驱动触摸传感器的方法和电路以及使用这种电路的显示装置
阅读：586发布：2024-02-13
专利汇可以提供驱动触摸传感器的方法和电路以及使用这种电路的显示装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在这里公开了用于驱动触摸 传感器 的方法和 电路 以及使用其的显示装置。一种驱动触摸传感器的方法包括：在触摸输入感测部分期间将触摸传感器驱动 信号 提供到触摸传感器或者 放大器 和感测触摸输入，和在噪声测量部分期间在没有触摸传感器驱动信号的情况下测量通过触摸传感器接收的 电流 噪声。，下面是驱动触摸传感器的方法和电路以及使用这种电路的显示装置专利的具体信息内容。
1.一种触敏显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板包括多个触摸传感器；和
触摸驱动电路，所述触摸驱动电路配置为：
提供触摸传感器驱动信号到多个触摸传感器并感测触摸；和
在所述触摸传感器驱动信号未被提供到所述多个触摸传感器时，选择性地将多个触摸传感器中的两个或更多个触摸传感器一起短路，且测量所述多个触摸传感器的第一电噪声。
2.根据权利要求1所述的触敏显示装置，
其中所述显示面板被按照用于图像显示的显示时段和用于触摸感测的触摸时段进行驱动，和
其中所述触摸驱动电路在所述触摸时段的触摸感测部分期间提供触摸传感器驱动信号并感测触摸，和
其中所述触摸驱动电路在所述触摸时段的噪声测量部分期间测量第一电噪声。
3.根据权利要求1所述的触敏显示装置，其中所述触摸驱动电路配置为：
在所述触摸传感器驱动信号未被提供到所述多个触摸传感器时测量所述多个触摸传感器的第二电噪声；
比较所述第一电噪声与所述第二电噪声；和
基于比较调整所述触摸驱动电路的操作频率。
4.根据权利要求3所述的触敏显示装置，其中在所述触摸驱动电路以第一频率操作时，所述触摸驱动电路测量所述第一电噪声，且在所述触摸驱动电路以不同于第一频率的第二频率操作时，所述触摸驱动电路测量所述第二电噪声。
5.根据权利要求1所述的触敏显示装置，其中所述触摸驱动电路进一步包括：
放大器，所述放大器放大在连接到所述多个触摸传感器的多条传感器线上的信号；和积分器，所述积分器积分所述放大器的输出信号；
其中所述触摸驱动电路基于所述积分器的输出感测触摸并测量噪声。
6.根据权利要求1所述的触敏显示装置，进一步包括：
第一触摸感测线；
第二触摸感测线；
差分放大器，所述差分放大器具有第一放大器输入和第二放大器输入，所述第一放大器输入耦接到所述第一触摸感测线；和
开关电路，在触摸被感测时将所述第二放大器输入耦接到所述第二触摸感测线，并在噪声被测量时将所述第二放大器输入耦接到基准电压。
7.一种用于包括多个触摸传感器的显示面板的驱动器电路，所述驱动器电路包括：
配置为执行以下操作的电路：
提供触摸传感器驱动信号到多个触摸传感器并感测与所述触摸传感器对应的触摸；和在所述触摸传感器驱动信号未被提供到所述多个触摸传感器时，选择性地将多个触摸传感器中的两个或更多个触摸传感器一起短路，且测量所述多个触摸传感器的第一电噪声。
8.根据权利要求7所述的驱动器电路，
其中所述显示面板被按照用于图像显示的显示时段和用于触摸感测的触摸时段进行驱动，和
其中所述电路在所述触摸时段的触摸感测部分期间提供所述触摸传感器驱动信号并感测触摸，和
其中所述电路在所述触摸时段的噪声测量部分期间测量所述第一电噪声。
9.根据权利要求7所述的驱动器电路，其中所述电路配置为：
在所述触摸传感器驱动信号未被提供到多个触摸传感器时测量所述多个触摸传感器的第二电噪声；
比较所述第一电噪声与所述第二电噪声；和
基于比较调整所述电路的操作频率。
10.根据权利要求9所述的驱动器电路，其中在所述电路以第一频率操作时，所述电路测量所述第一电噪声，且在所述电路以不同于所述第一频率的第二频率操作时，所述电路测量所述第二电噪声。
11.根据权利要求7所述的驱动器电路，其中所述电路进一步包括：
放大器，所述放大器放大在连接到所述多个触摸传感器的多条传感器线上的信号；和积分器，所述积分器积分所述放大器的输出信号；
其中，所述电路基于所述积分器的输出感测触摸并测量噪声。
12.根据权利要求7所述的驱动器电路，进一步包括：
差分放大器，所述差分放大器具有第一放大器输入和第二放大器输入，所述第一放大器输入耦接到第一触摸传感线；和
开关电路，所述开关电路在触摸被感测时将所述第二放大器输入耦接到第二触摸感测线，并在噪声被测量时将所述第二放大器输入耦接到基准电压。
13.一种操作具有包括多个触摸传感器的显示面板的显示装置的方法，所述方法包括：
提供触摸传感器驱动信号到所述多个触摸传感器并感测与所述触摸传感器对应的触摸；和
在所述触摸传感器驱动信号未被提供到所述多个触摸传感器时，选择性地将多个触摸传感器中的两个或更多个触摸传感器一起短路，且测量所述多个触摸传感器的第一电噪声。
14.根据权利要求13所述的方法，
其中所述显示面板被按照用于图像显示的显示时段和用于触摸感测的触摸时段进行驱动，和
其中在所述触摸时段的触摸感测部分期间提供所述触摸传感器驱动信号，且在所述触摸时段的触摸感测部分期间感测触摸；和
其中在所述触摸时段的噪声测量部分期间测量所述第一电噪声。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
在所述触摸传感器驱动信号未被提供到所述多个触摸传感器时测量所述多个触摸传感器的第二电噪声；
比较所述第一电噪声与所述第二电噪声；和
基于比较调整触摸驱动电路的操作频率。
16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述触摸驱动电路以第一频率操作时，由所述触摸驱动电路测量所述第一电噪声，且在所述触摸驱动电路以不同于第一频率的第二频率操作时，由所述触摸驱动电路测量所述第二电噪声。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述显示装置包括第一触摸感测线、第二触摸感测线和差分放大器，所述差分放大器具有第一放大器输入和第二放大器输入，所述第一放大器输入耦接到所述第一触摸感测线，所述方法进一步包括：
当触摸被感测时将所述第二放大器输入可切换地耦接到所述第二触摸感测线，和当噪声被测量时将所述第二放大器输入可切换地耦接到基准电压。
驱动触摸传感器的方法和电路以及使用这种电路的显示装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2015年10月20日提交的韩国专利申请第10-2015-0146056号和于2015年12月17日提交的韩国专利申请第10-2015-0180985号的优先权，在此援引这两件专利申请的全部内容作为参考。
技术领域
背景技术
[0004] 用户界面(UI)使得能够使用各种电气和电子装置与人(或者用户)通信，因此用户能够容易地如用户希望的那样控制装置。UI的实例包括具有红外通信或者射频(RF)通信功能的小键盘、键盘、在屏显示(SOD)和遥控器。用于UI的技术继续向着更高用户灵敏度和操作便利的方向发展。UI发展成触摸UI、语音识别UI和3D UI。
