CN103353816B - 一种内嵌式多点触控面板系统及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内嵌式多点触控面板系统及其驱动方法，于一第一帧时间间隔中，一触控显示控制系统驱动一内嵌式触控液晶显示面板，并由内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，用以侦测是否有一接近之外部对象及是否有噪声干扰，当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统更改所述触控驱动信号的频率，用以找寻一噪声最小的触控驱动信号之频率，于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号之频率，产生触控驱动信号，用以侦测是否有一外部对象接近。

Description

一种内嵌式多点触控面板系统及其驱动方法

技术领域

本发明涉及触控面板技术领域，尤指一种内嵌式多点触控面板系统及其驱动方法。

背景技术

触控面板的技术原理是当手指或其他介质接触到屏幕时，依据不同感应方式，侦测电压、电流、声波或红外线等，进而测出触压点的坐标位置。例如电阻式触控面板即为利用上、下电极间的电位差，用以计算施压点位置检测出触控点所在。电容式触控面板是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的电流或电压来检测其坐标。

依据电容触控技术原理而言，其可分为表面式电容触控感测(SurfaceCapacitive)及投射式电容触控感测(ProjectedCapacitive)这两种技术。表面式电容感测技术架构虽构造简单，但不易实现多点触控以及较难克服电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)及噪声信号的问题，使得现今电容触控技术大多朝向投射电容式触控感测技术发展。

投射式电容触控感测(ProjectedCapacitive)技术又可分为自感电容型(Selfcapacitance)及互感电容型(Mutualcapacitance)。自感电容型指触控物与导体线间产生电容耦合，并量测导体线的电容变化，用以确定是否有触碰发生。然而，互感电容型则是当触碰发生时，会在邻近两层导体线间产生电容耦合现象。

现有的自感电容(selfcapacitance)感测技术感测每一条导体线对地电容，经由对地电容值变化判断是否有物体靠近电容式触控面板，其中，自感电容或对地电容并非实体电容，其为每一条导体线的寄生及杂散电容。图1为现有的自感电容感测的示意图，其在第一时间周期，先由第一方向的驱动及传感器110驱动第一方向的导体线，以对第一方向的导体线的自感电容充电。再于第二时间周期，驱动及传感器110侦测第一方向的导体在线电压，以获得m个数据。又于第三时间周期，由第二方向的驱动及传感器120驱动第二方向的导体线，以对第二方向的导体线的自感电容充电。再于第四时间周期，驱动及传感器120侦测第二方向的导体在线电压，以获得n个数据。因此，总共可获得m+n个数据。

图1中的习知自感电容感测方法在同一条导体线同时连接有驱动电路及感测电路，先对导体线驱动后，再对同一导体线感测其信号的变化量，用以决定自感电容大小。

另一电容式触控面板驱动的方法为感测互感应电容(mutualcapacitance,Cm)的大小变化，用以判断是否有物体靠近触控面板，同样地，互感应电容(Cm)并非实体电容，其为第一方向的导体线与第二方向的导体线之间互感应电容(Cm)。图2为现有互感应电容(Cm)感测的示意图，如图2所示，驱动器210配置于第一方向(Y)上，传感器220配置于第二方向(X)上，在第一时间周期T1前半周期时，由驱动器210对第一方向的导体线230驱动，其使用电压Vy_1对互感应电容(Cm)250充电，在第一时间周期T1后半周期时，所有传感器220感测所有第二方向的导体线240上的电压(Vo_1,Vo_2,…,Vo_n)，用以获得n个资料，亦即经过m个驱动周期后，即可获得m×n个数据。

现有的触控式平面显示器将触控面板与平面显示器直接进行上下的迭合，因为所迭合的触控面板为透明面板，因而平面显示器的影像可以穿透迭合在其上之触控面板进而显示影像，并藉由触控面板作为输入之媒介或接口。

因为在迭合时，必须增加一个触控面板的重量，使得平面显示器重量大幅地增加，不符合现时市场对于显示器轻薄短小的要求。更进一步说明，直接迭合触控面板以及平面显示器时，在厚度上，增加了触控面板本身的厚度，降低了光线的穿透率，增加反射率与雾度，使屏幕显示的质量变差。

针对前述的缺点，触控式平面显示器改为采取内嵌式触控技术。内嵌式触控技术目前主要的发展方向可分为On-Cell及In-Cell两种技术。On-Cell技术是将投射电容式触控技术的感应电极(Sensor)制作在面板彩色滤光片(ColorFilter,CF)的背面(即贴附偏光板面)，整合为彩色滤光片的结构。In-Cell技术则是将感应电极(Sensor)置入液晶细胞(LCDCell)的结构当中，InCell技术将触控组件整合于显示面板之内，使得显示面板本身就具备触控功能，因此不需要另外进行与触控面板贴合或是组装的制程，这样技术通常都是由TFTLCD面板厂开发。内嵌式多点触控面板(In-CellMulti-TouchPanel)技术渐渐成熟，触控功能直接整合于面板生产制程中，不需再加一层触控玻璃，因此可维持原面板的薄度进而减少成本。

