ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ С СЕНСОРНОЙ ФУНКЦИЕЙ И РЕАЛИЗОВАННЫЙ В НЕМ СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ КАСАНИЯ
LIQUID CRYSTAL DISPLAY WITH SENSOR FUNCTION AND ITS METHOD OF DETECTING THE TOUCH

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0001] Настоящее изобретение относится к области техники, связанной с жидкокристаллическими дисплеями, а в частности, к жидкокристаллическому дисплею с сенсорной функцией и реализованному в нем способу обнаружения касания.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Жидкокристаллический дисплей, одновременно обладающий сенсорной функцией и функцией отображения, постепенно получил широкое распространение. Одним из направлений развития в данной области техники становится технология In-cell (интеграции в ячейку), заключающаяся в интеграции сенсорной функции в пиксели панели жидкокристаллического дисплея, за счет появления технической возможности реализовать тонкую и легкую панель жидкокристаллического дисплея. В панели жидкокристаллического дисплея, выполненной по технологии In-cell, для сенсорных электродов обычно используют общий электрод для передачи и приема сенсорных сигналов. Однако, общий электрод также используют для передачи и приема сигналов отображения. Соответственно, легко может произойти наложение сигнала отображения и сенсорного сигнала, что может повлиять на эффективность сенсорного воздействия и качество отображения жидкокристаллического дисплея.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Основная техническая проблема, решаемая в настоящем изобретении, состоит в том, чтобы предложить жидкокристаллический дисплей с сенсорной функцией и реализуемый в нем способ обнаружения касания для уменьшения взаимного влияния сигналов отображения и сенсорных сигналов, чтобы улучшить качество отображения и эффективность сенсорной функции.
[0004] Одно из решений вышеуказанных технических проблем, используемое в настоящем изобретении, заключается в следующем: предложен жидкокристаллический дисплей с сенсорной функцией, содержащий модуль отображения и сенсорный модуль, модуль отображения и сенсорный модуль используют общий электрод, при этом модуль отображения последовательно выполняет множество операций по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого в каждом кадре, а сенсорный модуль выполняет операции по обнаружению касания, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, и напряжение на общем электроде стабильно; причем сенсорный модуль завершает текущую операцию по обнаружению касания до того, как модуль отображения приступит к выполнению следующей операции по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого; модуль отображения содержит генератор управляющих сигналов затвора, передатчик данных, множество затворных шин, расположенных параллельно, и множество информационных шин, расположенных параллельно и изолированно, пересекающихся с затворными шинами, при этом затворные шины и информационные шины образуют множество пиксельных областей, расположенных в матрице, а модуль отображения дополнительно содержит тонкопленочный транзистор (TFT - Thin-Film Transistor) и пиксельный электрод, расположенные в каждой пиксельной области, затворы тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с затворными шинами, истоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с информационными шинами, а стоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с пиксельными электродами, общий электрод и пиксельные электроды расположены один напротив другого, при этом генератор управляющих сигналов затвора последовательно выдает управляющие сигналы затвора по затворным шинам для последовательной активации тонкопленочных транзисторов, соответствующих затворным шинам, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого по информационным шинам для подачи сигналов формирования полутонов серого на пиксельные электроды через активированные тонкопленочные транзисторы, причем сенсорный модуль выполняет операции по обнаружению касания, в то время как генератор управляющих сигналов затвора выдает управляющие сигналы затвора, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого, и напряжение общего электрода стабильно.
[0005] Сенсорный модуль содержит сенсорные электроды, расположенные напротив общего электрода, и сенсорную схему, подключенную к сенсорным электродам и общему электроду, причем сенсорная схема выполнена с возможностью подачи сигналов управления на общий электрод и один из сенсорных электродов и получения сигналов обнаружения от общего электрода и других сенсорных электродов для выполнения обнаружения касания по изменениям емкости между общим электродом и сенсорными электродами, вызванным сенсорным воздействием.
[0006] Сенсорные электроды представляют собой множество полос, при этом количество сенсорных электродов меньше количества затворных шин, чтобы сенсорная схема обеспечивала выполнение операции обнаружения касания для каждого сенсорного электрода по меньшей мере дважды в каждом кадре.
