CN109685020A - 整合型触控显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种整合型触控显示装置及其驱动方法，其中该整合型触控显示装置包含显示面板、触控电路及光感电路。显示面板包含多个数据线及多个扫描线，分别电性连接于数据驱动单元及扫描驱动单元，使显示面板根据显示驱动信号更新显示画面。触控电路设置于显示面板上，且电性连接于触控检测单元，用以根据触控驱动信号执行触控检测。光感电路设置于该显示面板上，且电性连接于指纹识别单元，用以根据光感驱动信号执行指纹识别。整合型触控显示装置根据触控驱动信号或显示驱动信号，决定是否致能光感驱动信号。

Description

整合型触控显示装置及其驱动方法

技术领域

本公开内容涉及一种整合型触控显示装置，特别是一种兼具显示、触控检测及指纹识别的装置。

背景技术

随着科技的发展，“信息安全”成为消费者在使用电子装置时的一大重要考量。因此，许多电子装置设计有使用者认证机制(Authentication)，以控制数据的存取。在各种认证机制中，又以“指纹识别”最为常见，因为“指纹识别”易于整合在电子装置中，且是根据生物特征进行识别，具有较高的安全性。

目前，显示装置上常需要具备触控功能或指纹识别功能，因此，需要针对市场的需求，设计显示装置的结构及其驱动方法。

发明内容

本公开内容的一实施方式是一种整合型触控显示装置。整合型触控显示装置包含显示面板、触控电路及光感电路。显示面板包含多个数据线及多个扫描线。该些数据线电性连接于数据驱动单元，该些扫描线电性连接于扫描驱动单元，使得显示面板用以根据显示驱动信号于一帧周期间更新显示画面。触控电路设置于显示面板的第一基板上，电性连接于触控检测单元，用以根据触控驱动信号执行触控检测。光感电路设置于显示面板的第二基板上，电性连接于指纹识别单元，用以根据光感驱动信号执行指纹识别。整合型触控显示装置根据触控驱动信号或/及显示驱动信号决定是否致能(enable，使能)光感驱动信号。

本公开内容的另一实施方式是一种驱动方法，应用于一整合型触控显示装置。驱动方法包含下列步骤：通过显示面板，根据显示驱动信号更新显示画面。通过触控电路，根据触控驱动信号进行触控检测。根据触控驱动信号或/及显示驱动信号，致能光感驱动信号，以通过光感电路扫描指纹识别区域。在显示驱动信号或触控驱动信号处于致能准位(电平)时，禁能光感驱动信号。

如此，由于整合型触控显示装置能在确认触控驱动信号与显示驱动信号的当前状态后，判断触控驱动信号与显示驱动信号是否会对光感驱动信号造成干扰，再根据判断结果致能光感驱动信号，因此，能确保指纹识别的精确度。

附图说明

图1为根据本公开内容的部分实施例所示出的整合式触控显示装置的示意图。

图2为根据本公开内容的部分实施例所示出的显示面板的局部示意图。

图3为本公开内容的部分实施例中，整合式触控显示装置的时序示意图。

图4A～4E为根据本公开内容的不同实施例，整合式触控显示装置的时序图。

图5为根据本公开内容的部分实施例的驱动方法流程图。

附图标记说明：

100 整合型触控显示装置

110 显示面板

111 第一基板

112 第二基板

112a 第一控制器

112b 第二控制器

113 驱动层

113a 像素电极

114 液晶层

120 触控电路

130 光感电路

140 处理电路

141 数据驱动单元

142 扫描驱动单元

143 触控检测单元

144 指纹识别单元

150 背光元件

Sc 光感驱动信号

Sd 显示驱动信号

St 触控驱动信号

Se 增强信号

Sy 同步信号

stv 开始信号

ckv 时脉信号

ckv_w 时脉信号

oe 致能信号

TP 触控信号

VCOM 电极信号

P1 显示期间

P2 触控期间

P3 扫描期间

S01～S05 步骤

具体实施方式

以下将以附图公开本公开的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本公开。也就是说，在本公开内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出的。

于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、……等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

请参阅图1所示，是根据本公开内容的部分实施例所示出的一种整合型触控显示装置100的示意图。整合型触控显示装置100包含显示面板110、触控电路120及光感电路130。在本实施例中，显示面板110用以根据一影像数据，显示出一显示画面。触控电路120用以检测使用者的触控位置。光感电路130用以扫描一指纹识别区域，以检测使用者的指纹等生物信息。其中触控电路120可以是内嵌式触控显示面板(in cell touch displaypanel)。

