CN103809316A

CN103809316A - 集成有触摸屏的显示设备

Info

Publication number: CN103809316A
Application number: CN201310571435.7A
Authority: CN
Inventors: 金兑桓
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2033-11-13
Also published as: US20140132534A1; DE102013112486B4; US9952694B2; KR20140060963A; KR102068588B1; CN103809316B; DE102013112486A1

Abstract

公开了一种集成有触摸屏的显示设备。所述显示设备具有减小的边框和增强的美学设计。面板的左边框和右边框减小了，因此增加了美学设计。生成触摸驱动信号的驱动电路内置到面板中，因此减少了触摸IC的尺寸和制造成本。

Description

集成有触摸屏的显示设备

技术领域

本发明涉及一种集成有触摸屏的显示设备。

背景技术

代替传统上应用于LCD设备的输入设备（诸如鼠标或者键盘），将使得用户能够用手指或者笔直接地输入信息的触摸屏作为输入设备应用于LCD设备。触摸屏能够被所有用户容易地操控，并且因此，触摸屏的应用正在扩大。

除了液晶显示（LCD）设备之外，触摸屏还应用于场发射显示器（FED），等离子体显示面板（PDP）、电致发光显示器（ELD）和电泳显示器（EPD）。近来，在将触摸屏应用于LCD设备时，为了纤薄，将LCD设备开发为在液晶面板中构建触摸屏的形式。

根据感测类型，将具有集成触摸屏的显示设备分类为光学类型、电阻类型和电容类型等。近来，主要使用电容类型来增加画面的锐度和触摸的准确度。

图1例示现有技术的集成有触摸屏的显示设备，并且是描述在液晶面板的非活动区（inactive area）中布线有触摸驱动线并因此使得左边框（bezel）宽度和右边框宽度增加的问题的图。

参照图1，现有技术的集成有触摸屏的显示设备包括：液晶面板，该液晶面板包括显示图像的活动区（active area）10和非活动区20；以及驱动电路单元，该驱动电路单元驱动所述液晶面板。

在非活动区20的下端布置数据驱动器IC30，并且在印刷电路板(PCB)50处布置定时控制器70。数据驱动器IC30和定时控制器70可以连接至柔性印刷电路(FPC)40。

此外，在PCB50处布置用于触摸感测驱动的触摸驱动器60。在液晶面板的左侧表面和右侧表面的每一个处垂直地布线触摸驱动线80，并且该.触摸驱动线80和触摸驱动器60可以连接至FPC40。

在现有技术的集成有触摸屏的显示设备中，形成在下基板（薄膜晶体管(TFT)阵列基板）处的多个公共电极用于显示，并且还用作触摸电极。在这种情况下，形成在同一层上的多个公共电极被划分成多个触摸块，所述多个触摸块执行触摸驱动电极（TX电极）的功能或者触摸感测电极（RX电极）的功能。

为了检测触摸位置，通过触摸驱动线80沿着X轴方向连接触摸驱动电极。通过触摸感测线90沿着Y轴方向连接多个触摸块当中的触摸感测电极。

多个触摸驱动电极彼此分离以避免与多个触摸感测电极接触，并且所述多个触摸驱动电极不与所述多个触摸感测电极接触。

在现有技术的集成有触摸屏的显示设备中，沿着X方向连接触摸驱动电极，并且在活动区10外部沿着垂直方向布线施加了触摸驱动信号的触摸驱动线80。

这里，非活动区20的左侧宽度和右侧宽度由触摸驱动线80的线宽和线之间的间隔而增加，并且由此，LCD设备的左边框宽度和右边框宽度增加了。

近来正在进行减小边框宽度的研究，以增加屏幕的沉浸（immersion）程度和美学设计，但是由于触摸驱动线80在非活动区中布线，因此在减小边框宽度时存在限制。

发明内容

因此，本发明致力于提供一种集成有触摸屏的显示设备，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。

本发明的一个方面致力于提供一种集成有触摸屏的显示设备，其中减小了左边框和右边框，因此增加了美学设计。

本发明的另一个方面致力于提供一种集成有触摸屏的显示设备，其中减小了下边框，因此增加了美学设计。

本发明的另一个方面致力于提供一种集成有触摸屏的显示设备，其中减少了触摸集成电路（IC）的尺寸和制造成本。

本发明的另一个方面致力于提供一种集成有触摸屏的显示设备，该显示设备具有增强的触摸感测性能而没有降低图像的显示质量。

除了本发明的前述目的之外，本发明的其它特征和优点将在下面描述，而本领域技术人员根据下面描述将清楚地理解。

本发明的额外优点和特征一部分将在以下说明书中进行阐述，并且一部分对于本领域普通技术人员而言在研读以下内容后将变得显而易见，或者可以从本发明的实践中获知。本发明的目的和其它优点可以通过在本书面说明书及其权利要求书及附图中具体指出的结构来实现和获得。

