CN103728798B

CN103728798B - 控制液晶电容以降低对触控感测影响的触控系统及其方法

Info

Publication number: CN103728798B
Application number: CN201210392662.9A
Authority: CN
Inventors: 黄彦霖; 黄建颖; 黄世新
Original assignee: XUYAO SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XUYAO SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-16
Filing date: 2012-10-16
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2032-10-16
Also published as: CN103728798A

Abstract

本发明提供一种控制液晶电容以降低对触控感测影响的触控系统及其方法，该多点触控系统具有K条栅极驱动线，该K条栅极驱动线分成N组，每一组栅极驱动线对应至一条共通电压导体线，供应一显示驱动信号至第i组栅极驱动线，用以进行显示驱动，其中，i=1~N，并将第i组栅极驱动线对应的显示液晶电容设定至一预设电压，再供应一触控驱动信号至对应的该第i条共通电压导体线，进而进行触控感测，因此降低液晶面板所产生的噪声对于触控侦测的干扰。

Description

控制液晶电容以降低对触控感测影响的触控系统及其方法

技术领域

本发明涉及触控面板的技术领域，特别涉及一种控制液晶电容以降低对触控感测影响的多点触控系统及其方法。

背景技术

传统液晶屏幕使用液晶电容C_LC变化来达成面板显示，其中液晶电容C_LC变化是会随着电压不同而对应不同的电容值。图1为液晶电容C_LC与电压V的关系图。其中，电压V的变化范围为0~5V为，通过控制电压V，即可显示出如图1所示液晶电容C_LC与电压V的关系。

因此当液晶面板上的电容液晶电容C_LC在变化时，进行电容式触控侦测，容易造成触控侦测错误。图2为现有电容式触控侦测与液晶面板的示意图，其中Cp为手指电容，触控侦测是以侦测手指电容Cp与触控面板或液晶面板的电容变化，因此不限于外嵌(Out-Cell)、半内嵌(On-Cell)或内嵌式(In-Cell)电容触控皆会受到液晶面板的液晶电容C_LC影响。

图3为内嵌式触控与液晶电容的示意图，其中Cp为手指触摸面板时所产生的电容，C_LC为液晶电容。由于显示的像素值不同，故通过该源极驱动线写入该液晶电容C_LC的电压亦不相同，因此由图1可知，对应的液晶电容C_LC也随着像素值而有不相同，也就是，液晶电容C_LC常会随像素值进行变化，而不是一个固定值。当液晶电容C_LC为不固定时，由于手指电容Cp变化量很小，且与液晶电容C_LC连接，使得液晶电容C_LC影响变大，造成电容触控侦测的困难。

而电容触控感测技术是以侦测手指接触面板的电容Cp变化量来当作触控与否的技术。图4是现有电容触控感测技术的示意图。其中，手指与感应电极之间会产生一个电容Cp，通过侦测这个电容Cp变化，来获得手指触控位置的信息。由于电容Cp的变化量微弱，容易受噪声影响而导致误判，因此当触控面板贴于液晶面板上时，便很容易受到液晶面板所产生的噪声影响。

现有解决方法为在触控面板与显示面板间加上隔绝层或是气隙(airgap)，用以防止显示面板的噪声干扰到触控侦测。然而此种方法只能使用于外嵌式(out-cell)的触控技术上，而且此方法会增加成本或面板厚度，同时也不是百分之百的可以隔绝显示面板的噪声。另一现有技术则加大驱动电压，用以提高信号噪声比(SNR)，其虽可以解决面板噪声，但却会使功率消耗增加。

在电容触控技术中，若液晶电容C_LC为不固定的值时，则会造电容Cp感测困难，甚至有误判的情形出现，图5为现有技术在液晶电容C_LC变化时执行触控侦测的示意图。如图5所示，当液晶电容C_LC变化时，若在同时间执行触控侦测，可能会造成所采取的触控未处理数据(rawdata)的萎缩或增加，进而造成误判以及坐标晃动等现象。因此，现有多点触控系统的噪声去除技术确实仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的主要是在于提供一种控制液晶电容以降低对触控感测影响的多点触控系统及其方法，用以降低液晶面板所产生的噪声对触控侦测的影响，使得触控侦测技术能够更稳定，从而可应用于手持式装置中，以延长手持式装置使用时间。