请搭配图2所示，图2是根据本公开内容的部分实施例的显示面板110的局部示意图。显示面板110包含多个数据线DL及多个扫描线GL。该些数据线DL电性连接于数据驱动单元141，该些扫描线GL电性连接于扫描驱动单元142。在部分实施例中，数据驱动单元141及扫描驱动单元142设于处理电路140中，且处理电路140用以产生显示驱动信号Sd。显示面板110用以根据显示驱动信号Sd，在每一帧周期内更新显示画面。

在部分实施例中，显示面板110包含第一基板111及第二基板112。触控电路120设置于显示面板110的第一基板111上，且电性连接于处理电路140内的触控检测单元143，用以根据触控驱动信号St执行触控检测。光感电路130设置于显示面板110的第二基板112，且电性连接于处理电路140内的指纹识别单元144，用以根据光感驱动信号Sc执行指纹识别。根据触控驱动信号St或/及显示驱动信号Sd的致能与否，整合型触控显示装置100能决定是否致能光感驱动信号Sc，以执行指纹识别。在部分实施例中，第二基板112可以包含多个光感电路130，光感电路130中具有多个光感元件，可以根据外界的光线强度产生变化。举例而言，光感元件可以是受光强度而变化的光学膜，或者是电容式光学层，或者是具有二极管串接的晶体管形成的电容元件等，本公开内容并不以此为限。

如此，由于整合型触控显示装置100能先判断触控驱动信号St与显示驱动信号Sd是否被致能，或判断触控驱动信号St与显示驱动信号Sd的当前状态是否会干扰到光感驱动信号Sc，再根据判断结果致能光感驱动信号Sc，因此，可确保触控检测单元143在进行触控检测时，不会因为其他信号的干扰造成检测上的误差，从而提升了指纹识别的精准度。

为便于理解本公开内容的实施方式，在此详细说明显示面板110的结构组成如后。请参阅图1～图2所示，在部分实施例中，第一基板111与第二基板112的材质可以为大体上透明的玻璃或塑胶材质。此外，显示面板110还包含驱动层113及液晶层114。驱动层113及液晶层114是位于第一基板111及第二基板112之间。驱动层113上包含多个以阵列形式排列的像素电极113a，用以产生电场，以改变液晶层114中液晶的偏转角度。在部分实施例中，触控电路120包括多个触控感测电极，该些触控感测电极间保持有预定间隔，用以检测使用者的手部的触摸，并识别该触摸对应于显示面板110上的对应坐标。其中显示面板110的多个像素电路所需的晶体管元件是形成于驱动层113，于一实施例中，触控电路120所需要的元件是与像素电路的元件共同形成于驱动层113上，触控电路120所需的元件可以包含有晶体管及电容等，本公开内容并不以此为限。

在部分实施例中，数据驱动单元141、扫描驱动单元142、触控检测单元143及指纹识别单元144可为整合型触控显示装置100内的整合型芯片。

在部分实施例中，如图2所示，处理电路140能根据触控驱动信号St及显示驱动信号Sd先产生同步信号Sy，如此，指纹识别单元144即可根据同步信号Sy，得知触控驱动信号St及显示驱动信号Sd的实时状态，并选择致能或禁能光感驱动信号Sc。举例而言，如图2所示，触控检测单元143及指纹识别单元144可被实施为第二基板112上的第一控制器112a及第二控制器112b，用以产生触控驱动信号St及光感驱动信号Sc(如：第一控制器112a用以产生“垂直方向”触控驱动信号St及光感驱动信号Sc，第二控制器112b则用以产生“水平方向”触控驱动信号St及光感驱动信号Sc)。数据驱动单元141或扫描驱动单元142能将显示驱动信号Sd传递给第二控制器112b，以确认显示驱动信号Sd的当前状态，同时，第二控制器112b能一并确认触控驱动信号St的当前状态，以产生同步信号Sy，进而判断是否适合致能光感驱动信号Sc。在部分实施例中，触控检测单元143、指纹识别单元144、第一控制器112a及第二控制器112b可被整合在同一个控制装置内(如图1所示的处理电路)。