图3为一现有的内嵌式多点触控面板(In-CellMulti-TouchPanel)300的架构示意图，由下而上依序为下偏光层(lowerpolarizer)310、下玻璃基板320、薄膜晶体管层(TFTorLTPS)330、液晶层340、共通电极及触控驱动层350、彩色滤光层(colorfilter)360、上玻璃基板370、感应电极层380、及上偏光层(upperpolarizer)390。如图3所示，为了节省成本，其将触控传感器整合进入液晶显示面板中，并将液晶显示面板中的共通电极层(Vcom)与触控传感器中的驱动共享同一层，以形成所述共通电极及触控驱动层350，以节省成本。感应电极层380则位于所述上玻璃基板370的上方。所述薄膜晶体管层(TFTorLTPS)330由薄膜晶体管或低温多晶硅薄膜晶体管(Low-TemperaturePoly-SiThinFilmTransistors,LTPSTFTs)332及透明电极331所组成。

前述的自感电容感测方法及互感电容感测方法由一触控集成电路中的驱动线(driverline)输入信号，并经由电容(capacitance)的变化，使得感测电路(sensingcircuit)收集不同的电荷产生电压信号Vo_1～Vo_n，再依据信号变化来判断是否有物体靠近或接触触控感测组件。

图4为一现有内嵌式液晶面板的电容示意图，如图4所示，其中CLC代表薄膜晶体管(TFT)与共通电极层(Vcom)之间的电容，Cparasitism1代表触控集成电路的感测线与薄膜晶体管(TFT)的源极之间的电容，Cparasitism2代表触控集成电路的感测线与共通电极层(Vcom)之间的电容。但由于面板上产生的噪声来源众多，例如：共通电极层(Vcom)、液晶面板上薄膜晶体管(TFT)的源极的电压及液晶面板极性反转等所产生的噪声，将会对触控集成电路的感测线(sensinglines)产生严重的干扰。使得所侦测的电压产生严重的变化，造成触控组件在坐标判断上产生误差及不稳定之情况发生，使得系统的信号噪声比(SignaltoNoiseRatio,SNR)会大幅降低。

因此在现有技术上触控集成电路都会加上数字及模拟的滤波器，用以滤除液晶面板上显示驱动集成电路对触控集成电路的影响，但由于滤波器随着不同噪声来源的抵抗能力也会跟着不同，因此并无法有效以克服面板上液晶面板上显示驱动集成电路所产生的噪声对触控集成电路的干扰。

同时，在图3中的内嵌式多点触控面板架构，其均是利用分时法，将一个显示帧(frame)的时间内切成显示周期(displaycycle)和触控感测周期(touchcycle)，达到共享显示面板的共通电极层(Vcom)与触控传感器中的驱动层的目的，其时序分别如图5(A)及图5(B)所示。

如图5(A)所示，其将一个显示帧的时间内分割成一显示周期和一触控感测周期，而且先执行显示面板的帧显示，再执行触控感测。于美国专利早期公开案US2012/0050217中，其显示第一实施例的图8(FIG.8)的时序采取与图5(A)相同的策略，先执行显示面板的帧显示，再执行触控感测。另一种分时法如图5(B)所示，其将一个显示线条的时间内分割成一显示周期和一触控感测周期，而且先执行显示面板的帧显示，再执行触控感测。

然而，此种分时工作(timesharing)方式随着显示面板的分辨率越来越高，显示驱动集成电路所需推动的像素也越来越多，因此需要的时间也越来越长。但是由于显示帧更新率(displayframerate)必须维持在60Hz以上，也就是每一帧都只有16.6毫秒，然而在由于显示面板的分辨率越来越高，于16.6毫秒内要执行显像及触控感测，也越来越困难，因此也限制着影像分辨率的提升，因此现有技术中存在着触控显示面板分辨率无法提升的问题。同时，由于液晶需经由电场正负极性不停的交替，因此液晶面板所产生的噪声非常高，容易使得触控感测电路判断错误信息及产生不稳定的触控坐标点。因此，习知内嵌式多点触控面板系统实仍有改善的空间。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种内嵌式多点触控面板系统及其驱动方法，以减少共通电极层(Vcom)、液晶面板上薄膜晶体管(TFT)的源极电压及液晶面板极性反转等所产生的噪声对触控侦测电路的影响，增加触控点坐标判断的线性度、稳定性，进而提高系统的SNR。

依据本发明特色，本发明提出一种内嵌式多点触控面板系统，其包含一内嵌式触控液晶显示面板、及一触控显示控制系统。所述内嵌式触控液晶显示面板用以显示一影像信号，以及感应一外部对象。所述触控显示控制系统连接至所述内嵌式触控液晶显示面板，用以依序供应显示驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，进而执行所述影像信号的显示操作，以及所述触控显示控制系统并依序供应触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，用以侦测是否有前述外部对象接近；其中，于一第一帧时间间隔(frametimeinterval)中，所述触控显示控制系统驱动所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，用以侦测是否有前述外部对象及是否有噪声干扰，当有所述噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率，用以作为所述触控驱动信号的频率，以及于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号的频率，产生相对应所述的触控驱动信号，用以侦测是否有所述外部对象接近。

依据本发明另一特色，本发明提出一种内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，所述内嵌式多点触控面板系统包含一内嵌式触控液晶显示面板及一触控显示控制系统，所述驱动方法包含：(A)由一组候选频率中选取一频率，用以产生显示驱动信号，以及触控驱动信号，所述触控显示控制系统依序供应所述显示驱动信号输出至所述内嵌式触控液晶显示面板，以执行所述影像信号的显示操作，且所述触控显示控制系统并依序供应所述触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近；(B)于一第一帧时间间隔中，所述触控显示控制系统驱动内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，以侦测是否有所述外部对象接近及是否有噪声干扰；(C)当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率；(D)于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号的频率，进而产生相对应的所述触控驱动信号，用以侦测是否有所述外部对象接近。

