CN104849895A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括一液晶层、一显示阵列层、一触控/共用电极层以及多条触控讯号线。该触控/共用电极层设置于该液晶层与该显示阵列层之间。该触控/共用电极层包括多个感测垫。该些感测垫中的每一者包括一第一电极以及一第二电极。该些触控讯号线分别电性连接该些感测垫的该些第一电极，并用以提供多笔触控讯号至该些感测垫的该些第一电极，且不提供任何触控讯号至该些感测垫的该些第二电极。本发明即可减少感测垫中接收触控讯号的部份的面积，以降低感测垫的寄生电容效应。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置。具体而言，本发明涉及一种显示装置。
背景技术
随着技术的发展，显示装置已广泛地应用在人们的生活当中，诸如智能行动电话、台式电脑、笔记本电脑等。
在一些应用中，显示装置包括触控模组。触控模组用以接收来自驱动电路的触控讯号，以对使用者的触碰进行感测，并据以回报此些触碰的位置资讯至驱动电路。触控模组具有寄生电容，此些寄生电容会对驱动电路的输入至触控模组的触控讯号产生负面效应(如使触控讯号的转态反应变慢或使触控讯号的电位失准)。是以，如何设计具有更佳特性的显示装置及其触控模组，为当前重要的研究议题。
发明内容
本发明的一实施方式涉及一种显示装置。根据本发明一实施例，该显示装置包括一液晶层、一显示阵列层、一触控/共用电极层以及多条触控讯号线。该触控/共用电极层设置于该液晶层与该显示阵列层之间。该触控/共用电极层包括多个感测垫。该些感测垫中的每一者包括一第一电极以及一第二电极。该些触控讯号线分别电性连接该些感测垫的该些第一电极，并用以提供多笔触控讯号至该些感测垫的该些第一电极，且不提供任何触控讯号至该些感测垫的该些第二电极。
透过应用上述一实施例，即可减少感测垫中接收触控讯号的部份的面积，以降低感测垫的寄生电容效应。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1A为根据本发明一实施例所绘示的显示装置的示意图；
图1B为根据本发明一实施例所绘示的显示装置的示意图；
图1C为根据本发明一实施例所绘示的感测垫的示意图；
图2为根据本发明另一实施例所绘示的显示装置的示意图；
图3为根据本发明另一实施例所绘示的显示装置的示意图；
图4为根据本发明一实施例所绘示的显示装置的操作方法的流程图；
图5为根据本发明另一实施例所绘示的显示装置的示意图；
图6A为根据本发明一实施例所绘示的显示装置的触控及显示操作的示意图；
图6B为根据本发明一实施例所绘示的显示装置的触控操作的示意图。
其中，附图标记
10：驱动电路
10a：驱动电路
100：显示装置
100a：显示装置
100b：显示装置
100c：显示装置
102：第三电极
104：接触孔
110：偏光片
120：基板
130：显示阵列层
140：触控/共用电极层
142-11～142-nm：感测垫
150：液晶层
160：基板
170：偏光片
TPL：触控讯号线
PN：接脚
PNa：接脚
SED：电极单元
FD：第一电极
SD：第二电极
200：操作方法
S1：步骤
S2：步骤
S3：步骤
S4：步骤
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
关于本文中所使用的『电性连接』，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而『电性连接』还可指二或多个元件元件相互操作或动作。
关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的『及/或』，是包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
