CN101859045B

CN101859045B - 输入式显示装置的驱动方法

Info

Publication number: CN101859045B
Application number: CN2009101325870A
Authority: CN
Inventors: 张弘昌; 陈柏仰; 施博盛
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2029-04-07
Also published as: CN101859045A

Abstract

本发明揭露一种输入式显示装置的驱动方法。显示装置的像素阵列被划分为多个感测区域重复排列，多个感测区域的读取像素信号输出至同一芯片且采用分时电路系统以分时读取出信号，其中每个感测区域包含多条读取线，每一条读取线与芯片之间设置有一个开关，当某一个感测区域被读取时，该感测区域所连接的开关皆被打开，而其余感测区域所连接的开关则皆被关闭。

Description

输入式显示装置的驱动方法

技术领域

本发明涉及一种输入式显示装置，特别涉及一种输入式显示装置的驱动电路。

背景技术

触控面板(touch panel)的应用愈来愈广泛，其中一种内嵌式的触控面板，其原理是利用具有感光能力的非晶硅材料制成感光元件阵列，通过检测光电流(photo-induced current)的改变确认触碰位置。这种内嵌结构因为相容于既有主动矩阵式液晶显示器的工艺，可节省成本而备受重视。

图1揭示了一种内嵌电流式感光元件的等效电路图，在扫描线G1、G2与数据线D1定义的像素内配置有感光元件10，感光元件10包含感光薄膜晶体管20与开关薄膜晶体管30。感光薄膜晶体管20用以感应光电流，感光薄膜晶体管20的漏极与栅极连接共用电极40。开关薄膜晶体管30通过扫描线G1控制其开启与关闭。开关薄膜晶体管的源极连接读取线R1、漏极连接感光薄膜晶体管20的源极，当开关薄膜晶体管30被打开，光电流值由读取线R1读出。

图2揭示了一种内嵌电荷式感光元件的等效电路图，在扫描线G1、G2与数据线D1定义的像素内同样配置有感光元件50，感光元件50与电流式感光元件10类似，但多了电容器C。开关薄膜晶体管30由扫描线G1来控制其开启与关闭，当开关薄膜晶体管30被开启，电流将会通过读取线R1向电容器C进行充电。随后，当开关薄膜晶体管30关闭，储存于该电容器C中的电荷通过感光薄膜晶体管20进行放电。然后当开关薄膜晶体管30再一次开启时，通过该读取线R1的电流将会再次对电容器C充电，使电容器C回复到原来的电荷状态。通过回充到该电容器C的电荷量，可以估计由感光薄膜晶体管20所中和的电荷量，而此量的大小正比于感光薄膜晶体管20受光的大小。

上述电流式感光元件10或电荷式感光元件50都是使用感光薄膜晶体管20来产生光电流，并且通过开关薄膜晶体管30来控制光电流信号由读取线R1输出至数据处理芯片(图中未示出)，而触控面板上全数的读取线共连接到多个数据处理芯片。

为了节省数据处理芯片的数量，图3A揭示了一种触控面板的分时驱动电路。如图所示，触控面板被划分为三个感光区域A、B、C重复排列，每个感光区域被分为多个次区域，例如A(1)、B(1)、C(1)。每个感光次区域包含6个如图1或图2所示的感光元件，分别被设置于6个次像素(以下简称像素)内，栅极线G1、G2、G3分别控制感光区域A、B、C内各感光元件的信号分别经由读取线R1-R6、R7-R12、R13-R18被读取，其中R1、R7、R13连接至数据处理芯片的相同接脚，R2、R8、R14连接至数据处理芯片的相同接脚，其余读取线亦以相同原理连接。

接者，如图3B揭露的驱动方法，G1-G3依序被给予高准位电压。当G1被给予高准位电压而开启感光区域A内的感光元件，光电流信号经由读取线R1-R6读出，其余感光区域B、C内的感光元件则不会被开启。另外，扫描线G2、G3的情形亦同。因此，根据图3A与图3B的驱动电路与方法，可以节省2/3数据处理芯片的数量。

然而，上述驱动电路与方法虽可以减少芯片使用数目，但当读取某一个感光区域产生的光电流信号时，其余感光区域的读取线会造成寄生电容效应。如图4所示，在读取感光区域A的光电流信号时，其余感光区域B、C的读取线R7-R18会产生寄生电容，如此将会影响到读出信号的精确度。

因此，亟需提供一种新的输入式显示装置的驱动电路，可改善寄生电容效应造成的缺失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输入式显示装置的驱动方法，可改善寄生电容效应造成的光电流信号读取不精确问题。