先前技术将显示及触控完全分时工作，本发明的作法是在原有的架构上寻求改进，使显示的共同接地信号VCOM与触控的所述触控驱动信号VIN仍然可以共享同一层透明导电体以节省成本，且透过不同的驱动时序同时驱动显示及触控，可以完全解决显示及触控分时驱动后时间不足的窘境。另外，所述噪声及时序控制装置如有侦测到发生严重的噪声时，此时所述噪声及时序控制装置会发出一组信号告知执行跳频动作，避免模拟或是数字滤波器无法过滤杂噪声之问题发生，再一次的减少共通电极层(Vcom)、液晶面板上薄膜晶体管(TFT)的源极的电压及液晶面板极性反转等所产生的噪声对触控侦测电路的影响，增加触控点坐标判断之线性度、稳定性，进而提高系统的SNR。

附图说明

图1为现有自感电容感测的示意图；

图2为现有互感应电容感测的示意图；

图3为一现有内嵌式多点触控面板(In-CellMulti-TouchPanel)300的架构示意图；

图4为一现有内嵌式液晶面板的电容示意图；

图5(A)及图5(B)为现有分时法的时序图；

图6为本发明具有低噪声和分时多任务的内嵌式多点触控面板系统600的方框图；

图7为本发明所述内嵌式触控液晶显示面板的示意图；

图8为本发明所述触控显示控制系统同时进行显像及触控感测一实施例的时序图；

图9为本发明所述触控显示控制系统同时进行显示及触控感测一实施例的详细时序图；

图10为AC-VCOM参考时序图；

图11为本发明一种具有低噪声和分时多任务的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法的流程图；

图12为本发明步骤(B)之详细子步骤的示意图；

图13为本发明步骤(C)之详细子步骤的示意图。

【主要组件符元说明】

具体实施方式

图6为本发明内嵌式多点触控面板系统600的方块图。所述具有低噪声和分时多任务的内嵌式多点触控面板系统600包含一内嵌式触控液晶显示面板610、及一触控显示控制系统620。

所述内嵌式触控液晶显示面板610用以显示一影像信号，及感应一外部物体。

所述触控显示控制系统620连接至所述内嵌式触控液晶显示面板610，所述触控显示控制系统620依序供应显示驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板610，以执行所述影像信号的显示操作，所述触控显示控制系统620并依序供应触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板610，并由所述内嵌式触控液晶显示面板610取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近。其中，于一第一帧时间间隔(frametimeinterval)中，所述触控显示控制系统620驱动所述内嵌式触控液晶显示面板610，并由所述内嵌式触控液晶显示面板610取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近以及是否有噪声干扰。当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统620更改所述触控驱动信号的频率，以找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率，于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统620依据所述噪声最小的触控驱动信号的频率，产生触控驱动信号，以侦测是否有一外部对象接近。

图7为本发明所述内嵌式触控液晶显示面板610的示意图。所述内嵌式触控液晶显示面板610具有一薄膜晶体管层330、一感应电极层380、一共通电极及触控驱动层(Vcom)350，且所述内嵌式触控液晶显示面板610的薄膜晶体管层330、共通电极及触控驱动层(Vcom)350、及感应电极层380的堆栈方式之排列组合为图3所示。

所述薄膜晶体管层330具有K条闸极驱动线(G1,G2,…,GK)及L条源极驱动线(SOURCE1,SOURCE2,…,SOURCEL)，用以依据一显示像素信号及所述显示驱动信号，以驱动所述内嵌式触控液晶显示面板610上的像素对应的晶体管及电容，进而执行显示操作，其中，K、L为正整数。为方便说明起见，于本实施例中，K为800，L为600。

所述薄膜晶体管层330的主动组成部件于本实施例中为薄膜晶体管(TFT)，于其他实施例中可为低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperaturePoly-siliconTFT、LTPSTFT)、氧化铟镓锌薄膜晶体管(IndiumGalliumZincOxideTFT、IGZOTFT)、或连续硅粒子(continuousgrainsilicon，CGS)。

所述感应电极层380具有M条第一导体线(RX1,RX2,..,RXM)，依据所述触控驱动信号，用以感应外部对象的接近，其中，M为正整数，于本实施例中，M为12。

所述共通电极及触控驱动层(Vcom)350具有N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)，在显示时，接受一共同电压(Vcom)，以及在触控感应时，接受所述触控驱动信号，其中，N为正整数，且K大于N，于本实施例中，N为20。

所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RXM)及L条源极驱动线(SOURCE1,SOURCE2,…,SOURCEL)位于一第一方向(Y)，所述K条闸极驱动线(G1,G2,…,GK)及所述N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)位于一第二方向(X)。其中，所述第一方向与所述第二方向互相垂直。

