CN110413141B - 触控显示器 - Google Patents

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Abstract

触控显示器包括像素阵列、滤光基板、屏蔽层、第一电阻以及触控感测层。像素阵列具有多个显示像素。滤光基板覆盖像素阵列。滤光基板具有相对的第一表面以及第二表面。屏蔽层配置在滤光基板的第一表面或第二表面上。第一电阻的第一端耦至屏蔽层，第一电阻的第二端接收参考电压。触控感测层覆盖在滤光基板的第一表面上。

Description

触控显示器
技术领域
本发明是有关于一种触控显示器，且特别是有关于一种可降低触控噪声的触控显示器。
背景技术
随着电子产品的普及化，具有多功能的人机界面的触控显示面板成为电子产品的重要配件。在多功能触控显示面板的开发上，整合手指触控感应功能已成标准配备，而主动式笔写功能技术日益成熟，并逐渐成为高阶机种的电子装置所必须搭配的工具。
在现今的技术中，主动笔特别容易受到外在噪声干扰。并且，主动笔对于所搭配应用的触控显示面板上所产生噪声也有特别要求。在习知技术领域中，像素阵列中的电气信号会产生周期性的电压摆荡状态，并产生固定的噪声。这些噪声通过触控显示器中寄生电容的耦合效应，会被传送至触控感测层上。如此一来，触控感测阵列所产生的触控感测的准确性将会大打折扣，影响到整体的效能。
发明内容
本发明提供一种触控显示器，可有效降低触控真的的噪声干扰。
本发明的触控显示器包括像素阵列、滤光基板、屏蔽层、第一电阻以及触控感测层。像素阵列具有多个显示像素。滤光基板覆盖像素阵列。滤光基板具有相对的第一表面以及第二表面。屏蔽层配置在滤光基板的第一表面或第二表面上。第一电阻的第一端耦至屏蔽层，第一电阻的第二端接收参考电压。触控感测层覆盖在滤光基板的第一表面上。
在本发明的一实施例中，上述的参考电压为接地电压。
在本发明的一实施例中，触控显示器更包括第二电阻。第二电阻的第一端耦接至第一电阻的第二端，第二电阻的第二端接收接地电压。
在本发明的一实施例中，上述的第一电阻的电阻值不大于第二电阻的电阻值。
在本发明的一实施例中，触控显示器更包括触控感测控制器。触控感测控制器耦接至触控感测层、屏蔽层以及第一电阻的第一端。
在本发明的一实施例中，上述的触控感测控制器接收触控感测层上的触控信号以及第一电阻的第一端上的参考信号。触控感测控制器使触控信号以及参考信号以作为差分信号对来执行信号处理动作。
在本发明的一实施例中，上述的屏蔽层为一透明导电膜层。
在本发明的一实施例中，上述的滤光基板的第一表面为滤光基板的外表面，滤光基板的第二表面为滤光基板的内表面。
在本发明的一实施例中，上述的滤光基板为彩色滤光基板。
基于上述，本发明通过使滤光基板相互重叠的屏蔽层通过电阻接收参考电压。藉由寄生电容耦合的方式，触控感测层上的触控信号以及屏蔽层上的参考信号可载有共模(common mode)的噪声。因此，通过差分信号对的处理方式，触控信号上的噪声可以被减低，提供触控感测的准确度。
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1为本发明一实施例的触控显示器的示意图。
图2为本发明另一实施例的触控显示器的示意图。
图3为本发明实施例的触控感测动作的信号波形示意图。
图4为的本发明实施例的触控感测控制器的实施方式。
图5A以及图5B分别为本发明另一实施例的触控显示器的示意图以及其电阻值以及噪声大小的关系图。
图6A以及图6B分别为本发明又一实施例的触控显示器的示意图以及其电阻值以及噪声大小的关系图。
其中，附图标记：
100、200、500、600：触控显示器
110、210、510、610：像素阵列
120、220、520、620：滤光基板
130、230、530、640：屏蔽层
R1、R2：电阻
250：触控感测控制器
140、240、540、640：触控感测层
S1：第一表面
S2：第二表面
CP1、CP2：寄生电容
VB：参考电压
GND：接地电压
DS1：触控信号
REF1：参考信号
DSOUT：触控结果
VCOM：共用电压
DA1：差分放大器
OP1：运算子
CS1：信号
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
请参照图1，图1为本发明一实施例的触控显示器的示意图。图1所示为触控显示器100的剖面图，触控显示器100包括像素阵列110、滤光基板120、屏蔽层130、电阻R1以及触控感测层140。像素阵列110上具有多个显示像素、连接显示像素的导线以及周边电路(未标示)。滤光基板120则覆盖像素阵列110，且不与像素阵列110相接触。滤光基板120具有相对的第一表面S1以及第二表面S2。在本实施例中，滤光基板120的第二表面S2面向像素阵列110。并且，滤光基板120与像素阵列110具有寄生电容CP2。
在本实施例中，屏蔽层130设置在滤光基板120的第一表面S1上，并与滤光基板120的第一表面S1相接触。屏蔽层130可以由透明导线材质所形成，例如氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)，或其他类似且为本领域具通常知识者所熟知的材质。在本实施例中，屏蔽层130也可以是像素阵列110外的透明导电膜层(out cell shielding layer)。值得注意的，屏蔽层130耦接至电阻R1的第一端，电阻R1的第二端则接收参考电压VB。也就是说，屏蔽层130可通过电阻R1以接收参考电压VB。