根据上述目的，本发明提供一种输入式显示装置的驱动方法，所述输入式显示装置包含多条扫描线与多条数据线所定义的像素阵列，所述像素阵列被划分为多个感测区域重复排列，其中每个感测区域包含多个感测次区域，所述感测次区域的数量与所述感测区域的数量相同，每一感测次区域包含：多个像素；以及至少一感测元件，选择性地配置于所述多个像素内，构成至少一读取像素，每一列的读取像素连接一条读取线，每一条读取线连接至数据处理芯片的接脚，且所述读取线与所述接脚之间设置有一个开关，当所述开关被开启则连接所述读取线的读取像素的信号可被传送到所述接脚；所述驱动方法包含：所述多个感测区域共同连接至所述数据处理芯片，以多个帧周期时间读取各读取像素的信号，在同一帧周期时，所述多个感测区域被分时读取，当某一个感测区域被读取时，所述感测区域所连接的开关被打开，而其余感测区域所连接的开关则关闭，其中所述多个帧周期的数量等同于所述多个感测区域的数量，一个帧周期分时读取每个所述感测区域的一个感测次区域。

根据上述目的，本发明还提供一种输入式显示装置的驱动方法，所述输入式显示装置包含多条扫描线与多条数据线所定义的像素阵列，所述像素阵列被划分为多个感测区域重复排列，其中每个感测区域包含多个感测次区域，所述感测次区域的数量与所述感测区域的数量相同，每一感测次区域包含：多个像素；以及至少一感测元件，选择性地配置于所述多个像素内，构成至少一读取像素，每一列的读取像素连接一条读取线，每一条读取线连接至数据处理芯片的接脚，且所述读取线与所述接脚之间并联设置至少一奇数开关与一偶数开关，当所述奇数开关或所述偶数开关的其中之一被开启，则连接所述读取线的读取像素的信号可被传送到所述接脚；所述驱动方法包含：所述多个感测区域共同连接至所述数据处理芯片，以多个帧周期时间读取各读取像素的信号，在同一帧周期时，所述多个感测区域被分时读取，当某一个感测区域被读取时，若为奇数帧，则所述感测区域所连接的所述奇数开关被打开，偶数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭，若为偶数帧，则所述感测区域所连接的所述偶数开关被打开，奇数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭，其中所述多个帧周期的数量等同于所述多个感测区域的数量，一个帧周期分时读取每个所述感测区域的一个感测次区域。

在本发明另一个实施例中，且所述读取线与所述接脚之间并联设置奇数开关与偶数开关。在同一帧周期时，所述多个感测区域被分时读取，当某一个感测区域被读取时，若为奇数帧，则所述感测区域所连接的所述奇数开关被打开，偶数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭，若为偶数帧，则所述感测区域所连接的所述偶数开关被打开，奇数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭。

附图说明

图1至图2揭示了公知的感光元件的等效电路图；

图3A至图3B揭示了公知的输入式显示装置的驱动电路与驱动方法；

图4揭示了公知的输入式显示装置的驱动电路的缺点；

图5A至图5F揭示了本发明实施例的输入式显示装置的驱动电路与驱动方法；以及

图6A至图6F揭示了本发明另一实施例的输入式显示装置的驱动电路与驱动方法。

具体实施方式

图5A至图5F揭示了本发明实施例输入式显示装置的驱动电路与驱动方法，其中为了图示简洁与方便说明，在数量上的描述可能有夸张的情形，实际情况不限于此。

在本实施例中，本发明输入式显示装置的读取被分为3个感测区域，以3个帧(frame)周期的时间去读取：图5A至图5B显示了第1个帧周期的驱动电路与方法；图5C至图5D显示了第2个帧周期的驱动电路与方法；图5E至图5F显示了第3个帧周期的驱动电路与方法。

如图5A、5C和5E所示，本发明的输入式显示装置包含多条扫描线G1-G13与多条数据线D1-D10所定义的像素阵列，该像素阵列被划分为3个感测区域SZ1、SZ2、SZ3，其中感测区域SZ1划分为SZ1(1)、SZ1(2)、SZ1(3)三个次区域，感测区域SZ2、SZ3亦同，每一个帧周期仅读取一个次区域。在第1个帧周期，仅读取次区域SZ1(1)、SZ2(1)、SZ3(1)，如图5A所示；在第2个帧时，仅读次区域SZ1(2)、SZ2(2)、SZ3(2)，如图5B所示；在第3个帧时，仅读次区域SZ1(3)、SZ2(3)、SZ3(3)，如图5C所示。

如图，每个感测次区域由5条扫描线与4条数据线所定义的12个像素构成，但不限定于此。在这12个像素中，有4个像素各配置一个感测元件，构成读取像素(readout pixel，例如S1-S12)；感测元件可以是如图1或图2所示的感光元件，或其他类型，例如电阻式的感测元件。

