CN110489002A - 驱动器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种驱动器装置用以驱动电子纸显示面板进行触控感测操作。驱动器装置包括扫描装置以及感测装置。扫描装置用以扫描电子纸显示面板上多个感测区块,以进行触控感测操作。各感测区块包括一或多个感测元件。感测区块以阵列方式排列。感测装置电性连接至扫描装置。感测装置用以控制扫描装置扫描感测区块。感测装置依据第一电压以及第二电压对各感测区块进行充放电以产生驰张信号。驰张信号的脉波变异值由触碰物体来改变。触碰物体为导体。触碰物体在电子纸显示面板的触碰位置依据各感测区块的驰张信号的驰张频率来决定。
Description
技术领域
本发明涉及一种驱动器装置,尤其涉及一种用以驱动电子纸显示面板进行触控感测操作的驱动器装置。
背景技术
近年来,由于电子纸显示器装置具有轻薄、耐用及符合节能环保的低耗电等优点,市面上已广泛运用于电子阅读器(例如,电子书、电子报纸)或其他电子元件(例如,电子标签)。另一方面,若电子纸显示器装置能具有触控感测功能,将可提供使用者直觉的输入方式,提升使用者体验。
一般而言,触控传感器通常必须曝露在空气之下,其内部的层状结构不应包括例如是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)导电薄膜或其他类似的导电层,以避免覆盖其他的层状结构造成屏蔽效应,从而使得触控传感器无法进行触控感测操作。然而,电子纸显示器装置的面板通常包括铟锡氧化物导电薄膜或其他类似的导电层。在将触控传感器整合至电子纸显示器装置的面板时,将容易使得触控传感器无法进行触控感测操作。
发明内容
本发明提供一种驱动器装置用以驱动电子纸显示面板以提供触控感测功能。
本发明的驱动器装置用以驱动电子纸显示面板进行触控感测操作。驱动器装置包括扫描装置以及感测装置。扫描装置用以扫描电子纸显示面板上多个感测区块,以进行触控感测操作。各感测区块包括一或多个感测元件。感测区块以阵列(array)方式排列。感测装置电性连接至扫描装置。感测装置用以控制扫描装置扫描感测区块。感测装置依据第一电压以及第二电压对各感测区块进行充放电以产生驰张信号。驰张信号的脉波变异值由触碰物体来改变。触碰物体为导体。触碰物体在电子纸显示面板的触碰位置依据各感测区块的驰张信号的驰张频率(relaxation frequency)来决定。
在本发明的一实施例中,上述的感测装置包括多个感测电路。感测电路各自对不同行(column)的感测区块进行充放电以产生驰张信号。
在本发明的一实施例中,上述的感测电路当中的一者用以输出控制信号来控制扫描装置扫描感测区块。
在本发明的一实施例中,上述的感测电路当中的一者用以输出同步信号来同步感测电路当中的其他者,以在感测期间各自对不同行的感测区块进行充放电以产生驰张信号。
在本发明的一实施例中,上述各感测电路包括电阻元件以及放大器电路。电阻元件具有第一端以及第二端。电阻元件的第二端耦接感测区块。放大器电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端。放大器电路的第一输入端接收参考电压。放大器电路的第二输入端耦接电阻元件的第二端以及感测区块。放大器电路的输出端耦接电阻元件的第一端。参考电压在第一电压以及第二电压之间切换。
在本发明的一实施例中,上述各感测电路包括电阻元件、闩锁器(latch)电路、第一比较器电路以及第二比较器电路。电阻元件具有第一端以及第二端。电阻元件的第二端耦接感测区块。闩锁器电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端。闩锁器电路的输出端耦接电阻元件的第一端。第一比较器电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第一比较器电路的第一输入端耦接电阻元件的第二端以及感测区块。第一比较器电路的第二输入端接收第一电压。第一比较器电路的输出端耦接闩锁器电路的第一输入端。第二比较器电路具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第二比较器电路的第一输入端接收第二电压。第二比较器电路的第二输入端耦接电阻元件的第二端以及感测区块。第二比较器电路的输出端耦接闩锁器电路的第二输入端。
在本发明的一实施例中,上述各感测电路是微控制器(microcontroller unit,MCU)。
在本发明的一实施例中,上述的扫描装置以列(row)为基础依序扫描电子纸显示面板上不同列的感测区块。