为了实现这些以及其它优点并且根据本发明的目的，如本文具体实施并广泛描述地，提供了一种集成有触摸屏的显示设备，所述显示设备包括：触摸屏，所述触摸屏被配置为包括多个触摸驱动电极和多个触摸感测电极，所述触摸驱动电极中的每一个包括多个子驱动电极，所述多个子驱动电极在面板的非活动区中彼此电连接以构成一个触摸驱动电极并且平行地且沿着所述面板的选通线方向形成，所述多个感测电极中的每一个均布置在多个相邻的子驱动电极之间并且平行地且沿着所述面板的数据线方向形成；触摸信号驱动器，所述触摸信号驱动器设置在所述面板的上非活动区中，并且被配置为根据所述面板的驱动模式向所述多个触摸驱动电极提供触摸驱动信号或公共电压；显示驱动器IC，所述显示驱动器IC设置在所述面板的外部或下非活动区中，并且被配置为从所述多个触摸感测电极接收多个触摸感测信号，以及生成所述公共电压以向所述触摸信号驱动器的发送器（transferor）和所述多个触摸感测电极提供所述公共电压；以及触摸感测单元，所述触摸感测单元被配置为基于所述多个触摸感测信号来确定是否存在触摸。

要理解的是，本发明的前述总体描述和下述详细描述二者都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明

附图被包括，以提供对本发明的进一步理解，并且被并入申请中且构成本申请的一部分，附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：

图1例示现有技术的集成有触摸屏的显示设备，并且是描述在液晶面板的非活动区中布线触摸驱动线并因此使得左边框宽度和右边框宽度增加的问题的图。

图2是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的集成有触摸屏的显示设备的图；

图3是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的显示驱动器IC的配置的图；

图4是示意性地例示根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备的图；

图5是示意性地例示根据本发明的第二实施方式的显示驱动器IC的配置的图；

图6是示意性地例示根据本发明的实施方式的驱动集成有触摸屏的显示设备的方法的图；

图7和图8是例示根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备的触摸驱动电路单元的图；

图9至图11是例示根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备的像素结构的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来详细描述根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备及其驱动方法。

在描述本发明的实施方式时，当将一个结构（例如电极、线、布线、层或者触点）描述为形成在另一个结构的上部/下部或者形成在其它结构上/下时，应当将这种描述解释为包括所述结构彼此接触的情况以及还在所述结构之间布置第三结构的情况。

根据调整液晶的配向的方案，以扭曲向列(TN)模式、垂直配向(VA)模式、面内切换(IPS：in-plane switching)模式和边缘场切换(FFS)模式对LCD设备进行各种开发。

在这些模式当中，TN模式和VA模式是在下基板中排列多个像素电极，并且在上基板（滤色器阵列基板）上排列多个公共电极的模式，由此利用垂直电场来调整液晶的配向。

IPS模式和FFS模式是在下基板上排列多个像素电极和公共电极的模式，由此利用像素电极与公共电极之间的电场来调整液晶的配向。

IPS模式是多个像素电极和公共电极平行地交替排列的模式，并且因而，在像素电极与公共电极之间分别生成横向电场，由此调整液晶的配向。在IPS模式中，在像素电极和公共电极的每一个中的上侧部分不调整液晶的配向，并且因此，对应的区域中的透光率减小了。

已开发FFS模式，以克服IPS模式的限制。在IPS模式中，将像素电极和公共电极设置为利用该像素电极与所述公共电极之间的绝缘层而彼此分离的多个。

在这种情况下，FFS模式是像素电极和公共电极中的一种电极以板状或图案（pattern）设置，并且其它电极以指状设置的模式，由此利用在像素电极与公共电极之间生成的边缘场来调整液晶的配向。

可以在没有模式限制的情况下应用根据本发明的实施方式的LCD设备，并且在下面的详细描述中，可以应用FFS模式作为示例。

图2是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的集成有触摸屏的显示设备的图，并且图3是示意性地例示根据本发明的第一实施方式的显示驱动器IC的配置的图。

参照图2和图3，根据本发明的第一实施方式的集成有触摸屏的显示设备包括具有内置的触摸屏的触摸屏面板100、背光单元以及驱动电路单元。在图2中，没有例示背光单元。

触摸屏面板100包括上基板、下基板和形成在上基板与下基板之间的液晶层。

在触摸屏面板100的上基板处形成用于显示全色图像的多个红色、绿色和蓝色滤色器。在相邻的滤色器之间形成用于区分相邻像素的黑底（black matrix）。

在触摸屏面板100的下基板处以矩阵形式形成多个像素，并且通过多个数据线与多个选通线之间的交叉来限定所述多个像素。在通过多个数据线与多个选通线之间的交叉所限定的多个像素的每一个中形成薄膜晶体管(TFT)和存储电容器。

触摸屏面板100不能自发光，并且因此使用从背光单元（没有示出）提供的光来显示图像。背光单元包括多个背光灯（例如，发光二极管(LED)或冷阴极荧光灯(CCFL)）和光学构件（导光板或者扩散板和多个光学片），以增强光的效率。

触摸屏面板100包括活动区和非活动区，并且用于显示图像的多个像素以矩阵式位于所述活动区中。分别形成在所述多个像素处的多个公共电极被划分成多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120。触摸屏配置有多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120，并且检测用户的触摸。