[0007] В настоящем изобретении предложено еще одно решение вышеуказанных технических проблем, заключающееся в следующем: предложен жидкокристаллический дисплей с сенсорной функцией, содержащий модуль отображения и сенсорный модуль, модуль отображения и сенсорный модуль используют общий электрод, при этом модуль отображения последовательно выполняет множество операций по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого в каждом кадре, а сенсорный модуль выполняет операции по обнаружению касания, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, а напряжение на общем электроде стабильно.
[0008] Сенсорный модуль завершает текущую операцию по обнаружению касания до того, как модуль отображения приступит к выполнению следующей операции по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого.
[0009] Модуль отображения содержит генератор управляющих сигналов затвора, передатчик данных, множество затворных шин, расположенных параллельно, и множество информационных шин, расположенных параллельно и изолированно, пересекающихся с затворными шинами, при этом затворные шины и информационные шины образуют множество пиксельных областей, расположенных в матрице, а модуль отображения дополнительно содержит тонкопленочный транзистор и пиксельный электрод, расположенные в каждой пиксельной области, затворы тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с затворными шинами, истоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с информационными шинами, а стоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с пиксельными электродами, общий электрод и пиксельные электроды расположены один напротив другого, при этом генератор управляющих сигналов затвора последовательно выдает управляющие сигналы затвора по затворным шинам для последовательной активации тонкопленочных транзисторов, соответствующих затворным шинам, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого по информационным шинам для подачи сигналов формирования полутонов серого на пиксельные электроды через активированные тонкопленочные транзисторы, причем сенсорный модуль выполняет операции по обнаружению касания, в то время как генератор управляющих сигналов затвора выдает управляющие сигналы затвора, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого, и напряжение общего электрода стабильно.
[0010] Сенсорный модуль содержит сенсорные электроды, расположенные напротив общего электрода, и сенсорную схему, подключенную к сенсорным электродам и общему электроду, причем сенсорная схема выполнена с возможностью подачи сигналов управления на общий электрод и один из сенсорных электродов и получения сигналов обнаружения от общего электрода и других сенсорных электродов для выполнения обнаружения касания по изменениям емкости между общим электродом и сенсорными электродами, вызванным сенсорным воздействием.
[0011] Сенсорные электроды представляют собой множество полос, при этом количество сенсорных электродов меньше количества затворных шин, чтобы сенсорная схема обеспечивала выполнение операции обнаружения касания для каждого сенсорного электрода по меньшей мере дважды в каждом кадре.
[0012] В настоящем изобретении предложено еще одно решение вышеуказанных технических проблем, заключающееся в следующем: предложен способ обнаружения касания для жидкокристаллического дисплея, при этом жидкокристаллический дисплей содержит модуль отображения и сенсорный модуль, модуль отображения и сенсорный модуль используют общий электрод, причем способ обнаружения касания включает следующие этапы: посредством модуля отображения последовательно выполняют множество операций по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого в каждом кадре; посредством сенсорного модуля выполняют операции по обнаружению касания, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, а напряжение на общем электроде стабильно.
[0013] Способ обнаружения касания дополнительно включает следующий этап: посредством сенсорного модуля завершают текущую операцию по обнаружению касания до того, как модуль отображения приступит к выполнению следующей операции по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого.
[0014] Модуль отображения содержит генератор управляющих сигналов затвора, передатчик данных, множество затворных шин, расположенных параллельно, и множество информационных шин, расположенных параллельно и изолированно, пересекающихся с затворными шинами, при этом затворные шины и информационные шины образуют множество пиксельных областей, расположенных в матрице, а модуль отображения дополнительно содержит тонкопленочный транзистор и пиксельный электрод, расположенные в каждой пиксельной области, затворы тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с затворными шинами, истоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с информационными шинами, а стоки тонкопленочных транзисторов соответствующим образом соединены с пиксельными электродами, общий электрод и пиксельные электроды расположены один напротив другого, при этом генератор управляющих сигналов затвора последовательно выдает управляющие сигналы затвора по затворным шинам для последовательной активации тонкопленочных транзисторов, соответствующих затворным шинам, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого по информационным шинам для подачи сигналов формирования полутонов серого на пиксельные электроды через активированные тонкопленочные транзисторы, причем сенсорный модуль выполняет операции по обнаружению касания, в то время как генератор управляющих сигналов затвора выдает управляющие сигналы затвора, а передатчик данных выдает сигналы формирования полутонов серого, и напряжение общего электрода стабильно.
