CN105741790A - 应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统。一薄膜晶体管层具有至少一个显示组件，每一个显示组件依据一显示像素信号及一显示驱动信号以执行显示操作。一触碰侦测组件依据一触控驱动信号而感应是否有一外部对象接近。于一显示帧的一第一时间段，一触控显示控制子系统同时提供一显示驱动信号、一显示像素信号、及一触控驱动信号，以同时进行显示操作及触控侦测操作，于所述第一时间段中，所述显示像素信号系为一恒定信号。于一显示帧的一第二时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号、及所述显示像素信号，以进行显示操作。

Description

应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统

技术领域

本发明涉及影像压缩技术领域，尤其涉及一种应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统。

背景技术

近年来，在显示设备上安装触碰侦测装置，而能够实现通过触碰显示设备进行信息的输入。所述显示设备可为液晶显示设备，而触碰侦测装置是一种触摸面板。即将触摸面板集成在液晶显示设备上，并在所述显示设备显示各种按钮图像，用以取代现有的机械按钮。所述显示设备具有该触碰侦测装置后，则无需再设置输入设备，例如键盘、鼠标。因此具有触摸面板的显示屏幕已经广泛地运用在手持式装置上。

光学侦测方法和电阻侦测法已经存在于触碰侦测装置一段时间。特别地，静电电容式触碰侦测装置由于具有相对简单的结构，并且能够实现低功耗目的，因此常运用于手持式装置中。

图1为现有的具有电容式触碰侦测装置的显示设备的时序图。其在时间段(timeperiod)A、B、C、D中进行显示，在时间段E中进行触碰侦测，然后又在时间段F中进行显示。如图1所示，当要进行触碰侦测时，需将与显示相关的电路暂时停止运作，因此容易在显示相关的电路产生电荷累积，进而造成噪声。因此，现有具有触碰侦测装置的显示设备实仍有改善的空间。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，以在进行触碰侦测时，可减少噪声的影响，同时因在进行触碰侦测时可进行插黑(blackframeinsertion)操作，以节省另外进行插黑所需的时间。

本发明提出一种应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，所述系统包含薄膜晶体管层、触碰侦测组件、触控显示控制子系统。所述薄膜晶体管层具有至少一个显示组件，每一个显示组件依据显示像素信号及显示驱动信号以执行显示操作。所述触碰侦测组件依据触控驱动信号而感应是否有一外部对象接近。所述触控显示控制子系统连接至所述薄膜晶体管层、及所述触碰侦测组件，所述触控显示控制子系统依序供应所述显示驱动信号至所述至少一个显示组件，用以将对应的所述显示组件开启，以及供应所述显示像素信号至所述至少一个显示组件，用以执行显示操作，所述触控显示控制子系统依序供应所述触控驱动信号至所述触碰侦测组件，并由所述触碰侦测组件取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近；其中，于一显示帧的第一时间段(timeperiod)，所述触控显示控制子系统同时提供所述显示驱动信号、所述显示像素信号、及所述触控驱动信号，以同时进行显示操作及触控侦测操作，于所述第一时间段中，所述显示像素信号为一恒定信号，以进行插黑(blackframeinsertion)操作，于一显示帧的第二时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号、及所述显示像素信号，以进行显示操作。

本发明在整个显示帧(displayframe)中，所述触控显示控制子系统持续提供所述显示驱动信号及所述显示像素信号，其中，当在供应所述触控驱动信号时，所述显示像素信号为恒定信号(constantsignal)。而没有供应所述触控驱动信号时，所述显示像素信号为正常显示信号。因此，所述触控显示控制子系统进行触碰侦测时，可减少噪声，不会受到显示信号的影响。由于所述触控显示控制子系统进行触碰侦测时，所述触控显示控制子系统同时提供恒定信号(constantsignal)的所述显示像素信号，用以进行插黑(blackframeinsertion)，进而节省另行插黑所需的时间。