这里，当在显示模式中驱动集成有触摸屏的显示设备时，所述多个触摸驱动电极110和所述多个触摸感测电极120作为公共电极驱动。

这里，当在触摸模式中驱动集成有触摸屏的显示设备时，所述多个触摸驱动电极110作为触摸屏的TX电极驱动，并且所述多个触摸感测电极120作为触摸屏的RX电极驱动，由此感测用户的触摸。即，触摸屏面板100使用公共电极进行显示，并且还作为触摸电极来驱动公共电极。

所述多个触摸驱动电极110可以配置有第一触摸驱动电极TX1至第m触摸驱动电极TXm，并且触摸驱动电极110中的每一个可以配置有n+1个子驱动电极111。此外，多个触摸感测电极120可以配置有第一触摸感测电极RX1至第n触摸感测电极RXn。

在多个触摸感测电极120中的每一个的左侧和右侧分别形成虚拟电极130。虚拟电极130用于减少触摸感测噪声并且解决在显示图像时，相邻的触摸驱动电极110与触摸感测电极120之间的液晶异常对准的问题。

虚拟电极线132连接至每个虚拟电极130，并且通过对应的虚拟线132向每一个虚拟电极130提供公共电压(Vcom)或者与施加至对应的触摸感测电极120的参考电压具有相同电平的电压。下面将参照图5来进行与此有关的详细描述。

由于非活动区中的电连接，多个触摸驱动电极110中的每一个包括多个子驱动电极111。这里，非活动区可以是作为显示驱动器200所在的区域的触摸屏面板100的上端部分或下端部分。在图2中，作为示例，将显示驱动集成电路(IC)200例示为形成在触摸屏面板100的下端部分中。

例如，为了使多个子驱动电极111构成一个触摸驱动电极，可以在显示驱动器IC200外部的非活动区中通过对应的公共线140电连接多个驱动电极线112。

即，构成一个触摸驱动电极110的相应子驱动电极111的驱动电极线112在触摸屏面板100的非活动区中彼此电连接。

应当向构成一个触摸驱动电极110的多个子驱动电极111提供相同的触摸驱动信号，并且因此，通过对应的公共线140将构成一个触摸驱动电极110的相应子驱动电极111的驱动电极线112彼此电连接。

然而，本发明不限于此，并且作为另一个示例，构成一个触摸驱动电极110的相应子驱动电极111的驱动电极线112在显示驱动器IC200内部彼此电连接。

换言之，如图2所示，在根据本发明的各种实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，多个驱动电极线112可以在显示驱动器IC200外部的非活动区中彼此电连接，并且然后可以直接连接至显示驱动器200。尽管没有示出，但是作为本发明的另一个示例，多个驱动电极线112可以在显示驱动器IC200外部的非活动区中彼此电连接，并且然后可以经由柔性电刷电路(FPC)400连接至触摸IC300。

因此，在根据本发明的各种实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，多个子驱动电极不是在触摸屏面板100内部而是在触摸屏面板100的非活动区中彼此电连接以构成一个触摸驱动电极，因此增加孔径比。

多个触摸驱动电极110形成为平行并且沿着作为触摸屏面板100的选通线（没有示出）方向的宽度方向形成。多个触摸感测电极120中的每一个布置多个相邻的子驱动电极111。所述多个触摸感测电极120形成为平行条型并且沿着作为数据线（没有示出）方向的高度方向形成。

因此，在根据本发明的各种实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，每个触摸驱动电极的驱动电极线112都没有连接至该触摸屏面板100的左侧和右侧，并且从所述多个子驱动电极111中的每一个延伸的驱动电极线112延伸至作为其中布置有显示驱动器IC200的区域的触摸屏面板100的上端部分或者下端部分，从而减小触摸屏面板100的左边框宽度和右边框宽度。

多个触摸驱动电极110中的每一个可以配置有形成为与多个单位像素区交叠的多个块状公共电极。多个触摸感测电极120中的每一个可以配置有形成为与多个单位像素区交叠的一个块状公共电极。

多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120应当充当用于驱动液晶的公共电极，并且因此可以由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明材料形成。

参照图3，当触摸屏面板100的驱动模式是显示模式时，显示驱动器IC200将公共电压施加给触摸屏（即，触摸驱动电极110和触摸感测电极120）。

当触摸屏面板100的驱动模式是触摸模式时，显示驱动器IC200提供触摸驱动信号（TX信号）并且接收触摸感测信号。

为此，显示驱动器IC200可以包括公共电压生成器210、同步信号生成器220和切换单元230。

显示驱动器IC200还可以包括：选通驱动器，该选通驱动器将扫描信号施加至多个选通线；数据驱动器，该数据驱动器向多个数据线分别施加图像数据信号；以及控制器，该控制器对元件进行控制。这些元件是包括在显示驱动器IC200中的普通元件，并且没有提供对它们的详细描述。

