CN106371650A - 内嵌式触控面板驱动方法 - Google Patents

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CN106371650A CN201610563412.5A CN201610563412A CN106371650A CN 106371650 A CN106371650 A CN 106371650A CN 201610563412 A CN201610563412 A CN 201610563412A CN 106371650 A CN106371650 A CN 106371650A
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李昆倍
杨镇玮
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Abstract

本发明公开一种内嵌式触控面板驱动方法，用以驱动内嵌式触控面板。内嵌式触控面板驱动方法包含下列步骤：分时驱动内嵌式触控面板的触控感测模式与显示模式，并利用内嵌式触控面板的显示周期的空白区间运作于触控感测模式下。

Description

内嵌式触控面板驱动方法
技术领域
本发明与触控面板有关，尤其是关于一种内嵌式触控面板驱动方法。
背景技术
一般而言，电容式触控面板大致可依照其叠层结构的不同而分为多种不同型式，例如：内嵌式(In-cell)的电容式触控面板及On-cell的电容式触控面板。
请参照图1及图2，图1及图2分别为On-Cell的电容式触控面板及内嵌式的电容式触控面板的叠层结构示意图。如图1所示，On-Cell的电容式触控面板的叠层结构1由下至上依序是：基板10、薄膜晶体管(TFT)元件层11、液晶层12、彩色滤光层13、玻璃层14、触控感应层15、偏光片16、粘合剂17及上覆透镜18。如图2所示，内嵌式的电容式触控面板的叠层结构2由下至上依序是：基板20、薄膜晶体管元件层21、触控感应层22、液晶层23、彩色滤光层24、玻璃层25、偏光片26、粘合剂27及上覆透镜28。
比较图1及图2可知：内嵌式的电容式触控面板将触控感应层22设置于液晶层23的下方，亦即设置于液晶显示模块之内；On-Cell的电容式触控面板则是将触控感应层15设置于玻璃层14的上方，亦即设置于液晶显示模块之外。相较于传统的单片式玻璃触控面板(One Glass Solution,OGS)及On-Cell的电容式触控面板，内嵌式的电容式触控面板可达成最薄化的触控面板设计，并可广泛应用于手机、平板电脑及笔记型电脑等可携式电子产品上。
因此，本发明提出一种内嵌式触控面板驱动方法，由以降低阻值及寄生电容的影响并有效提升内嵌式的互电容触控面板的整体效能。
发明内容
根据本发明的一具体实施例为一种内嵌式触控面板(In-cell touch panel)驱动方法。于此实施例中，内嵌式触控面板驱动方法用以驱动内嵌式触控面板。内嵌式触控面板驱动方法包含下列步骤：分时驱动内嵌式触控面板的触控感测模式与显示模式，并利用内嵌式触控面板的显示周期的空白区间(Blanking interval)运作于触控感测模式下。
于一实施例中，内嵌式触控面板为内嵌式自电容触控面板(In-cell self-capacitive touch panel)。
于一实施例中，空白区间包含垂直空白区间(Vertical Blanking Interval,VBI)、水平空白区间(Horizontal Blanking Interval,HBI)及长水平空白区间(LongHorizontal Blanking Interval)中的至少一种。
于一实施例中，长水平空白区间的时间长度等于或大于水平空白区间的时间长度。
于一实施例中，长水平空白区间重新分配多个水平空白区间而得。
于一实施例中，长水平空白区间包含垂直空白区间。
于一实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压(VCOM)电位提升至第一电位，其中第一电位高于共同电压电位；以第一电位为基准，开始施加触控脉冲(Touchpulse)；于触控脉冲内，先将触控信号从第一电位提升至触控电压电位(Vtouch)后再降回第一电位，其中触控电压电位高于第一电位；当触控脉冲结束时，触控信号回到第一电位；以及将触控信号从第一电位下降回到共同电压电位。
于一实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压电位提升至第一电位，其中第一电位高于共同电压电位；以第一电位为基准，开始施加触控脉冲(Touchpulse)；于触控脉冲内，先将触控信号从第一电位预充电(Pre-charge)至第二电位后再降至触控电压电位(Vtouch)，其中第二电位高于触控电压电位且触控电压电位高于第一电位；当触控脉冲结束时，触控信号回到第一电位；以及将触控信号从第一电位下降回到共同电压电位。