于本实施例中，所述K条闸极驱动线(G1,G2,…,GK)与所述N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)对应，亦即闸极驱动线G1至G40对应至第二导体线Vcom1，闸极驱动线G41至G80对应至第二导体线Vcom2，依序类推。亦即，闸极驱动线G1至G40为第一群，闸极驱动线G41至G80为第二群，…，闸极驱动线G761至G800为第二十群。更进一步说明，第一群闸极驱动线G1至G40在所述薄膜晶体管层330，而对应的第二导体线Vcom1在所述共通电极及触控驱动层(Vcom)350中相同位置处，其他亦是如此。

当K不为N的整数倍时，例如，K为802，N为20时，闸极驱动线G1至G41对应至第二导体线Vcom1，闸极驱动线G42至G82对应至第二导体线Vcom2，闸极驱动线G83至G122对应至第二导体线Vcom3，依序类推。

所述触控显示控制系统620连接至所述薄膜晶体管层330、所述感应电极层380、及所述共通电极及触控驱动层(Vcom)350，所述触控显示控制系统620依序供应所述显示驱动信号至所述K(800)条闸极驱动线，用以将像素对应的晶体管开启，并供应所述显示像素信号至所述L(600)条源极驱动线，让所述显示像素信号经由所述晶体管而对所述像素对应的电容充电，以执行显示操作。所述触控显示控制子系统620依序供应所述触控驱动信号至所述N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,Vcom20)，并由所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RX12)取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近。

所述K(800)条闸极驱动线分成N(20)组，每一组闸极驱动线对应至一条第二导体线，当其中一组闸极驱动线有所述显示驱动信号时，对应的所述第二导体线则连接至所述共同电压(Vcom)，用以作为显示时的接地。

如图6所示，所述触控显示控制系统620包含一触控侦测装置630、一噪声及时序控制装置640、一触控驱动装置650、一共同接地信号产生装置660、一切换装置670、及一显示驱动装置680。

所述触控侦测装置630连接于所述内嵌式触控液晶显示面板610的所述共通电极及触控驱动层350，用以侦测所述内嵌式触控液晶显示面板610的所述互感电容，进而产生相对应的触碰坐标。

所述噪声及时序控制装置640连接至所述触控侦测装置630，依据所述触碰坐标，以侦测是否有噪声干扰，当有噪声干扰时，更改所述触控驱动信号的频率，并产生输出所述显示驱动信号、及一切换器信号。

所述触控驱动装置650产生所述触控驱动信号VIN。

所述共同接地信号产生装置660依据所述显示驱动信号，以产生共同接地信号VCOM。

所述切换装置670连接至所述噪声及时序控制装置640、所述触控驱动装650、所述共同接地信号产生装置660、及所述内嵌式触控液晶显示面板610，依据所述切换器信号，以输出所述触控驱动信号或所述共同接地信号至所述内嵌式触控液晶显示面板610。

所述显示驱动装置680连接至所述噪声及时序控制装置640，依据所述显示驱动信号，输出所述显示驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板610。

所述触控侦测装置630包含一侦测电路631、一组可程序增益放大器632、一模拟至数字转换器633、一偏移装置634、一帧缓冲器635、及一坐标判断装置636。

由于所述感应电极层380具有M条第一导体线(RX1,RX2,..,RXM)，所以所述侦测电路631具有M个感测电路，用以侦测前述互感电容，进而产生相对应的M个侦测信号。

所述一组可程序增益放大器632连接至所述侦测电路631，用以对所述M个侦测信号进行放大，进而产生M个放大侦测信号。

所述模拟至数字转换器633连接至所述一组可程序增益放大器632，以将所述M个放大侦测信号转换为M个数字信号，并进行N次转换，以产生N×M个数字信号。

所述偏移装置634连接至所述模拟至数字转换器633，用以将所述N×M个数字信号进行偏移调整，进而产生N×M个偏移信号。

所述帧缓冲器635连接至所述偏移装置634，用以暂存所述偏移装置依序输出N组的所述M个偏移信号。

所述坐标判断装置636连接至所述帧缓冲器635，依据所述N×M个偏移信号，进而判断接地导体或手指触碰所述内嵌式触控液晶显示面板的所述触碰坐标。

所述噪声及时序控制装置640包含一时域噪声侦测装置641、一频率跳频展频侦测装置(frequency-hoppingspreadspectrumdetectorcircuit)642、一频率多任务控制装置643、一振荡装置644、及一时序控制装置645。

所述时域噪声侦测装置641连接至所述坐标判断装置636，依据所述触碰坐标，以侦测是否有噪声干扰，当有噪声干扰时，产生一指示信号。

所述频率跳频展频侦测装置(frequency-hoppingspreadspectrumdetectorcircuit)642连接至所述时域噪声侦测装置641，依据所述指示信号进行频率跳频，而产生代表频率跳频的一频率跳频指示信号。

所述频率多任务控制装置643连接至所述频率跳频展频(frequency-hoppingspreadspectrum)侦测装置642，依据所述频率跳频指示信号，以由一组候选频率中寻找最干净的驱动频率并输出。

所述振荡装置644连接至所述频率多任务控制装置643，依据所述频率多任务控制装置643输出的最干净的驱动频率，产生一振荡信号。

所述时序控制装置645连接至所述振荡装置644，依据所述荡信号产生所述显示驱动信号、及所述切换器信号。

图8为本发明所述触控显示控制系统620同时进行显像及触控感测一实施例的时序图。本发明所述触控显示控制系统620的工作原理可为：帧之间及帧之内。

帧之间：

如图8所示，于一第一帧时间间隔(frametimeinterval)中，所述触控显示控制系统620驱动所述内嵌式触控液晶显示面板610，并由所述内嵌式触控液晶显示面板610取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近及是否有噪声干扰。如图8所示，于时间T1时，有一噪声产生。亦即，当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统620更改所述触控驱动信号的频率，以找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率。并于于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统620依据所述噪声最小的触控驱动信号之频率，产生触控驱动信号，以侦测是否有一外部对象接近。