在本发明的一实施例中,上述的扫描装置包括多个扫描电路。扫描电路各自电性连接至不同列的感测区块。扫描电路用以在感测期间导通各自连接的感测区块,以进行触控感测操作。
在本发明的一实施例中,上述的触碰物体在电子纸显示面板的触碰位置包括第一方向位置以及第二方向位置。第一方向位置依据感测装置当中多个感测电路的位置来决定。第二方向位置依据扫描装置当中多个扫描电路的位置来决定。
在本发明的一实施例中,上述的扫描装置以及感测装置整合在整合式芯片。
在本发明的一实施例中,上述的整合式芯片包括触控驱动区块以及显示驱动区块。触控驱动区块用以驱动电子纸显示面板进行触控感测操作。扫描装置以及感测装置设置在触控驱动区块。显示驱动区块电性连接至触控驱动区块。显示驱动区块用以驱动电子纸显示面板进行图像显示操作。
在本发明的一实施例中,上述的触控驱动区块包括电压产生电路。电压产生电路电性连接至感测装置。电压产生电路用以产生第一电压以及第二电压。
在本发明的一实施例中,上述的电子纸显示面板包括多个像素单元。像素单元操作在显示模式或感测模式。触控驱动区块包括像素控制电路。像素控制电路电性连接至感测装置。在显示模式中,像素控制电路控制各像素单元当中的晶体管导通。在感测模式中,像素控制电路控制各像素单元当中的所述晶体管不导通。
在本发明的一实施例中,上述的电子纸显示面板选自段码电子纸显示面板(segmented electronic paper panel)以及薄膜晶体管电子纸显示面板(thin filmtransistor electronic paper panel)两者其中之一。
在本发明的一实施例中,上述的电子纸显示面板包括具导电性的屏蔽(shielding)层。
基于上述,在本发明的实施例中,驱动器装置用以驱动电子纸显示面板提供触控感测功能。触碰物体在电子纸显示面板的触碰位置依据各感测区块的该驰张频率来决定。利用本发明实施例的驱动器装置来驱动电子纸显示面板,可提供良好感测品质。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1是本发明一实施例的触控传感器的概要示意图;
图2是图1实施例的感测元件的结构示意图;
图3及图4分别是图1实施例的触控传感器在不同操作频率的等效电路示意图;
图5是图1的触控传感器进行触控感测操作时的操作频率区间的概要示意图;
图6是本发明一实施例的驰张信号的波形示意图;
图7是本发明一实施例的电子纸显示器装置的概要示意图;
图8是图7实施例的电子纸显示器面板的结构示意图;
图9是本发明一实施例的电子纸显示面板的结构示意图;
图10是图9实施例的电子纸显示面板的电路示意图;
图11及图12分别是图9实施例的像素单元在不同操作模式的概要示意图;
图13是本发明另一实施例的电子纸显示面板的电路示意图;
图14是本发明另一实施例的电子纸显示面板的电路示意图;
图15及图16分别是图14实施例的像素单元在不同操作模式的概要示意图;
图17是本发明另一实施例的电子纸显示面板的结构示意图;
图18是本发明另一实施例的电子纸显示面板的结构示意图;
图19是本发明另一实施例的电子纸显示器装置的概要示意图;
图20是本发明另一实施例的触控传感器操作在操作频率区间当中任一频率的等效电路示意图;
图21是本发明一实施例的驱动器装置的概要示意图;
图22是图21实施例的感测装置的概要示意图。
附图标记说明
100、2100:触控传感器;
110:感测元件;
112:基板;
114:感测电极;
116:感测共电极;
118:屏蔽层;
120、420、620、820、1113、1113_1、1113_2、1113_3、1113_8、2120、2220:感测电路;
122、422、622、822、2222:放大器电路;
200:触碰物体;
222:闩锁器电路;
224:第一比较器电路;
226:第二比较器电路;
230、320、1110:驱动器装置;
232:触控驱动区块;
234:显示驱动区块;
300、1100:电子纸显示器装置;
310、400、600、800、900、1000、1120:电子纸显示面板;
410、610、810、910、1010:像素单元;
412、414、612、614、616、812、814:晶体管电路;
510、520、710、720:信号传递路径;
920、1020:像素单元群;
930、1030:共电极;
1111、1111_1、1111_3、1111_6:扫描电路;
1112:扫描装置;
1114、2214:感测装置;
1122、1122_33、2110:感测区块;
2230:选择器电路;
C1、C2、C3、C4、C5、Cf、Cst、Cp、Ctc:电容元件;