公共电压生成器210生成要被施加至包括在触摸屏中的多个触摸驱动电极110或者多个触摸感测电极120的公共电压。

换言之，根据本发明的各种实施方式的多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120应当执行公共电极的功能。因此，在触摸屏面板100操作在显示驱动模式（显示模式）中时，公共电压生成器210生成用于驱动液晶的公共电压，并且向多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120提供所生成的公共电压。

根据指示驱动模式的同步信号，切换单元230将多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210（或者触摸IC300（触摸驱动器））。

例如，当向切换单元230输入指示显示驱动模式的第一同步信号时，该切换单元230将多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210。

因此，通过相应的驱动电极线112向多个触摸驱动电极110施加由公共电压生成器210生成的公共电压。此外，通过相应的感测电极线122向多个触摸感测电极120施加公共电压。

当向切换单元230输入指示触摸驱动模式（触摸模式）的第二同步信号时，该切换单元230将多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至触摸IC300。

因此，通过相应的驱动电极线112向多个触摸驱动电极110施加触摸驱动信号。此外，通过相应的感测电极线122向多个触摸感测电极120施加触摸驱动信号。

现有技术的显示驱动器IC向触摸IC施加公共电压，该触摸IC应当包括用于将从现有技术的显示驱动器IC施加的公共电压施加给多个触摸驱动电极和多个触摸感测电极的切换功能。此外，当公共电压是负电压时，应当改变现有触摸IC的制造过程和设计，以适应负电压。

为了解决这个问题，本发明将公共电压切换功能内置到显示驱动器IC200中，并且因此解决了该问题，并且能够通过使用现有的触摸IC而不需要制造单独的触摸IC来减少制造成本。

这里，切换单元230包括连接至多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120的多个开关232，并且所述多个开关232可以连接至相应的触摸驱动电极110和相应的触摸感测电极120。

例如，包括在切换单元230中的开关的数量可以与触摸驱动电极110的总数和触摸感测电极120的总数相对应。

连接至多个触摸感测电极120的多个感测电极线122中的每一个都可以独立地与切换单元230的一个开关232连接。

因此，在本发明中，多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120独立地连接至与触摸驱动电极的数目和触摸感测电极的数目相对应的相应开关232。

如上所述，同步信号生成器220生成指示触摸屏面板100的驱动模式的同步信号。

例如，在触摸屏面板100操作在显示驱动模式中的图像输出周期期间，同步信号生成器220生成使得多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210的第一同步信号，并且向切换单元230提供该第一同步信号。

在触摸屏面板100操作在触摸驱动模式中的触摸感测周期期间，同步信号生成器220生成使得多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至触摸IC300的第二同步信号，并且向切换单元230提供该第二同步信号。

换言之，在图像输出周期期间，同步信号生成器220向切换单元230输出第一同步信号，以将多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210。此时，向多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120施加公共电压，并且因此，多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120执行公共电极的功能。

此外，在触摸感测周期期间，同步信号生成器220向切换单元230输出第二同步信号，以将多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至触摸IC300。

同步信号生成器220可以用作显示驱动器IC200的控制器，并且可以根据显示驱动器IC200的控制器的控制生成和输出上述同步信号。

此外，同步信号生成器220还可以向触摸IC300传送上述同步信号，以控制触摸IC300的操作。

在根据本发明的各种实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，将包括在显示驱动器IC200中的同步信号生成器220描述为生成同步信号，但是在另一个实施方式中，可以从显示驱动器IC200的外部输入同步信号。

触摸IC300包括：发送器（transferor）(TX)310，其生成触摸驱动信号并且向触摸驱动电极110提供触摸驱动信号；以及接收器(RX)320，其感测触摸感测电极120中的每一个的电容。

触摸IC300生成触摸驱动信号以向显示驱动器IC200施加触摸驱动信号，并且从显示驱动器IC200接收触摸感测信号，以在触摸屏面板100的活动区中检测触摸和触摸位置。

这里，如图2所示，可以通过FPC400将触摸IC300连接至显示驱动器IC200。尽管没有示出，但是在另一个实施方式中，可以在显示驱动器IC200中设置触摸IC300。

此外，在显示驱动器IC200中连接至多个驱动电极线112的多个开关232可以连接至触摸IC300的发送器310，并且连接至感测电极线122的多个开关232可以连接至触摸IC300的接收器320。

因此，当通过第二同步信号导通切换单元230时，通过与多个开关232连接的多个驱动电极线112向多个触摸驱动电极110施加在触摸IC300的发送器310中生成的驱动电压。

通过连接至多个开关232的多个感测电极线122向触摸IC300的接收器320施加多个触摸感测信号，所述多个触摸感测信号通过施加至多个触摸驱动电极110的驱动电压在多个触摸感测电极120中生成。

在图2中，上面描述了在触摸屏面板100的非活动区中，通过公共线140将使得多个子驱动电极111与一个触摸驱动电极110连接的驱动电极线112连接至其它驱动电极线112。