帧之内：

当所述触控显示控制系统620供应所述触控驱动信号至第i条第二导体线时，所述触控显示控制系统620先判断是否同时有供应所述显示驱动信号至第i组闸极驱动线，若否，所述触控显示控制系统620供应所述触控驱动信号至第i条第二导体线。藉此，可将显像及触控感测同时进行。

如图8所示，当第一群闸极驱动线G1至G40进行液晶面板显示时，所述切换装置670则输出所述共同接地信号至与第一群闸极驱动线G1至G40对应的第二导体线Vcom1，此时，第二群至第二十群闸极驱动线并未进行显示操作，所述切换装置670则输出所述触控驱动信号至与第二群至第二十群闸极驱动线对应的第二导体线Vcom2、Vcom3、…、Vcom20，以进行触控侦测。

图9为本发明所述触控显示控制系统620同时进行显像及触控感测一实施例的较详细时序图。其中，当所述触控显示控制系统620供应所述显示驱动信号至第i组闸极驱动线时，所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至第i-1条第二导体线，当中，i=2～N。当所述触控显示控制系统620供应所述显示驱动信号至第1组闸极驱动线时，所述触控显示控制系统620供应所述共同电压至所述第N条第二导体线，用以使所述第N条第二导体线连接至所述共同电压。

由图8及图9可知，本发明将N条第二导体线主要区分成两组周期，分别为触控周期(touchcycle)及显示周期(displaygatecycle)。

初始时，第一群闸极驱动线G1至G40依序输出液晶面板的薄膜晶体管所需的电压，显示驱动装置680也将源极驱动线SOURCE1～SOURCE600的资料写入液晶等效电容中，以控制液晶分子的转向，进而呈现不同的灰阶画面。

此时第一群闸极驱动线G1至G40相对应的第二导体线Vcom1的电压为DCVCOM电压值，而其它的第二导体线Vcom2、Vcom3、…、Vcom20可经由触控周期(touchcycle)依序或分工产生所述触控驱动信号VIN。

其中，所述触控驱动信号VIN可为方波，正弦波、三角波等，所述触控驱动信号VIN可为电源电压准位或任一电压准位，分别驱动不同的N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)，进而利用在N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)与所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RX12)之间互感应电容，使得所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RX12)能收集迭加的电荷将经由可程序增益放大器632将信号放大，因此侦测电路631所迭加的的电荷将与面板显示时极性切换及显示画面无关，同时面板显示又可正常运作，以达到显示与触控侦测同时运作进的特点，而缩短整体的工作时间进而产生更稳定的触控侦测数据。

同理，当第二群闸极驱动线G41至G80依序输出液晶面板的薄膜晶体管所需之电压，此时第二群闸极驱动线G41至G80相对应的第二导体线Vcom2的电压为DCVCOM电压值，而其它的第二导体线Vcom1、Vcom3、…、Vcom20可经由触控周期(touchcycle)依序或分工产生所述触控驱动信号VIN，以让所述侦测电路631收集迭加互感应电容上不同的电荷，以判断是否有物体靠近。

而后当噪声发生时，所述时域噪声侦测装置641将侦测到所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RX12)的电压产生严重的抖动，此时所述频率跳频展频侦测装置642将会执行侦测是否需执行跳频动作，将未处理数据(rawdata)存取并做统计比较以判断是否有噪声干扰而启动跳频机制，当跳频机制启动时，频率多任务控制装置643开始进入噪声侦测周期(noisedetectorcycle)以寻找最干净的驱动频率，而后经过统计比较后得知最干净的驱动频率后，将通知振荡装置644及时序控制装置645调整至目前最干净的驱动频率(touchlownoisecycle)，时序控制装置645将依据此驱动频率驱动触控面板，以避免模拟或是数字滤波器无法过滤杂噪声的问题发生，克服信号抖动造成触控点判断错误及不稳定之情况发生，进而提高触控坐标之线性度、稳定性、SNR。

本发明将所述K(800)条闸极驱动线分成N(20)组，N条第二导体线(Vcom1,Vcom2,…,VcomN)，所述M条第一导体线(RX1,RX2,..,RXM)

如图9所示，当Display_Vsync信号来了以后，第一群闸极驱动线G1至G40对应到的所述共通电极及触控驱动层(Vcom)350为第二导体线Vcom1的位置，第一群闸极驱动线G1至G40先依序开启，此时第二导体线Vcom1不动。此时第二导体线Vcom2开始出现所述触控驱动信号VIN，所述侦测电路631开始侦测Vcom2区域的触控数据。

随着第一群闸极驱动线G1至G40依序开到第二群闸极驱动线G41至G80之后，第二导体线Vcom1开始出现所述触控驱动信号VIN，所述侦测电路631开始侦测Vcom1区域的触控数据。当第二群闸极驱动线G41至G80依序开到第三群闸极驱动线G81至G120之后，第二导体线Vcom2开始开始出现所述触控驱动信号VIN，所述侦测电路631开始侦测Vcom2区域的触控数据。