于一实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压电位提升至第一电位，其中第一电位高于共同电压电位；以第一电位为基准，开始施加触控脉冲(Touchpulse)；于触控脉冲内，先将触控信号从第一电位预充电(Pre-charge)至第二电位后降至一触控电压电位(Vtouch)，再从触控电压电位预放电(Pre-discharge)至共同电压电位后回升至第一电位，其中第二电位高于触控电压电位且触控电压电位高于第一电位；当触控脉冲结束时，触控信号回到第一电位；以及将触控信号从第一电位下降回到共同电压电位。
于一实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：内嵌式触控面板的源极线及/或闸极线施加触控相关信号(Ssg)。
于一实施例中，触控相关信号与内嵌式触控面板的触控信号具有相同频率但彼此的相位不同。
于一实施例中，触控相关信号的相位领先于触控信号的相位。
于一实施例中，触控相关信号的相位落后于触控信号的相位。
于一实施例中，内嵌式触控面板的触控感测器与共同电压电极彼此不电性连接，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，将共同电压电极切换为浮动电位(Floating)。
于一实施例中，内嵌式触控面板的触控信号包含多个脉冲。
于一实施例中，该多个脉冲分为至少一群脉冲。
于一实施例中，多个脉冲包含虚设脉冲(Dummy pulse)及触控脉冲(Touchpulse)，并且虚设脉冲与触控脉冲具有相同频率。
于一实施例中，内嵌式触控面板的触控信号具有周期性的波形。
于一实施例中，周期性的波形为矩形波、弦波或三角波。
于一实施例中，提供给内嵌式触控面板的一共同电压电极的一共同电压电极信号相对应于内嵌式触控面板的一触控信号，以降低内嵌式触控面板进行触控感测时的电阻电容负荷。
相较于现有技术，根据本发明的内嵌式触控面板驱动方法具有下列优点及功效：
(1)内嵌式触控面板的触控感测模式与显示模式采分时驱动，以提升信噪比。
(2)若利用内嵌式触控面板的显示周期的长水平空白区间(Long HorizontalBlanking Interval,LHBI)运作于触控感测模式下，将可具有相当充裕的充放电时间。
(3)通过预充电(Pre-charge)及预放电(Pre-discharge)的方式可有效缩短充放电所需的时间。
(4)对源极线(Source line)及/或闸极线(Gate line)施加与触控信号同频不同相的信号，以降低触控感测时的电阻电容负荷(RC loading)并可有效缩短充放电所需的时间。
(5)当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，共同电压电极(Commonelectrode)切换为浮动电位(Floating)或施加与触控信号相对应的信号，以有效降低触控感测时的电阻电容负荷。
(6)通过虚设脉冲(Dummy pulse)作为触控感测起始的缓冲，由以使得感测触控脉冲(Touch pulse)时能够收到正确的触控感测值。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附附图得到进一步的了解。
附图说明
图1及图2分别为On-Cell的电容式触控面板及内嵌式的电容式触控面板的叠层结构示意图。
图3为内嵌式触控面板利用影像信号中的空白区间(Blanking interval)输出触控驱动信号，以运作于触控模式下。
图4分别为垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。
图5为本发明的内嵌式触控面板驱动方法的流程图。
图6A为根据本发明的第一具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图。
图6B为对应于图6A的触控信号电位变化的时序图。
图7A为根据本发明的第二具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图。
图7B为对应于图7A的触控信号电位变化的时序图。
图8A为根据本发明的第三具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图。
图8B为对应于图8A的触控信号电位变化的时序图。
图9为当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，触控相关信号的相位落后于触控信号的相位的时序图。
图10为当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，触控相关信号的相位领先于触控信号的相位的时序图。
图11为当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，共同电压电极切换为浮动电位的时序图。
图12为内嵌式触控面板的触控信号包含虚设脉冲及触控脉冲的示意图。
主要元件符号说明：
1、2 叠层结构
10、20 基板
11、21 薄膜晶体管元件层
12、23 液晶层
13、24 彩色滤光层
14、25 玻璃层
15、22 触控感应层
16、26 偏光片
17、27 粘合剂
18、28 上覆透镜
SIM 影像信号
HSync 水平同步信号