作为另一个示例，上面描述了多个子驱动电极111和多个驱动电极线112在显示驱动器IC200中彼此电连接。

驱动电极线112、感测电极线122、连接至虚拟电极130的虚拟电极线132以及形成在非活动区中的公共线140可以形成为单链路或者双链路。

当这些线形成为单链路时，难以保证足够的线宽，并且由此，近来将这些线形成为双链路。这里，由于公共线140沿着触摸屏面板100的宽度方向形成，因此可通过公共线140的宽度增加下边框的宽度。

即，触摸屏面板100的左边框和右边框可以通过使用公共线140而显著减少，但是下边框可以通过公共线140的宽度增加。为了克服这种限制，提出了根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备（图4和图5所示）。

图4是示意性地例示根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备的图，并且图5是示意性地例示根据本发明的第二实施方式的显示驱动器IC的配置的图。

在参照图4和图5来描述根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备时，没有提供关于与上述第一实施方式相同的元件的描述。

参照图4和图5，分别形成在多个像素处的多个公共电极被划分成多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120。

多个触摸驱动电极110可以配置有第一触摸驱动电极TX1至第m触摸驱动电极TXm，并且触摸驱动电极110中的每一个均可以配置有n+1个子驱动电极111。此外，多个触摸感测电极120可以配置有第一触摸感测电极RX1至第n触摸感测电极RXn。

在多个触摸感测电极120中的每一个的左侧和右侧分别形成虚拟电极130。虚拟电极线132连接至每一个虚拟电极130，并且通过对应的虚拟线132向每个虚拟电极130提供公共电压(Vcom)或者具有与施加至对应的触摸感测电极120的参考电压相同电平的电压。当驱动模式是显示模式时，可以向虚拟电极130提供公共电压，并且当驱动模式是触摸模式时，可以向虚拟电极130提供参考电压。此时，可以从显示驱动器IC200的公共电压生成器210提供公共电压，并且可以从参考电压生成器240提供该参考电压。

即，当驱动模式是显示模式时，通过切换单元230向虚拟电极130提供公共电压，并且当驱动模式是触摸模式时，可以向虚拟电极130提供参考电压。

由于非活动区中的电连接，多个触摸驱动电极110中的每一个均包括多个子驱动电极111。

这里，在触摸屏面板100的上非活动区中布置触摸驱动器的发送器310。为了使多个子驱动电极111构成一个触摸驱动电极，多个驱动电极线112可以通过形成在触摸屏面板100的上非活动区中的对应公共线140电连接。

即，应当向构成一个触摸驱动电极110的多个子驱动电极111提供相同的触摸驱动信号。因此，相应的子驱动电极111的驱动电极线112通过形成在触摸屏面板100的上非活动区中的公共线140彼此电连接。

在触摸屏面板100的上非活动区中布置触摸信号驱动器510，该触摸信号驱动器510生成触摸驱动信号并且向该触摸驱动电极110提供该触摸驱动信号。与板内栅极(GIP)型相同或相似地，触摸信号驱动器510可以实现为内置到触摸屏面板100的下基板中的类型。作为另一个示例，与玻璃上芯片(COG)型相同或相似地，触摸信号驱动器510可以实现为内置到触摸屏面板100的下基板中的类型。

可以在触摸屏面板100外部布置触摸感测单元520，该触摸感测单元520基于来自触摸感测电极120的多个触摸感测信号来检测用户触摸的存在和触摸位置。作为另一个示例，可以在触摸屏面板100的下非活动区中布置触摸感测单元520。在图4中，作为示例，例示了触摸感测单元520布置在触摸屏面板100的外部并且通过FPC400连接至显示驱动器IC200。

即，在根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，可以独立设置执行现有触摸IC的功能的触摸信号驱动器510和触摸感测单元520。触摸信号驱动器510可以布置在触摸屏面板100的上非活动区中，并且触摸感测单元520可以布置在触摸屏面板100的外部或者下非活动区中。

换言之，如图4所示，在根据本发明的第二实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，多个驱动电极线112可以在触摸屏面板100的上非活动区中通过公共电压线150彼此电连接，并且然后可以连接至触摸信号驱动器510。

在触摸驱动模式中，触摸信号驱动器510向多个触摸驱动电极110提供触摸驱动信号(TX信号)。在显示驱动模式中，触摸信号驱动器510向多个触摸驱动电极110提供公共电压(Vcom)。为此，公共电压线150形成在触摸屏面板100的左非活动区和右非活动区的每一个中，并且将触摸信号驱动器510和显示驱动器IC200连接。

如图7所示，通过公共电压线150向触摸信号驱动器510提供在显示驱动器IC200中生成的公共电压。

根据本发明的各种实施方式的集成有触摸屏的显示设备，每个触摸驱动电极的驱动电极线112没有连接至触摸屏面板100的左侧和右侧，并且从所述多个子驱动电极111的每一个延伸的驱动电极线112延伸至触摸屏面板100的上非活动区，因此减小触摸屏面板100的左边框宽度和右边框宽度。