请参阅图1～图3所示，其中图3为本公开内容的部分实施例中，整合型触控显示装置100的时序图。在部分实施例中，显示面板110在一帧周期F内更新显示画面。帧周期F包含至少一次的显示期间P1及触控期间P2。显示面板110是在显示期间P1时更新显示画面，触控电路120则在触控期间P2时执行触控检测。在其他部分实施例中，显示期间P1及触控期间P2可为多个，亦即，显示面板110可分段更新画面或分段执行触控检测。如图3所示，在部分实施例中，显示驱动信号Sd包含开始信号stv、时脉信号ckv及致能信号oe。触控驱动信号St包含触控信号TP及电极信号VCOM。开始信号stv为每一帧周期F的起始同步信号，用以作为致能帧周期F的通知信号的功能。时脉信号ckv用以当扫描驱动单元142致能时，使显示面板110据以驱动扫描线GL，在帧周期F内反复具有高低位准的交流信号。致能信号oe为数据驱动单元141致能时的同步信号，在帧周期F内反复具有高低位准的交流信号。触控信号TP用以致能触控电路120，在本实施例中，触控信号TP为低电位时，触控电路120据以执行触控检测。电极信号VCOM在帧周期F内反复具有高低位准的交流信号，使触控电路120据以依序检测每个触控感测电极的当前状态(例如：电容变化)。由于本领域人士能理解触控面板的显示原理及触控原理，故在此即不赘述显示驱动信号Sd、触控驱动信号St的运行细节。

在部分实施例中，整合型触控显示装置100选择在多个帧周期F中的其中一个帧周期F来执行指纹识别。在部分实施例中，当显示驱动信号Sd或触控驱动信号St处于致能准位时，指纹识别单元144将会禁能光感驱动信号Sc，避免禁能光感驱动信号Sc受到干扰。根据不同的驱动方式，识别期间P3可位于触控期间P1或触控期间P2，详情将于后文详述。

在此以图4A～图4E为例，说明本公开内容的各种驱动方法如后。请参阅图4A所示，在部分实施例中，整合型触控显示装置100是选择其中一个帧周期F，并在此一帧周期F中，停止更新显示画面及停止触控检测，以避免显示驱动信号Sd或触控驱动信号St干扰到光感驱动信号Sc。如图4A所示，在帧周期F中，数据驱动单元141及扫描驱动单元142禁能显示驱动信号Sd，且触控检测单元143禁能该触控驱动信号St。此时，同步信号Sy将可于此一帧周期F中出现一致能准位(如：低电压准位)，以表示此一帧周期F中可进行指纹识别。亦即，指纹识别单元144可于此一帧周期F中的任何时刻进行指纹识别。

在部分实施例中，整合型触控显示装置100选择其中一个帧周期F，并在此一帧周期F中，停止执行触控检测，以便于触控期间P2中进行指纹识别。如图4B所示，于触控期间P2内，触控检测单元143禁能触控驱动信号St，使指纹识别单元144于触控期间P2致能光感驱动信号Sc。亦即，指纹识别单元144可于此一帧周期F中触控期间P2内的任何时刻进行指纹识别。

在部分实施例中，整合型触控显示装置100选择其中一个帧周期F，并在此一帧周期F中，停止更新显示画面，以便于显示期间P1中进行指纹识别。由于一帧周期F的时间极短，因此显示画面的显示效果并不会因此降低。如图4C所示，在显示期间P1内，数据驱动单元141及扫描驱动单元142禁能显示驱动信号Sd，使指纹识别单元144于显示期间P1致能光感驱动信号Sc。亦即，指纹识别单元144可于此一帧周期F中显示期间P1内的任何时刻进行指纹识别。

在部分实施例中，整合型触控显示装置100选择其中一个帧周期F，并在此一帧周期F的触控期间P2内进行指纹识别。由于触控检测单元143是依序扫描显示画面上的不同位置，以检测使用者的手部位置，因此，只要指纹识别区域能避开触控电路120的检测区域，光感驱动信号Sc即不会受到干扰。请参阅图1及图4D所示，其中ckv_w是触控检测单元143发送的时脉信号，用以与触控驱动信号St相搭配。指纹识别单元144在触控期间P2内致能光感驱动信号Sc。处理电路140能判断触控电路120当前检测的检测区域，以产生同步信号Sy，当触控电路120的检测区域对应于指纹识别区域时，同步信号Sy为高电压准位，指纹识别单元144会暂时禁能光感驱动信号Sc。当触控电路120的检测区域并未对应于指纹识别区域时，同步信号Sy为低电压准位，此时指纹识别单元144致能光感驱动信号Sc。