同时参照图1A-图1C。在本实施例中，显示装置100包括驱动电路10、偏光片110、170、基板120、160、显示阵列层130、触控/共用电极层140、液晶层150、以及触控讯号线TPL。在本实施例中，基板120设置于偏光片110之上，显示阵列层130设置于基板120之上，触控/共用电极层140设置于显示阵列层130之上，液晶层150设置于触控/共用电极层140之上，基板160设置于液晶层150之上，偏光片170设置于基板160之上。亦即，触控/共用电极层140设置于显示阵列层130与液晶层150之间，显示阵列层130与液晶层150设置于基板120、160之间，基板120、160设置于偏光片110、170之间。触控讯号线TPL可设置于显示阵列层130中，并一对一地电性连接驱动电路10的接脚PN。另外，触控讯号线TPL可电性连接触控/共用电极层140。应注意到，在一些实施例中，触控讯号线TPL可随实际需求设置在不同区域中，故本案不以上述实施例为限。
在一实施例中，显示装置100更包括彩色滤光片(未绘示)，设置于液晶层150与基板160之间，然而本案不以此为限。
在一实施例中，显示阵列层130可包括彼此电性连接的像素电极(未绘示)与晶体管(未绘示)。晶体管用以接收并根据扫描讯号开启，以提供资料电压至像素电极。
在本实施例中，触控/共用电极层140包括多个感测垫142-11～142-nm，其中m、n为自然数。感测垫142-11～142-nm以矩阵方式排列。在本实施例中，感测垫142-11～142-nm中的每一者皆包括第一电极FD与第二电极SD。在一实施侧中，第二电极SD(例如为中心电极)是设置于第一电极FD(例如为周围电极)之中，亦即，第一电极FD是以包围第二电极SD的方式设置。在一实施例中，第一电极FD可为「口」型。
在本实施侧中，感测垫142-11～142-nm中的第一电极FD与第二电极SD皆可用以与显示阵列层130中的像素电极形成电场，以控制液晶层150中液晶分子的扭转角度。
另外，在本实施例中，感测垫142-11～142-nm中第一电极FD亦可进行触控感测。感测垫142-11～142-nm中第一电极FD可一对一地电性连接触控讯号线TPL，并透过触控讯号线TPL一对一地电性连接驱动电路10的接脚PN。此些触控讯号线TPL可用以各别提供驱动电路10产生的多笔触控讯号至感测垫142-11～142-nm中第一电极FD，以令感测垫142-11～142-nm中第一电极FD进行触控感测。
另一方面，感测垫142-11～142-nm中第二电极SD并不电性连接触控讯号线TPL，且触控讯号线TPL亦不提供驱动电路10产生的触控讯号至感测垫142-11～142-nm中第二电极SD。亦即，感测垫142-11～142-nm中第二电极SD并不用以进行触控感测。在一实施例中，感测垫142-11～142-nm中第二电极SD可浮接(floating)。
进一步来说，在一实施例中，感测垫142-11～142-nm是交替地进行显示操作与触控操作。亦即，感测垫142-11～142-nm在第一期间(又称显示期间)内进行显示操作，在随后的第二期间(又称触控期间)内进行触控操作，并在随后的第三期间(又称显示期间)内再次进行显示操作(可参照图6A)。
在进行显示操作时(即显示期间中)，感测垫142-11～142-nm中的第一电极FD与第二电极SD皆用以与显示阵列层130中的像素电极形成电场，以控制液晶层150中液晶分子的扭转角度。
在进行触控操作时(即触控期间中)，感测垫142-11～142-nm中的第一电极FD接收来自驱动电路10与触控讯号线TPL的触控讯号，以进行触控感测。感测垫142-11～142-nm中的第二电极SD则不电性连接触控讯号线TPL，亦不接收来自驱动电路10的触控讯号以进行触控感测。在一实施例中，此时感测垫142-11～142-nm中的第二电极SD处于浮接(floating)状态。
透过上述的设置，即可在不影响(或微小地影响)感测垫142-11～142-nm的触控感测能力的情况下，缩减感测垫142-11～142-nm中用以接收触控讯号的部份(如前述第一电极FD)的面积。
由于感测垫142-11～142-nm中用以接收触控讯号的部份的面积正相关于触控讯号输入感测垫142-11～142-nm的输入电容值，故感测垫142-11～142-nm中用以接收触控讯号的部份的面积越小，触控讯号进入感测垫142-11～142-nm的输入电容值越小。如此一来，即可有效降低显示装置100中的寄生电容的负面效应。