如图9所示，依序将第二导体线Vcom1～第二导体线Vcom20区域内的显示及触控数据全部做完，其中显示时序(displaytiming)完全不需要因为要执行触控侦测而需要做分时或缩短驱动时间。

当噪声发生时，在下一帧时间开始，第二导体线Vcom1～第二导体线Vcom20将开始侦测或执行跳频的动作，即进入进入噪声侦测周期(noisedetectorcycle)，此后以得到最干净的驱动频率(Touchlownoisecycle)，进而提高触控坐标之线性度。

除前述面板的驱动方法，除了直流共同电压(DC-VCOM)的方法外，亦可使用交流共同电压(AC-VCOM)实现的方法如图10所示，图10为AC-VCOM参考时序图。当触控侦测周期，VCOM的电压为VCOMH时，此时所述触控驱动信号VIN信号输出高(high)准位为VCOMH电压，而输出低(low)准位则输出GND或任意比VCOMH低的电压。

图11为本发明一种具有低噪声和分时多任务的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法之流程图，所述内嵌式多点触控面板系统包含一内嵌式触控液晶显示面板及一触控显示控制系统。

首先，于步骤(A)中，由一组候选频率中选取一频率，以产生显示驱动信号、及触控驱动信号，所述触控显示控制系统620依序供应所述显示驱动信号输出至所述内嵌式触控液晶显示面板610，以执行所述影像信号的显示操作，且所述触控显示控制系统620并依序供应所述触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板610，并由所述内嵌式触控液晶显示面板610取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近。所述触控显示控制系统620在步骤(A)中的初始化时，读取所述内嵌式触控液晶显示面板610的二维触碰资料，作为二维触碰参考数据。

于步骤(B)中，于一第一帧时间间隔(frametimeinterval)中，所述触控显示控制系统驱动内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，以侦测是否有一接近之外部对象及是否有噪声干扰。

图12为本发明步骤(B)详细子步骤的示意图。当进行触控侦测时，于步骤(B1)中，将撷取的所述内嵌式触控液晶显示面板610之现行二维触碰资料与所述二维触碰参考数据比较，计算其差值，以侦测是否有一接近的外部对象或是有噪声干扰。

于步骤(B2)中，判断所述差值是否超过一第一门坎值Th1。当所述内嵌式触控液晶显示面板610上有接近的外部对象时，所述侦测电路631所侦测到的电压与没有接近的外部对象时所侦测到的电压差约为100mV或大于100mV。亦即所述触控显示控制系统620计算所述现行二维触碰数据中的一数据与所述二维触碰参考数据中的相对应一数据的差值，当超过所述第一门坎值Th1时，表示有触碰，则重回步骤(A)。若差值未超过所述第一门坎值Th1时，表示没有触碰。

于步骤(B3)中，若判定所述差值未超过所述第一门坎值，所述触控显示控制系统620计算所述现行二维触碰数据中的所有数据与所述二维触碰参考数据中的相对应的数据的整体差值。当所述现行二维触碰数据中的每一数据与所述二维触碰参考数据中的相对应的数据之差值均无超过第一门坎值时，表示所述内嵌式触控液晶显示面板610上没有接近的外部对象，此时计算整体差值。

于步骤(B4)中，依据所述整体差值判断是否有噪声干扰。当所述内嵌式触控液晶显示面板610上有噪声干扰时，所述侦测电路631所侦测到的电压会有严重的抖动现象，且与没有接近之外部对象时所侦测到的电压差会小于100mV以下，因此当所述整体差值大于一第二门坎值Th2且小于一第三门坎值Th3时，表示所述内嵌式触控液晶显示面板610上有噪声干扰，执行步骤(C)。于步骤(B5)中，若判定没有噪声干扰，设定所述现行二维触碰数据。当所述整体差值小于或等于所述第二门坎值Th2时，表示所述内嵌式触控液晶显示面板610上没有噪声干扰。可将所述现行二维触碰数据设定为所述二维触碰参考数据，以让下次判断使用，并重回步骤(A)。

于步骤(C)中，当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统更改所述触控驱动信号的频率，以找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率。

图13为本发明步骤(C)的详细子步骤示意图。于步骤(C1)中，于一组候选频率选取其他驱动频率以驱动所述内嵌式触控液晶显示面板610。当有噪声干扰时，所述触控显示控制系统620由一组候选频率选取其他驱动频率，并据以产生应所述触控驱动信号，并驱动所述内嵌式触控液晶显示面板610。

于步骤(C2)中，读取所述内嵌式触控液晶显示面板610的二维触碰资料，并据以计算其与所述二维触碰参考数据中的相对应的数据的整体差值。

于步骤(C3)中，选取整体差值最小的频率。每一个驱动频率即会产生一整体差值。整体差值最小的频率即是最不受噪声影响的频率。

于步骤(D)中，于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号之频率，产生触控驱动信号，以侦测是否有一接近之外部对象。

先前技术将显示及触控完全分时工作，本发明的作法是在原有的架构上寻求改进，使显示的共同接地信号VCOM与触控的所述触控驱动信号VIN仍然可以共享同一层透明导电体以节省成本，且透过不同的驱动时序同时驱动显示及触控，可以完全解决显示及触控分时驱动后时间不足的窘境。