在部分实施例中，整合型触控显示装置100选择其中一个帧周期F，并在此一帧周期F的显示期间P1内进行指纹识别。由于在显示期间P1时，显示面板110是依序驱动每一列的像素电极113a，因此，只要显示面板110当前的驱动区域避开触控电路120的检测区域，光感驱动信号Sc即不会受到干扰。如图4E所示，指纹识别单元144是在显示期间P1内致能光感驱动信号Sc。处理电路140能判断显示面板110当前驱动的驱动区域，当显示面板110的驱动区域对应于指纹识别区域时，同步信号Sy是被控制于低电压准位，且指纹识别单元144禁能该光感驱动信号Sc。当显示面板110的驱动区域并未对应于指纹识别区域时，同步信号是被控制于高电压准位，且指纹识别单元144致能光感驱动信号Sc。

在部分实施例中，整合型触控显示装置还可以包含背光元件150。背光元件150是设置于整合型触控显示装置100中对应于显示面板110的位置，例如：设于第一基板111的下方，在指纹识别单元144致能光感驱动信号Sc前，处理电路140会先传送增强信号Se给背光元件150，使背光元件150根据增强信号Se对指纹识别区域130a投射背光光线。如此，能确保指纹识别单元144能清楚地识别使用者的指纹。

请参阅图5所示，是本公开内容的部分实施例中，整合型触控显示装置100的驱动方法。驱动方法包括下列步骤：首先，在步骤S01中，显示面板110根据显示驱动信号Sd更新显示画面，且触控电路120根据触控驱动信号St进行触控检测。在步骤S02中，处理电路140根据触控驱动信号St及显示驱动信号Sd的当前状态，产生同步信号Sy。

接着，在步骤S03中，指纹识别单元144根据同步信号Sy致能光感驱动信号Sc，以扫描显示面板110上的指纹识别区域。在步骤S04中，处理电路140判断显示驱动信号Sd或触控驱动信号St是否处于致能准位？若是，则在步骤S05中，指纹识别单元144将禁能光感驱动信号Sc；若否，则回到步骤S03，以完成指纹扫描。

如图4A～图4E的实施例所述，在部分实施例中，整合型触控显示装置100的驱动方法包含至少五种致能光感驱动信号Sc的方式。

第一种实施例是使光感驱动信号Sc完全避开显示驱动信号Sd或触控驱动信号St。亦即，在部分实施例中，处理电路140于一帧周期F中禁能显示驱动信号Sd及触控驱动信号St，同时在帧周期F中，致能光感驱动信号Sc。

第二种实施例是使光感驱动信号Sc完全避开触控驱动信号St。亦即，在部分实施例中，处理电路140于一触控期间P2内禁能触控驱动信号St，且于触控期间P2内致能光感驱动信号Sc。

第三种实施例是使光感驱动信号Sc完全避开显示驱动信号Sd。亦即，在部分实施例中，处理电路140于一显示期间P1内禁能显示驱动信号Sd，且于显示期间P1致能光感驱动信号Sc。

第四种实施例是使光感驱动信号Sc选择性地避开触控驱动信号St。亦即，在部分实施例中，处理电路140于触控期间P2内致能光感驱动信号Sc。同时，处理电路140将判断触控电路120的检测区域是否对应于光感电路130的指纹识别区域？若是，则禁能光感驱动信号Sc。

第五种实施例是使光感驱动信号Sc选择性地避开显示驱动信号Sd。亦即，在部分实施例中，处理电路140于显示期间P1内致能光感驱动信号Sc。同时，处理电路140能判断显示面板110的驱动区域是否对应于指纹识别区域？若是，则禁能光感驱动信号Sc。

在本公开内容的各实施例中，处理电路140能根据触控驱动信号St及显示驱动信号Sd的当前状态产生同步信号Sy，使指纹识别单元144致能或禁能光感信号。而根据不同的实施方式，处理电路140能选择在显示期间P1或触控期间P2进行指纹扫描，并使光感电路130避开触控驱动信号St及显示驱动信号Sd的干扰，因此，整合型触控显示装置100的指纹扫描精确度将能因此大幅提升。

