CN102375592A

CN102375592A - 触控式显示装置

Info

Publication number: CN102375592A
Application number: CN2010102606408A
Authority: CN
Inventors: 林孟银
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Innocom Technology Shenzhen Co Ltd; Innolux Shenzhen Co Ltd; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-03-14

Abstract

本发明提供一种触控式显示装置，其包含一显示面板、多个水平方向感测线、多个垂直方向感测线、一水平方向编码器、一垂直方向编码器、以及一控制芯片。显示面板包含以矩阵排列的多个感测元件，其中多个水平方向感测线及多个垂直方向感测线分别与多个感测元件连接。水平方向编码器接收来自多个水平方向感测线的多个水平方向感测信号，并将其编码成数量较少的多个水平方向编码信号。垂直方向编码器接收来自多个垂直方向感测线的多个垂直方向感测信号，并将其编码成数量较少的多个垂直方向编码信号。控制芯片接收并处理多个水平方向编码信号及多个垂直方向编码信号，以决定在显示面板上的一触碰位置的水平及垂直坐标。

Description

触控式显示装置

技术领域

本发明是关于一种触控式显示装置，特别是，关于一种可缩减边框宽度的触控式显示装置。

背景技术

触控式显示装置的使用，不但可节省传统键盘及鼠标所需占用的空间，更提供了人性化的操作方式，因此已成为电子产品或机器设备中主流的沟通接口之一。目前，将触控感应元件集成于像素结构中的内嵌式(in-cell)触控技术，可提供比传统触控面板更佳的对比度及亮度，近年来也广受重视。

图1显示已知触控式显示面板中的一像素结构100，其包含红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子像素110、120、及130。一般来说，每一子像素110、120、及130均包含一晶体管及一像素电极，且由一条栅极线140及分别由三条数据线150、152、及154来驱动。为了达成触控功能，在每一像素结构中设置有二个感测元件160及162，分别用以感测触碰点的X方向坐标及Y方向坐标。感测元件160及162的结构一般为介于显示面板的上层彩色滤光片基板及下层TFT阵列基板之间的突起物，用以在受到压力时导通上下两基板。因此，当有物体接触显示面板时，接触位置所对应的像素结构100的感测元件160及162将产生对应的电位信号，而此信号可进一步通过感测线170及172传送至显示面板中的其它电路进行处理。

图2显示已知触控式显示装置200的方块示意图。显示装置200包含一显示面板210、Y方向感测电路220及222、X方向感测电路230、栅极线驱动电路240及242、数据线驱动电路250、及控制芯片260。显示面板210包含多个阵列排列的如图1所示的像素结构，其中栅极线驱动电路240、242及数据线驱动电路250用以对显示面板210中各个像素结构中的显示数据进行更新。每一像素结构中的水平方向感测元件(如图1所示的感测元件160)分别通过2ⁿ条感测线X(1)、X(2)...、X(2ⁿ)而连接至X方向感测电路230，而每一像素结构中的垂直方向感测元件(如图1所示的感测元件162)则分别连接至2^m条感测线Y(1)、Y(2)...、Y(2^m)，其中感测线Y(1)、Y(3)...、Y(2^m-1)(共2^m-1条)连接至Y方向感测电路220，而Y(2)、Y(4)...、Y(2^m)(共2^m-1条)连接至Y方向感测电路222。控制芯片260接收并处理来自X方向感测电路230的2ⁿ条信号线、来自Y方向感测电路220的2^m-1条信号线、以及来自Y方向感测电路222的2^m-1条信号线上的感测信号，以获得在显示面板210上的一触碰位置数据。

参考图2，为了避免造成触控式显示装置200的某一侧边的边宽过大，感测线Y(1)、Y(2)...、Y(2^m)分别连接至显示面板210的左右两侧。然而，Y方向感测电路220或222仍需输出2^m-1条信号线至控制芯片260，如此大数量的信号线仍会产生侧边边宽(D)过大的问题，同时控制芯片260也需要大量的接脚(pin)来接收感测信号。随着显示面板210分辨率的提高，上述问题也将更加严重。

因此，有必要提供一种可有效缩减触控式显示装置的边框宽度并可降低控制芯片所需接脚数量的感测电路架构。

发明内容

鉴于先前技术所存在的问题，本发明提供了一种触控式显示装置，其通过加入一数字逻辑电路，以减低大量的信号线绕线(routing)。

根据本发明的一方面，以一简单的数字逻辑电路将触控式显示装置中的X方向感测线及Y方向感测线转换为相对上相当少量的信号线，以输出至控制芯片。输出的信号线数量降低不但可减少装置的边框宽度，也可减少控制芯片所需的接脚数量。