参照图5，根据触摸屏面板100的驱动模式，显示驱动器IC200向触摸屏（即，触摸驱动电极110和触摸感测电极120）施加公共电压。

当触摸屏面板100的驱动模式是触摸模式时，显示驱动器IC200从触摸屏的触摸感测电极120接收多个触摸感测信号。此时，触摸信号驱动器510向触摸屏的触摸驱动电极110提供触摸驱动信号。

为此，显示驱动器IC200可以包括公共电压生成器210、同步信号生成器220、切换单元230和参考电压生成器240。

换言之，根据本发明的各种实施方式的多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120应当执行公共电极的功能。因此，在触摸屏面板100操作在显示驱动模式中时，公共电压生成器210生成用于驱动液晶的公共电压，并且向触摸信号驱动器510和多个触摸感测电极120提供所生成的公共电压。

在触摸屏面板100操作在显示驱动模式中的图像输出周期中，同步信号生成器220生成第一同步信号，该第一同步信号使得多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210。

在触摸屏面板100操作在触摸驱动模式中的触摸感测周期期间，同步信号生成器220生成第二同步信号，该第二同步信号使得多个触摸感测电极120连接至触摸驱动器的接收器320。

换言之，在图像输出周期期间，同步信号生成器220向切换单元230输出第一同步信号，以将多个触摸感测电极120和多个虚拟电极130连接至公共电压生成器210。此外，在图像输出周期中，同步信号生成器220向触摸信号驱动器510输出第一同步信号，由此使得该触摸信号驱动器510向多个触摸驱动电极110提供公共电压。

在触摸感测周期期间，同步信号生成器220向切换单元230和布置在触摸屏面板100的上非活动区中的触摸信号驱动器510输出第二同步信号，并且因此使得多个触摸驱动电极110和多个触摸感测电极120操作为触摸电极。

根据指示驱动模式的同步信号，切换单元230将多个触摸驱动电极110连接至公共电压生成器210或者触摸感测单元520。

此外，根据指示驱动模式的同步信号，切换单元230将多个虚拟电极130连接至公共电压生成器210或者参考电压生成器240。

参考电压生成器240生成向多个触摸感测电极120提供的参考电压，并且当驱动模式是触摸模式时，该参考电压生成器240向多个触摸感测电极120提供所生成的参考电压。此时，除了多个触摸感测电极120之外，参考电压生成器240还向多个虚拟电极130提供参考电压。

参照图6，可以将一帧划分成显示周期和触摸周期，使得图像被显示并且触摸驱动被执行。

在一帧的显示周期期间，根据施加至相应的像素电极的数据电压和施加至多个像素的公共电极的公共电压来调整穿过液晶层的光的透射率，由此基于图像信号来显示图像。

例如，在显示周期期间，根据数据使能信号(DE)，以一条水平线为单位向多个数据线提供图像数据（即，数据电压）。因此，当对应的TFT导通时，向对应的像素电极提供数据电压中的每一个。同时，向作为公共电极的触摸驱动电极110和触摸感测电极120提供公共电压(Vcom)。

在非显示周期期间，使用作为公共电极的触摸驱动电极110和触摸感测电极120来感测由用户触摸导致的电容变化。此外，显示设备将基于用户触摸的触摸电容和参考电容相比较，以检测触摸位置。

例如，在非显示周期期间，公共电极用作触摸电极，并且向触摸电极提供用于感测触摸的触摸驱动信号。

当向充当触摸电极的公共电极提供触摸驱动信号时，通过用户的触摸使在触摸电极处生成的电容变化。此时，触摸IC的接收器320将参考电容与通过感测电极线122施加的触摸感测信号（即，在触摸电极处生成的电容）相比较，以检测用户的触摸的存在和触摸位置。

例如，可以在对前一帧和下一帧进行区分的参考信号（空白信号）周期期间检测用户的触摸的存在和触摸位置。可以基于垂直同步信号(V-Sync)开始和结束对用户触摸的位置的检测，并且可以在对前一帧和下一帧进行区分的垂直空白（V-blank）周期期间执行对触摸的存在和触摸位置的检测。

当向切换单元230输入指示显示驱动模式的第一同步信号时，多个触摸感测电极120连接至公共电压生成器210。因此，通过相应的感测电极线122向多个触摸感测电极120施加由公共电压生成器210生成的公共电压。

此外，当向切换单元230输入指示显示驱动模式的第一同步信号时，多个虚拟电极130连接至公共电压生成器210。因此，通过相应的虚拟电极线132向多个虚拟电极130施加由公共电压生成器210生成的公共电压。

当通过公共电极线150向发送器310提供公共电压并且向发送器310输入指示显示驱动模式的第一同步信号时，发送器310向所有的触摸驱动电极110提供从公共电压生成器210输入的公共电压。

参照图7和图8，当向触摸信号驱动器510输入指示触摸驱动模式的第二同步信号时，该触摸信号驱动器510生成输入TX1至TXn的触摸驱动信号。

触摸信号驱动器510通过相应的驱动电极线112向多个触摸驱动电极100施加所生成的触摸驱动信号。

在这种情况下，触摸驱动信号的高压被输出为特定电压，并且触摸驱动信号的低压以与公共电压(Vcom)相同的电平输出。

当向切换单元230输入指示触摸驱动模式的第二同步信号时，触摸感测单元520连接至多个触摸感测电极120，并且通过相应的感测电极线122从多个感测电极120接收多个触摸感测信号。