[0005] 可以使用电容型触摸传感器实现触摸屏。另外，可以使用电阻膜以声表面波、压力型电阻膜和以红外传感的方式实现触摸屏。确定这种触摸屏的性能的最重要的因素是信噪比(以下称为“SNR”)。如果减少引入触摸屏的噪声，则因为提高了SNR值，可以拓宽触摸驱动电路的操作余量，且可以改进触摸传感灵敏度。
[0006] 为了改进SNR，精确地测量引入触摸传感器的噪声的方法是重要的。因为噪声取决于周围环境而实时地变化，所以需要连续地测量引入触摸传感器的噪声。已知通过改变触摸传感器驱动信号的频率以避免与高噪声相关联的频率的改进SNR的方法。这种方法的实例包括在本申请人的韩国专利申请公开第10-2012-0057009号(2012年6月5日)中公开的根据噪声电平改变触摸传感器的频率的方法。
[0007] 在触摸传感器中测量噪声的方法可以包括：向触摸传感器提供触摸传感器驱动信号，将当触摸传感器驱动信号提供到触摸传感器时的触摸传感器的输出转换为数字数据，执行对通过重复这种方法若干次而获得的数据的比较，和基于依据比较结果的最小值和最大值之间的差值测量影响触摸传感器的噪声。影响触摸屏的噪声越大，则最小值和最大值之间的差值增大。但是，因为需要将触摸传感器驱动信号重复地施加到触摸传感器若干次以测量噪声，所以这种噪声测量方法要求长测量时间和高电流消耗。
发明内容
[0008] 本发明的实施例提供用于驱动触摸传感器的方法和电路以及使用该电路的显示装置，所述方法和电路能够减少测量噪声所用的时间和触摸屏中的电流消耗。
[0009] 根据本发明的实施例的驱动触摸传感器的方法包括：在触摸输入感测部分期间将触摸传感器驱动信号提供到触摸传感器或者放大器和感测触摸输入，以及在噪声测量部分期间在没有触摸传感器驱动信号的情况下测量通过触摸传感器接收的电流噪声。
[0010] 根据本发明的实施例的触摸传感器驱动电路包括：放大器，配置为放大连接到触摸传感器的传感器线上的信号；积分器，配置为积分放大器的输出信号；多路复用器，配置为将传感器线连接到放大器；和触摸传感器控制单元，配置为在触摸输入感测部分期间将触摸传感器驱动信号提供到触摸传感器或者放大器和感测触摸输入，以及在噪声测量部分期间测量通过触摸传感器接收的电流噪声。在噪声测量部分期间不产生触摸传感器驱动信号。
[0011] 根据本发明的实施例的显示装置包括：显示驱动电路，配置为在显示时段期间在像素阵列的像素中写入输入图像的数据；和触摸传感器驱动电路，配置为在触摸传感器驱动时段期间驱动触摸传感器。触摸传感器驱动电路包括放大器、积分器、多路复用器和触摸传感器控制单元。
[0012] 在一个实施例中，一种触敏显示装置包括显示面板，该显示面板包括一个或多个触摸传感器。该显示装置还包括触摸驱动电路，比如触摸驱动器集成电路(IC)。该触摸驱动电路配置为将一个或多个触摸驱动信号提供到一个或多个触摸传感器和感测触摸，并在一个或多个触摸传感器驱动信号未被提供到一个或多个触摸传感器时测量一个或多个触摸传感器的第一电噪声。
[0013] 在一个实施例中，按照用于图像显示的显示时段和用于触摸感测的触摸时段驱动显示面板。触摸驱动电路在触摸时段的触摸感测部分期间提供一个或多个触摸驱动信号并感测触摸。触摸驱动电路还在触摸时段的噪声测量部分期间测量第一电噪声。
[0014] 在一个实施例中，触摸驱动电路在一个或多个触摸传感器驱动信号未被提供到一个或多个触摸传感器时测量一个或多个触摸传感器的第二电噪声。触摸驱动电路还比较第一电噪声和第二电噪声，并基于比较调整触摸驱动电路的操作频率。
[0015] 在一个实施例中，在触摸驱动电路以第一频率操作时，触摸驱动电路测量第一电噪声。在触摸驱动电路以不同于第一频率的第二频率操作时，触摸驱动电路测量第二电噪声。
[0016] 在一个实施例中，一个或多个触摸传感器包括多个触摸传感器。触摸驱动电路还包括在触摸传感器的第一电噪声被测量时选择性地将多个触摸传感器中的两个或更多个触摸传感器一起短路的电路。
[0017] 在一个实施例中，触摸驱动电路进一步包括放大在连接到一个或多个触摸传感器的一条或多条传感器线上的信号的放大器和将放大器的输出信号积分的积分器。触摸驱动电路基于积分器的输出感测触摸并测量噪声。
[0018] 在一个实施例中，该显示装置进一步包括：第一触摸感测线；第二触摸感测线；具有第一放大器输入和第二放大器输入的差分放大器，第一放大器输入耦接到第一触摸感测线；以及开关电路。开关电路在触摸被感测时将第二放大器输入耦接到第二触摸感测线，并在噪声被测量时将第二放大器输入耦接到基准电压。
[0021] 图1是示出了根据一实施例的显示装置的图。
[0023] 图3是示出了触摸传感器驱动单元的配置的图。
[0024] 图4A到图4C是示出了显示时段和触摸传感器驱动时段的图。
[0025] 图5是示出了在显示时段和触摸传感器驱动时段期间施加到像素阵列的信号线的信号的波形图。
[0026] 图6是示出了感测单元的配置和触摸输入感测部分中的操作的电路图。
[0027] 图7是示出了图6所示的积分器的操作的波形图。
[0028] 图8是图示图6所示的电荷去除单元的操作的流程图。
[0029] 图9是示出了在噪声测量部分中触摸传感器驱动单元110的操作的图。
[0030] 图10A到图10F是示出了在噪声测量部分期间感测单元的各个通道短路电路的实例的图。
[0031] 图11是逐步骤地图示根据一实施例的噪声测量方法的控制序列的流程图。
[0032] 图12A到图12C是示出了根据触摸传感器驱动频率的变化测量的噪声的图。
[0033] 图13和图14是示出了在互电容型触摸传感器中的正常触摸输入感测操作的图。
[0034] 图15是示出了在互电容型触摸传感器中的噪声测量方法的图。
[0035] 图16是示出了连接到图13和图14示出的差分放大器的开关的图。
[0036] 图17到图19是示出了根据一实施例的驱动装置的图。
具体实施方式
[0037] 根据本发明的实施例的显示装置可以使用可包括触摸屏的显示装置来实现，例如诸如液晶显示器(LCD)、场致发射显示器(FED)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)显示器或者电泳显示器(EPD)这样的平板显示装置来实现。在下面的实施例中，图示LCD是平板显示装置的实例，但是应当注意根据本发明的实施例的显示装置不限于LCD。
[0038] 可以使用电容传感器实现根据本发明的实施例的触摸屏。电容传感器可以划分为自电容型触摸传感器和互电容型触摸传感器。
[0039] 互电容型触摸传感器包括两个电极Tx和Rx之间的互电容Cm。用于驱动触摸传感器的电路将触摸传感器驱动信号(即激励信号)施加到Tx触摸感测线，通过Rx触摸感测线接收互电容Cm的电荷，并基于触摸输入之前和之后的互电容Cm中变化的电荷量感测触摸输入。当手指或者导体接近互电容Cm时，互电容减小。触摸传感器驱动电路使用这种原理感测触摸输入。
[0040] 根据本发明的实施例的自电容型触摸传感器包括在每一个传感器电极中形成的自电容Cs。用于驱动触摸传感器的电路将电荷提供到自电容Cs并基于触摸输入之前和之后的自电容Cs中变化的电荷量感测触摸输入。当导体接近自电容Cs时，自电容增大。触摸传感器驱动电路使用这种原理感测触摸输入。