在本发明一实施例中，提供了一种触控式显示装置。此触控式显示装置包含一显示面板、多个水平方向感测线、一水平方向编码器、及一控制芯片。显示面板包含以矩阵排列的多个感测元件，其中多个水平方向感测线分别连接至多个感测元件。水平方向编码器耦合至多个水平方向感测线，以接收来自多个水平方向感测线的多个水平方向感测信号且输出编码后的多个水平方向编码信号。多个水平方向编码信号的数量小于多个水平方向感测信号的数量。控制芯片用以接收并处理多个水平方向编码信号，以获得在显示面板上的一触碰位置数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种包含前述触控式显示装置的电子设备，其中该电子设备为一手机、一数字相机、一个人数字助理、一笔记本型计算机、一桌上型计算机、一电视、一全球定位系统、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框、或一可携式DVD放影机。

本发明的其它方面，部分将在后续说明中陈述，而部分可由说明中轻易得知，或可由本发明的实施例而得知。本发明的各方面将可利用所附的申请专利范围中所特别指出的元件及组合而理解并达成。需了解，前述的发明内容及下列详细说明均仅作举例之用，并非用以限制本发明。

附图说明

图式是与本说明书结合并构成其一部分，用以说明本发明的实施例，且连同说明书用以解释本发明的原理。在此所述的实施例是本发明的较佳实施例，然而，必须了解本发明并不限于所示的配置及元件，其中：

图1显示已知触控式显示面板中的一像素架构；

图2显示已知触控式显示装置的方块示意图；

图3为根据本发明一实施例所绘示的触控式显示装置的方块示意图；

图4显示4对2编码器及8对3编码器的逻辑电路图；以及

图5为根据本发明另一实施例所绘示的触控式显示装置的方块示意图。

[主要元件标号说明]

100 像素架构 110、120、130 子像素

140 栅极线 150、152、154 数据线

160、162 感测元件 170、172 感测线

200 触控式显示装置 210 显示面板

220、222 Y方向感测电路 230 X方向感测电路

240、242 栅极线驱动电路 250 数据线驱动电路

260 控制芯片 300 触控式显示装置

310 显示面板 312 像素结构

314、316 感测元件 320 垂直方向编码器

330 水平方向编码器 340 栅极线驱动电路

350 数据线驱动电路 360 控制芯片

370 垂直方向编码信号 375 水平方向编码信号

400A 4对2编码器 400B 8对3编码器

402、404、412、414、416 OR逻辑门

500 触控式显示装置

510 显示面板

520 第一垂直方向编码器

522 第二垂直方向编码器

530 水平方向编码器

540、542 栅极线驱动电路

550 数据线驱动电路

560 控制芯片

570、572 垂直方向编码信号

575 水平方向编码信号

D 侧边边宽

I_A0、I_A1、I_A2、I_A3、I_B0、I_B1...、I_B7 输入端口

X(1)、X(2)...、X(2ⁿ) 感测线

Y(1)、Y(2)...、Y(2^m) 感测线

Y_A1、Y_A2、Y_B0、Y_B1、Y_B2 输出端口

具体实施方式

本发明揭露一种具有触控功能的显示装置，其包含至少一数字逻辑电路，用以降低连接至控制芯片的线路数量，进而降低显示装置的边框宽度。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图3至图5的图式。然以下实施例中所述的装置、元件及方法步骤，仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。

图3为根据本发明一实施例所绘示的触控式显示装置300的方块示意图。显示装置300包含一显示面板310、垂直方向编码器320、水平方向编码器330、栅极线驱动电路340、数据线驱动电路350、及控制芯片360。

显示面板310包含多个阵列排列的像素结构312，其由TFT阵列基板、彩色滤光片基板、以及夹设于两基板之间的液晶层所构成。一般来说，每一像素结构312可包含红(R)、绿(G)、蓝(B)三个子像素，每一子像素包含一薄膜晶体管(TFT)及一像素电极。像素结构312中各元件的作用及架构类似一已知液晶显示器的像素结构，故不赘述。

在此实施例中，显示面板310为一内嵌式(in-cell)触控面板，亦即，感测元件是内建于各个像素结构中。参考图3，像素结构312包含用以感测垂直方向位置的垂直方向感测元件314以及用以感测水平方向位置的水平方向感测元件316。本发明的感测元件314及316可为各种常用于内嵌式触控面板中的感测元件，例如介于TFT阵列基板及彩色滤光片基板间的一突起结构。当一物体按压显示面板310时，接触位置所对应的感测元件将导通TFT阵列基板及彩色滤光片基板，因此可通过检测两基板短路所造成的压降而决定接触位置坐标。须注意的是，虽然在图3所示的实施例中，每个像素内均包含一水平方向及一垂直方向感测元件，但在其它实施例中，感测元件的密度可依所需的触控分辨率不同而有不同的设计。