另外，特别参照图1C，其以感测垫142-11做为说明上范例。在本实施例中，感测垫142-11～142-nm中的每一者皆包括多个彼此分离的电极单元SED。此些电极单元SED以矩阵排列。电极单元SED中的第一部份(例如是位于感测垫142-11～142-nm的中心位置的部份)区分为第一电极FD，并电性连接触控讯号线TPL。在一实施例中，感测垫142-11～142-nm中的每一者的第一电极FD中的电极单元SED电性连接触控讯号线TPL中的相同一者。电极单元SED中的第二部份(例如是位于感测垫142-11～142-nm的周围位置的部份)区分为第二电极SD，并不电性连接触控讯号线TPL，且不接收驱动电路10产生的触控讯号。此外，第二电极SD中的电极单元SED可以矩阵形式排列。
藉由将第二电极SD设置于第一电极FD之中，可使进行触控感测的第一电极FD仍均匀地密布于显示装置100上。如此一来，可减小因第二电极SD不接收触控讯号，所造成对整体触控感测的负面影响。
应注意到，在上述实施例中，仅以第二电极SD设置于第一电极FD之中为例进行说明。实际上，第二电极SD亦可设置于第一电极FD的周围、侧边、及/或角落，本案不以上述实施例为限。此外，在本实施例中，感测垫142-11～142-nm、电极单元SED的数量及配置形式皆可依实际需要进行变换，故本案不以上述实施例为限。
图2为根据本发明另一实施例所绘示的显示装置100a的示意图。应注意到，显示装置100a大致相同于图1A-图1C中实施例的显示装置100，故相同的部份在此不再赘述。
在本实施例中，显示装置100a更包括控制线CTL。驱动电路10a更包括单一接脚PNa。在本实施例中，控制线CTL电性连接于接脚PNa与感测垫142-11～142-nm的第二电极SD。在一实施例中，所有的感测垫142-11～142-nm的第二电极SD透过控制线CTL彼此电性连接。例如，所有的第二电极SD的电极单元SED透过控制线CTL彼此电性连接。
在一实施例中，感测垫142-11～142-nm的第二电极SD亦可先彼此分组并电性连接，而后再透过控制线CTL将分组后的第二电极SD彼此电性连接。例如，在一实施例中，感测垫142-11、142-21可透过群组连接线彼此电性连接、感测垫142-12、142-22可透过群组连接线彼此电性连接、感测垫142-1m、142-2m可透过群组连接线彼此电性连接、并以此类推。而后，再透过控制线CTL电性连接此些透过群组连接线彼此电性连接的感测垫142-11-142-2m。藉由如此设置，即可节省控制线CTL的数量。
在一实施例中，可将驱动电路10a的接脚PNa设置为浮接状态(floating)、高阻抗状态(high impedance)、或接地状态(GND)，然本案不以此为限。接脚PNa的其它设置亦在本发明范围之中。在一实施例中，接脚PNa可为一通用型输入输出(GPIO)脚位，然本发明不以此为限。
在一实施例中，驱动电路10a可透过控制线CTL产生控制讯号至感测垫142-11～142-nm的第二电极SD，以令感测垫142-11～142-nm的第二电极SD的电压变化与感测垫142-11～142-nm的第一电极FD的电压变化大致相同。
举例而言，在驱动电路10a提供一触控讯号至感测垫142-11的第一电极FD时，驱动电路10a可提供相应于此一触控讯号的控制讯号至感测垫142-11的第二电极SD，以令感测垫142-11的第一电极FD与感测垫142-11的第二电极SD的电压变化大致相同。
如此一来，可避免感测垫142-11的第一电极FD与感测垫142-11的第二电极SD因电压不同所产生的电容耦合效应。
应注意到，在本实施例中，仅以接脚PNa整合于驱动电路10a上为例进行说明。在不同实施例中，接脚PNa可设置于一独立于驱动电路10a的控制电路(未绘示)上，且此一控制电路可将接脚PNa设置为前述的不同状态，并可提供本发明中所述的控制讯号至感测垫142-11～142-nm的第二电极SD。是以，本发明不以前述实施例为限。
图3为根据本发明另一实施例所绘示的显示装置100b的示意图。应注意到，显示装置100b大致相同于图1A-图1C中实施例的显示装置100，故相同的部份在此不再赘述。
在本实施例中，感测垫142-11～142-nm的第一电极FD具有不同面积，且感测垫142-11～142-nm的第二电极SD具有不同面积。