Q1、Q2、Q3:晶体管;
R:电阻元件;
N:端点;
Vref:参考电压;
V1、V2:电压;
f1、f2:频率;
BW:操作频率区间;
S:驰张信号;
GT:感测期间;
DL1:数据线;
DL2:感测线;
SL1、SL2、SL3:扫描线;
CL1、CL2:共电极线;
X、Y:方向;
Sctrl:控制信号;
Ssyn:同步信号。
具体实施方式
以下提出多个实施例来说明本发明,然而本发明不仅限于所例示的多个实施例。又实施例之间也允许有适当的结合。在本申请说明书全文(包括权利要求)中所使用的“耦接”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言,若文中描述第一装置耦接于第二装置,则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置,或者该第一装置可以透过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。此外,“信号”一词可指至少一电流、电压、电荷、温度、数据、电磁波或任何其他一或多个信号。
图1是本发明一实施例的触控传感器的概要示意图。图2是图1实施例的感测元件的结构示意图。图3及图4分别是图1实施例的触控传感器在不同操作频率的等效电路示意图。请参考图1至图4,本实施例的触控传感器100用以感测触碰物体200。触碰物体200是导体,例如是使用者的手指或者触控制具。在本实施例中,触控传感器100包括感测元件110以及感测电路120。感测电路120电性连接至感测元件110。感测电路120用以对感测元件110进行充放电,以产生驰张信号,其是驰张频率触控传感器100的操作频率。在本实施例中,触控传感器100的驰张信号的脉波变异值由触碰物体200来改变。当触碰物体200触碰到感测元件110时,驰张信号的脉波变异值会随之变化。因此,触碰物体200是否触碰到触控传感器100可依据驰张信号的脉波变异值的大小来决定。
具体而言,在本实施例中,感测元件110包括基板112、感测电极114、感测共电极116以及屏蔽层118。感测电极114以及感测共电极116配置在基板112上。感测电极114以及感测共电极116形成第一电容元件C1。在本实施例中,感测电极114用以传递感测信号,感测共电极116例如是耦接至接地电压,用以提供触控感测操作时参考的电压。在一实施例中,感测共电极116也可以耦接至预设的共电极信号,或者保持浮接(floating)状态,本发明并不加以限制。在本实施例中,屏蔽层118配置在感测电极114以及感测共电极116上。屏蔽层118以及感测电极114形成第二电容元件C2。屏蔽层118以及感测共电极116形成第三电容元件C3。在本实施例中,屏蔽层118是透明导电薄膜,例如铟锡氧化物导电薄膜或其他类似的导电层。在一实施例中,屏蔽层118例如包括纳米银线(nano silver wire)层。本发明对屏蔽层118的材料及其型态并不加以限制。在本实施例中,触碰物体200触碰感测元件110以与屏蔽层118分别形成第四电容元件C4以及第五电容元件C5。在本实施例中,上述各电容元件的电容值例如是依据各层的材料特性来决定。
在本实施例中,感测电路120包括放大器电路122以及电阻元件R。放大器电路122具有第一输入端(非反相端)、第二输入端(反相端)以及输出端。第一输入端接收参考电压Vref。输出端耦接电阻元件R的一端。第二输入端耦接电阻元件R的另一端以及第一电容元件C1的一端N。在本实施例中,感测电路120例如包括驰张式振荡器(relaxationoscillator),惟其架构仅用例示说明,感测电路120可由所属技术领域的任一种感测电路的架构来加以实施,本发明并不加以限制。其详细架构及实施方式可以由所属技术领域的技术获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
图5是图1的触控传感器进行触控感测操作时的操作频率区间的概要示意图。图6是本发明一实施例的驰张信号的波形示意图。请参考图3至图6,本实施例的触控传感器100例如是操作在第一频率f1与第二频率f2之间的操作频率区间BW,其中第二频率f2大于第一频率f1。举例而言,在本实施例中,操作频率区间BW例如是介在2百万赫兹(MHz)至3.6百万赫兹(MHz)之间,惟此两数值不用以限定本发明。在一实施例中,操作频率约大于780千赫兹(KHz)。在本实施例中,触控传感器100例如可以应用在电子纸显示器装置中,例如图7,以进行触控感测。在电子纸显示器装置段码电子纸显示器装置的应用中,其操作频率约大于750千赫兹(KHz),各触控传感器100的驰张信号的驰张频率依据电阻元件R的电阻值来决定。在电子纸显示器装置薄膜晶体管电子纸显示器装置的应用中,其操作频率区间BW例如是介在2百万赫兹(MHz)至3.6百万赫兹(MHz)之间,各触控传感器100的驰张信号的驰张频率依据电阻元件R的电阻值及感测元件110的寄生电阻值来决定。在一实施例中,驰张频率还可依据像素单元的寄生电阻值及寄生电容值、第一电压及第二电压以及晶体管电路上的走线的寄生电阻值来决定。