另外，所述噪声及时序控制装置640如有侦测到发生严重的噪声时，此时所述噪声及时序控制装置640会发出一组信号告知执行跳频动作，避免模拟或是数字滤波器无法过滤杂噪声之问题发生，再一次的减少共通电极层(Vcom)、液晶面板上薄膜晶体管(TFT)的源极的电压及液晶面板极性反转等所产生的噪声对触控侦测电路的影响，增加触控点坐标判断之线性度、稳定性，进而提高系统的SNR。

由上述可知，本发明无论就目的、手段及功效，均显示其不同于现有技术的特征，极具实用价值。惟应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种内嵌式多点触控面板系统，其包含：

一内嵌式触控液晶显示面板，用以显示一影像信号，以及感应一外部对象；

一触控显示控制系统，连接至所述内嵌式触控液晶显示面板，用以依序供应显示驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，进而执行所述影像信号的显示操作，以及所述触控显示控制系统并依序供应触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，用以侦测是否有前述外部对象接近；

其特征在于，于一第一帧时间间隔中，所述触控显示控制系统驱动所述内嵌式触控液晶显示面板取样所述感应电压，用以侦测是否有前述外部对象及是否有噪声干扰，当有所述噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统找寻一噪声最小的触控驱动信号的频率，用以作为所述触控驱动信号的频率，以及于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号之频率，产生相对应之所述触控驱动信号，用以侦测是否有所述外部对象接近；

所述内嵌式触控液晶显示面板包含：

一薄膜晶体管层，其具有K条闸极驱动线及L条源极驱动线，依据一显示像素信号及所述显示驱动信号，用以驱动对应之晶体管及电容，进而执行显示操作，其中，K、L为正整数；

一感应电极层，其具有M条第一导体线，依据所述触控驱动信号，用以感应是否有接近的所述外部对象，其中，M为正整数；以及

一共通电极及触控驱动层，其具有N条第二导体线，于执行所述显示操作时，用以接收一共同电压，以及执行触控感应时，接收所述触控驱动信号；

其中，N为正整数，且K大于N，所述M条第一导体线及所述L条源极驱动线位于一第一方向，所述K条闸极驱动线及所述N条第二导体线位于一第二方向，所述第一导体线与所述第二导体线之间的相迭处形成互感电容，所述第一方向垂直于所述第二方向；

所述触控显示控制系统包含：

一触控侦测装置，连接于所述内嵌式触控液晶显示面板的所述共通电极及触控驱动层，用以侦测所述内嵌式触控液晶显示面板的所述互感电容，进而产生相对应的触碰坐标；

一噪声及时序控制装置，连接至所述触控侦测装置，依据所述触碰坐标，用以侦测是否有所述噪声干扰，当有所述噪声干扰时，调整所述触控驱动信号的频率，进而产生相对应的所述显示驱动信号，以及一切换器信号。

2.如权利要求1所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，所述触控显示控制系统连接至所述薄膜晶体管层、所述感应电极层、及所述共通电极及触控驱动层，依序供应所述显示驱动信号至所述K条闸极驱动线，用以将对应的所述晶体管开启，并供应所述显示像素信号至所述L条源极驱动线，进而执行前述显示操作，以及所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至所述N条第二导体线，并由所述M条第一导体线取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近。

3.如权利要求2所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，所述K条闸极驱动线分成N组，每一组闸极驱动线分别对应至一条第二导体线，于一组闸极驱动线有所述显示驱动信号时，其相对应的所述第二导体线则连接至所述共同电压，当所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至第i条第二导体线时，所述触控显示控制系统先判断同时间是否有供应所述显示驱动信号至相对应之第i组闸极驱动线，若否，所述触控显示控制子系统供应所述触控驱动信号至所述第i条第二导体线，其中，i＝1～N。

4.如权利要求3所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，当所述触控显示控制系统供应所述显示驱动信号至第j组闸极驱动线时，所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至第j-1条第二导体线，当中，j＝2～N。

5.如权利要求1所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，当所述触控显示控制系统供应所述显示驱动信号至第1组闸极驱动线时，所述触控显示控制系统供应所述共同电压至所述第N条第二导体线，用以使相对应之第N条第二导体线连接至所述共同电压。

6.如权利要求5所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，所述触控显示控制系统更包含：

一触控驱动装置，用以产生所述触控驱动信号；

一共同接地信号产生装置，依据所述显示驱动信号，用以产生共同接地信号；

一切换装置，连接至所述噪声及时序控制装置、所述触控驱动装、所述共同接地信号产生装置、及所述内嵌式触控液晶显示面板，依据所述切换器信号，用以输出所述触控驱动信号或所述共同接地信号至所述内嵌式触控液晶显示面板；以及

一显示驱动装置，连接至所述噪声及时序控制装置，依据所述显示驱动信号，用以输出所述显示驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板。

