CN106708304B - 触控显示面板及相关的驱动电路及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种触控显示面板及相关的驱动电路及驱动方法，驱动电路用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式，其包含了一显示数据产生电路以及一触控电路。当操作在该显示模式时，该显示数据产生电路传送显示数据至该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中；以及当操作在该触控模式时，该触控电路传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。

Description

触控显示面板及相关的驱动电路及驱动方法
技术领域
本发明有关于一种触控显示面板，尤指一种内嵌式触控显示面板与相关的驱动电路及驱动方法。
背景技术
在传统的内嵌式(in cell)触控显示面板中，显示模式与触控模式是交替不断进行的，而由于面板在显示不同颜色/亮度时液晶的旋转角度会不一样，即有不一样的介电常数，因此，共同电极与栅极线/数据线之间的电容便会随着影像画面的颜色/亮度不同而跟着变化，进而造成杂讯干扰并影响到后续的触控检测的准确度。另外，在部分消除此杂讯干扰的技术中，会透过更改共同电极设计的方式再加上相关的信号控制机制来解决此一问题，但这些相关技术会需要更改光罩设计而导致成本的增加。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种触控显示面板与相关的驱动电路及驱动方法，其可利用显示画面的空档进行触控检测，并尽可能不要变动到面板的设计架构，以解决先前技术的问题。
依据本发明一实施例，揭露了一种触控显示面板的驱动电路，其用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式，且包含了一显示数据产生电路以及一触控电路。当操作在该显示模式时，该显示数据产生电路传送显示数据至该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中；以及当操作在该触控模式时，该触控电路传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
依据本发明另一实施例，一种触控显示面板的驱动方法包含有：选择性地操作在一显示模式或是一触控模式；当操作在该显示模式时，传送显示数据至该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中；以及当操作在该触控模式时，传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
依据本发明另一实施例，一触控显示面板包含有一像素阵列、一共同电极以及一驱动电路，其中该驱动电路耦接于该像素阵列与该共同电极，且用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式。当该驱动电路操作在该显示模式时，该驱动电路传送显示数据至该像素阵列的多条数据线中；以及当操作在该触控模式时，该驱动电路传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的触控显示面板的示意图。
图2为依据本发明一实施例的源极驱动电路的示意图。
图3为依据本发明一实施例的在显示模式与触控模式时共同电极、栅极线与数据线上所施加的信号的示意图。
图4为依据本发明一实施例的触控显示面板的驱动方法的流程图。
符号说明
100 触控显示面板
110 像素阵列
120_1～120_X 源极驱动电路
130_1～130_Y 栅极驱动器
140 共同电极控制电路
202 多工电路
210 显示数据产生电路
220_1～220_K 触控电路
222 操作放大器
400～406 步骤
CFB 回授电容
G1～GN 栅极线
P1 像素电极
S1～SM 数据线
TFT 薄膜晶体管
VCOM1～VCOMM 共同电极
具体实施方式
请参考图1，其为依据本发明一实施例的触控显示面板100的示意图。如图1所示，触控显示面板100包含了一像素阵列110以及一驱动电路，其中，在本实施例中，像素阵列110包含了互相交错的栅极线G1～GN及数据线S1～SM、多个薄膜晶体管TFT与其像素电极P1；而驱动电路则包含了源极驱动电路120_1～120_X及栅极驱动器130_1～130_Y，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，驱动电路可仅包含单一个源极驱动电路或是单一个栅极驱动器，或是整合于单一个晶片中，且栅极驱动器也可采用栅极驱动电路基板技术(Gateon Array，GOA)直接制作于玻璃基板上。
在本实施例中，触控显示面板100为一内嵌式(in cell)横向电场效应(In PlaneSwitching，IPS)触控显示面板，因此，图1亦绘示了多个条状的共同电极VCOM1～VCOMM，其中共同电极VCOM1～VCOMM彼此相连且由一共同电极控制电路140来进行控制，且共同电极VCOM1～VCOMM与像素电极P1之间的电压差可用来控制液晶的旋转角度。需注意的是，由于IPS触控显示面板的架构已为本领域具有通常知识者所熟知，再加上本发明的主要特征是在于驱动电路的操作部分，故图1的有关于触控显示面板架构的细节部分在此不予赘述。