依据本发明的一特色，本发明提出一种控制液晶电容以降低对触控感测影响的多点触控系统，其包含一触控液晶显示面板、及一触控显示控制子系统。该触控液晶显示面板具有一薄膜晶体管层、一感应电极层、及一共通电压层(Vcom)。该薄膜晶体管层具有K条栅极驱动线及L条源极驱动线，依据一显示像素信号及一显示驱动信号，以驱动对应的显示晶体管及电容，从而执行显示操作，其中，K、L为正整数。该感应电极层具有M条感应导体线，依据一触控驱动信号，以感应一接近的外部对象，其中，M为正整数。该共通电压层(Vcom)具有N条共通电压导体线，用以在显示时，接受一共同电压(Vcom)，其中，N为正整数。该触控显示控制子系统连接至该薄膜晶体管层、及该共通电压层(Vcom)，用以依序供应该显示驱动信号至该K条栅极驱动线，从而将对应的显示晶体管开启，并供应该显示像素信号至该L条源极驱动线，以执行显示操作，该触控显示控制子系统依序供应该触控驱动信号至该N条共通电压导体线，并由该M条感应导体线取样感应量，以侦测是否有该接近的外部对象；其中，该K条栅极驱动线分成N组，每一组栅极驱动线对应至一条共通电压导体线，当该触控显示控制子系统先供应该显示驱动信号至第i组栅极驱动线，先进行驱动显示，再将第i组栅极驱动线对应的电容设定至一预设电压，该触控显示控制子系统又控制该触控驱动信号至第i条共通电压导体线，以由该M条感应导体线进行触控感测，其中i＝1~N。

优选的，其中，当进行触控感测时，该液晶电容的电压为固定。

优选的，其中，当进行显示驱动时，对应的该共通电压导体线则连接至该共同电压。

优选的，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最大电压。

优选的，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最小电压。

优选的，其中，该K条栅极驱动线及该N条共通电压导体线是沿一第一方向配置，该L条源极驱动线及该M条感应导体线与沿一第二方向配置，该第一方向与该第二方向为垂直。

优选的，其中，在该感应电极层中，该M条感应导体线与该N条共通电压导体线交接处分别布置有一感应电极区域，与相对应的感应导体线连接。

优选的，其中，当该触控显示控制子系统供应该显示驱动信号至第j组栅极驱动线时，该触控显示控制子系统供应该触控驱动信号至第j-1条共通电压导体线，其中，j＝2~N。

优选的，其中，该显示像素信号对应于多个帧，一现行帧中是分为一显示时段及一触控时段，在该显示时段中，该液晶电容的电容值为可变化，在该触控时段中，该液晶电容的电容值为固定。

依据本发明的另一特色，本发明提出一种在多点触控系统中控制液晶电容以降低对触控感测影响的方法，该多点触控系统具有K条栅极驱动线，该K条栅极驱动线分成N组，每一组栅极驱动线对应至一条共通电压导体线，该方法包含：(A)先供应一显示驱动信号至第i组栅极驱动线，用以进行显示驱动，其中，i=1～N；(B)再将第i组栅极驱动线对应的显示液晶电容设定至一预设电压；以及(C)供应一触控驱动信号至对应的该第i条共通电压导体线，用以进行触控感测。

优选的，其中，当进行显示驱动时，与该第i组栅极驱动线对应的该第i条共通电压导体线则连接至一共同电压。

优选的，其中，当供应该显示驱动信号至第j组栅极驱动线时，供应该触控驱动信号至第j-1条共通电压导体线，其中，j＝2~N。

优选的，其中，步骤(A)是在一现行帧中的一显示时段中进行，步骤(B)及步骤(C)是在一现行帧中的一触控时段中进行。

附图说明

图1为现有液晶电容C_LC与电压V的关系图。

图2为现有电容式触控侦测与液晶面板的示意图。

图3为内嵌式触控与液晶电容的示意图。

图4为现有电容触控感测技术的示意图。

图5为现有技术在液晶电容C_LC变化时执行触控侦测的示意图。

图6为本发明多点触控液晶显示面板系统600的示意图。

图7(A)及图7(B)为本发明内嵌式多点触控液晶显示面板系统执行显示及触控侦测的示意图。

图8为本发明多点触控液晶显示面板系统执行显示及触控侦测的另一示意图。

图9为本发明图8的另一示意图。

图10为本发明在多点触控系统中控制液晶电容以降低对触控感测影响的方法的流程图。

主要元件符号说明

600多点触控系统610触控液晶显示面板

620触控显示控制子系统611薄膜晶体管层

613感应电极层615共通电压层

步骤(A)～(C)。

具体实施方式

图6是本发明多点触控系统600的示意图，该多点触控系统600包含一触控液晶显示面板610、及一触控显示控制子系统620。

该触控液晶显示面板610具有一薄膜晶体管层611、一感应电极层613、一共通电压层(Vcom)615，其中，堆叠方式可为薄膜晶体管层611在下，然后是该共通电压层(Vcom)615，最后则是该感应电极层613在上。