7.如权利要求6所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，所述触控侦测装置包含：

一侦测电路，具有M个感测电路，用以侦测前述互感电容，进而产生相对应的M个侦测信号；

一组可程序增益放大器，连接至所述侦测电路，用以对所述M个侦测信号进行放大，进而产生M个放大侦测信号；

一模拟至数字转换器，连接至所述组可程序增益放大器，以将所述M个放大侦测信号转换为M个数字信号，并进行N次转换，以产生N×M个数字信号；

一偏移装置，连接至所述模拟至数字转换器，用以将所述N×M个数字信号进行偏移调整，进而产生N×M个偏移信号；

一帧缓冲器，连接至所述偏移装置，用以暂存所述偏移装置依序输出N组的所述M个偏移信号；以及

一坐标判断装置，连接至所述帧缓冲器，依据所述N×M个偏移信号，进而判断是否有所述外部对象触碰所述内嵌式触控液晶显示面板的所述触碰坐标。

8.如权利要求7所述的内嵌式多点触控面板系统，其特征在于，所述噪声及时序控制装置包含：

一时域噪声侦测装置，连接至所述坐标判断装置，依据所述触碰坐标，以侦测是否有噪声干扰，当有噪声干扰时，产生一指示信号；

一频率跳频展频侦测装置，连接至所述时域噪声侦测装置，依据所述指示信号进行频率跳频，而产生代表频率跳频的一频率跳频指示信号；

一频率多任务控制装置，连接至所述频率跳频展频侦测装置，依据所述频率跳频指示信号，以由一组候选频率中寻找最干净的驱动频率并输出；

一振荡装置，连接至所述频率多任务控制装置，依据所述频率多任务控制装置输出的最干净的驱动频率，产生一振荡信号；以及

一时序控制装置，连接至所述振荡装置，依据所述振荡信号产生所述显示驱动信号，以及所述切换器信号。

9.一种内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，所述内嵌式多点触控面板系统包含一内嵌式触控液晶显示面板及一触控显示控制系统，其特征在于，所述驱动方法包含：

(A)由一组候选频率中选取一频率，用以产生显示驱动信号，以及触控驱动信号，所述触控显示控制系统依序供应所述显示驱动信号输出至所述内嵌式触控液晶显示面板，以执行影像信号的显示操作，且所述触控显示控制系统并依序供应所述触控驱动信号至所述内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，以侦测是否有一外部对象接近；

(B)于一第一帧时间间隔中，所述触控显示控制系统驱动内嵌式触控液晶显示面板，并由所述内嵌式触控液晶显示面板取样感应电压，以侦测是否有所述外部对象接近及是否有噪声干扰；

(C)当有噪声干扰时，于一第二帧时间间隔中，所述触控显示控制系统找寻一噪声最小的触控驱动信号之频率；

(D)于一第三帧时间间隔中，所述触控显示控制系统依据所述噪声最小的触控驱动信号之频率，进而产生相对应之所述触控驱动信号，用以侦测是否有所述外部对象接近；

其中，所述内嵌式触控液晶显示面板包含一薄膜晶体管层、一感应电极层、及一共通电极及触控驱动层，所述薄膜晶体管层具有K条闸极驱动线及L条源极驱动线，所述感应电极层具有M条第一导体线，所述共通电极及触控驱动层具有N条第二导体线，其中，N为正整数，且K大于N，所述M条第一导体线及所述L条源极驱动线位于一第一方向，所述K条闸极驱动线及所述N条第二导体线位于一第二方向，所述第一导体线与所述第二导体线之间的相迭处形成互感电容，所述第一方向系垂直于所述第二方向。

10.如权利要求9所述的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，其特征在于，所述触控显示控制系统连接至所述薄膜晶体管层、所述感应电极层、及所述共通电极及触控驱动层，其依序供应所述显示驱动信号至所述K条闸极驱动线，用以将像素对应的晶体管开启，并供应显示像素信号至所述L条源极驱动线，让所述显示像素信号经由所述晶体管而对所述像素对应之电容充电，进而执行所述显示操作，以及所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至所述N条第二导体线，并由所述M条第一导体线取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近。

11.如权利要求10所述的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，其特征在于，所述K条闸极驱动线系分成N组，每一组闸极驱动线系分别对应至一条第二导体线，于一组闸极驱动线有所述显示驱动信号时，其相对应的所述第二导体线则连接至共同电压，当所述触控显示控制系统供应所述触控驱动信号至第i条第二导体线时，所述触控显示控制系统先判断同时间是否有供应所述显示驱动信号至相对应之第i组闸极驱动线，若否，所述触控显示控制子系统供应所述触控驱动信号至所述第i条第二导体线，当中，i＝1～N。

12.如权利要求9所述的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，其中，所述步骤(B)更包含下列子步骤：

(B1)将撷取的所述内嵌式触控液晶显示面板之现行二维触碰资料与一二维触碰参考数据比较，计算其差值；

(B2)判断所述差值是否超过一第一门坎值；

(B3)若判定所述差值未超过所述第一门坎值，计算一整体差值；

(B4)依据所述整体差值判断是否有噪声干扰；以及判定有噪声干扰，执行步骤(C)

(B5)若判定没有噪声干扰，设定所述现行二维触碰数据。

13.如权利要求12所述的内嵌式多点触控面板系统的驱动方法，其特征在于，所述步骤(C)进一步包括如下步骤：

(C1)于所述组候选频率选取其他驱动频率以驱动，并据以产生应所述触控驱动信号，而驱动所述内嵌式触控液晶显示面板；

(C2)读取所述内嵌式触控液晶显示面板的一二维触碰资料，并据以计算其与所述二维触碰参考数据中的相对应的数据的整体差值；以及

(C3)选取整体差值最小的频率。