[0041] 触摸传感器驱动电路将触摸传感器驱动时段时分为感测触摸输入的触摸输入感测部分和用于触摸传感器的噪声测量部分。根据本发明的实施例，在噪声测量部分期间，两个或更多个触摸传感器被短路，且通过短路的触摸传感器同时测量噪声，由此减少测量噪声所用的时间和电流消耗。
[0042] 在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。在说明书中，相同的附图标记表示实质上相同的元件。在下面描述中，如果认为关于本发明的已知功能或者结构的详细描述将不必要地使得本发明的本质不清楚，则将省略这种描述。
[0043] 参考图1到图3，根据本发明的实施例的显示装置包括显示面板100、显示驱动电路102、104和106以及触摸传感器驱动单元110。触摸屏TSP包括电容型触摸传感器。
[0044] 显示面板100包括用于显示输入图像的像素阵列。用于实现触摸屏TSP的触摸传感器Cs设置在显示面板100中。触摸传感器使用互电容Cm或者自电容Cs感测触摸输入。
[0045] 触摸传感器可以接合在显示面板100上。在一些实施例中，触摸传感器可以与像素阵列一起形成在显示面板100的下基板上并以内嵌式(in-cell type)嵌入显示面板100中。在下文中，触摸传感器已经图示为嵌入显示面板100中，但是本发明不限于此。图2和图3图示嵌入显示面板100中的自电容型触摸传感器。
[0046] 显示面板100的像素阵列包括由数据线101和栅极线103限定的像素。像素被划分为红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B以实现各个颜色。每一像素可以进一步包括白色子像素W。每一像素包括由设置在数据线101和栅极线103的交叉处的薄膜晶体管(TFT)提供数据电压的像素电极11、由触摸传感器Cs的电极图案划分的公共电极12和连接到像素电极11且配置为保持液晶盒Clc的电压的存储电容器Cst。用于连接触摸传感器Cs到触摸传感器驱动单元110的传感器线111设置在显示面板100的像素阵列中。液晶盒Clc的液晶分子由因为施加到像素电极11的数据电压和施加到触摸传感器Cs的电极的公共电压Vcom之间的差而产生的电场驱动，且由此响应于输入图像的数据控制像素的透光率。
[0047] 可以在显示面板100的上基板中形成黑矩阵和滤色器。可以按照TFT上滤色器(COT)的结构来实现显示面板100的下基板。在该情况下，滤色器设置在显示面板100的下基板中。偏振板附接至显示面板100的上基板和下基板中的每一个。用于设置液晶的预倾角的定向薄膜形成在与液晶相接触的显示面板的内侧上。用于保持液晶层的盒间隙的柱状间隔物形成在显示面板100的上基板和下基板之间。
[0048] 背光单元可以设置在显示面板100的后侧之下。使用边缘型或者直下型背光单元实现背光单元，背光单元向着显示面板100辐射光。显示面板100可以使用任何已知的液晶模式实现，比如扭曲向列模式、垂直对齐模式、面内切换(IPS)模式或者边缘场切换(FFS)模式。在发射式显示装置比如有机发光二极管显示器中，不需要背光单元。
[0049] 如果触摸传感器Cs嵌入在像素阵列中，1帧时段被时分为驱动像素以用于显示的一个或多个显示时段(图4A-图4C中的TD)和驱动触摸传感器Cs以用于触摸感测的一个或多个触摸传感器驱动时段(图4A-图4C中的TT)。触摸传感器Cs在显示时段TD期间将公共电压Vcom提供到像素，并在触摸传感器驱动时段TT期间感测触摸输入。触摸传感器驱动时段TT被划分为感测触摸输入的触摸输入感测部分(图4A-图4C中的TT1)和测量引入触摸传感器的噪声的噪声测量部分(图4A-图4C中的TT2)。
[0050] 显示驱动电路102、104和106将输入图像的数据写入显示面板100的像素中。显示驱动电路102、104和106包括数据驱动单元102、栅极驱动单元104和时序控制器106。
[0051] 数据驱动单元102将从时序控制器106接收到的输入图像的数字视频数据DATA转换为模拟正/负极性伽马补偿电压，并输出数据电压。由数据驱动单元102输出的数据电压通过数据线101提供到像素。
[0052] 栅极驱动单元104向栅极线103顺序地提供与数据电压同步的栅极脉冲(即扫描脉冲)，并选择显示面板100的被写入数据电压的线。栅极脉冲在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摆动。栅极高电压VGH设置为高于TFT的阈值电压的电压，但是栅极低电压VGH设置为低于TFT的阈值电压的电压。当栅极高电压VGH施加到TFT的栅极时TFT导通，且由此将数据电压从相应的数据线101提供到像素电极11。
[0053] 时序控制器106将从主系统108接收到的输入图像的数字视频数据RGB发送到数据驱动单元102。时序控制器106可以通过使用已知算法基于每一像素的数字视频数据RGB计算白色增益而产生白色数据W。
[0054] 时序控制器106使用与输入图像的数字视频数据RGB同步地从主系统108接收到的时序信号，比如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和主时钟MCLK来控制数据驱动单元102、栅极驱动单元104和触摸传感器驱动单元110的操作时序。在图6中，SDC是用于控制数据驱动单元102的操作时序的数据时序信号。GDC是用于控制栅极驱动单元104的操作时序的栅极时序信号。时序控制器106可以使用输入时序信号产生用于确定显示时段TD和触摸传感器驱动时段TT的触摸使能信号TEN。
[0055] 主系统108可以使用电视系统、机顶盒、导航系统、DVD播放器、蓝光播放器、个人计算机PC、家庭影院系统和电话系统中的任何一个实现。主系统108包括其中嵌入换算器(scaler)的片上(SoC)系统，并将输入图像的数字视频数据RGB转换为具有适于显示面板100的分辨率的格式的数据。主系统108将时序信号Vsync、Hsync、DE和MCLK与输入图像的数字视频数据RGB一起发送到时序控制器106。此外，主系统108执行与关于从触摸传感器驱动单元110接收到的触摸输入的坐标信息XY相关联的应用。
[0056] 触摸传感器驱动单元110包括通过转换触摸传感器Cs的电荷量为数字数据而产生触摸原始数据(以下称为“触摸数据”)的电路。触摸传感器驱动单元110通过执行已知的触摸感测算法计算每个触摸输入的坐标值。触摸感测算法将触摸数据与预定阈值比较，基于比较的结果确定触摸输入，将标识码和坐标信息XY添加到每个这种触摸输入中，和将标识码和坐标信息XY发送到主系统108。
[0057] 参考图3，感测元113改变取决于触摸传感器的噪声电平变化的触摸传感器驱动频率(即感测频率)。触摸传感器驱动单元110使用触摸传感器驱动频率感测触摸传感器中变化的电荷量。在噪声测量部分期间，触摸传感器驱动单元110通过触摸传感器Cs测量通过手指或者导体引入的电荷量，将与电荷量成正比的噪声与先前噪声比较，并基于比较结果测量噪声电平。
[0058] 触摸传感器驱动单元110包括多路复用器(MUX)112、感测单元113和触摸传感器控制单元114。
[0059] 多路复用器112在触摸传感器控制单元114的控制下通过将触摸传感器驱动单元110的通道连接到传感器线111而减少触摸传感器驱动单元110的通道的数目。