附图说明

图1为现有具有电容式触碰侦测装置的显示设备的时序图。

图2为本发明一种运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统的方块图。

图3为本发明触碰侦测组件的一示意图。

图4为本发明感测电路的电路图。

图5为本发明运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统的一时序示意图。

图6A至图6C为本发明运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统的一时序表的示意图。

【符号说明】

运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统200

薄膜晶体管层210触碰侦测组件220

触控显示控制子系统230显示组件211

闸极驱动线G1,G2,...,Gn×p+n源极驱动线S1,S2,...,SL

源极驱动装置231闸极驱动装置232

触控驱动信号产生装置233感测装置234

可编程增益放大器235模拟至数字转换器236

坐标判断装置237控制装置238

显示时序控制器2381触控时序控制器2382

感测电路2341放大器2343

电阻2345

第一导体线221第二导体线223

第一导体线221-1～221-M

第二导体线223,1～223,N

具体实施方式

图2为本发明一种运用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统200的方块图。所述系统200包含薄膜晶体管层210、触碰侦测组件220、及触控显示控制子系统230。

所述薄膜晶体管层210具有至少一个显示组件211，每一个显示组件依据显示像素信号及显示驱动信号用以执行显示操作。

所述薄膜晶体管层210具有n×p+n条闸极驱动线G1,G2,...,Gn×p+n及L条源极驱动线S1,S2,...,SL，所述n×p+n条闸极驱动线G1,G2,...,Gn×p+n及所述L条源极驱动线S1,S2,...,SL分别依据一第一方向(X)及一第二方向设置(Y)，所述n×p+n条闸极驱动线G1,G2,...,Gn×p+n及所述L条源极驱动线S1,S2,...,SL交接处定义所述至少一个显示组件中的一个显示组件211，当中，n、p、L为正整数。

所述触碰侦测组件220依据一触控驱动信号而感应是否有一外部对象接近。图3为本发明所述触碰侦测组件220的示意图。所述触碰侦测组件220较佳为透明的氧化铟锡材质(IndiumTinOxide,ITO)形成行列交错感测单元矩阵，以侦测得到精确的触控位置。如图3所示，所述触碰侦测组件220具有M条第一导体线(221-1～221-M)与N条第二导体线(223-1～223-M)，所述M条第一导体线与所述N条第二导体线分别具有寄生电容及杂散电容。所述M条第一导体线与所述N条第二导体线之间的重叠处分别形成互感电容(mutualcapacitance,Cm)。同时，所述M条第一导体线(221-1～221-M)及所述N条第二导体线(223-1～223-N)的每一条导体线具有对地电容的自感电容(Cs)。

再请参照图2所示，所述触控显示控制子系统230连接至所述薄膜晶体管层210、及所述触碰侦测组件220，所述触控显示控制子系统230依序供应所述显示驱动信号至所述至少一个显示组件211，用以将对应的所述显示组件211开启，以及供应所述显示像素信号至所述至少一个显示组件211，以便执行显示操作。所述触控显示控制子系统230依序供应所述触控驱动信号至所述触碰侦测组件220，并由所述触碰侦测组件220取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近。

所述触控显示控制子系统230包含源极驱动装置231、闸极驱动装置232、触控驱动信号产生装置233、感测装置234、一组可编程增益放大器235、一组模拟至数字转换器236、坐标判断装置237、及控制装置238。

所述源极驱动装置231连接至所述薄膜晶体管层210，以依据所述显示像素信号驱动所述薄膜晶体管层210。

所述闸极驱动装置232连接至所述薄膜晶体管层210，用以产生所述显示驱动信号，进而驱动所述薄膜晶体管层210。

所述触控驱动信号产生装置233系用以产生所述触控驱动信号(T1～TN)，以及所述触控驱动信号产生装置233可以产生互感电容(mutualcapacitance)感测技术所需的触控驱动信号(T1～TN)。

所述感测装置234连接至所述触碰侦测组件220，用以感测所述触碰侦测组件220的信号。

所述控制装置238包含显示时序控制器2381、及触控时序控制器2382。所述控制装置238连接至所述源极驱动装置231、所述闸极驱动装置232、所述触控驱动信号产生装置233、所述感测装置234、所述组可编程增益放大器235、所述模拟至数字转换器236、及所述坐标判断装置237，以将所述触控驱动信号提供至所述N条第二导体线(223-1～223-N)，设定所述闸极驱动装置232依序输出所述显示驱动信号至所述n×p+n条闸极驱动线，及设定所述源极驱动装置231输出所述显示像素信号至所述L条源极驱动线。