举例而言，感测垫142-11的第一电极FD具有第一面积A1，感测垫142-1m的第一电极FD具有第二面积A2。第一面积A1小于第二面积A2，且感测垫142-11的第一电极FD与驱动电路10的走线距离(例如是感测垫142-11的第一电极FD与驱动电路10触控讯号线TPL的长度)大于感测垫142-1m的第一电极FD与驱动电路10的走线距离(例如是感测垫142-1m的第一电极FD与驱动电路10触控讯号线TPL的长度)。
以另一角度而言，感测垫142-11的第二电极SD具有第三面积A3，感测垫142-1m的第二电极SD具有第四面积A4。第三面积A3小于第四面积A4，且感测垫142-11的第二电极SD与驱动电路10的距离大于感测垫142-1m的第二电极SD与驱动电路10的距离。
亦即，在本实施例中，较接近驱动电路10的感测垫(如感测垫142-1m)具有面积较大的第一电极FD与面积较小的第二电极SD，较远离驱动电路10的感测垫(如感测垫142-11)具有面积较小的第一电极FD与面积较大的第二电极SD。
藉由上述的设置，可使走线距离较长的第一电极FD具有较小面积，以平衡感测垫142-11～142-nm第一电极FD的电阻电容负载(RC loading)。
在一实施例中，可藉由调整感测垫142-11～142-nm的第一电极FD与第二电极SD的面积，使每一触控讯号输入感测垫142-11～142-nm的第一电极FD的输入阻抗皆大致相同。
应注意到，在一些实施例中，显示装置100b与显示装置100a可彼此整合。亦即，显示装置100a中感测垫142-11～142-nm的第一电极FD与第二电极SD的面积亦可随其与驱动电路10的距离变化。
以下将藉由图4中的显示装置的操作方法200以提供本发明更具体细节，然本发明不以下述实施例为限。
应注意到，此一操作方法200可应用于相同或相似于图1A-图1C、图2、图3中所示结构的显示装置。而为使叙述简单，以下将根据本发明一实施例，以图2中的显示装置100a为例进行对操作方法200叙述，然本发明不以此应用为限。
另外，应了解到，在本实施方式中所提及的操作方法200的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。
再者，在不同实施例中，此些步骤亦可适应性地增加、置换、及/或省略。
在步骤S1中，感测垫142-11～142-nm的第一电极FD进入待机状态(或睡眠状态)。此时，感测垫142-11～142-nm的第一电极FD不进行触控侦测(例如，不接收触控讯号)。在一实施例中，显示装置100b中的显示电路(未绘示)此时亦不进行影像显示的操作。
在步骤S2中，感测垫142-11～142-nm的第二电极SD透过控制线CTL，接收相同的控制讯号，以进行待机触控感测。在一实施例中，驱动电路10a可藉由单一接脚PNa，提供此一控制讯号至感测垫142-11～142-nm的第二电极SD。在一实施例中，亦可仅利用感测垫142-11～142-nm的第二电极SD中的部份电极单元SED进行待机触控感测，故本发明不以上述实施例为限。
应注意到，在步骤S2中，由于待机触控感测仅需侦测是否有触碰，而不需得知触碰的准确位置，故感测垫142-11～142-nm的第二电极SD可接收相同的控制讯号以进行待机触控感测。此外，在一实施例中，由于驱动电路10a(或其它任何替代的电路)仅需以单一接脚PNa提供此一控制讯号至感测垫142-11～142-nm的第二电极SD，故可减少待机触控感测的功耗。
在一实施例中，由于驱动电路10a(或其它任何替代的电路)仅以单一接脚PNa提供此一控制讯号至感测垫142-11～142-nm的第二电极SD，故驱动电路10a可提供具有较高电压准位的控制讯号进行待机触控感测。如此一来，即可在低功耗的情况下，增加待机触控感测的灵敏度。
在步骤S3中，显示装置100a利用感测垫142-11～142-nm的第二电极SD判断显示装置100a上是否有触碰。若是，则进行步骤S4；若否，则回到步骤S2。
在步骤S4中，在显示装置100a上有触碰的情况下，显示装置100a唤醒感测垫142-11～142-nm的第一电极FD，以令感测垫142-11～142-nm的第一电极FD重新进行触控感测，以侦测触碰的准确位置。在一实施例中，此时，显示装置100a中的显示电路亦可重新进行影像显示的操作。
图5为根据本案另一实施例所绘示的显示装置100c的示意图。在本实施例中，显示装置100c大致相同于图1A-图1C中实施例的显示装置100，故相同的部份在此不再赘述。