请参考图2，其为依据本发明一实施例的源极驱动电路120_1的示意图，其中，图1中其他的源极驱动电路120_2～120_X亦可采用图2所示的架构。如图2所示，源极驱动电路120_1包含了一多工电路202、一显示数据产生电路210以及多个触控电路220_1～220_K，其中每一个触控电路220_1～220_K包含了一操作放大器222、一回授电容CFB及三个端点N1、N2及Nout。在图2中，多工电路202用来选择性地将数据产生电路210或是触控电路220_1～220_K连接到数据线S1～SM；显示数据产生电路210的架构如同已知的源极驱动器，由于本领域具有通常知识者应能了解到已知源极驱动器的架构及操作，故显示数据产生电路210的细节不予赘述。另外，每一个触控电路220_1～220_K中的端点N1则是用来连接到多条数据线，例如触控电路220_1的端点N1透过多工电路202同时连接到数据线S1～S10、触控电路220_2的端点N1透过多工电路202同时连接到数据线S11～S20、触控电路220_3的端点N1透过多工电路202同时连接到数据线S21～S30、以此类推；每一个触控电路220_1～220_K中的端点N2则是用来接收一用来进行触碰检测的驱动信号，其用来使得端点N1可以与端点N2具有相同的信号波形，并藉此将该驱动信号传送至数据线S1～SM中；以及每一个触控电路220_1～220_K中的端点Nout则是用来检测数据线上的电容变化，以产生一触碰检测结果。
触控显示面板100用来在一个图帧的显示期间内多次地交替操作在显示模式与触控模式，其中当操作在显示模式时，触控显示面板100用来显示影像数据；而当操作在触控模式时，触控显示面板100便用来检测是否有压触点在其上。详细来说，请同时参考图1～3，其中图3为依据本发明一实施例的在显示模式与触控模式时共同电极、栅极线与数据线上所施加的信号的示意图，需注意的是，图3仅绘示出部分栅极线的驱动方式，栅极线G1～GN被分为多个群组，且每一个群组均包含了5条栅极线，但此仅为一范例说明，而非作为本发明的限制。在图3中，首先，触控显示面板100与驱动电路操作在触控模式，此时栅极驱动器130_1同时开启像素阵列110中的栅极线G1～G5，以使得栅极线G1～G5上像素中的薄膜晶体管TFT处于导通的状态，此时一具有电位交替波形(toggle pattern)的驱动信号被输入到源极驱动电路120_1～120_X中触控电路220_1～220_K的端点N2，以使得该驱动信号可以透过端点N1及多工电路202传送到数据线S1～SM中。此时，触控电路220_1～220_K便可以藉由检测端点Nout上的电压变化以检测栅极线G1～G5与数据线S1～SM上的区域是否有触碰点存在；在另一实施例中，该驱动信号的信号波形可以是在三个或更多个电压电位间切换，而对应的栅极线和数据线上的电压则随驱动信号的波形而变化；在又另一实施例中，该驱动信号的信号波形可以是一正弦波，而对应的栅极线和数据线上的电压则随驱动信号的波形而变化。
共同电极控制电路140同时也会同步地控制共同电极VCOM1～VCOMM，使其具有与对应数据线的驱动信号相同的信号波形(有相同的电压变化)，以避免共同电极VCOM1～VCOMM与数据线S1～SM之间电容负载的效应，进而提升触控电路220_1～220_K在进行触控检测的准确度。
此外，由于在触控模式时会同步开启栅极线G1～G5，因此，栅极线G1～G5上的像素的像素电极P1的电压值会被洗掉，因此，触控显示面板100与驱动电路在操作在触控模式之后需要立刻操作在显示模式，以将显示数据立刻写入到栅极线G1～G5上的像素中。详细来说，在显示模式中，栅极驱动器130_1会循序开启栅极线G1～G5(同一时间只有一条栅极线会开启)，而显示数据产生电路210会将显示数据透过多工电路202及数据线S1～SM写入到栅极线G1～G5上的像素中。如上所述，由于操作在触控模式的时间很短，再加上紧接着会立刻操作在显示模式以将遗失的显示数据立刻写入，因此可以避免被使用者所察觉而造成观看不适的问题。
接着，触控显示面板100与驱动电路再次操作在触控模式，此时栅极驱动器130_1同时开启像素阵列110中的栅极线G6～G10，以使得栅极线G6～G10上像素中的薄膜晶体管TFT处于导通的状态，此时具有电位交替波形的该驱动信号被输入到源极驱动电路120_1～120_X中触控电路220_1～220_K的端点N2，以使得该驱动信号可以透过端点N1及多工电路202传送到数据线S1～SM中。此时，触控电路220_1～220_K便可以藉由检测端点Nout上的电压变化以检测栅极线G6～G10与数据线S1～SM上的区域是否有触碰点存在。同时，共同电极控制电路140也会同步地控制共同电极VCOM1～VCOMM上具有与该驱动信号相同的信号波形。
类似地，由于栅极线G6～G10上的像素的像素电极P1的电压值会被洗掉，因此，触控显示面板100与驱动电路在操作在触控模式之后需要立刻操作在显示模式，以将显示数据立刻写入到栅极线G6～G10上的像素中。详细来说，在显示模式中，栅极驱动器130_1会循序开启栅极线G6～G10(同一时间只有一条栅极线会开启)，而显示数据产生电路210透过多工电路202及数据线S1～SM将显示数据写入到栅极线G6～G10上的像素中。