在另一方面，触控感测层140覆盖屏蔽层130以及滤光基板120，并且，滤光基板120的第一表面S1面向触控感测层140。触控感测层140与屏蔽层130以及滤光基板120并不相接触，并具有一寄生电容CP1。
在本实施例中，触控感测层140作为触控感测动作的主动面，而屏蔽层130则作为触控感测动作的基准面。在当触控显示器100工作时，像素阵列110上的所产生的噪声，将通过寄生电容CP2的耦合效应，并传送至屏蔽层130上。因此，作为触控感测动作的基准面上，将载有上述的噪声。另外，通过寄生电容CP1，上述的噪声也会耦合至触控感测层140上。也就是说，上述的噪声，将在触控显示器100上产生的触控信号以及屏蔽层130上的参考信号将形成共模的噪声。因此，在本发明实施中，触控显示器100仅需使触控显示器100上产生的触控信号以及屏蔽层130上的参考信号相减，即可降低触控信号上的噪声的能量。
在本实施例中，参考电压VB可以为0伏特的接地电压，或者参考电压VB也可以为非0伏特的正电压或负电压。
在请此注意，在本实施例中，屏蔽层130也可设置在滤光基板120的第二表面S2上，并与第二表面S2相接触。
此外，本实施例的滤光基板120为彩色滤光基板(color filter)，像素阵列110中可包括多路转换以及移位寄存器电路。滤光基板120以及像素阵列110皆可应用本领域具通常知识者所熟知的架构来实施，没有特定的限制。
以下请参照图2，图2为本发明另一实施例的触控显示器的示意图。触控显示器200包括像素阵列210、滤光基板220、屏蔽层230、电阻R1、触控感测层240以及触控感测控制器250。与前述实施例不同的，本实施例中的触控感测控制器250耦接至触控感测层240以及电阻R1的第一端，并分别由触控感测层240以及电阻R1的第一端接收触控信号DS1以及参考信号REF1。触控感测控制器250并使触控信号DS1以及参考信号REF1为差分信号对，并例如通过差分放大器来针对触控信号DS1以及参考信号REF1进行处理，以产生触控结果DSOUT。
请同步参照图2以及图3，其中图3为本发明实施例的触控感测动作的信号波形示意图。在图3中，像素阵列210在操作过程中会接收周期性切换的信号CS1。信号CS1的上升以及下降缘都会产生对应的噪声。这些噪声并通过寄生电容CP1和/或CP2被耦合至感测信号DS1以及参考信号REF1。
由图3可以清楚发现，基于噪声的来源是相同的，感测信号DS1以及参考信号REF1上所承载的噪声(突波的部分)，具有实质上相同的相位。因此，利用运算子OP1以使感测信号DS1以及参考信号REF1进行相减的动作，可以使所产生的感测信号DSOUT上的噪声的电压振幅明显减小。
接着请参照图4，关于上述运算子OP1的实施细节，可参照图4所示的本发明实施例的触控感测控制器的实施方式。触控感测控制器中可设置差分放大器DA1以实现运算子OP1。差分放大器DA1的二输入端可分别接收感测信号DS1以及参考信号REF1，并通过消除感测信号DS1以及参考信号REF1中的共模噪声，并产生触控结果DSOUT。
以下请参照图5A以及图5B，图5A以及图5B分别为本发明另一实施例的触控显示器的示意图以及其电阻值以及噪声大小的关系图。在图5A中，触控显示器500包括像素阵列510、滤光基板520、屏蔽层530、电阻R1以及触控感测层540。屏蔽层530覆盖在滤光基板520的外表面(第一表面S1)，滤光基板520并覆盖像素阵列510。触控感测层540覆盖滤光基板520的外表面，触控感测层540覆盖滤光基板520间并具有寄生电容CP1。
值得注意的，在本实施例中，屏蔽层530耦接至电阻R1的第一端，电阻R1的第二端并接收作为参考电压的接地电压GND。此外，通过调整电阻R1的电阻值大小，可以使触控结果上的噪声的电压峰值得到控制。其中，在本实施例中，在图5B中，电阻R1的电阻值越大，触控结果上的噪声的电压峰值则越低。
以下请参照图6A以及图6B，图6A以及图6B分别为本发明又一实施例的触控显示器的示意图以及其电阻值以及噪声大小的关系图。在图6A中，触控显示器600包括像素阵列610、滤光基板620、屏蔽层630、电阻R1、R2以及触控感测层640。屏蔽层630覆盖在滤光基板620的内表面(第二表面S2)，滤光基板620并覆盖像素阵列610。触控感测层640覆盖滤光基板620的外表面，触控感测层640覆盖滤光基板620间并具有寄生电容CP1。在本实施例中，屏蔽层630并接收共用电压VCOM。
值得注意的，在本实施例中，屏蔽层630耦接至电阻R1的第一端，电阻R1的第二端并接收参考电压VB。并且，电阻R1的第二端更耦接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端则接收接地电压。在此，参考电压VB的电压值大小可依据电阻R1以及R2的比例来决定。此外，通过调整电阻R1、R2的电阻值大小，可以使触控结果上的噪声的电压峰值得到控制。其中，在本实施例中，在图6B中，电阻R2的电阻值越大，触控结果上的噪声的电压峰值则越低，相对应的，若电阻R1的电阻值越小，则触控结果上的噪声的电压峰值则越低。因此，在本发明实施例中，要使触控结果具有相对小的电阻值，可使电阻R1的电阻值，不大于电阻R2的电阻值。
综上所述，本发明通过使遮蔽层通过电阻耦接至参考电压。如此一来，显示阵列动作过程所产生的噪声，可被耦合至屏蔽层以及触控感测层。通过使屏蔽层以及触控感测层上的参考信号与触控信号相减，可有效减低触控信号上的噪声的电压峰值，有效提升触控显示器的工作效能。
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 (9)