[0060] 感测单元113使用放大器、积分器和模拟数字转换器(以下称为“ADC”)放大触摸传感器的电荷量并将其发送到ADC。ADC将从积分器接收到的模拟信号转换为数字值并输出触摸数据。
[0061] 触摸传感器控制单元114执行触摸感测算法以确定触摸输入。触摸感测算法将在触摸输入感测部分期间从感测单元113的ADC接收到的触摸数据与阈值比较，基于比较结果确定触摸输入的位置，和输出与每个这种触摸输入对应的标识码和坐标信息XY。
[0062] 触摸传感器控制单元114比较从感测单元113的ADC接收到的噪声数据(以下称为“当前噪声”)与在噪声测量部分期间在先前噪声测量部分中测量的噪声数据(以下称为“先前噪声”)。当前噪声和先前噪声表示在不同触摸传感器驱动频率下测量的噪声。作为比较结果，如果当前噪声大于先前噪声，则触摸传感器控制单元114根据预定规则改变触摸传感器驱动频率。作为比较结果，如果当前噪声等于或者小于先前噪声，则触摸传感器控制单元114保持触摸传感器驱动频率为当前频率。先前噪声存储在触摸传感器控制单元114的存储器中并延迟以使得其与当前噪声比较。触摸传感器控制单元114可以使用微控制单元(以下称为“MCU”)实现。
[0063] 图4A到图4C是示出了显示时段TD和触摸传感器驱动时段TT的图。图5是示出了在显示时段和触摸传感器驱动时段期间施加到像素阵列的信号线的信号的波形图。在图5中，S1和S2是数据线101，且G1和G2是栅极线103。
[0064] 参考图4A到图5，显示驱动电路102、104和106在用于图像显示的显示时段TD期间在显示面板100的像素中写入输入图像的数据。触摸传感器驱动单元110响应于触摸使能信号TEN在显示时段TD期间不感测触摸输入。显示驱动电路102、104和106在触摸传感器驱动时段TT期间保持在像素中充电的数据电压Vdata。
[0065] 数据驱动单元102可以在时序控制器106的控制下在触摸传感器驱动时段TT期间将与触摸传感器驱动信号VMOD同相的AC信号(图5中的LFD)提供到数据线101。可以设置AC信号LFD的电压为与触摸传感器驱动信号VMOD的电压相同的电压。数据线101和正在被驱动的触摸传感器Cs之间的寄生电容可以由于这种AC信号LFD而减小。在其他实施例中，数据驱动单元102可以在时序控制器106的控制下在触摸传感器驱动时段TT期间通过阻塞输出通道和数据线101之间的电流路径而将其输出通道保持为高阻抗状态。
[0066] 栅极驱动单元103可以在时序控制器106的控制下在触摸传感器驱动时段TT期间将与触摸传感器驱动信号VMOD同相的AC信号(图5中的LFD)提供到栅极线103。可以设置同相的AC信号LFD的电压为与触摸传感器驱动信号VMOD的电压相同或者相似的电压。栅极线103和正在被驱动的触摸传感器Cs之间的寄生电容可以由于这种AC信号LFD而减小。
[0067] 由于像素的TFT在触摸传感器驱动时段TT中需要保持截至状态，因此施加到栅极线的AC信号LFD可以设置为低于触摸传感器驱动信号VMOD的电压电平的电压电平。例如，如果触摸传感器驱动信号VMOD具有2V到8V的电压，则施加到栅极线的AC信号LFD可以具有-10V到-4V的电压。在该情况下，施加到栅极线的AC信号具有比触摸传感器驱动信号VMOD低的电压电平，但是与触摸传感器驱动信号VMOD同相。因此，仅当AC信号和触摸传感器驱动信号VMOD设置为相同变化大小时财可以减小寄生电容。
[0068] 在其他实施例中，栅极驱动单元103可以在时序控制器106的控制下在触摸传感器驱动时段TT期间通过阻塞输出通道和栅极线103之间的电流路径而将其输出通道保持为高阻抗状态。
[0069] 在内嵌式触摸传感器技术中，连接到显示面板100的像素的公共电极被对于每一触摸传感器进行划分并用作触摸传感器Cs的电极。例如，如上所述，在内嵌式触摸传感器技术中，在液晶显示器的情况下，划分公共电极12，且划分的公共电极图案用作自电容型触摸传感器Cs的电极，比如图2和图3。这种触摸传感器与像素耦接，由此增大了触摸传感器和像素之间的寄生电容。因为它们通过寄生电容耦接，触摸传感器和像素可能相互经受坏的电气影响。因此，像素和触摸传感器经历如图4A到图4C所示的时分驱动。即使在时分驱动方法中，触摸传感器的触摸敏感性和触摸识别精度也可能由于显示面板100的寄生电容而减小。
[0070] 如果与触摸传感器驱动信号VMOD同相的AC信号LFD在触摸传感器驱动时段TT期间提供到显示面板101的数据线101和栅极线103，则显示面板100的寄生电容中的电荷量可以减少。减小的原因是可以通过最小化寄生电容两端的电压差值而最小化充电的寄生电容的量。
[0071] AC信号LFD和触摸传感器驱动信号VMOD在高电压VREFH和低电压VREFL之间摆动。高电压VREFH设置为低于栅极高电压VGH和像素的TFT的阈值电压的电压，由此防止在触摸传感器驱动时段TT中像素的TFT不期望有的导通的现象。触摸传感器驱动信号VMOD可以取决于面板的设计规范而不同地设置。也就是，通过考虑面板的电压，比如VCC、VDD，公共电压，数据驱动电压和栅极电压，触摸传感器驱动信号VMOD可以设置为适当的电压电平。
[0072] 触摸传感器驱动单元110可以将与触摸传感器驱动信号VMOD同相的AC信号LFD提供到除了在触摸传感器驱动时段TT期间正在被驱动的触摸传感器之外的触摸传感器。正在被驱动的的触摸传感器的电极之间的寄生电容可以由于这种AC信号LFD而减小。
[0073] 触摸传感器驱动单元110在显示时段TD期间通过传感器线100向触摸传感器Cs的电极提供像素的公共电压Vcom。触摸传感器驱动单元110在触摸传感器驱动时段TT的触摸输入传感部分TT1期间感测触摸输入。多路复用器112在触摸传感器控制单元114的控制下感测触摸输入并选择每一通道的触摸传感器Cs。感测单元113通过多路复用器112连接到触摸传感器Cs，并感测在到触摸传感器的触摸输入之前和之后的电荷量。在图3到图4C中，编号1到10是根据各个通道连接到多路复用器112的触摸传感器Cs。例如，如果多路复用器112是1：10多路复用器，则在触摸输入感测部分TT1期间，多路复用器112通过第一通道CH1将第一组的触摸传感器连接到感测单元113，然后通过将第二到第十通道CH2-CH10顺序地连接到感测单元113而将第二到第十组的触摸传感器连接到感测单元113。
[0074] 触摸传感器驱动单元110在触摸传感器驱动时段TT的噪声测量部分TT2期间测量通过手指或者导体施加到触摸传感器Cs的噪声，并响应于噪声电平改变触摸传感器驱动频率。
[0075] 感测单元113改变响应于触摸传感器的噪声电平变化的触摸传感器驱动频率。触摸传感器驱动单元110以触摸传感器驱动频率感测触摸传感器中变化的电荷量。触摸传感器驱动单元110在噪声测量部分TT2期间通过触摸传感器Cs测量通过手指或者导体引入的电荷量，将与电荷量成正比的噪声与先前噪声比较，和基于比较结果测量噪声电平。
[0076] 触摸传感器驱动单元110以预定的触摸报告速率产生触摸输入的坐标。触摸传感器驱动单元110可以以一定频率的报告速率比如触摸报告速率输出触摸传感器的噪声测量值，但是本发明不限于此。