VSync 垂直同步信号
STH 触控驱动信号
VBI 垂直空白区间
HBI 水平空白区间
LHBI 长水平空白区间
S50～S52、S620～S628、S720～S728、S820～S828 步骤
TP 触控脉冲
VCOM 共同电压电位
V1 第一电位
Vtouch 触控电压电位
V2 第二电位
PRC 预充电
PRD 预放电
SG1～SG3、SS1～SS3 触控相关信号
ST 触控信号
SVCOM 共同电压电极信号
VFL 浮动电位
DP 虚设脉冲
具体实施方式
根据本发明的一具体实施例为一种内嵌式触控面板驱动方法。于此实施例中，内嵌式触控面板驱动方法用以驱动一内嵌式触控面板，并且内嵌式触控面板为一内嵌式自电容触控面板(In-cell self-capacitive touch panel)，但不以此为限。
需说明的是，本发明的内嵌式触控面板驱动方法驱动内嵌式触控面板于不同时间分别运作于显示模式与触控模式下，亦即本发明的内嵌式触控面板的触控模式与显示模式是分时驱动。
请参照图3，内嵌式互电容触控面板利用影像信号SIM中的空白区间(Blankinginterval)输出触控驱动信号STH，以运作于触控模式下。内嵌式互电容触控面板会在非显示时序(亦即空白区间)进行触控感测。
亦请参照图4，图4分别为垂直空白区间、水平空白区间及长水平空白区间的示意图。于实际应用中，内嵌式互电容触控面板可根据不同驱动方式调整其使用的空白区间种类多寡。如图4所示，空白区间可包含垂直空白区间(Vertical Blanking Interval)VBI、水平空白区间(Horizontal Blanking Interval)HBI及长水平空白区间LHBI(LongHorizontal Blanking Interval)中的至少一种。其中，长水平空白区间LHBI的时间长度等于或大于水平空白区间HBI的时间长度。长水平空白区间LHBI可以是重新分配多个水平空白区间HBI而得或是长水平空白区间LHBI包含有垂直空白区间VBI。
请参照图5，图5为本发明的内嵌式触控面板驱动方法的流程图。如图5所示，于此实施例中，内嵌式触控面板驱动方法包含下列步骤：
步骤S50：分时驱动内嵌式触控面板的触控感测模式与显示模式；
步骤S52：利用内嵌式触控面板的显示周期的空白区间运作于触控感测模式下。
需说明的是，若本发明的内嵌式触控面板驱动方法利用内嵌式触控面板的显示周期的长水平空白区间LHBI运作于触控感测模式下，将可具有相当充裕的充放电时间，并且本发明的内嵌式触控面板驱动方法可通过预充电(Pre-charge)及预放电(Pre-discharge)的方式来有效地缩短充放电所需的时间。
接下来，将通过下列几个不同的实施例来详细说明本发明的内嵌式触控面板驱动方法以及其预充电/预放电方式。
首先，请参照图6A及图6B。图6A为根据本发明的第一具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图；图6B为对应于图6A的触控信号电位变化的时序图。
如图6A及图6B所示，于此实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
步骤S620：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压电位VCOM提升至第一电位V1，其中第一电位V1高于共同电压电位VCOM；
步骤S622：以第一电位V1为基准，开始施加触控脉冲(Touch pulse)TP；
步骤S624：于触控脉冲TP内，先将触控信号从第一电位V1提升至触控电压电位Vtouch后再降回第一电位V1，其中触控电压电位Vtouch高于第一电位V1；
步骤S626：当触控脉冲TP结束时，触控信号回到第一电位V1；
步骤S628：将触控信号从第一电位V1下降回到共同电压电位VCOM。
接着，请参照图7A及图7B。图7A为根据本发明的第二具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图；图7B为对应于图7A的触控信号电位变化的时序图。
如图7A及图7B所示，于此实施例中，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
步骤S720：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压电位VCOM提升至第一电位V1，其中第一电位V1高于共同电压电位VCOM；
步骤S722：以第一电位V1为基准，开始施加触控脉冲TP；
步骤S724：于触控脉冲TP内，先对触控信号进行预充电(Pre-charge)PRC，使其从第一电位V1升至第二电位V2，然后再从第二电位V2降至触控电压电位Vtouch，其中第二电位V2高于触控电压电位Vtouch且触控电压电位Vtouch高于第一电位V1；
步骤S726：当触控脉冲结束时，触控信号回到第一电位V1；
步骤S728：将触控信号从第一电位V1下降回到共同电压电位VCOM。
接着，请参照图8A及图8B。图8A为根据本发明的第三具体实施例的内嵌式触控面板驱动方法的流程图；图8B为对应于图8A的触控信号电位变化的时序图。