该薄膜晶体管层611具有K条栅极驱动线(G1,G2,...,G600)及L条源极驱动线(SOURCE1,SOURCE2，...,SOURCEL)，依据一显示像素信号及一显示驱动信号，以驱动液晶显示面板上的像素对应的显示晶体管Tr及液晶电容C_LC，从而执行显示操作，其中，K、L为正整数。为方便说明起见，于本实施例中，K为600，L为800。

该薄膜晶体管层611的主动元件在本实施例中为薄膜晶体管(TFT)，在其它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)。

该感应电极层613具有M条感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)，依据一触控驱动信号，用以感应是否有一外部对象接近，其中，M为正整数。在本实施例中，M为12。

该共通电压层(Vcom)615其具有N条共通电压导体线(Vcom1,Vcom2,…,Vcom20)，用以在显示时，接受一共同电压(Vcom)，当在触控感应时，接受该触控驱动信号，其中，N为正整数，且K大于N，在本实施例中，N为20。

在该感应电极层613中，每一条感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)与每一条共通电压导体线(Vcom1,Vcom2,…,Vcom20)交接处布置有一感应电极区域(图未示)，每一感应电极区域与相对应的感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)连接，其中，感应电极区域可为菱形、正方形、长方形、或圆形。

每一条感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)连接至N个感应电极区域，该M×N个(12×20个)感应电极区域601分成N组(20组)，每一组感应电极区域对应至一条共通电压导体线。在本实施例中，当执行触控感测时，该触控显示控制子系统520供应触控驱动信号至第i条共通电压导体线(Vcomi)，用以节省成本。在其它实施例中，可单独设置一触控驱动层，该触控驱动层可布置多条触控驱动导体线，该触控显示控制子系统520可供应触控驱动信号至触控驱动导体线，并由M条感应导体线感应是否有一外部对象接近。

为节省成本，该感应电极层613中的感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)与感应电极区域也可设计成位于该薄膜晶体管层(TFTorLTPS)611中。

该触控显示控制子系统620连接至该薄膜晶体管层611以及该共通电压层(Vcom)615，用以依序供应该显示驱动信号至该K条栅极驱动线(G1,G2,...,G600)，从而将对应的显示晶体管开启，并供应该显示像素信号至该L条源极驱动线(SOURCE1,SOURCE2,...,SOURCE800L)，用以执行显示操作，亦即将该显示像素信号的电压写入对应的液晶电容C_LC。例如一像素(pixel)是以8位显示，该触控显示控制子系统620则可将0~255所对应的电压经由显示晶体管写入该液晶电容C_LC。该触控显示控制子系统620依序供应该触控驱动信号至该N条共通电压导体线，并由该M条感应导导体线取样感应电压，用以侦测是否有该外部对象接近。

该K条(600条)栅极驱动线分成N组(20组)，每一组栅极驱动线对应至一条共通电压导体线(Vcom)，当该触控显示控制子系统620先供应该显示驱动信号至第i组栅极驱动线，以进行显示驱动，再将第i组栅极驱动线对应的电容设定至一预设电压，该触控显示控制子系统620又供应该触控驱动信号至第i条共通电压导体线，用以由该M条感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)进行触控感测，其中i＝1~N。

图7(A)及图7(B)是本发明内嵌式多点触控液晶显示面板系统执行显示及触控侦测的示意图。如图7(A)所示，当在时间间距T1(timeinterval)进行显示时，该触控显示控制子系统620先供应该显示驱动信号至第1组栅极驱动线(G1,G2，...,G30)，此时由于像素值的缘故，故栅极驱动线(G1,G2，...,G30)所对应的该液晶电容C_LC并非固定，该液晶电容C_LC仍处于变化期。当进行显示驱动时，与第1组栅极驱动线(G1,G2,...,G30)对应的该共通电压导体线(Vcom1)则连接至一共同电压(Vcom)。

在时间间距T2时，该触控显示控制子系统620将第1组栅极驱动线对应的该液晶电容C_LC设定至一预设电压，即当一像素(pixel)是以8位显示时，该预设电压为该液晶电容C_LC可容许设定最大值255所对应的一最大电压。也可将该预设电压为该液晶电容C_LC可容许设定的一最小电压，即该预设电压为该液晶电容C_LC可容许设定最小值所对应的一最小电压。