图3所示出者是触控传感器100操作在操作频率区间BW以外的任一频率的等效电路示意图。在图3中,在操作频率区间BW以外的任一频率时,第四电容元件C4以及第五电容元件C5被屏蔽。图4所示出者是触控传感器100操作在操作频率区间BW当中任一频率的等效电路示意图。在图4中,触控传感器100操作在操作频率区间BW当中任一频率,第二电容元件C2以及第三电容元件C3呈现短路状态。
在图4中,当触碰物体200没有触碰触控传感器100时,第四电容元件C4以及第五电容元件C5不存在。此时,参考电压Vref例如被设定为第二电压V2,放大器电路122经由电阻元件R对第一电容元件C1的端点N充电,驰张信号S的信号波形朝向第二电压V2增加。当端点N的电压等于第二电压V2时,参考电压Vref例如被设定以切换为第一电压V1,放大器电路122经由电阻元件R对第一电容元件C1的端点N放电,驰张信号S的信号波形朝向第一电压V1降低。周而复始,参考电压Vref在第一电压V1以及第二电压V2之间切换,并且对第一电容元件C1的端点N充放电以产生驰张信号S。驰张信号S在第一电压V1以及第二电压V2之间振荡,并且在段码电子纸显示器装置的实施例中,其驰张频率依据电阻元件R的电阻值来决定。在薄膜晶体管电子纸显示器装置的实施例中,其驰张频率依据电阻元件R的电阻值及感测元件110的寄生电阻值来决定。在一实施例中,驰张频率还可依据像素单元的寄生电阻值及寄生电容值、第一电压及第二电压以及晶体管电路上的走线的寄生电阻值来决定。
在图4中,当触碰物体200触碰触控传感器100时,第四电容元件C4以及第五电容元件C5存在。此时,由于端点N至接地端的等效电容值已改变,因此,驰张频率反应于触碰物体200来改变,例如变小。在感测期间GT内,驰张信号S的脉波数量将会变少。因此,在本实施例中,判断驰张频率是否有改变的方式之一例如是判断驰张信号S的脉波数量在感测期间GT内是否有改变。换句话说,在本实施例中,驰张信号S的脉波变异值由触碰物体(例如触碰的导体)来改变。触碰物体200是否触碰触控传感器例如也可依据驰张信号S的脉波变异值来决定。
在本实施例中,判断驰张信号S的脉波数量在感测期间GT内是否有改变的方式之一例如是将驰张信号S传递至一计数器电路(未示出)或其他类似的电路。举例而言,此计数器电路例如是电性连接至比较器122的输出之后,用以接收驰张信号S,并且在感测期间GT计数驰张信号S的脉波数量。计数器电路例如可以是有别于感测电路120的一外部电路,或者也可以是感测电路120的内部所设置的一计数器电路。在本实施例中,计数器电路可由所属技术领域的任一种计数器电路的架构来加以实施,本发明并不加以限制。其详细架构及实施方式可以由所属技术领域的技术获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,触碰物体200是否触碰到触控传感器100可依据驰张信号S的脉波变异值来决定。在多个触控传感器的应用中,例如,所述多个触控传感器在一基板上以阵列方式排列形成一触控感测面板。触碰物体200在所述触控感测面板上的触控位置可依据各触控传感器的驰张信号S的脉波变异值是否有改变来决定。
图7是本发明一实施例的电子纸显示器装置的概要示意图。图8是图7实施例的电子纸显示器面板的结构示意图。请参考图7及图8,本实施例的电子纸显示器装置300具有触控感测功能。电子纸显示器装置300包括电子纸显示面板310以及驱动器装置320。驱动器装置320电性连接至电子纸显示面板310。驱动器装置320用以驱动电子纸显示面板310显示图像画面,并且进行触控感测操作。