接下来，触控显示面板100与驱动电路接下来会持续反复操作在触控模式与显示模式，直到完成一整个图帧的触碰检测及影像显示。
另外，需注意的是，在第3图所示的实施例中，在触控模式时，共同电极VCOM1～VCOMM会具有与输入至与数据线S1～SM之该驱动信号完全相同的信号波形，然而，本发明并不以此为限。在本发明之其他实施例中，共同电极VCOM1～VCOMM可以具有与该驱动信号部分相同的信号波形，而不需要是完全相同的信号波形；举例而言，波形变化的时间相同，但振幅变化量不完全相同，或者振幅变化量相同，但波形变化的时间不完全相同。上述的实施变化方式也可以减缓共同电极所造成的杂讯干扰，进而提升触控检测的准确度，故相关的设计变化均应隶属于本发明的范畴。
如上所述，由于以上实施例系分时使用像素以获得触碰检测资讯并进行影像显示，且是透过数据线上的电容变化来进行触碰检测，因此，像素阵列110的制程及设计均不需要进行设计上的变化，而仅需要改变驱动电路的设计以及驱动时序便可达到良好的效果，故可以在节省成本的情形下来达到降低杂讯干扰的功效。
请参考图4，其为依据本发明一实施例的触控显示面板的驱动方法的流程图。参考图1-4，流程叙述如下：
步骤400：开始。
步骤402：选择性地操作在一显示模式或是一触控模式。
步骤404：当操作在该显示模式时，传送显示数据至触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中。
步骤406：当操作在该触控模式时，传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
以下举一实际例子来对以上的实施例来进行说明，以4英寸屏幕且解析度为1280*720的触控显示面板为例，其栅极线有1280条，且数据线有720*3条，假设所要求的触碰检测准度为5厘米，则可以将1280条栅极线分为22个群组，基本上每一个群组包含58条栅极线，剩下的4条栅极线可以连接到共同电压电位或是并入其他的群组中。假设触控显示面板的扫描速率为60Hz，则显示一图帧的时间约为16.6毫秒(ms)，每一个群组操作在触控模式及显示模式的时间总合约为755微秒(16.6ms/22～755us)，且在一范例中，每一个群组操作在触控模式的时间可以是200us，而操作在显示模式的时间可以是555us，即在显示模式时每一条栅极线的驱动时间约是9.6us。因此，在此范例中，触控显示面板的操作时序为：(1)将第一个群组的58条栅极线同时开启，并以200us的时间将数据线连接到控制及检测电路220_1～220_K以进行触碰检测；(2)将第一个群组的58条栅极线关闭；(3)依序使用9.6us的时间开启第一个群组的58条栅极线，并将数据线连接到显示数据产生电路210，以将显示数据写入到此58条栅极线上的像素电极中；(4)重复上述第(1)～(3)的步骤以进行第下一个群组的58条栅极线的操作，直到最后一个群组为止。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种触控显示面板的驱动电路，用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式，包括:
一显示数据产生电路，于该驱动电路操作在该显示模式时，传送显示数据至该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中，其中该像素阵列包括互相交错的多条栅极线以及该多条数据线，该多条栅极线被分为多个群组；以及
一触控电路，于该驱动电路操作在该触控模式时，该驱动电路开启该多个群组中的其中一个群组的栅极线，传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行该其中一个群组的栅极线与该多条数据线上的区域的触碰检测。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，在显示单一个图帧的显示数据的时间内，该驱动电路会多次地在该触控模式与该显示模式之间切换。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，在显示单一个图帧的显示数据的时间内，当每一次该驱动电路操作在该触控模式时，该驱动电路同时开启该像素阵列中的多条栅极线，且该触控电路传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，在该驱动电路同时开启该像素阵列中的多条栅极线，该触控电路传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测的步骤之后：该驱动电路切换至该显示模式，并循序开启该多条栅极线，且该显示数据产生电路循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
5.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，每一个群组均包含了多条栅极线；以及在显示单一个图帧的显示数据的时间内，针对每一个群组，该驱动电路先操作在该触控模式，且该驱动电路同时开启该群组中的该多条栅极线，该触控电路传送该驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测；以及该驱动电路紧接着操作在该显示模式，该显示数据产生电路循序开启该群组中的该多条栅极线，且循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该驱动电路控制该触控显示面板的一共同电极中的至少一部分具有与该驱动信号部分相同的信号波形。