1.一种触控显示器，其特征在于，包括：
一像素阵列，具有多个显示像素；
一滤光基板，覆盖该像素阵列，具有相对的一第一表面以及一第二表面；
一屏蔽层，配置在该滤光基板的该第一表面或该第二表面上；
一第一电阻，其第一端耦接至该屏蔽层，该第一电阻的第二端接收一参考电压；
一触控感测层，覆盖在该滤光基板的该第一表面上；以及
一第二电阻，该第二电阻的第一端耦接至该第一电阻的第二端，该第二电阻的第二端接收一接地电压。
2.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，该参考电压为一接地电压。
3.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，该第一电阻的电阻值不大于该第二电阻的电阻值。
4.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，更包括：
一触控感测控制器，耦接至该触控感测层、该屏蔽层以及该第一电阻的第一端。
5.如权利要求4所述的触控显示器，其特征在于，该触控感测控制器接收该触控感测层上的一触控信号以及该第一电阻的第一端上的一参考信号，该触控感测控制器使该触控信号以及该参考信号作为一差分信号对来执行信号处理动作。
6.如权利要求5所述的触控显示器，其特征在于，该触控感测控制器包括：
一差分放大器，接收该差分信号对，并依据计算该触控信号以及该参考信号的差来产生触控结果。
7.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，该屏蔽层为一透明导电膜层。
8.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，该滤光基板的该第一表面为该滤光基板的外表面，该滤光基板的该第二表面为该滤光基板的内表面。
9.如权利要求1所述的触控显示器，其特征在于，该滤光基板为彩色滤光基板。
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