[0077] 在触摸传感器驱动时段TT内，噪声测量部分TT2可以如图4A所示设置在触摸输入感测部分TT1之后，或者可以如图4B所示设置在触摸输入感测部分TT1之前。如图4C所示，在触摸传感器驱动时段TT内，噪声测量部分TT2可以划分为两部分并设置在触摸输入感测部分TT1之前和之后。噪声测量部分TT2可以划分为多个子部分A-D。
[0078] 可以在部分A、部分B、部分C和部分D中设置相同的触摸传感器驱动频率。在一些实施例中，可以在部分A、B、C和D中设置不同的触摸传感器驱动频率。触摸传感器驱动单元110测量在噪声测量部分TT2期间施加到触摸传感器的噪声，将当前噪声与先前噪声比较，且如果当前噪声大于先前噪声则将触摸传感器驱动频率改变为不同频率。触摸传感器驱动单元110可以在噪声测量部分TT2中改变触摸传感器驱动频率。
[0079] 图6到图8是示出了触摸输入感测部分TT1中触摸传感器驱动单元110的操作的图。
[0080] 图6是示出了感测单元113的配置和触摸输入感测部分中的操作的电路图。图6的实例示出了由感测单元113通过连接到第一通道CH1的触摸传感器Cs感测触摸输入的操作。在该情况下，与触摸传感器驱动信号VMOD同相的AC信号LFD提供到与除了第一通道CH1之外的剩余通道CH2-CH10连接的传感器线111。图7是示出了图6所示的积分器INT的操作的波形图。图8是图示图6所示的电荷去除单元的操作的流程图。感测单元113的电路配置不限于图
6。在图6中，TSP是由触摸传感器Cs形成的触摸屏。触摸IC指的是触摸传感器驱动单元110位于其中的集成电路(IC)。
6。在图6中，TSP是由触摸传感器Cs形成的触摸屏。触摸IC指的是触摸传感器驱动单元110位于其中的集成电路(IC)。
[0081] 参考图6到图8，感测单元110的模拟电路包括前置放大器PREAMP和积分器INT。ADC(未示出)连接到积分器INT的输出端。
[0082] 前置放大器PREAMP放大连接到触摸传感器Cs的传感器线111上的信号。前置放大器PREAMP可以放大触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中的电荷量。触摸传感器控制单元114在触摸输入感测部分TT1中将触摸传感器驱动信号VMOD提供到前置放大器PREAMP的反相输入端-，且在噪声测量部分TT2中将特定的DC基准电压VREFL提供到前置放大器PREAMP的反相输入端-。
[0083] 电荷去除单元ACR可以连接到前置放大器PREAMP的输入端。电荷去除单元ACR适当地减小触摸传感器信号的变化的幅度。可以省略电荷去除单元ACR。
[0084] 在自电容型触摸传感器Cs的情况下，如图6所示，触摸传感器驱动信号VMOD施加到前置放大器PREAMP的基准电压端，即，反相输入端+。在互电容型触摸传感器Cm的情况下，比如图12A到图14，触摸传感器驱动信号VMOD直接施加到Tx线。
[0085] 前置放大器PREAMP包括第一放大器OPP、反馈电容器CFBP和复位开关SWRP。第一放大器OPP可以是单端放大器，如图6所示。反馈电容器CFBP和复位开关SWRP并联耦接在第一放大器OPP的反相输入端-和输出端之间。触摸传感器驱动信号VMOD作为基准电压VREFP提供到第一放大器OPP的非反相输入端+。触摸传感器驱动信号VMOD在高电压VREFH和低电压VREFL之间摆动。因为电荷由于触摸传感器驱动信号VMOD而提供到触摸传感器Cs，在触摸输入之前和之后的触摸传感器Cs的电荷量可以是不同的。如果电荷去除单元ACR不操作，则由等式1表示前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP。
[0086]
[0087] 在等式1中，CFIN是手指或者导体和触摸传感器之间的电容。
[0088] 积分器INT以与其增益对应的α＝Cs/CFBI的比率放大前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP和积分器INT的基准电压VREFI之间的差值，并将由施加的多个驱动信号采样的电压累积和积分到积分电容器CFBI中。在该情况下，Cs是采样电容器的电容，且CFBI是积分器INT的反馈电容器的电容。
[0089] 图6的积分器INT通过三角积分(DI)和双采样(DS)累积先前放大器的输出电压。DI是用于仅积分触摸数据和非触摸数据之间的差的方案。在DS方案中，在施加到触摸传感器的驱动信号的上升部分和下降部分中采样前置放大器PREAMP的输出电压。根据本发明的实施例的积分器INT可以使用单端放大器实现DS以使得不由于DS而增加电路面积。
[0090] 积分器INT包括第一采样电路SCC1、第二采样电路SCC2、积分电容器CFBI和第二放大器OPI。
[0091] 第一和第二采样电路SCC1和SCC2连接到第二放大器OPI的反相输入端-。复位开关SWRI和反馈电容器CFBI连接在第二放大器OPI的反相输入端-和输出端之间。基准电压VREFI提供到第二放大器OPI的非反相输入端+。
[0092] 第一和第二采样电路SCC1和SCC2的基准电压VREFIH和VREFIL在非触摸输入状态下设置为与前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP相同的电压。第一和第二采样电路SCC1和SCC2的基准电压VREFI与第二放大器OPI的基准电压VREFI相同。因此，积分器INT仅积分当执行触摸输入时的电压和非触摸状态下的电压之间的差值。结果，可以增加积分器INT的积分的次数而不增加积分电容器CFBI的电容。
[0093] 第一采样电路SCC1在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中采样输出电压VOUTP。第一采样电路SCC1包括第(1a)开关SW11，第(1b)开关SW12，第(2a)开关SW21，第(2b)开关SW22和第一采样电容器CS1。第(1a)和第(1b)开关SW11和SW12响应于图7所示的第一开关控制信号SW1接通/断开。第(2a)和第(2b)开关SW21和SW22响应于第二开关控制信号SW2接通/断开。图
7所示的开关控制信号SWRP、SWRI、SW1、SW2、SW3和SW4可以由触摸传感器控制单元114产生。
7所示的开关控制信号SWRP、SWRI、SW1、SW2、SW3和SW4可以由触摸传感器控制单元114产生。
[0094] 第(1a)和第(1b)开关SW11和SW12在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分之前同时接通，所以在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中输出电压VOUTP提供到第一采样电容器CS1并采样触摸传感器Cs的电荷量。在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中，在第(1a)和第(1b)开关SW11和SW12断开之后，第(2a)和第(2b)开关SW21和SW22接通。在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中，第(2a)和第(2b)开关SW21和SW22将输出电压VOUTP提供到第二放大器OPI的反馈电容器CFBI。