步骤S820：将内嵌式触控面板的触控信号从共同电压电位VCOM提升至第一电位V1，其中第一电位V1高于共同电压电位VCOM；
步骤S822：以第一电位V1为基准，开始施加触控脉冲TP；
步骤S824：于触控脉冲TP内，先对触控信号进行预充电PRC，使其从第一电位V1升至第二电位V2，然后从第二电位V2降至触控电压电位Vtouch，接着再对触控信号进行预放电(Pre-discharge)PRD，使其从触控电压电位Vtouch降至共同电压电位VCOM，然后再回升至第一电位V1，其中第二电位V2高于触控电压电位Vtouch且触控电压电位Vtouch高于第一电位V1；
步骤S826：当触控脉冲TP结束时，触控信号回到第一电位V1；
步骤S828：将触控信号从第一电位V1下降回到共同电压电位VCOM。
由上述实施例可知：本发明可通过预充电及预放电的方式来有效缩短充放电所需的时间。
需说明的是，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，本发明的内嵌式触控面板驱动方法可进一步对内嵌式触控面板的源极线及/或闸极线分别施加触控相关信号，并且触控相关信号与内嵌式触控面板的触控信号具有相同频率但彼此的相位不同，由以降低触控感测时的电阻电容负荷并可有效缩短充放电所需的时间。
举例而言，请参照图9及图10，图9为当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板的源极线及闸极线所分别施加的触控相关信号SG1～SG3及SS1～SS3的相位落后于触控信号ST的相位的时序图；图10为当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，内嵌式触控面板的源极线及闸极线所分别施加的触控相关信号SG1～SG3及SS1～SS3的相位领先于触控信号ST的相位的时序图。
此外，本发明的内嵌式触控面板的触控感测器与共同电压电极可彼此不电性连接。如图11所示，当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，本发明的内嵌式触控面板驱动方法可进一步将提供给共同电压电极的共同电压电极信号SVCOM切换为浮动电位(Floating)VFL，以有效降低触控感测时的电阻电容负荷，但不以此为限。
于另一实施例中，提供给共同电压电极的共同电压电极信号SVCOM亦可以是与触控信号相对应的信号，亦可有效降低触控感测时的电阻电容负荷，但亦不以此为限。
于实际应用中，内嵌式触控面板的触控信号ST可具有周期性的波形，例如矩形波、弦波或三角波等，但不以此为限。此外，内嵌式触控面板的触控信号可包含有多个脉冲，并且该多个脉冲可分为至少一群脉冲。
请参照图12，触控信号ST所包含的该多个脉冲包含虚设脉冲(Dummy pulse)DP及触控脉冲(Touch pulse)TP，并且虚设脉冲DP与触控脉冲TP具有相同频率，但不以此为限。需说明的是，触控信号ST中的虚设脉冲DP用以作为开始进行触控感测时的缓冲，由以使得真正感测到触控脉冲TP时，能够收到正确的触控感测值。
相较于现有技术，根据本发明的内嵌式触控面板驱动方法具有下列优点及功效：
(1)内嵌式触控面板的触控感测模式与显示模式采分时驱动，以提升信噪比。
(2)若利用内嵌式触控面板的显示周期的长水平空白区间运作于触控感测模式下，将可具有相当充裕的充放电时间。
(3)通过预充电及预放电的方式可有效缩短充放电所需的时间。
(4)对源极线及/或闸极线施加与触控信号同频不同相的信号，以降低触控感测时的电阻电容负荷并可有效缩短充放电所需的时间。
(5)当内嵌式触控面板运作于触控感测模式时，共同电压电极切换为浮动电位或施加与触控信号相对应的信号，以有效降低触控感测时的电阻电容负荷。
(6)通过虚设脉冲作为触控感测起始的缓冲，由以使得感测触控脉冲时能够收到正确的触控感测值。
由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所公开的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (21)

1.一种内嵌式触控面板驱动方法，用以驱动一内嵌式触控面板，其特征在于，包含下列步骤：
分时驱动该内嵌式触控面板的一触控感测模式与一显示模式，并利用该内嵌式触控面板的一显示周期的一空白区间运作于该触控感测模式下。
2.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该内嵌式触控面板为一内嵌式自电容触控面板。
3.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该空白区间包含一垂直空白区间、一水平空白区间及一长水平空白区间中的至少一种。
4.如权利要求3所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该长水平空白区间的时间长度等于或大于该水平空白区间的时间长度。
5.如权利要求3所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该长水平空白区间重新分配多个该水平空白区间而得。