[0015] Сенсорный модуль содержит сенсорные электроды, расположенные напротив общего электрода, и сенсорную схему, подключенную к сенсорным электродам и общему электроду, причем сенсорная схема выполнена с возможностью подачи сигналов управления на общий электрод и один из сенсорных электродов и получения сигналов обнаружения от общего электрода и других сенсорных электродов для выполнения обнаружения касания по изменениям емкости между общим электродом и сенсорными электродами, вызванным сенсорным воздействием.
[0016] Сенсорные электроды представляют собой множество полос, при этом количество сенсорных электродов меньше количества затворных шин, чтобы сенсорная схема обеспечивала выполнение операции обнаружения касания для каждого сенсорного электрода по меньшей мере дважды в каждом кадре.
[0017] За счет использования вышеуказанных технических решений настоящее изобретение имеет следующие преимущества: жидкокристаллический дисплей с сенсорной функцией в соответствии с рассмотренным вариантом исполнения настоящего изобретения позволяет реализовать выполнение сенсорным модулем операций по обнаружению касания, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, и напряжение на общем электроде стабильно. В результате обработки сигналов отображения и сенсорных сигналов с временным разделением можно уменьшить взаимное влияние сигналов отображения и сенсорных сигналов, для того чтобы повысить качество отображения и эффективность сенсорной функции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] На Фиг. 1 показана структурная схема жидкокристаллического дисплея в соответствии с целесообразным вариантом исполнения настоящего изобретения.
[0019] На Фиг. 2 показана структурная схема модуля отображения, изображенного на Фиг. 1, в соответствии с одним из вариантов исполнения настоящего изобретения.
[0020] На Фиг. 3 показана циклограмма соответствующих сигналов в жидкокристаллическом дисплее, предложенном в настоящем изобретении.
[0021] На Фиг. 4 показана циклограмма сигналов соответствующих сенсорных электродов, используемых в настоящем изобретении.
[0022] На Фиг. 5 показана блок-схема способа обнаружения касания в соответствии с целесообразным вариантом исполнения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ
[0023] Далее варианты исполнения настоящего изобретения раскрываются подробно с описанием технической сущности, конструкционных особенностей, достигнутых целей и эффектов со ссылкой на прилагаемые чертежи. Понятно, что раскрытые варианты исполнения представляют собой лишь часть возможных вариантов исполнения настоящего изобретения, а не все возможные варианты исполнения. Все другие варианты исполнения, полученные специалистами в данной области техники без каких-либо изобретательских усилий, исходя из представленных вариантов исполнения настоящего изобретения, следует считать выполненными в рамках объема защиты настоящего изобретения.
[0024] На Фиг. 1 показана структурная схема жидкокристаллического дисплея в соответствии с целесообразным вариантом исполнения настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, жидкокристаллический дисплей 10 в этом варианте исполнения содержит модуль 11 отображения и сенсорный модуль 12. Модуль 11 отображения и сенсорный модуль 12 имеют общий электрод 13. Сенсорный модуль 12 используют для реализации сенсорной функции жидкокристаллического дисплея 10. Сенсорный модуль 12 содержит сенсорные электроды 121 и сенсорную схему 122. Сенсорные электроды 121 установлены вместе с общим электродом 13 и могут представлять собой полосы. Сенсорная схема 122 соответствующим образом подключена к сенсорным электродам 121 и общему электроду 13.
[0025] Общий электрод 13 может располагаться на цветовом фильтре жидкокристаллического дисплея 10. Модуль 11 отображения размещают на матричной подложке жидкокристаллического дисплея 10.
1
2
n
1
2
n
1
2
n
1
2
n
1
2
n
[0026] На Фиг. 2 показана структурная схема модуля отображения, изображенного на Фиг. 1, в соответствии с одним из вариантов исполнения. Как показано на Фиг. 2, модуль 11 отображения представляет собой панель жидкокристаллического дисплея без сенсорной функции. Модуль 11 отображения содержит генератор 111 управляющих сигналов затвора, передатчик 112 данных, множество затворных шин G, G, …, G, установленных параллельно, и множество информационных шин D, D, …, D, установленных параллельно и изолированно, пересекающихся с затворными шинами G, G, …, G, затворные шины G, G, …, G и информационные шины D, D, …, D образуют множество пиксельных областей 113, расположенных в матрице.