7.一种触控显示面板的驱动方法，包含有：
选择性地操作在一显示模式或是一触控模式；以及
当操作在该显示模式时，传送显示数据至该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线中，其中该像素阵列包括互相交错的多条栅极线以及该多条数据线，该多条栅极线被分为多个群组；且当操作在该触控模式时，开启该多个群组中的其中一个群组的栅极线，传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行该其中一个群组的栅极线与该多条数据线上的区域的触碰检测。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，还包含有：
在显示单一个图帧的显示数据的时间内，多次地在该触控模式与该显示模式之间切换。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，还包含有：
在显示单一个图帧的显示数据的时间内，当每一次操作在该触控模式时，同时开启该像素阵列中的多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，在同时开启该像素阵列中的多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测的步骤之后，该驱动方法另包含有：
切换至该显示模式，并循序开启该多条栅极线，且循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
11.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，每一个群组均包含了多条栅极线，该驱动方法另包含有：
在显示单一个图帧的显示数据的时间内，针对每一个群组，先操作在该触控模式，且同时开启该群组中的该多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测；以及
紧接着操作在该显示模式，并循序开启该群组中的该多条栅极线，且循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
12.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，另包含有：
控制该触控显示面板的一共同电极中的至少一部分具有与该驱动信号部分相同的信号波形。
13.一触控显示面板，包含有：
一像素阵列；
一共同电极，设置于该像素阵列上；以及
一驱动电路，耦接于该像素阵列与该共同电极，用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式；
其中当该驱动电路操作在该显示模式时，该驱动电路传送显示数据至该像素阵列的多条数据线中，其中该像素阵列包括互相交错的多条栅极线以及该多条数据线，该多条栅极线被分为多个群组；以及当操作在该触控模式时，该驱动电路开启该多个群组中的其中一个群组的栅极线，该驱动电路传送一驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行该其中一个群组的栅极线与该多条数据线上的区域的触碰检测。
14.如权利要求13所述的触控显示面板，其特征在于，在显示单一个图帧的显示数据的时间内，该驱动电路会多次地在该触控模式与该显示模式之间切换。
15.如权利要求14所述的触控显示面板，其特征在于，在显示单一个图帧的显示数据的时间内，当每一次该驱动电路操作在该触控模式时，该驱动电路同时开启该像素阵列中的多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测。
16.如权利要求15所述的触控显示面板，其特征在于，在该驱动电路同时开启该像素阵列中的多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，且检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测的步骤之后：该驱动电路切换至该显示模式，并循序开启该多条栅极线，且循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
17.如权利要求14所述的触控显示面板，其特征在于，每一个群组均包含了多条栅极线；以及在显示单一个图帧的显示数据的时间内，针对每一个群组，该驱动电路先操作在该触控模式，且该驱动电路同时开启该群组中的该多条栅极线，并传送该驱动信号至该多条数据线中，并检测该多条数据线上的电容变化以进行触碰检测；以及该驱动电路紧接着操作在该显示模式，并循序开启该群组中的该多条栅极线，且循序将对应于该多条栅极线上的像素的显示数据传送至该多条数据线中。
18.如权利要求13所述的触控显示面板，其特征在于，该驱动电路控制该触控显示面板的一共同电极中的至少一部分具有与该驱动信号部分相同的信号波形。
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