[0095] 在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分中采样的电压是VOUTP-VREFIH。如果输出电压VOUTP是非触摸状态下前置放大器PREAMP的输出电压V1，且基准电压VREFIH设置为输出电压V1，则VOUTP-VREFIH＝V1-V1＝0。当产生触摸输入时，输出电压VOUTP变得大于基准电压VREFIH。
[0096] 第二采样电路SCC2在触摸传感器驱动信号VMOD的下降部分中采样输出电压VOUTP。第二采样电路SCC2包括第(3a)开关SW31、第(3b)开关SW32、第(4a)开关SW41、第(4b)开关SW42和第二采样电容器CS2。第(3a)和第(3b)开关SW31和SW32响应于图7所示的第三开关控制信号SW3接通/断开。第(4a)和第(4b)开关SW41和SW42响应于第四开关控制信号SW4接通/断开。第(3a)和第(3b)开关SW31和SW32在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分之前接通，并将第二采样电容器CS2的电压复位到VREFIL-VREFI。第(4a)和第(4b)开关SW41和SW42在触摸传感器驱动信号VMOD的下降部分之前接通，并通过第二采样电容器CS2将输出电压VOUTP提供到反馈电容器CFBI。在触摸传感器驱动信号VMOD的下降部分中采样的电压是VREFIL-VOUTP。如果输出电压VOUTP是在非触摸状态下前置放大器PREAMP的输出电压V2，则VREFI2-VOUTP＝V2-V2＝0。当在触摸传感器驱动信号VMOD的下降部分中产生触摸输入时，输出电压VOUTP因为其是负极性电压而变得低于基准电压VREFIL。
[0097] 根据本发明的实施例，可以如图6所示实现积分器INT，以使得积分器INT能够仅积分触摸电压和非触摸电压之间的差值。此外，可以实现第二放大器OPI为执行双采样，以使得第一采样电路SCC1和第二采样电路SCC2交替地采样输入电压。根据本发明的实施例的积分器INT不限于例如如图6所示的电路。例如，根据本发明的实施例的积分器INT可以使用仅在触摸传感器驱动信号VMOD的上升部分和下降部分中累积输入电压的更简单的电路实现。
[0098] 如果比如大屏幕显示面板的触摸传感器的电容值很大，则前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP增大，因此输出电压VOUTP超过在触摸IC的规格中规定的可容许范围且会饱和。在该情况下，因为输出电压VOUTP在触摸输入和非触摸状态下相同或者几乎相等，不易于确定触摸输入。电荷去除单元ACR可以用于适当地控制触摸传感器的电荷量。
[0099] 电荷去除单元ACR包括一个或多个电容器CC和CF以及第一和第二开关SWA和SWB。
[0100] 在电容器的一侧的电容器CC和CF的电极通过第一开关SWA连接到第一放大器OPP的反相输入端-。此外，在电容器的一侧的电容器CC和CF的电极通过第二开关SWB连接到第一放大器OPP的非反相输入端+。用于去除电荷的电荷去除脉冲信号VCR_C和VCR_F在触摸输入感测部分TT1期间提供到在电容器的另一侧的电容器CC和CF的电极。在图8中，VCR表示图7中用于去除电荷的脉冲信号VCR_C和VCR_F。
[0101] 第一和第二开关SWA和SWB如图8所示在触摸传感器控制单元114的控制下交替地接通，且以相反的方式开关。换句话说，当第一和第二开关SWA和SWB之一响应于具有相反相位的开关控制信号接通时，第一和第二开关SWA和SWB中的另一个断开。
[0102] 按照在用于去除电荷的脉冲信号VCR_C和VCR_F的下降沿之前的定时，第一开关SWA断开，同时第二开关SWB接通。在第一开关SWA的接通状态下，用于去除电荷的脉冲信号VCR_C和VCR_F具有下降沿。随着这种下降沿的数目增加，输出电压VOUTP的控制值的累积次数增大。
[0103] 当电荷去除单元ACR操作时，前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP由以下等式2表示。如从等式2可以看到，通过考虑在触摸IC的规格中规定的可容许范围，电荷去除单元ACR可以在满足输入到ADC的输入电压的范围的范围内减小放大器PREAMP和积分器INT的输出电压，而不增加触摸IC的尺寸。
[0104]
[0105] 在等式2中，CCR是电容器CC和CF的电容。CS是触摸传感器Cs的电容。n是用于去除电荷的脉冲信号VCR_C和VCR_F的数目。
[0106] 触摸传感器驱动频率是感测单元113的操作频率。感测单元113的操作频率是积分器INT和前置放大器PREAMP的驱动频率。更具体地，触摸传感器驱动频率指的是开关元件SWRP、SWRI和SW1-SW4的操作频率。开关元件SWRP、SWRI和SW1-SW4以同一频率同步并接通/断开。在触摸传感器中测量噪声的方法中描述的触摸传感器驱动频率指的是开关元件SWRP、SWRI和SW1-SW4的操作频率。应当注意开关元件SWRP、SWRI和SW1-SW4的操作频率典型地是与触摸驱动信号VMOD的频率相同，或者成正比的频率。
[0107] 图9是示出了在噪声测量部分TT2中触摸传感器驱动单元110的操作的图。
[0108] 参考图9，根据本发明的实施例，在自电容型触摸传感器的情况下，不产生触摸传感器驱动信号VMOD，以便在噪声测量部分TT2期间仅使用通过手指或者导体引入的电荷量测量噪声，而不考虑触摸传感器的变化。在噪声测量部分TT2期间，感测单元113以当前设置的触摸传感器驱动频率操作并感测通过触摸传感器引入的噪声。电荷可以由于荧光灯或者电子装置的缘故而通过用户的手指经由触摸传感器引入感测单元113，由于外界环境而引入的电荷作为触摸传感器信号的噪声。
[0109] 在噪声测量部分TT2期间，感测单元113将两个或更多个通道CH1-CH10连接到单个前置放大器PREAMP，并通过连接到两条或更多条传感器线111的触摸传感器Cs同时测量从外部环境引入的噪声。为此，多路复用器112短路两个或更多个通道CH1-CH10并将两个或更多个通道CH1-CH10连接到前置放大器PREAMP的反相输入端-。因此，在噪声测量部分TT2期间，仅由于手指或者导体而通过触摸传感器接收的电荷输入到前置放大器PREAMP。
[0110] 为了仅放大通过手指或者导体引入的电荷量，在噪声测量部分TT2期间，感测单元113将低电压VREFL输入到前置放大器PREAMP的非反相输入端+。低电压VREFL可以设置为高于
0V且低于电源电压VDD的DC电压。VDD是3.3V和12V之间的电源电压。根据本发明的实施例，在噪声测量部分TT2期间，输入到电荷去除单元ACR的电容器CC和CF的基准电压固定为0V，且测量通过触摸传感器接收的噪声。积分器INT在触摸输入感测部分TT1和噪声测量部分TT2中同样地操作，累积由前置放大器PREAMP放大的噪声电压，并将累积的噪声电压发送到ADC。