各像素结构中的垂直方向感测元件所感测到信号是分别通过垂直方向感测线Y(1)、Y(2)...、Y(2^m)而输出，其中m为正整数，且水平方向感测元件所感测到信号是分别通过水平方向感测线X(1)、X(2)...、X(2ⁿ)而输出，其中n为正整数。在此实施例中，假设垂直方向感测线有2^m条，而水平方向感测线有2ⁿ条。一般来说，垂直或水平方向感测线的数量与显示面板310的分辨率有关。举例来说，假设每一像素结构具有RBG三个子像素，每4个水平方向相邻的像素结构连接至同一条垂直方向感测线、每4个垂直方向相邻的像素结构连接至同一条水平方向感测线，且垂直及水平方向感测线分别为2^m及2ⁿ条，则显示面板310的分辨率为(4×2ⁿ)×3×(4×2^m)。

再参考图3，栅极线驱动电路340及数据线驱动电路350用以对显示面板310中各个像素结构中所储存的显示数据进行更新。一般来说，每一像素结构可由一条栅极线及三条数据线所驱动。栅极线驱动电路340可通过多条栅极线(图未示)输入栅极控制信号以驱动像素结构中的薄膜晶体管，而数据驱动电路350可通过多条数据线(图未示)传送显示数据信号至各像素结构。栅极线及数据线的架构及其驱动方式为本领域技术人员所已知，且为避免模糊本发明焦点，因此栅极线及数据线并未加以详述。

参考图3，2^m条垂直方向感测线Y(1)、Y(2)...、Y(2^m)连接至垂直方向编码器320，而2ⁿ条水平方向感测线X(1)、X(2)...、X(2ⁿ)连接至水平方向编码器330。垂直方向编码器320是由多个基本逻辑门(通常为OR逻辑门)所组成，用以将2^m个输入信号编码为m个输出信号。在此实施例中，垂直方向编码器320接收来自2^m条垂直方向感测线Y(1)、Y(2)...、Y(2^m)的垂直方向感测信号，并对此2^m个垂直方向感测信号进行编码，以产生m个垂直方向编码信号370，其中m个垂直方向编码信号370对应至2^m个垂直方向感测信号的逻辑组合。类似地，水平方向编码器330接收并编码来自2ⁿ条水平方向感测线X(1)、X(2)...、X(2ⁿ)的水平方向感测信号，以产生n个水平方向编码信号375。

一般而言，本发明所使用的垂直方向编码器320及水平方向编码器330可为输出端口数量小于输入端口数量的各种常见的编码器架构。图4显示一4对2(4输入及2输出)编码器及一8对3(8输入及3输出)编码器的逻辑电路图，本领域技术人员可轻易地基于本发明的教示及图4所示实施例联想到其它2^p对p(2^p输入及p输出)的编码器架构。参考图4，4对2编码器400A由两个OR逻辑门402及404做组成，其包含了4个输入端口I_A0～I_A3及2个输出端口Y_A0～Y_A1。下表为4对2编码器400A的真值表：

I_A3	I_A2	I_A1	I_A0	Y_A1	Y_A0
						0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	1
						0	1	0	0	1	0
1	0	0	0	1	1

再参考图4，8对3编码器400B由三个OR逻辑门412、414及416做组成，其包含了8个输入端口I_B0～I_B7及3个输出端口Y_B0～Y_B2。下表为8对3编码器400B的真值表：

I_B7	I_B6	I_B5	I_B4	I_B3	I_B2	I_B1	I_B0	Y_B2	Y_B1	Y_B0
											0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0
0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	1
											0	0	0	0	0	1	0	0	0	1	0
0	0	0	0	1	0	0	0	0	1	1
											0	0	0	1	0	0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	0	0	0	1	0	1
											0	1	0	0	0	0	0	0	1	1	0
1	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1

回到图3，编码器320及330分别对所接收的2^m个垂直方向感测信号及及2ⁿ个水平方向感测信号进行编码后，且分别输出m个垂直方向编码信号370及n个水平方向编码信号375至控制芯片360。控制芯片360可根据所接收的编码信号370及375，分别决定触碰位置的垂直坐标及水平坐标。在此实施例中，2^m及2ⁿ条感测线经过编码器320及330编码后，数量可降低为m条及n条，因此不但可降低显示装置300的侧边边宽，也可降低控制芯片360所需的接脚数量。

在图3所示的实施例中，垂直方向编码器320被设置于显示面板310的左边，因此为求布局上的平衡，栅极线驱动电路340被设置于显示面板310的右边。然而，应理解的是，本发明并不限制触控式显示装置300中各元件间的相对位置，其可依实际应用所需而做适当的调整，例如图5所示的触控式显示装置500(描述于后)。