在本实施例中，显示装置100c更包括多个第三电极102，设置于基板160与液晶层150之间。在感测垫142-11～142-nm的第一电极FD进入待机状态(或睡眠状态)时，第三电极102可用以取代前一实施例中的第二电极SD(或其中部份的电极单元SED)，透过控制线CTL接收相同的控制讯号，以进行待机触控感测。待机触控感测的相关细节可参照先前段落，故在此不赘述。
在一实施例中，第三电极102可透过接触孔104(via)电性连接至触控/共用电极层140，然而本案不以此为限。
同时参照图6A、图6B，图6A为根据本发明一实施例所绘示的显示装置100的触控及显示操作的示意图。图6B为根据本发明一实施例所绘示的显示装置100的触控操作的示意图。在本实施例中，显示装置100可交替地利用感测垫142-11～142-nm进行显示操作与触控操作。在每一次触控操作中，显示装置100可逐列进行第1列感测垫142-11～142-n1至第m列感测垫142-1m～142-nm的触控感测，而后再利用感测垫142-11～142-nm的第二电极SD进行无用信息感测，以令显示装置100可根据感测到的无用信息调整触控感测的相关控制。
藉由上述的设置，由于感测垫142-11～142-nm的第二电极SD不进行触控感测，故可避免因无用信息感测造成的额外的充放电等待时间。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
一液晶层；
一显示阵列层；
一触控/共用电极层，设置于该液晶层与该显示阵列层之间，其中该触控/共用电极层包括：
多个感测垫，以矩阵方式排列，其中该些感测垫中的每一者包括：
一第一电极；以及
一第二电极；以及
多条触控讯号线，分别电性连接该些感测垫的该些第一电极；
其中，在一触控期间中，该些感测垫的该些第一电极接收来自该些触控讯号线的多笔触控讯号，以进行触控感测，且该些感测垫的该些第二电极不接收来自该些触控讯号线的任何触控讯号。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫中的至少一者的该第二电极设置于该第一电极之中。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫中的至少一者的该第二电极电性连接至一驱动电路的一接脚。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，该接脚设置为一浮接状态、一高阻抗状态、或一接地状态。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫中的至少一者的该第二电极用以接收一控制讯号，以令该些感测垫中的该者的该第二电极的电压变化与该些感测垫中的该者的该第一电极的电压变化大致相同。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫的该些第一电极具有不同面积，且该些感测垫的该些第二电极具有不同面积。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫中的一第一者的该第一电极具有一第一面积，该些感测垫中的一第二者的该第一电极具有一第二面积，该第一面积小于该第二面积，且该些感测垫中的该第一者的该第一电极与一驱动电路的走线距离大于该些感测垫中的该第二者的该第一电极与该驱动电路的走线距离。
8.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，在该些感测垫中的该些第一电极进入一待机状态的情况下，该些感测垫中的该些第二电极更用以透过一控制线，接收一控制讯号，以进行一待机触控感测。
9.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包括：
多个第三电极，设置于一基板与该液晶层之间，其中在该些感测垫中的该些第一电极进入一待机状态的情况下，该些第三电极更用以透过一控制线，接收一控制讯号，以进行一待机触控感测。
10.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该些感测垫中的该些第二电极彼此电性连接。
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