由于输入式显示装置在使用上可能是搭配输入笔(图中未示出)，该输入笔输出光点会同时照射到多个感测元件，使其光电流产生变化。因为像素的面积相对于光点的面积而言很小，且感测元件分布过于密集会使显示装置的开口率降低，因此通常在每个感测(次)区域内不需要每个像素皆设置感测元件。在实际中，可考虑触控解析度需求、开口率等因素决定哪一些像素配置有感测元件。

作为范例而非限制，在本实施例中每个感测次区域有4个像素各配置一个感测元件，形成4个读取像素，而同一列的读取像素由同一条读取线输出，故每个感测次区域、每个感测区域有2条读取线输出：感测区域SZ1输出读取线R1、R2；感测区域SZ2输出读取线R3、R4；感测区域SZ3输出读取线R5、R6。在其他实施例中，同一列的读取像素可分别由不同条的读取线输出。

其中，不同感测区域的读取线可连接相同的数据处理芯片的接脚，以节省芯片数量。以图5A为例，读取像素S1-S2、S3-S4的信号，例如光电流信号，经由扫描线G1、G3开启后由读取线R1、R2输出；读取像素S5-S6、S7-S8的信号，经由扫描线G5、G7开启后由读取线R3、R4输出；读取像素S9-S10、S11-S12的信号，经由扫描线G9、G11开启后由读取线R5、R6输出。其中，读取线R1、R3、R5连接到数据处理芯片(图中未示出)的接脚(pin)、读取线R2、R4、R6连接到上述数据处理芯片的另一接脚，如此可以节省数据处理芯片的数量。

此外，每个感测区域中一条读取线与数据处理芯片之间设置有开关。例如读取线R1与数据处理芯片之间设置有开关T1；读取线R2与数据处理芯片之间设置有开关T2，其余以此类推。开关T1-T6被用来控制读取像素的信号是否被读取，当开关被打开，则读取像素的信号会经由读取线传送到数据处理芯片，当开关被关闭则否。多条控制线C1-C3分别连接开关T1-T6以控制开关的开启与关闭，相同感测区域的读取线上的开关，可连接同一条控制线，例如感测区域SZ1的读取线R1、R2上的开关T1、T2连接同一条控制线C1。在其他实施例中，相同感测区域的读取线上的开关，可能连接不同的控制线，此时感测区域SZ1中的读取线R1、R2可以被分时读取。

在本发明的优选实施例中，输入式显示装置为薄膜晶体管液晶显示器，而为了与既有工艺相容，开关T1-T6亦为薄膜晶体管；控制线C1-C3配置于显示装置的周边区域，避免影响显示装置的开口率。

而根据本发明实施例的驱动电路，当读取某一感测区域的信号时，该感测区域的读取线上的开关亦被同时或依序打开，其余感测区域的读取线上的开关则全部关闭。以图5B为例，扫描线G1-G12被依序提供高准位信号(高电压，例如5至15V)，以开启读取像素S1-S12，在感测区域SZ1(1)内的扫描线G1-G4依序输出高准位信号的期间，连接相同感测区域SZ1(1)的读取线R1、R2的控制线C1也同时输出高准位信号，使得连接相同感测区域SZ1(1)的开关T1、T2同时被打开，而连接不同感测区域SZ2(1)、SZ3(1)的读取线R4-R6的控制线C2-C3则输出低准位信号，使得连接不同感测区域SZ2(1)、SZ3(1)的开关T3-T6被关闭；同理，感测区域SZ2(1)、SZ3(1)的驱动方法亦以此类推。

图5C至图5F显示了第2帧周期与第3帧周期的驱动电路与方法，其中符号SE表示读取像素的配置位置，其读取原理相同，不再赘述。

图6A至图6F揭示了本发明另一实施例输入式显示装置的驱动电路与驱动方法。本实施例可类比于图5A至图5F的实施例，故仅说明其不同处，相同处不再赘述。

如图6A、图6C和图6F所示，每个感测区域中一条读取线与数据处理芯片之间有两个开关并联设置，取代先前只有一个开关的情形。例如读取线R1与数据处理芯片之间有T1_n、T1_n+1并联设置；读取线R2与数据处理芯片之间有T2_n、T2_n+1并联设置；其余读取线R3-R6亦同。其中开关T1_n、T2_n连接控制线C1_n；开关T1_n+1、T2_n+1连接控制线C1_n+1，其他开关T3_n-T6_n+1亦连接控制线C2_n-C3_n+1。