在时间间距T3时，当该触控显示控制子系统供应该显示驱动信号至第i组栅极驱动线时，该触控显示控制子系统供应该触控驱动信号至第i-1条共通电压导体线，其中，i=2~N。即，该触控显示控制子系统620供应该显示驱动信号至第2组栅极驱动线(G31,G32，...,G60)，此时，该触控显示控制子系统620则供应该触控驱动信号至第1条共通电压导体线(Vcom1)，用以由该M条感应导体线(RX1,RX2,..,RX12)进行触控感测。即，当进行触控感测时，该液晶电容C_LC的电压为固定不变，用以降低液晶电容C_LC变化对触控侦测所造成的影响。

为了改善液晶电容C_LC对触控感测的影响，现有技术则在触控面板与液晶面板之间加上隔绝层或气隙(airgap)，用以加大驱动电压，进而解决面板噪声，然而会增加面板厚度和增加耗电等问题，相比于背景技术，本发明采取控制液晶电容C_LC的方法。

图8是本发明多点触控液晶显示面板系统执行显示及触控侦测的另一示意图。图8是显示一个帧的显示及触控的流程，其中必须注意液晶电容C_LC的电容值固定期与液晶电容C_LC的电容值变化期的栅极驱动线的控制信号不能相撞。即，当使用第i组栅极驱动线进行显示时，同时间则不可使用第i组栅极驱动线对相对应的液晶电容C_LC进行电压设定。

即，该显示像素信号是对应于多个帧，一现行帧中分为一显示时段及一触控时段，在该显示时段中，该液晶电容的电容值可变化，用以进行将显示像素信号写入至液晶电容，从而进行显示。在该触控时段中，该液晶电容的电容值为固定，以便进行触碰侦测时降低噪声。

而且显示时间TD与触控时间Tt的比例可为任意比例，一个帧的扫描时间则取决于显示时间TD与触控时间Tt，即以显示面板扫描变化与触控扫描的速率为依据，按上述的动作执行电容触控侦测便可以避开液晶电容C_LC的影响。

图9是本发明图8的另一示意图。如图9所示，当第i组栅极驱动线所对应的液晶电容C_LC的电容值不再变化后，第i条共通电压导体线才进行触控侦测。

液晶电容C_LC变化并不一定有固定数值，当液晶电容C_LC进入稳态后会维持一定的数值，其中数值可以是0~255其中一数值做表达，本范例取255作为实施例，而控制液晶电容C_LC的方法不仅仅局限于本范例中控制电压来达成，也可使用其它方式达成。

图10是本发明在多点触控系统中控制液晶电容以降低对触控感测影响的方法的流程图，其是降低显示面板的噪声干扰到触控侦测。该多点触控系统600具有K条栅极驱动线(G1,G2,...,G600)，该K条栅极驱动线(G1,G2,...,G600)分成N组(20组)，每一组栅极驱动线对应至一条共通电压导体线(Vcomi)。首先，在步骤(A)中，该触控显示控制子系统620先供应一显示驱动信号至第i组栅极驱动线，用以进行显示驱动，其中，i=1~N。当进行显示驱动时，与该第i组栅极驱动线对应的该第i条共通电压导体线则连接至一共同电压(Vcom)。

步骤(B)中，该触控显示控制子系统620再将第i组栅极驱动线对应的显示液晶电容C_LC设定至一预设电压。其中，或该预设电压为该显示液晶电容C_LC可容许设定的一最大电压，该预设电压也可为该显示液晶电容C_LC可容许设定的一最小电压。

步骤(C)中，该触控显示控制子系统620供应一触控驱动信号至对应的该第i条共通电压导体线，用以进行触控感测。其中，当进行触控感测时，该显示液晶电容C_LC的电压为固定不变。当供应该显示驱动信号至第i组栅极驱动线时，供应该触控驱动信号至第i-1条共通电压导体线，其中，i=2~N。

由前述步骤(A)至步骤(C)的描述可知，步骤(A)是在一现行帧中的一显示时段中进行，步骤(B)及步骤(C)是在一现行帧中的一触控时段中进行。

由前述说明可知，本发明在正常的显示操作时，由于显示液晶电容C_LC会随着画面变化，在此时段则不进行触控侦测。当一个帧(frame)中的一组栅极驱动线扫描完后，把该组栅极驱动线对应的显示液晶电容C_LC设定到固定的稳态。当显示液晶电容C_LC固定在一个稳定数值时，开始触控侦测，其侦测范围为该组栅极驱动线所对应的共通电压导体线。持续前述的动作直到最后一次的共通电压导体线结束，用以作为一个帧侦测的结束，可依此动作循环。