[0027] Каждая пиксельная область 113 содержит тонкопленочный транзистор Т и пиксельный электрод Р. Пиксельные электроды Р и общий электрод 13 расположены один напротив другого. Тонкопленочный транзистор Т имеет затвор g, исток s и сток d. Пиксельный электрод Р соответствующим образом подсоединен к стоку d. Затворная шина соответствующим образом подсоединена к затвору g. Информационная шина соответствующим образом подсоединена к истоку s. Когда тонкопленочный транзистор Т активирован, информационные сигналы передаются в пиксельный электрод Р через исток s.
1
2
n
1
2
n
[0028] Генератор 111 управляющих сигналов затвора последовательно подает управляющие сигналы затвора на множество затворных шин G, G, …, G для последовательной активации тонкопленочных транзисторов Т, соответствующих затворным шинам. Передатчик данных 112 выдает сигналы формирования полутонов серого по информационным шинам D, D, …, D для подачи сигналов формирования полутонов серого на пиксельные электроды Р через активированный тонкопленочный транзистор Т.
1
2
n
[0029] В частности в этом варианте исполнения одна затворная шина управляет множеством пиксельных областей 113, а множество пиксельных областей 113, соответственно, воспроизводит цвет G (зеленый), цвет R (красный) и цвет В (синий), как показано на Фиг. 2. Когда управляющие сигналы затвора передаются через затворные шины, все тонкопленочные транзисторы Т множества пиксельных областей 113, управляемых одной затворной шиной, активируются, и множество информационных шин D, D, …, D в одно и то же время передают сигналы формирования полутонов серого в соответствующие пиксельные электроды Р для зарядки пиксельных областей 113, воспроизводящих различные цвета.
[0030] На Фиг. 3 показана циклограмма соответствующих сигналов в жидкокристаллическом дисплее, предложенном в настоящем изобретении. Как показано на Фиг. 1-3, выход сигнала затворной шины контролируется управляющим сигналом затвора GOE (Gate Output Enabled - выход затвора активирован), а выход сигнала информационной шины контролируется сигналом формирования полутонов серого STB (Strobe - стробирующий сигнал), чтобы обеспечить выполнение модулем 11 отображения множества операций по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого в каждом кадре. Посредством сигнала управления сенсорной функцией ТРЕ (Touch Panel Enabled - сенсорная панель активирована) управляют сенсорной схемой 122 для выполнения операций по обнаружению касания.
1
1
[0031] На этапе отображения управляющий сигнал затвора GOE имеет высокий уровень напряжения для управления затворной шиной G, обеспечивая подачу выходного сигнала высокого уровня напряжения, и тонкопленочный транзистор активируется. В это время сигнал формирования полутонов серого STB имеет высокий уровень напряжения для управления информационной шиной D, чтобы обеспечить подачу соответствующей величины напряжения для зарядки пиксельной области 113, соответственно. После завершения зарядки генератор 111 управляющих сигналов затвора выдает управляющие сигналы затвора, и передатчик 112 данных выдает сигналы формирования полутонов серого, а напряжение Vcom общего электрода 13 становится стабильным. Теперь сигнал управления сенсорной функцией ТРЕ имеет высокий уровень напряжения, чтобы сформировать команду жидкокристаллическому дисплею 10 на переход к этапу выполнения сенсорной функции.
[0032] На этапе выполнения сенсорной функции сенсорная схема 122 обеспечивает подачу сигналов управления на общий электрод 13 и один из сенсорных электродов 121 и получает сигналы обнаружения от общего электрода 13 и других сенсорных электродов 121 для выполнения обнаружения касания по изменениям емкости между общим электродом 13 и сенсорными электродами 121, вызванным сенсорным воздействием.
1
1
2
[0033] Затем сенсорный модуль 12 завершает текущую операцию по обнаружению касания до того, как модуль 11 отображения приступит к выполнению следующей операции по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого. В частности, поскольку этап выполнения сенсорной функции завершается, сигнал управления сенсорной функцией ТРЕ имеет низкий уровень напряжения для формирования команды. В это время управляющий сигнал затвора GOE имеет низкий уровень напряжения для управления затворной шиной G, обеспечивая подачу выходного сигнала низкого уровня напряжения, и тонкопленочные транзисторы Т запираются для завершения сканирования затворной шины G по столбцу. Затем управляющий сигнал затвора GOE имеет высокий уровень напряжения для управления затворной шиной G, чтобы снова начать сканирование на этапе выполнения сенсорной функции.
