用于给所述面板的底板供电的公共电压；由位于所述面板的每个LCD单元格的薄膜晶体管(TFT)的栅极接收的、在所述显示模式用于配置所述TFT开启的第一栅极驱动参考电压；以及由所述TFT的栅极接收的、在所述显示模式用于配置所述TFT关闭的第二栅极驱动参考电压；其中，所述一个或多个电压发生器配置为：当所述面板操作在所述感应模式时，产生的所述公共电压包括脉冲序列波形；以及在所述感应模式中，所述第一栅极驱动参考电压和第二栅极驱动参考电压的每一个与所述公共电压的脉冲序列波形时间同步，且包括所述公共电压的脉冲序列波形。

【技术特征摘要】
2015.07.24 US 14/807,8941.一种用于驱动具有触控感应的有源矩阵LCD显示面板的装置，所述面板可配置地操作在显示模式或感应模式，其特征在于，所述装置包括：一个或多个电压发生器，用于产生多个驱动电压，所述多个驱动电压包括：用于给所述面板的底板供电的公共电压；由位于所述面板的每个LCD单元格的薄膜晶体管(TFT)的栅极接收的、在所述显示模式用于配置所述TFT开启的第一栅极驱动参考电压；以及由所述TFT的栅极接收的、在所述显示模式用于配置所述TFT关闭的第二栅极驱动参考电压；其中，所述一个或多个电压发生器配置为：当所述面板操作在所述感应模式时，产生的所述公共电压包括脉冲序列波形；以及在所述感应模式中，所述第一栅极驱动参考电压和第二栅极驱动参考电压的每一个与所述公共电压的脉冲序列波形时间同步，且包括所述公共电压的脉冲序列波形。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括用于提供源极驱动信号至所述TFT的多个源极驱动，其中所述公共电压在所述感应模式中具有最小值，相似于用于给所述多个源极驱动供电的负电源电压。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括用于提供源极驱动信号至所述TFT的多个源极驱动，其中所述脉冲序列波形具有电压摆幅，相似于用于给所述多个源极驱动供电的电源电压。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个驱动电压进一步包括感应模式源极驱动电压，作为在所述感应模式中施加在所述TFT上的源极驱动信号；以及所述一个或多个电压发生器进一步配置为在所述感应模式中，所述感应模式源极驱动电压与所述公共电压的脉冲序列波形时间同步，且包括所述公共电压的所述脉冲序列波形。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，进一步包括用于提供源极
\t驱动信号至所述TFT的多个源极驱动，其中所述公共电压在所述感应模式中具有最小值，相似于用于给所述多个源极驱动供电的负电源电压。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括第一开关，第二开关，第三开关，第一电容，第二电容，第三电容，与所述面板连接、使所述面板能够接收所述公共电压的第一接收节点，用于提供栅极驱动信号至所述TFT的多个栅极驱动，与所述多个栅极驱动连接、使所述多个栅极驱动能够接收所述第一栅极驱动参考电压的第二接收节点，以及与所述多个栅极驱动连接、使所述多个栅极驱动能够接收所述第二栅极驱动参考电压的第三接收节点，其中：所述一个或多个电压发生器包括：提供在所述显示模式中，由所述面板作为所述公共电压接收的第一恒定电压的第一电压发生器；提供第二恒定电压，在所述显示模式中形成所述第一栅极驱动参考电压的第二电压发生器；提供第三恒定电压，在所述显示模式中形成所述第二栅极驱动参考电压的第三电压发生器；以及仅在所述感应模式中激活，产生所述脉冲序列波形的波形发生器；所述第一开关与所述第一电压发生器和所述第一接收节点耦接，所述第二开关与所述第二电压发生器和所述第二接收节点耦接，以及所述第三开关与所述第三电压发生器和所述第三接收节点耦接，其中所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关配置为在所述显示模式中连通，在所述感应模式中断开；以及所述第一电容与所述第一接收节点和所述波形发生器的波形输出耦接，所述第二电容与所述第二接收节点和所述波形输出耦接，所述第三电容与所述第三接收节点和所述波形输出耦接，这样，在所述感应模式中，所述脉冲序列波形通过电容耦合同时导向所述第一接收节点、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈隽，李长辉，李耀生，陈永志，
申请(专利权)人：晶门科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81