由前述说明，可知本发明的特色为在控制显示液晶电容C_LC变化，使得执行触控侦测时，不受显示液晶电容C_LC变化影响，相比于现有技术，薄膜晶体管液晶显示面板(TFTLCD)与触控侦测是同时进行，由于显示液晶电容C_LC可能会影响电容变化，进而造成触控侦测时的误判。因此，通过本发明控制液晶电容C_LC变化，用以降低液晶面板所产生的噪声对触控侦测的影响，使得触控侦测技术能够更稳定。

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。但是应注意的是，上述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，任何本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明所主张的权利范围应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种控制液晶电容以降低对触控感测干扰的多点触控系统，其包含：

一触控液晶显示面板，具有：

一薄膜晶体管层，其具有K条栅极驱动线及L条源极驱动线，用以依据一显示像素信号及一显示驱动信号，进而驱动对应的显示晶体管及液晶电容，从而执行显示操作，其中，K、L为正整数；

一感应电极层，其具有M条感应导体线，用以依据一触控驱动信号，进而感应是否有一外部对象接近，其中，M为正整数；以及

一共通电压层，其具有N条共通电压导体线，用以在显示时，接收一共同电压，其中，N为正整数；以及

一触控显示控制子系统，连接至该薄膜晶体管层、及该共通电压层，用以依序供应该显示驱动信号至该K条栅极驱动线，从而将对应的显示晶体管开启，并供应该显示像素信号至该L条源极驱动线，以执行显示操作，以及该触控显示控制子系统依序地供应该触控驱动信号至该N条共通电压导体线，并通过该M条感应导体线取样感应，用以侦测是否有该外部对象接近；

其中，该K条栅极驱动线分成N组分别对应至该N条共通电压导体线其中之一，当该触控显示控制子系统供应该显示驱动信号至第i组栅极驱动线进行驱动显示，再将该第i组栅极驱动线对应的液晶电容设定至一预设电压，接着，该触控显示控制子系统控制该触控驱动信号至第i条共通电压导体线，通过该M条感应导体线进行触控感测，其中i＝1～N。

2.如权利要求1所述的多点触控系统，其中，当进行触控感测时，该液晶电容的电压为固定。

3.如权利要求2所述的多点触控系统，其中，当进行显示驱动时，对应的该共通电压导体线则连接至该共同电压。

4.如权利要求3所述的多点触控系统，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最大电压。

5.如权利要求3所述的多点触控系统，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最小电压。

6.如权利要求4所述的多点触控系统，其中，该K条栅极驱动线及该N条共通电压导体线是沿一第一方向配置，该L条源极驱动线及该M条感应导体线与沿一第二方向配置，该第一方向与该第二方向为垂直。

7.如权利要求6所述的多点触控系统，其中，在该感应电极层中，该M条感应导体线与该N条共通电压导体线交接处分别布置有一感应电极区域，与相对应的感应导体线连接。

8.如权利要求7所述的多点触控系统，其中，当该触控显示控制子系统供应该显示驱动信号至第j组栅极驱动线时，该触控显示控制子系统供应该触控驱动信号至第j-1条共通电压导体线，其中，j＝2～N。

9.如权利要求8所述的多点触控系统，其中，该显示像素信号对应于多个帧，一现行帧中是分为一显示时段及一触控时段，在该显示时段中，该液晶电容的电容值为可变化，在该触控时段中，该液晶电容的电容值为固定。

10.一种在多点触控系统中控制液晶电容用以降低对触控感测干扰的方法，该多点触控系统具有K条栅极驱动线，其中，该K条栅极驱动线分成N组分别对应至一条共通电压导体线，该方法包含：

(A)供应一显示驱动信号至第i组栅极驱动线，用以进行显示驱动，其中，i＝1～N；

(B)将该第i组栅极驱动线对应的液晶电容设定至一预设电压；以及

(C)供应一触控驱动信号至对应的第i条共通电压导体线，用以进行触控感测。

11.如权利要求10所述的方法，其中，当进行触控感测时，该液晶电容的电压为固定。

12.如权利要求10所述的方法，其中，当进行显示驱动时，与该第i组栅极驱动线对应的该第i条共通电压导体线则连接至一共同电压。

13.如权利要求12所述的方法，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最大电压。

14.如权利要求13所述的方法，其中，该预设电压为该液晶电容可容许设定的一最小电压。

15.如权利要求14所述的方法，其中，当供应该显示驱动信号至第j组栅极驱动线时，供应该触控驱动信号至第j-1条共通电压导体线，其中，j＝2～N。

16.如权利要求10所述的方法，其中，步骤(A)是在一现行帧中的一显示时段中进行，步骤(B)及步骤(C)是在一现行帧中的一触控时段中进行。