[0034] Как уже было сказано выше, сенсорный модуль 12 выполняет операции по обнаружению касания, в то время как модуль 11 отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, и напряжение на общем электроде 13 стабильно. В результате обработки сигналов отображения и сенсорных сигналов с временным разделением можно уменьшить взаимное влияние сигналов отображения и сенсорных сигналов, для того чтобы повысить качество отображения и эффективность сенсорной функции жидкокристаллического дисплея 10.
[0035] Предпочтительно, чтобы количество сенсорных электродов 121 было меньше количества затворных шин, чтобы сенсорная схема 122 обеспечивала выполнение операции обнаружения касания для каждого сенсорного электрода 121 по меньшей мере дважды в каждом кадре. Чем большее количество операций обнаружения касания будет выполнено, тем выше эффективность сенсорной функции жидкокристаллического дисплея 10.
[0036] На этапе выполнения сенсорной функции частота обнаружения касания определяется функцией управления сенсорной интегральной схемой (IС - Integrated Circuit). Например, частота сенсорной интегральной схемы с 44-электродными контактами (контактами Тх), выполняющей обнаружение касания, составляет 120 Гц. Если модуль 11 отображения содержит 880 затворных шин, а частота кадров составляет 60 Гц, как показано на Фиг. 4, сигнал передается каждому сенсорному электроду 121 дважды за период кадровой развертки, чтобы выполнить обнаружение касания с частотой 120 Гц, а сигнал обнаружения касания ТРЕ необходимо передавать 88 раз за период кадровой развертки. Таким образом, может обеспечиваться совершение операций по обнаружению касания за предварительно заданный период. Каждый интервал передачи сигналов может корректироваться соответствующим образом за счет изменения количества затворных шин.
[0037] На Фиг. 5 показана блок-схема способа обнаружения касания в соответствии с целесообразным вариантом исполнения настоящего изобретения. Способ обнаружения касания используется для жидкокристаллического дисплея 10, изображенного на Фиг. 1 и Фиг. 2, для выполнения обнаружения касания. Как показано на Фиг. 5, способ обнаружения касания содержит следующие этапы:
[0038] Этап S51: последовательно выполняют множество операций по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого в каждом кадре посредством модуля отображения жидкокристаллического дисплея.
[0039] Этап S52: выполняют операции по обнаружению касания посредством сенсорного модуля жидкокристаллического дисплея, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, и напряжение на общем электроде стабильно.
[0040] Кроме того, сенсорный модуль завершает текущую операцию по обнаружению касания до того, как модуль отображения приступит к выполнению следующей операции по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого.
[0041] Способ обнаружения касания в этом варианте исполнения может быть реализован надлежащим образом с использованием соответствующих структурных элементов вышеописанного жидкокристаллического дисплея 10. Конкретные процедуры способа обнаружения касания можно рассматривать как рабочие процедуры на этапе отображения и на этапе выполнения сенсорной функции жидкокристаллического дисплея 10. Повторное описание здесь не приводится.
[0042] В заключение следует отметить, что жидкокристаллический дисплей с сенсорной функцией в соответствии с рассмотренным вариантом исполнения настоящего изобретения позволяет реализовать выполнение сенсорным модулем операций по обнаружению касания, в то время как модуль отображения выполняет текущую операцию по генерации управляющих сигналов затвора и формированию полутонов серого, и напряжение на общем электроде стабильно. В результате обработки сигналов отображения и сенсорных сигналов с временным разделением можно уменьшить взаимное влияние сигналов отображения и сенсорных сигналов, для того чтобы повысить качество отображения и эффективность сенсорной функции.
[0043] Выше раскрыты конкретные варианты исполнения настоящего изобретения, однако объем настоящего изобретения не ограничивается ими, а изменение или замена, легко производимые любым специалистом в данной области техники, подпадают под охраняемый объем изобретения. Таким образом, охраняемый объем изобретения должен определяться формулой изобретения.