6.如权利要求3所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该长水平空白区间包含该垂直空白区间。
7.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
将该内嵌式触控面板的一触控信号从一共同电压电位提升至一第一电位，其中该第一电位高于该共同电压电位；
以该第一电位为基准，开始施加一触控脉冲；
于该触控脉冲内，先将该触控信号从该第一电位提升至一触控电压电位后再降回该第一电位，其中该触控电压电位高于该第一电位；
当该触控脉冲结束时，该触控信号回到该第一电位；以及
将该触控信号从该第一电位下降回到该共同电压电位。
8.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
将该内嵌式触控面板的一触控信号从一共同电压电位提升至一第一电位，其中该第一电位高于该共同电压电位；
以该第一电位为基准，开始施加一触控脉冲；
于该触控脉冲内，先将该触控信号从该第一电位预充电至一第二电位后再降至一触控电压电位，其中该第二电位高于该触控电压电位且该触控电压电位高于该第一电位；
当该触控脉冲结束时，该触控信号回到该第一电位；以及
将该触控信号从该第一电位下降回到该共同电压电位。
9.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
将该内嵌式触控面板的一触控信号从一共同电压电位提升至一第一电位，其中该第一电位高于该共同电压电位；
以该第一电位为基准，开始施加一触控脉冲；
于该触控脉冲内，先将该触控信号从该第一电位预充电至一第二电位后降至一触控电压电位，再从该触控电压电位预放电至该共同电压电位后回升至该第一电位，其中该第二电位高于该触控电压电位且该触控电压电位高于该第一电位；
当该触控脉冲结束时，该触控信号回到该第一电位；以及
将该触控信号从该第一电位下降回到该共同电压电位。
10.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
将该内嵌式触控面板的一触控信号从一共同电压电位提升至一第一电位，其中该第一电位高于该共同电压电位；
以该第一电位为基准，开始施加一触控脉冲；
于该触控脉冲内，先将该触控信号从该第一电位提升至一触控电压电位，再从该触控电压电位预放电至该共同电压电位后回升至该第一电位，其中该触控电压电位高于该第一电位；
当该触控脉冲结束时，该触控信号回到该第一电位；以及
将该触控信号从该第一电位下降回到该共同电压电位。
11.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
该内嵌式触控面板的源极线及/或闸极线施加一触控相关信号。
12.如权利要求11所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该触控相关信号与该内嵌式触控面板的一触控信号具有相同频率但彼此的相位不同。
13.如权利要求12所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该触控相关信号的相位领先于该触控信号的相位。
14.如权利要求12所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该触控相关信号的相位落后于该触控信号的相位。
15.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该内嵌式触控面板的一触控感测器与一共同电压电极彼此不电性连接，该内嵌式触控面板驱动方法进一步包含下列步骤：
当该内嵌式触控面板运作于该触控感测模式时，将该共同电压电极切换为一浮动电位。
16.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该内嵌式触控面板的一触控信号包含多个脉冲。
17.如权利要求16所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该多个脉冲分为至少一群脉冲。
18.如权利要求16所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该多个脉冲包含虚设脉冲及触控脉冲，并且该虚设脉冲与该触控脉冲具有相同频率。
19.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该内嵌式触控面板的一触控信号具有一周期性的波形。
20.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，该周期性的波形为矩形波、弦波或三角波。
21.如权利要求1所述的内嵌式触控面板驱动方法，其特征在于，提供给该内嵌式触控面板的一共同电压电极的一共同电压电极信号相对应于该内嵌式触控面板的一触控信号，以降低该内嵌式触控面板进行触控感测时的电阻电容负荷。
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