所述显示时序控制器2381连接至所述源极驱动装置231、及所述闸极驱动装置232，以供应所述源极驱动装置231及所述闸极驱动装置232输出所述显示像素信号及所述显示驱动信号的时序。

所述触控时序控制器2382连接至所述显示时序控制器2381、所述感测装置234、及所述触控驱动信号产生装置233，用以将所述触控驱动信号(T1～TN)提供至所述所述N条第二导体线(223-1～223-N)，及让所述感测装置234感测所述触碰侦测组件220上的M条第一导体线(221-1～221-M)的信号。

所述感测装置234连接至所述触碰侦测组件220，用以感测所述触碰侦测组件220的信号。所述感测装置234具有M个感测电路2341，每一个感测电路2341连接至所述触碰侦测组件220的所述M条第一导体线(221-1～221-M)其中之一，用以侦测前述互感电容，进而产生相对应的M个侦测信号。

图4为本发明感测电路2341的电路图。所述感测装置234的每一个感测电路2341由一放大器2343及一电阻2345所组成，所述电阻2345的一端连接至所述放大器2343的输出端，另一端连接至所述放大器2343的负向输出端，以及所述放大器2343的正向输入端连接至及所述M条第一导体线(221-1,～221-M)其中之一。

所述可编程增益放大器235连接至所述感测装置234，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。所述组模拟至数字转换器236连接至所述组可编程增益放大器235，用以将所述M个放大侦测信号转换为M个数字侦测信号。

所述坐标判断装置237连接至所述组模拟至数字转换器器236，依据所述M个数字侦测信号，以判断所述外部对象的坐标位置。

关于本发明所述触控显示控制子系统230的工作原理系为：当所述触控显示控制子系统230供应所述触控驱动信号时，同时提供为恒定信号(constantsignal)的所述显示像素信号，如此则无需对一液晶显示屏幕进行插黑(blackframeinsertion)，用以节省另行插黑所需的时间，同时由于进行触碰侦测时，所述显示驱动信号为恒定信号，故不会对触碰侦测产生噪声。

图5为本发明应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统200的一时序示意图。于一显示帧(displayframe)中的一第一时间段(timeperiod,T1)，所述触控显示控制子系统230同时提供所述显示驱动信号、所述显示像素信号、及所述触控驱动信号，用以同时进行显示操作及触控侦测操作，其中，于所述第一时间段中，所述显示像素信号为一恒定信号(constantsignal)。于一显示帧中的一第二时间段(T2)，所述触控显示控制子系统230提供所述显示驱动信号、及所述显示像素信号，用以进行显示操作。当中，所述第二时间段(T2)之长度系大于或等于所述第一时间段(T1)之长度。

在第一时间段(T1)中，所述恒定信号(constantsignal)表示所述显示像素信号的值为固定。亦即在第一时间段(T1)中进行固定样型(fixdisplaypattern)的显示，也就是说，所述显示像素信号为一灰阶信号。当所述显示像素信号的大小为8位时，所述显示像素信号的值为0即表示进行插黑(blackinsertion)，当其值为255时表示进行插白(whiteinsertion)。又，在第二时间段(T2)时，所述触控显示控制子系统230提供正常的显示像素信号。其中，所述显示像素信号为一方波信号，所述触控驱动信号为一方波信号，且所述触控驱动信号的频率大于或等于所述显示像素信号的频率。于其他实施例中，所述触控驱动信号为一连续信号，且所述触控驱动信号的频率大于或等于所述显示像素信号的频率。

如图5的(A)部分所示，所述显示帧(displayframe)分为一个第一时间段(T1)及一个第二时间段(T2)。于图5的(A)部分中，当所述显示帧一开始时，进行插黑及触碰侦测，以及第二时间段(T2)进行正常显示。

如图5的(B)部分所示，所述显示帧(displayframe)分为一个第一时间段(T1)及二个第二时间段(T2)。于图5之(B)部分中，当所述显示帧一开始时，先进行正常显示，之后，接着进行插黑及触碰侦测，最后，则进行正常显示。