此外，当向切换单元230输入指示触摸驱动模式的第二同步信号时，参考电压生成器240连接至多个虚拟电极130，并且通过相应的虚拟电极线132向多个虚拟电极130提供参考电压。

这里，切换单元230包括连接至多个触摸感测电极120和多个虚拟电极130的多个开关232，并且所述多个开关232可以连接至相应的触摸感测电极120和相应的虚拟电极130。

公共电压切换功能被内置到显示驱动器IC200中，并且因此，能够通过使用触摸IC300减少制造成本。此外，通过将多个驱动电极线112延伸至触摸屏面板100的上非活动区，可以减小触摸屏面板100的左边框、右边框和下边框。

图9至图11是例示根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备的像素结构的图。在下文中，将参照图9至图11详细描述触摸驱动电极110和触摸感测电极120的结构。图9例示了图2至图4的放大区A。

如图9所示，多个触摸驱动电极TX1和TX2中的每一个均包括多个子驱动电极111，所述多个子驱动电极111中的每一个均与6个单位像素区PA交叠。此外，多个触摸感测电极RX中的每一个均可以与12个单位像素区交叠。一个单位像素区可以由显示红色、绿色和蓝色的3个子像素组成。

这里，触摸感测电极RX部分地例示为与一个单位像素区交叠，但是实际上可以与两个或更多个单位像素区交叠。

此外，可以考虑单位像素区和由手指等触摸的区域的尺寸适当地调整触摸驱动电极和触摸感测电极中的每一个的尺寸，并且因此可以调整与触摸驱动电极和触摸感测电极相对应的单位像素的数量。

图10例示了用于描述图2和图4所示的根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备的多个驱动电极线112a和112b与子驱动电极111之间的连接关系的单位像素的平面图。

参照图10，在由多个选通线GL与多个数据线DL之间的交叉限定的多个区域中分别形成多个像素电极105。

多个TFT中的每一个包括：从对应的选通线GL延伸的栅极G、从对应的数据线DL延伸的源极S、通过接触孔CH1连接至对应的像素电极105的漏极D以及布置在栅极G、源极S与漏极D之间的有源层AL。

作为公共电极的子驱动电极111包括多个缝隙TO，所述多个缝隙TO以特定间隔形成为长条形。类似地，当在公共电极处形成所述多个缝隙TO时，通过所述多个缝隙TO在像素电极105与公共电极之间生成边缘场，并且在边缘场切换（FFS）模式中驱动液晶。

多个驱动电极线112a和112b可以与数据线DL平行形成，并且可以通过接触孔CH2电连接至子驱动电极111。

在这种情况下，连接至包括在各个触摸驱动电极中的子驱动电极的触摸驱动线没有连接至包括在其它触摸驱动电极中的子驱动电极。

在图9中，驱动电极线112a和112b例示为沿着数据线DL形成，但是不限于此。

在本发明的另一个实施方式中，可以从连接至子驱动电极111的位置形成触摸驱动线。换言之，可以从接触孔CH2形成触摸驱动线，子驱动电极和触摸驱动线通过该接触孔CH2彼此连接。

这里，作为示例，上面已经利用与驱动电极相对应的单位像素描述了本发明的单位像素结构，但是也可以按照与图11相同或相似的结构形成与感测电极相对应的单位像素。

因此，在触摸感测电极120和触摸感测线122彼此连接的位置处，与其相同或相似地，图10中的触摸驱动电极和触摸驱动线可以通过接触孔CH2彼此连接。

图11是用于描述根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备的驱动电极线112与子驱动电极111之间的连接关系的子像素区的截面图。

例如，如图11所示，在触摸屏面板100的下基板中的底基板（base substrate）101上形成栅极G、有源层AL、源极S、漏极D、像素电极105、驱动电极线112和子驱动电极111（公共电极）。堆叠栅绝缘层102、缓冲PAS103、PAC104和PAS106，以对这些层进行绝缘。此外，作为公共电极的子驱动电极111包括多个缝隙TO，所述缝隙TO以特定间隔形成为长条形。

这里，漏极D通过形成在PAS103和PAC104中的接触孔CH1连接至像素电极105。此外，驱动电极线112可以由通过接触孔CH2连接至子驱动电极111的金属层形成，并且可以形成在与像素电极105相同的层上。

当与包括在一个触摸驱动电极中的子驱动电极111连接的触摸驱动线112没有连接至包括在其它触摸驱动电极中的子驱动电极的下端时，通过诸如PAS106的绝缘材料将触摸驱动线112与其它驱动电极线和其它子驱动电极绝缘，并且因此，触摸驱动线112不与其它驱动电极线和其它子驱动电极接触。