图5为根据本发明另一实施例所绘示的触控式显示装置500的方块示意图。显示装置500包含一显示面板510、第一垂直方向编码器520、第二垂直方向编码器522、水平方向编码器530、栅极线驱动电路540及542、数据线驱动电路550、及控制芯片560。触控式显示装置500各元件的工作原理与图3中相同元件的工作原理相同，故不赘述。相较于图3的实施例，图5的触控式显示装置500具有两个栅极线驱动电路540及542，用以分别驱动显示面板510中的多个像素结构的各一半。此外，在图5所示的实施例中，第奇数条垂直方向感测线Y(1)、Y(3)...、Y(2^m-1)连接至位于显示面板510左侧的第一垂直方向编码器520，而第偶数条垂直方向感测线Y(2)、Y(4)...、Y(2^m)连接至位于显示面板510右侧的第二垂直方向编码器522。换言之，编码器520及522分别接收并编码2^m-1条感测线上的垂直方向感测信号，并分别输出m-1个垂直方向编码信号570及572至控制芯片560。类似地，水平方向编码器530接收并编码来自2ⁿ条水平方向感测线X(1)、X(2)...、X(2ⁿ)的水平方向感测信号，并输出n个水平方向编码信号575至控制芯片560。在此实施例中，搭配编码器520及522的配置方式，栅极线驱动电路540及542是分别设置于显示面板510的左右两侧，以在布局上有较佳的平衡。

相较于已知触控式显示装置将所有水平方向及垂直方向感测线直接绕线连接至控制芯片，本发明的触控式显示装置通过加入简单的数字逻辑电路，大幅地降低连接至控制芯片的信号线的数量。因此本发明不但可减少控制芯片的对外接脚数量，且可使触控式显示装置的整体尺寸下降，进而降低制作成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在上述的权利要求范围内。

Claims

1.一种触控式显示装置(300)，包含：

一显示面板(310)，包含以矩阵排列的多个感测元件(314，316)；

多个水平方向感测线(X(1)-X(2ⁿ))，分别连接至该多个感测元件(314，316)；

一水平方向编码器(330)，用以接收来自该多个水平方向感测线的多个水平方向感测信号，并将该多个水平方向感测信号编码成多个水平方向编码信号(375)，其中该多个水平方向编码信号(375)的数量小于该多个水平方向感测信号的数量；以及

一控制芯片(360)，用以接收该多个水平方向编码信号(375)，并根据该多个水平方向编码信号(375)决定在该显示面板(310)上的一触碰位置的一水平坐标。

2.根据权利要求1所述的触控式显示装置，其中该多个水平方向编码信号的数量为n个，且该多个水平方向感测信号的数量小于或等于2ⁿ个，其中n为正整数。

3.根据权利要求1所述的触控式显示装置，还包含：

多个垂直方向感测线，分别连接至该多个感测元件，其中该多个垂直方向感测线与该多个水平方向感测线彼此垂直相交；以及

一垂直方向编码器，用以接收来自该多个垂直方向感测线的多个垂直方向感测信号，并将该多个垂直方向感测信号编码成多个垂直方向编码信号，其中该多个垂直方向编码信号的数量小于该多个垂直方向感测信号的数量；

其中该控制芯片还用以接收并处理该多个垂直方向编码信号，并根据该多个垂直方向编码信号决定该触碰位置数据的一垂直坐标。

4.根据权利要求3所述的触控式显示装置，其中该垂直方向编码器还包含一第一垂直方向编码器及一第二垂直方向编码器，该第一垂直方向编码器及该第二垂直方向编码器分别设置于该显示面板的相对两侧，用以分别接收部分的该多个垂直方向感测信号，及分别输出部分的该多个垂直方向编码信号。

5.根据权利要求4所述的触控式显示装置，其中该第一垂直方向编码器所输出的垂直方向编码信号的数量为m-1，且该第一垂直方向编码器所接收的垂直方向感测信号的数量小于或等于2^m-1个，其中m为正整数。

6.根据权利要求3所述的触控式显示装置，其中该水平方向编码器及该垂直方向编码器是分别由多个OR逻辑门所组成。

7.根据权利要求3所述的触控式显示装置，其中该多个感测元件还包含多个水平方向感测元件及多个垂直方向感测元件，其中该多个水平方向感测线分别连接至该多个水平方向感测元件，且该多个垂直方向感测线分别连接至该多个垂直方向感测元件。

8.根据权利要求7所述的触控式显示装置，其中该显示面板还包含多个像素结构，且每一该多个像素结构包含三个子像素及该多个感测元件的其中部分感测元件。

9.一种电子设备，包含如权利要求1所述的该触控式显示装置，其中该电子设备为一手机、一数字相机、一个人数字助理、一笔记本型计算机、一桌上型计算机、一电视、一全球定位系统、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框或一可携式DVD放影机。