如图5的(C)部分所示，所述显示帧(displayframe)分为二个个第一时间段(T1)及二个第二时间段(T2)。于图5的(C)部分中，当所述显示帧一开始时，先进行插黑及触碰侦测，接着进行正常显示，之后，进行插黑及触碰侦测，最后，则进行正常显示。由图5的(A)-(C)部分所示，所述触控显示控制子系统230可在一显示帧(displayframe)中进行至少一次插黑及触碰侦测，其中此插黑及触碰侦测可在所述显示帧(displayframe)中的任何时间位置。

在进行插黑及触碰侦时，所述触控显示控制子系统230可依序开启相关的闸极驱动线对应的显示组件211，或是同时开启相关的闸极驱动线对应的显示组件211。

当所述触控显示控制子系统230依序开启相关的闸极驱动线对应的显示组件211时，于一第i个第一时间段(timeperiod)，所述触控显示控制子系230统提供所述显示驱动信号至所述第n(i-1)+1至第n×i个闸极驱动线，所述触控显示控制子系统230同时提供为恒定信号(constantsignal)的所述显示像素信号至所述L条源极驱动线，当中，i为正整数，1≤i≤p。于一第i个第二时间段(timeperiod)，所述触控显示控制子系统230提供所述显示驱动信号至第n(i-1)+1至第n×i个闸极驱动线，以及所述触控显示控制子系统同时提供所述显示像素信号至所述L条源极驱动线。

图6A至图6C为本发明应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统200的一时序表的示意图。其在触碰侦时，所述触控显示控制子系统230依序开启相关的闸极驱动线对应的显示组件211。如图6A所示，在一第1个第一时间段(T11)中，第1至第n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第1至第n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，而源极驱动线则标示固定样型(fixdisplaypattern)显示。在第1个第一时间段(T11)中，则同时进行触碰侦测。在一第1个第二时间段(T21)中，第1至第n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第1至第n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，而源极驱动线则标示则进行正常显示。由于在第1个第二时间段(T21)中，第1至第n个闸极驱动线进行正常显示，故在T(n+1)时，第1个闸极驱动线标示"H"，用以表示第1个闸极驱动线对应的显示组件211再度被开启，进而进行正常显示。

如图6B所示，在一第2个第一时间段(T12)中，第1至第n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第n+1至第2n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，以及源极驱动线则标示固定样型(fixdisplaypattern)显示。在第2个第一时间段(T12)中，则同时进行触碰侦测。在一第2个第二时间段(T22)中，第n+1至第2n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第n+1至第2n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，而源极驱动线则标示则进行正常显示。

如图6C所示，在一第p+1个第一时间段(T1p+1)中，第n×p+1至第n×p+n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第n×p+1至第n×p+n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，而源极驱动线则标示固定样型(fixdisplaypattern)显示。在第2个第一时间段(T1p+1)中，则同时进行触碰侦测。在一第p+1个第二时间段(T2p+1)中，第n×p+1至第n×p+n个闸极驱动线依序标示"H"，表示第n×p+1至第n×p+n个闸极驱动线对应的显示组件211被依序开启，以及源极驱动线则标示则进行正常显示。

在进行插黑及触碰侦时，所述触控显示控制子系统230可同时开启相关的闸极驱动线对应的显示组件211。此时则是将相关的闸极驱动线同时标示"H"，用以表示同时开启对应的显示组件211。

由前述说明可知，在整个显示帧(displayframe)中，所述触控显示控制子系统230持续提供所述显示驱动信号及所述显示像素信号，其中，当在供应所述触控驱动信号时，所述显示像素信号为恒定信号(constantsignal)。而没有供应所述触控驱动信号时，所述显示像素信号为正常显示信号。因此，所述触控显示控制子系统230进行触碰侦测时，可减少噪声，不会受到显示信号的影响。由于所述触控显示控制子系统230进行触碰侦测时，所述触控显示控制子系统230同时提供恒定信号(constantsignal)的所述显示像素信号，用以进行插黑(blackframeinsertion)，进而节省另行插黑所需的时间。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述系统包含：