0V且低于电源电压VDD的DC电压。VDD是3.3V和12V之间的电源电压。根据本发明的实施例，在噪声测量部分TT2期间，输入到电荷去除单元ACR的电容器CC和CF的基准电压固定为0V，且测量通过触摸传感器接收的噪声。积分器INT在触摸输入感测部分TT1和噪声测量部分TT2中同样地操作，累积由前置放大器PREAMP放大的噪声电压，并将累积的噪声电压发送到ADC。
[0111] 感测单元113在噪声测量部分TT2期间通过ADC将由积分器INT输出的模拟电压转换为数字数据。在噪声测量部分TT2期间，触摸传感器控制单元114接收作为当前噪声的数字数据，比较当前噪声与存储器中预先存储的先前噪声，作为比较结果，如果当前噪声大于先前噪声，则改变触摸传感器驱动频率。相反地，在噪声测量部分TT2期间，触摸传感器控制单元114接收作为当前噪声的数字数据，比较当前噪声与存储器中预先存储的先前噪声，作为比较结果，如果当前噪声等于或者小于先前噪声，则保持当前触摸传感器驱动频率。
[0112] 当电荷去除单元ACR不操作时，前置放大器PREAMP的输出电压VOUTP由以下等式3表示。
[0113]
[0114] 在等式3中，CFIN是手指或者导体和触摸传感器之间的电容。ΔVnoise是由于通过手指或者导体引入的电荷而产生的前置放大器PREAMP的输入电压。
[0115] 根据本发明的实施例，由于在多条传感器线已经由多路复用器112短路的的噪声测量部分TT2期间同时测量由于手指或者导体而引入触摸传感器的噪声，因此可以减少测量噪声所用的时间。此外，根据本发明的实施例，由于通过短路多条传感器线而增大了流入前置放大器PREAMP的电流的量从而增大了噪声电压，因此能够测量甚至很小的噪声量。
[0116] 图10A到图10F是示出了噪声测量部分期间感测单元的各个通道短路电路的实例的图。
[0117] 在图10A到图10F中，根据本发明的实施例的触摸传感器驱动单元110可以通过以多种方式使用多路复用器112短路传感器线而将多条传感器线连接到感测单元113中的单个通道。触摸传感器驱动单元110可以短路所有传感器线并同时测量通过所有触摸传感器Cs引入的噪声。
[0118] 图11是逐步骤地图示根据本发明的实施例的噪声测量方法的控制序列的流程图。图12A和图12C是示出了根据触摸传感器驱动频率的变化测量的噪声的图。
[0119] 参考图11到图12C，触摸传感器控制单元114在触摸传感器驱动时段TT的触摸输入感测部分TT1期间以触摸传感器驱动频率感测触摸传感器的电荷量。此外，在步骤S1和S2，触摸传感器控制单元114通过使用在触摸输入感测部分TT1期间保持的触摸传感器驱动频率感测噪声测量部分TT2中触摸传感器的电荷量而测量噪声。
[0120] 根据本发明的实施例，每个帧时段可以执行噪声测量。此外，可以以特定时间周期，例如，以几秒的周期测量触摸传感器中的噪声一次。可以就在显示装置由用户开启之后测量噪声，且可以在通电时再次测量噪声。此外，当从用户接收到显示装置可以断电命令时，可以延迟断电定时，可以测量噪声，可以改变触摸传感器驱动频率，然后可以关闭电源。此外，当用户通过用户界面请求测量时可以测量噪声，且可以在待机模式中临时测量噪声。
如果每个帧时段测量噪声，可以快速地处理噪声环境的变化。如果以特定时间周期测量噪声一次或者当电源开启/关闭时测量噪声，可以减少噪声测量的消耗功率。
如果每个帧时段测量噪声，可以快速地处理噪声环境的变化。如果以特定时间周期测量噪声一次或者当电源开启/关闭时测量噪声，可以减少噪声测量的消耗功率。
[0121] 改变噪声检测频率的方法可以在触摸传感器驱动单元110的操作范围内变化。可以通过重复顺序地提升和降低触摸传感器驱动频率的处理而测量噪声。例如，当测量噪声时，触摸传感器驱动频率可以从80Hz->90Hz->100Hz->110Hz->100Hz->90Hz->80Hz地发生变化。对于另一实例，当测量噪声时，触摸传感器驱动频率可以随机地变化。例如，触摸传感器驱动频率可以从80Hz->110Hz->100Hz->90Hz地发生变化。
[0122] 作为噪声测量的结果，如果当前噪声在步骤S3和S4中大于先前噪声，触摸传感器控制单元114就使用预定频率改变方法改变当前触摸传感器驱动频率，并重复步骤S1到S4。相反，作为噪声测量的结果，如果当前噪声等于或者小于先前噪声，触摸传感器控制单元
114在步骤S5使用当前频率感测触摸输入。
114在步骤S5使用当前频率感测触摸输入。
[0123] 如图12A到12C所示，流入触摸传感器的外部环境的噪声电平可以取决于噪声的频率和触摸传感器驱动频率而变化。例如，如图12A和12C所示，当触摸传感器驱动频率是SWRP(1)时，从外部环境引入的电荷量ΔQ与触摸传感器驱动频率是SWRP(2)或者SWRP(3)的情况相比增加。在该情况下，本发明的实施例将触摸传感器驱动频率调整为SWRP(2)或者SWRP(3)，并驱动触摸传感器。
[0124] 在本发明的上述的实施例中，已经主要地图示自电容型触摸传感器Cs，但是本发明不限于此。图13到图15是关于互电容型触摸传感器的实施例。
[0125] 图13和图14是示出了互电容型触摸传感器中的普通触摸输入感测操作的图。
[0126] 参考图13和图14，传感器线111包括彼此正交的Tx线Tx1-Tx4和Rx线Rx1-Rx4，绝缘层插入在Tx线和Rx线之间。在Tx线Tx1-Tx4和Rx线Rx1-Rx4之间形成互电容型触摸传感器Cm。
[0127] 触摸传感器驱动单元110将触摸传感器驱动信号提供到Tx线Tx1-Tx4，与触摸传感器驱动信号同步地接收通过Rx线Rx1-Rx4接收的触摸传感器Cm的电荷量，放大并积分电荷量。当通过手指或者导体产生触摸输入时，就减少触摸传感器的电荷量。因此，互电容型触摸传感器可以基于触摸输入之前的电荷量和触摸输入之后的电荷量之间的差确定触摸输入。
[0128] 差分放大器OP可以连接到Rx线Rx1-Rx4。感测单元113可以接收由连接到两条相邻的Rx线的差分放大器OP放大的信号。每一差分放大器OP的输出端经由电容器C连接到差分放大器OP的反相输入端-。差分放大器OP放大输入到差分放大器OP的反相输入端-的第i(i是正整数)触摸传感器信号和输入到差分放大器OP的非反相输入端+的第(i+1)触摸传感器信号之间的差值，并输出第i传感器信号。如图14所示，差分放大器OP放大通过相邻的Rx线接收的信号之间的差值，以使得信号分量变得大于噪声。因此，可以改进SNR。
[0129] 差分放大器OP可以减少触摸输入感测部分TT1期间通过触摸传感器Cm接收的噪音，但是使得噪声测量困难。
[0130] 根据本发明的实施例，为了防止当测量噪声时噪声变得过小的现象，将特定的基准电压VREF提供到每一差分放大器OP的非反相端+，如图15和图16所示。开关SW50可以如图16所示连接到差分放大器OP的非反相输入端+。开关SW50在触摸输入感测部分TT1中将Rx线连接到差分放大器OP的非反相输入端+，并在噪声测量部分TT2中将DC基准电压VREF提供到差分放大器OP的非反相输入端+。基准电压VREF可以设置为3.3V-12V的电压。
[0131] 当测量噪声时，触摸传感器驱动信号不施加到Tx线Tx1-Tx4，以便仅测量通过手指或者导体引入触摸传感器的噪声，不测量充入触摸传感器中的电荷的量。