某一感测区域被读取时，连接该感测区域的一个开关被给予高准位信号(高电压，例如5至15V)而打开，连接该感测区域的其他开关与连接其他感测区域的开关皆被关闭。以图6A为例，假设n为奇数、n+1为偶数，当显示装置为第1帧周期，在感测区域SZ1(1)内的扫描线G1-G4依序输出高准位信号的期间，连接感测区域SZ1(1)的读取线R1、R2的控制线C1_n也同时输出高准位信号，使得连接感测区域SZ1(1)的开关T1_n、T2_n同时被打开，其余控制线C1_n+1-C3_n+1则输出低准位信号，使得开关T1_n+1、T2_n+1、T3_n-T6_n+1被关闭。而如图6C与图6D，当目前显示装置显示为第2个帧时，在读取感测区域SZ1(2)内的像素的信号时，连接感测区域SZ1(2)的开关T1_n+1、T2_n+1因为控制线C1_n+1输出高准位信号，而同时被打开，其余开关T1_n、T2_n、T3_n-T6_n+1被关闭。图6E至图6F的第3帧周期的读取情形亦以此类推。

值得注意的是，本实施例中开关T1_n-T6_n+1优选为薄膜晶体管，但亦可为其他型式的开关。此外，每个感测区域中一条读取线与数据处理芯片之间不限定只有两个开关并联设置，也可能是多个开关并联设置。

根据本实施例，多个并联设置的开关在不同帧周期，被轮流开启，可以改善当每个感测区域中一条读取线与数据处理芯片之间仅设置一个开关，例如薄膜晶体管时，因为长时间维持开启的状态，使得薄膜晶体管的起始电压(threshold voltage)产生偏移的现象。

根据上述本发明各实施例的驱动电路与驱动方法，分时架构可减少数据处理芯片的使用数目，且由于未被读取的感测区域的读取线上的开关皆关闭，不会产生寄生电容效应，因此可确保读取的信号是准确的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求的保护范围；凡其他未脱离发明所揭示的精神下所完成的等效改变或变型，均应包含在所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种输入式显示装置的驱动方法，所述输入式显示装置包含多条扫描线与多条数据线所定义的像素阵列，所述像素阵列被划分为多个感测区域重复排列，其中每个感测区域包含多个感测次区域，所述感测次区域的数量与所述感测区域的数量相同，每一感测次区域包含：

多个像素；以及

至少一感测元件，选择性地配置于所述多个像素内，构成至少一读取像素，每一列的读取像素连接一条读取线，每一条读取线连接至数据处理芯片的接脚，且所述读取线与所述接脚之间设置有一个开关，当所述开关被开启则连接所述读取线的读取像素的信号可被传送到所述接脚；

所述驱动方法包含：所述多个感测区域共同连接至所述数据处理芯片，以多个帧周期时间读取各读取像素的信号，在同一帧周期时，所述多个感测区域被分时读取，当某一个感测区域被读取时，所述感测区域所连接的开关被打开，而其余感测区域所连接的开关则关闭，

其中所述多个帧周期的数量等同于所述多个感测区域的数量，一个帧周期分时读取每个所述感测区域的一个感测次区域。

2.如权利要求1所述的方法，其中每个感测元件包含感光薄膜晶体管与开关薄膜晶体管。

3.如权利要求1所述的方法，其中每个感测元件包含感光薄膜晶体管、开关薄膜晶体管以及电容器。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述输入式显示装置为一种薄膜晶体管液晶显示器。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述开关是薄膜晶体管开关。

6.一种输入式显示装置的驱动方法，所述输入式显示装置包含多条扫描线与多条数据线所定义的像素阵列，所述像素阵列被划分为多个感测区域重复排列，其中每个感测区域包含多个感测次区域，所述感测次区域的数量与所述感测区域的数量相同，每一感测次区域包含：

多个像素；以及

至少一感测元件，选择性地配置于所述多个像素内，构成至少一读取像素，每一列的读取像素连接一条读取线，每一条读取线连接至数据处理芯片的接脚，且所述读取线与所述接脚之间并联设置至少一奇数开关与一偶数开关，当所述奇数开关或所述偶数开关的其中之一被开启，则连接所述读取线的读取像素的信号可被传送到所述接脚；

所述驱动方法包含：所述多个感测区域共同连接至所述数据处理芯片，以多个帧周期时间读取各读取像素的信号，在同一帧周期时，所述多个感测区域被分时读取，当某一个感测区域被读取时，若为奇数帧，则所述感测区域所连接的所述奇数开关被打开，偶数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭，若为偶数帧，则所述感测区域所连接的所述偶数开关被打开，奇数开关被关闭，且其余感测区域所连接的开关亦关闭，

7.如权利要求6所述的方法，其中每个感测元件包含感光薄膜晶体管与开关薄膜晶体管。

8.如权利要求6所述的方法，其中每个感测元件包含感光薄膜晶体管、开关薄膜晶体管以及电容器。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述输入式显示装置为一种薄膜晶体管液晶显示器。

10.如权利要求6所述的方法，其中所述开关是薄膜晶体管开关。