薄膜晶体管层，具有至少一个显示组件，分别依据显示像素信号及显示驱动信号执行显示操作；

触碰侦测组件，依据触控驱动信号感应是否有外部对象接近；以及

触控显示控制子系统，连接至所述薄膜晶体管层、及所述触碰侦测组件，依序供应所述显示驱动信号至所述至少一个显示组件，将对应的显示组件开启，以及供应所述显示像素信号至所述至少一个显示组件，用以执行显示操作，其中，所述触控显示控制子系统依序供应所述触控驱动信号至所述触碰侦测组件，并由所述触碰侦测组件取样感应电压，用以侦测是否有所述外部对象接近；

于一显示帧中的第一时间段，所述触控显示控制子系统同时地提供所述显示驱动信号、所述显示像素信号、及所述触控驱动信号，用以进行显示操作及触控侦测操作，于所述第一时间段中，所述显示像素信号为一恒定信号，以进行插黑处理，以及于一显示帧中的第二时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号与所述显示像素信号，用以进行显示操作。

2.如权利要求1所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述第二时间段的长度大于或等于所述第一时间段的长度。

3.如权利要求1所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述显示驱动信号为一方波信号。

4.如权利要求3所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述触控驱动信号为一方波信号，且所述触控驱动信号的频率大于或等于所述显示驱动信号的频率。

5.如权利要求4所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述触控驱动信号为一连续信号，且所述触控驱动信号的频率大于或等于所述显示驱动信号的频率。

6.如权利要求1所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述薄膜晶体管层具有n×p+n条闸极驱动线及L条源极驱动线，所述n×p+n条闸极驱动线及所述L条源极驱动线分别依据第一方向及第二方向设置，所述n×p+n条闸极驱动线及所述L条源极驱动线交接处定义为所述至少一个显示组件的其中之一，当中，n、p、L为正整数。

7.如权利要求6所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，于所述第一时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号至第1至第n个闸极驱动线，所述触控显示控制子系统同时提供为所述恒定信号的所述显示像素信号至所述L条源极驱动线。

8.如权利要求7所述之应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，于所述第二时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号至所述第1至第n个闸极驱动线，以及所述触控显示控制子系统同时提供所述显示像素信号至所述L条源极驱动线。

9.如权利要求6所述之应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，于第i个第一时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号至所述第n(i-1)+1至第n×i个闸极驱动线，以及所述触控显示控制子系统同时提供为恒定信号的显示像素信号至所述L条源极驱动线，当中，i为正整数，1≤i≤p。

10.如权利要求9所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，于一第i个第二时间段，所述触控显示控制子系统提供所述显示驱动信号至所述第n(i-1)+1至所述第n×i个闸极驱动线，以及所述触控显示控制子系统同时提供所述显示像素信号至所述L条源极驱动线。

11.如权利要求1所述之应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述触碰侦测组件具有M条第一导体线与N条第二导体线，所述M条第一导体线与所述N条第二导体线分别具有寄生电容及杂散电容，以及所述M条第一导体线与所述N条第二导体线之间的重叠处分别形成互感电容。

12.如权利要求11所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述触控显示控制子系统具有感测装置，所述感测装置具有M个感测电路，用以侦测所述互感电容，进而产生相对应的M个侦测信号。

13.如权利要求12所述的应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述触控显示控制子系统进一步包含：

一组可编程增益放大器，连接至所述M个感测电路，用以放大所述M个侦测信号，进而产生M个放大侦测信号；

一组模拟至数字转换器，连接至所述组可编程增益放大器，用以将所述M个放大侦测信号转换为M个数字侦测信号；以及

一坐标判断装置，连接至所述模拟至数字转换器，依据所述M个数字侦测信号，用以判断所述外部对象的坐标位置。

14.如权利要求13所述之应用在稳态显示下的低噪音触控驱动系统，其特征在于，所述M个感德测电路分别由一放大器及一电阻所组成，所述电阻的第一端连接至所述放大器的负向输入端，所述电阻的第二端连接至所述放大器的输出端，以及所述放大器的正向输入端连接至所述M条第一导体线其中之一。