[0132] 包括显示驱动电路102、104和106和触摸传感器驱动单元110的显示装置的驱动电路可以以多种方式实现。图17到图19示出了驱动电路已经应用于移动装置的实例。
[0133] 参考图17，驱动电路包括驱动IC(DIC)和触摸IC(TIC)。
[0134] DIC包括触摸传感器通道单元210、Vcom缓冲器211、开关阵列212、时序控制信号发生单元213、多路复用器214和DTX补偿单元215。
[0135] 触摸传感器通道单元210通过传感器线111连接到触摸传感器Cs和Cm的电极，并通过开关阵列212连接到Vcom缓冲器211和多路复用器214。多路复用器214将传感器线111连接到TIC。在1:3多路复用器的情况下，多路复用器214以时分方式将TIC的一个通道连接到三条传感器线111，由此减少TIC的通道的数目。多路复用器214响应于MUX控制信号MUX C1-C3选择要连接到TIC的通道的感测线。多路复用器214通过触摸线连接到TIC的通道。
[0136] Vcom缓冲器211输出像素的公共电压Vcom。在时序控制信号发生单元213的控制下，开关阵列212在显示时段TD期间将公共电压Vcom从Vcom缓冲器211提供到触摸传感器通道单元210。在时序控制信号发生单元213的控制下，开关阵列212在触摸传感器驱动时段TT期间将传感器线111连接到TIC。
[0137] 时序控制信号发生单元213生成用于控制显示驱动电路102、104和106以及TIC的操作时序的时序控制信号。如上所述，显示驱动电路102、104和106在像素中写入输入图像的数据。数据驱动单元102生成输入图像的数据电压并将数据电压提供到显示面板100的数据线101。数据驱动单元102可以集成在DIC中。栅极驱动单元104顺序地向显示面板100的栅极线103提供与数据电压同步的栅极脉冲(即扫描脉冲)。可以直接在设置了像素阵列的基板中形成栅极驱动单元104。
[0138] 时序控制信号发生单元213实质上与图1所示的时序控制器106的时序控制信号发生单元相同。时序控制信号发生单元213在显示时段TD期间驱动显示驱动电路102、104和106，并在触摸传感器驱动时段TT期间驱动TIC。
[0139] 时序控制信号发生单元213通过生成确定显示时段TD和触摸传感器驱动时段TT的触摸使能信号TEN来同步显示驱动电路102、104和106以及TIC。显示驱动电路102、104和106在触摸使能信号TEN的第一电平时段期间将数据写入像素中。TIC响应于触摸使能信号TEN的第二电平驱动触摸传感器Cs和Cm并感测触摸输入。如在图4A到图4C的实例中，触摸使能信号TEN的第一电平可以是低电平，其第二电平可以是高水平，反之亦然。
[0140] 噪声可能取决于输入图像的数据的变化而在触摸传感器信号中增加。DTX补偿单元215分析输入图像的数据，并去除取决于输入图像的灰度的变化而变化的触摸数据的噪声。由DTX补偿单元215输出的触摸数据发送到TIC。DTX指的是显示和触摸串扰。DTX补偿单元215可以使用在本申请人的韩国专利申请公开第10-2014-0079689号中公开的DTX补偿算法。
[0141] 如果在触摸传感器驱动时段TT期间，通过将与触摸传感器驱动信号同相的AC信号LFD施加到数据线101和栅极线103而最小化连接到触摸传感器的寄生电容，则可以最小化DTX。因此，如果应用这种技术，则因为可以最小化像素和触摸传感器之间的寄生电容，触摸传感器的噪声不取决于输入图像的数据的变化而敏感地变化。在该情况下，可以省略DTX补偿单元215。在图17中，DTX DATA是DTX补偿单元215的输出数据。
[0142] 响应于来自时序控制信号发生单元213的触摸使能信号TEN，TIC在触摸部分期间驱动多路复用器214，并通过多路复用器214和传感器线111接收触摸传感器Cs和Cm的电荷。
[0143] TIC基于由触摸传感器接收的信号检测触摸输入之前和之后的电荷量，比较电荷量与特定阈值，和确定电荷量大于阈值的触摸传感器的位置为触摸输入区。TIC计算每一触摸输入的坐标并发送包括触摸输入坐标信息的触摸数据到外部主系统108。TIC包括：用于放大触摸传感器的电荷的放大器，用于累积从触摸传感器接收到的电荷的积分器，用于将积分器的电压转换为数字数据的ADC和操作逻辑单元。操作逻辑单元执行用于比较由ADC输出的触摸数据与阈值、基于比较的结果确定触摸输入和计算坐标的触摸感测算法。
[0145] 参考图18，驱动电路包括DIC和微控制器单元(MCU)。
[0146] DIC包括触摸传感器通道单元210、Vcom缓冲器211、开关阵列212、第一时序控制信号发生单元213、多路复用器214、DTX补偿单元215、感测单元216、第二时序控制信号发生单元217和存储器218。本实施例不同于图17的实施例在于感测单元216和第二时序控制信号发生单元217集成在DIC中。第一时序控制信号发生单元213实质上与图17的相同。因此，时序控制信号发生单元213生成用于控制显示驱动电路102、104和106以及TIC的操作时序的时序控制信号。
[0147] 感测单元216包括用于放大触摸传感器的电荷的放大器、用于累积从触摸传感器接收到的电荷的积分器以及用于将积分器的电压转换为数字数据的ADC。由ADC输出的触摸数据发送到MCU。第二时序控制信号发生单元217生成用于控制多路复用器214和感测单元216的操作时序的时序控制信号和时钟。从DIC中省略了DTX补偿单元215。存储器218在第二时序控制信号发生单元217的控制下临时存储触摸数据。
[0148] DIC和MCU可以通过串行外围接口(SPI)发送和接收信号。MCU执行用于比较触摸数据与阈值、基于比较的结果确定触摸输入和计算坐标的触摸识别算法。
[0149] 参考图19，驱动电路包括DIC和存储器MEM。
[0150] DIC包括触摸传感器通道单元210、Vcom缓冲器211、开关阵列212、第一时序控制信号发生单元213、多路复用器214、DTX补偿单元215、感测单元216、第二时序控制信号发生单元217、存储器218和MCU 219。本实施例不同于图18的实施例在于MCU 219已经集成到DIC中。MCU 219执行用于比较触摸数据与阈值、基于比较的结果确定触摸输入和计算坐标的触摸感测算法。
[0151] 存储器MEM存储关于显示驱动电路102、104、108以及感测单元16的操作的时序信息的寄存器设置值。当显示装置接通电源时，来自存储器MEM的寄存器设置值加载到第一时序控制信号发生单元216和第二时序控制信号发生单元217上。第一时序控制信号发生单元216和第二时序控制信号发生单元217基于从存储器MEM读取的寄存器设置值生成用于控制显示驱动电路102、104和106以及感测单元216的时序控制信号。因此，可以在没有驱动装置的结构改变的情况下通过改变存储器MEM中存储的寄存器设置值来处理模型的变化。
[0152] 如上所述，根据本发明的实施例，因为两个或更多触摸传感器在触摸噪声测量部分期间短路且通过触摸传感器同时测量噪声，可以减少测量噪声所用的时间和电流消耗。此外，根据本发明的实施例，当测量噪声时，因为流入放大器的电流的量通过短路多个传感器线而增加，可以更容易地测量噪声。
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