为了将子驱动电极111连接至驱动电极线112，可以通过形成在PAS106处的接触孔CH2将子驱动电极111连接至驱动电极线112。

在根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，左边框和右边框减小了，因此增加了美学设计。

在根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，下边框减小了，因此增加了美学设计。

在根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备中，将生成触摸驱动信号的驱动电路内置到触摸屏面板中，因此减少了触摸IC的尺寸和制造成本。

根据本发明的实施方式的集成有触摸屏的显示设备具有增强的触摸感测性能，而没有降低显示质量。

除了本发明的前述特征和效果，也可以根据本发明的实施方式重新解释本发明的其它特征和效果。

对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在本发明中进行各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的对本发明的修改和变型。

本申请要求在2012年11月13日提交的韩国专利申请No.10-2012-0127962的优先权，通过引用将该韩国专利申请并入本文，如同在本文中全面阐释一样。

Claims

1.一种集成有触摸屏的显示设备，所述显示设备包括：

触摸屏，所述触摸屏被配置为包括多个触摸驱动电极和多个触摸感测电极，所述触摸驱动电极中的每一个包括多个子驱动电极，所述多个子驱动电极在面板的非活动区中彼此电连接以构成一个触摸驱动电极并且平行地且沿着所述面板的选通线方向形成，所述多个触摸感测电极中的每一个均布置在多个相邻的子驱动电极之间并且平行地且沿着所述面板的数据线方向形成；

触摸信号驱动器，所述触摸信号驱动器设置在所述面板的上非活动区中，并且被配置为根据所述面板的驱动模式向所述多个触摸驱动电极提供触摸驱动信号或公共电压；

显示驱动器IC，所述显示驱动器IC设置在所述面板的外部或下非活动区中，并且被配置为从所述多个触摸感测电极接收多个触摸感测信号，以及生成所述公共电压以向所述触摸信号驱动器的发送器和所述多个触摸感测电极提供所述公共电压；以及

触摸感测单元，所述触摸感测单元被配置为基于所述多个触摸感测信号来确定是否存在触摸。

2.根据权利要求1所述的显示设备，所述显示设备还包括多个公共线，所述多个公共线在所述面板的所述上非活动区中沿着所述选通线方向形成，并且被配置为将构成所述一个触摸驱动电极的所述多个子驱动电极电连接。

3.根据权利要求1所述的显示设备，所述显示设备还包括多个公共电压线，所述多个公共电压线形成在所述面板的左非活动区和右非活动区中的每一个中，并且被配置为向所述触摸信号驱动器提供由所述显示驱动器IC生成的所述公共电压。

4.根据权利要求1所述的显示设备，所述显示设备还包括沿着所述数据线方向从相应的子驱动电极延伸的多个驱动电极线，所述多个驱动电极线连接至所述触摸信号驱动器。

5.根据权利要求4所述的显示设备，其中所述多个驱动电极线中的每一个在所述面板的活动区中由通过接触孔连接至对应的子驱动电极的金属层形成，并且被形成为与对应的数据线交叠，并且所述多个驱动电极线中的每一个与对应的数据线之间具有绝缘层。

6.根据权利要求1所述的显示设备，所述显示设备还包括沿着所述数据线方向从相应的触摸感测电极延伸的多个感测电极线，所述多个感测电极线连接至所述显示驱动器IC。

7.根据权利要求1所述的显示设备，其中，

所述多个触摸驱动电极中的每一个均包括形成为与多个单位像素区交叠的多个块状公共电极，并且

所述多个触摸感测电极中的每一个均包括形成为与多个单位像素区交叠的一个块状公共电极。

8.根据权利要求1所述的显示设备，其中所述显示驱动器IC包括：

公共电压生成器，所述公共电压生成器被配置为生成所述公共电压；以及

切换单元，所述切换单元被配置为根据指示所述驱动模式的同步信号，将所述多个触摸感测电极连接至所述公共电压生成器或所述触摸感测单元。

9.根据权利要求8所述的显示设备，其中所述切换单元包括分别连接至所述多个触摸感测电极的多个开关，所述多个开关以一一对应关系连接至所述多个触摸感测电极。

10.根据权利要求8所述的显示设备，其中，

当所述同步信号是指示所述面板的显示驱动模式的第一同步信号时，所述切换单元将所述多个触摸感测电极连接至所述公共电压生成器，并且

当所述同步信号是指示所述面板的触摸驱动模式的第二同步信号时，所述切换单元将所述多个触摸感测电极连接至所述触摸信号驱动器的接收器。

11.根据权利要求10所述的显示设备，其中所述显示驱动器IC还包括被配置为生成所述同步信号的同步信号生成器。

12.根据权利要求8所述的显示设备，其中所述显示驱动器IC还包括被配置为生成用于感测触摸的参考电压的参考电压生成器，所述参考电压生成器根据指示所述驱动模式的所述同步信号向所述多个触摸感测电极提供所述参考电压。

13.根据权利要求12所述的显示设备，所述显示设备还包括在所述多个触摸感测电极之间平行地形成的多个虚拟电极，

其中，所述参考电压生成器根据指示所述驱动模式的所述同步信号向所述多个虚拟电极提供所述公共电压或所述参考电压。