虽然本公开内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明内容，任何本领域技术人员，在不脱离本发明内容的构思和范围内，当可作各种变动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (16)

1.一种整合型触控显示装置，包含：

一显示面板，包含多个数据线及多个扫描线，其中所述多个数据线电性连接于一数据驱动单元，所述多个扫描线电性连接于一扫描驱动单元，使得该显示面板用以根据一显示驱动信号于一帧周期间更新一显示画面；

一触控电路，设置于该显示面板的一第一基板上，电性连接于一触控检测单元，用以根据一触控驱动信号执行触控检测；以及

一光感电路，设置于该显示面板的一第二基板上，电性连接于一指纹识别单元，用以根据一光感驱动信号执行指纹识别，其中该整合型触控显示装置根据该触控驱动信号或/及该显示驱动信号决定是否致能该光感驱动信号。

2.如权利要求1所述的整合型触控显示装置，其中该数据驱动单元、该扫描驱动单元、该触控检测单元及该指纹识别单元为一整合型芯片。

3.如权利要求1所述的整合型触控显示装置，其中在该显示驱动信号或该触控驱动信号处于一致能准位时，该指纹识别单元用以禁能该光感驱动信号。

4.如权利要求3所述的整合型触控显示装置，其中在该帧周期中，该数据驱动单元及该扫描驱动单元用以禁能该显示驱动信号，且该触控检测单元用以禁能该触控驱动信号。

5.如权利要求3所述的整合型触控显示装置，其中于一触控期间内，该触控检测单元用以禁能该触控驱动信号，且该指纹识别单元于该触控期间用以致能该光感驱动信号。

6.如权利要求3所述的整合型触控显示装置，其中于一显示期间内，该数据驱动单元及该扫描驱动单元用以禁能该显示驱动信号，且该指纹识别单元于该显示期间用以致能该光感驱动信号。

7.如权利要求3所述的整合型触控显示装置，其中该光感电路用以扫描一指纹识别区域，该指纹识别单元是在一触控期间内用以致能该光感驱动信号，且在该触控电路的一检测区域对应于该指纹识别区域时，该指纹识别单元用以禁能该光感驱动信号。

8.如权利要求3所述的整合型触控显示装置，其中该光感电路用以扫描一指纹识别区域，该指纹识别单元是在一显示期间内用以致能该光感驱动信号，且在该显示面板的一驱动区域对应于该指纹识别区域时，该指纹识别单元用以禁能该光感驱动信号。

9.如权利要求1所述的整合型触控显示装置，还包含：

一背光元件，设置于该整合型触控显示装置中对应于该显示面板的位置，其中在该指纹识别单元致能该光感驱动信号前，该背光元件根据一增强信号用以对该指纹识别区域投射一背光光线。

10.如权利要求1所述的整合型触控显示装置，还包含：

一处理电路，用以根据该触控驱动信号及该显示驱动信号产生一同步信号，使该指纹识别单元根据该同步信号致能或禁能该光感驱动信号。

11.一种驱动方法，应用于一整合型触控显示装置，该驱动方法包含：

通过一显示面板，根据一显示驱动信号更新一显示画面；

通过一触控电路，根据一触控驱动信号进行触控检测；

根据该触控驱动信号或/及该显示驱动信号，致能一光感驱动信号，以通过一光感电路，扫描一指纹识别区域；以及

在该显示驱动信号或该触控驱动信号处于一致能准位时，禁能该光感驱动信号。

12.如权利要求11所述的驱动方法，还包含：

于一帧周期中，禁能该显示驱动信号及该触控驱动信号，以在该帧周期中，致能该光感驱动信号。

13.如权利要求11所述的驱动方法，还包含：

于一触控期间内，禁能该触控驱动信号，且于该触控期间内致能该光感驱动信号。

14.如权利要求11所述的驱动方法，还包含：

于一显示期间内，禁能该显示驱动信号，且于该显示期间致能该光感驱动信号。

15.如权利要求11所述的驱动方法，还包含：

于一触控期间内，致能该光感驱动信号，且在该触控电路的一检测区域对应于该指纹识别区域时，禁能该光感驱动信号。

16.如权利要求11所述的驱动方法，还包含：

于一显示期间内，致能该光感驱动信号，且在该显示面板的一驱动区域对应于该指纹识别区域时，禁能该光感驱动信号。