具体而言,在本实施例中,电子纸显示面板310包括多个如图1所示的触控传感器100。其中,图8所示出者是电子纸显示面板310中包括多个感测元件110。感测电路120可设置在驱动器装置320内,或者与电子纸显示面板310整合,或者设置在其他的外部电路之中。本发明对感测电路120的设置位置并不加以限制。在本实施例中,各触控传感器110的驰张信号的驰张频率依据感测电路120中的电阻元件R的电阻值和/或感测元件110中的寄生电阻值来决定。当触碰物体200触碰电子纸显示面板310时,驰张信号的脉波变异值由触碰物体200来改变。因此,触碰物体200在电子纸显示面板310的触碰位置是依据各触控传感器100的驰张信号的脉波变异值来决定。在一实施例中,驰张频率还可依据像素单元的寄生电阻值及寄生电容值、第一电压及第二电压以及晶体管电路上的走线的寄生电阻值来决定。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,电子纸显示器装置300例如是段码电子纸显示器装置或者是薄膜晶体管电子纸显示器装置,但不以此为限。在一实施例中,驱动器装置320的设计适应于电子纸显示器装置300来加以调整,其可由所属技术领域的适合的电路架构来加以实施,本发明并不加以限制。
在本实施例中,电子纸显示面板310包括屏蔽层118。屏蔽层118包括铟锡氧化物导电薄膜、或者纳米银线层或者其他类似的导电层,但不以此为限。在本实施例中,电子纸显示器装置300依据各触控传感器100的驰张信号的脉波变异值来判断触碰物体200在电子纸显示面板310的触碰位置。屏蔽层118的存在并不影响电子纸显示器装置300的触控感测操作。
图9是本发明一实施例的电子纸显示面板的结构示意图。图10是图9实施例的电子纸显示面板的电路示意图。请参考图9及图10,本实施例的电子纸显示面板400包括多个第一扫描线SL1、多个第二扫描线SL2、多个数据线DL1、多个第一共电极线CL1、多个第二共电极线CL2以及多个像素单元410。
在本实施例中,像素单元410以阵列方式排列,并且经由数据线DL1电性连接至一或多个感测电路420。在本实施例中,感测电路420可整合在电子纸显示面板310上,或者设置在其他的外部电路之中。像素单元410用以感测例如图2或图8的触碰物体200。在本实施例中,位在同一行(column)的像素单元410连接至同一个感测电路420。在一实施例中,位在不同行的像素单元也可以连接至同一个感测电路。或者,在一实施例中,像素单元也可以适当地加以分群,同一群的像素单元共用同一个感测电路。本发明对感测电路420的数量并不加以限制。
在本实施例中,像素单元410包括第一晶体管电路412以及第二晶体管电路414。第一晶体管电路412包括第一晶体管Q1、像素电容元件Cp以及存储电容元件Cst。第二晶体管电路414包括第二晶体管Q2、触控电容元件Ctc以及感测电容元件Cf。在本实施例中,触控电容元件Ctc包括如图2的第一电容元件C1、第二电容元件C2以及第三电容元件C3。举例而言,触控电容元件Ctc例如是第一电容元件C1、第二电容元件C2以及第三电容元件C3单独或三者串联或并联的组合的等效电容元件。在本实施例中,感测电容元件Cf包括如图2的第四电容元件C4以及第五电容元件C5。举例而言,感测电容元件Cf例如是第四电容元件C4以及第五电容元件C5单独或两者串联或并联的组合的等效电容元件。
在本实施例中,第一晶体管Q1的第一端电性连接至数据线DL1。第一晶体管Q1的第二端电性连接至像素电容元件Cp的第一端以及存储电容元件Cst的第一端。第一晶体管的控制端电性连接至第一扫描线SL1。像素电容元件Cp的第一端电性连接至第一晶体管Q1的第二端。像素电容元件Cp的第二端电性连接至第一共电极线CL1。存储电容元件Cst的第一端电性连接至第一晶体管Q1的第二端。存储电容元件Cst的第二端电性连接至第一共电极线CL1。在本实施例中,第一扫描线SL1以及第一共电极线CL1分别用以提供第一扫描信号以及第一共电极信号给第一晶体管Q1。在显示模式中,数据线DL1用以提供数据信号给第一晶体管Q1。第一扫描信号经由第一扫描线SL1传递,并且在显示模式中导通第一晶体管Q1,从而像素单元410依据数据信号以及第一共电极信号进行图像显示操作,显示图像数据。
在本实施例中,第二晶体管Q2的第一端电性连接至数据线DL1。第二晶体管Q2的第二端电性连接至触控电容元件Ctc的第一端以及感测电容元件Cf的第一端。第二晶体管Q2的控制端电性连接至第二扫描线SL2。触控电容元件Ctc的第一端电性连接至第二晶体管Q2的第二端。触控电容元件Ctc的第二端电性连接至第二共电极线CL2。感测电容元件Cf的第一端电性连接至第二晶体管Q2的第二端。感测电容元件Cf的第二端电性连接至第二共电极线CL2。在本实施例中,第二扫描线SL2以及第二共电极线CL2分别用以提供第二扫描信号以及第二共电极信号给第二晶体管Q2。第二扫描信号经由第二扫描线SL2传递,并且在感测模式中导通第二晶体管Q2,从而像素单元410依据第二共电极信号进行触控感测操作,感测触碰物体200。在感测模式中,第二晶体管Q2被导通,感测电路420经由数据线DL1对触控电容元件Ctc的第一端进行充放电,以产生如图6的驰张信号S。另外,本实施例的驰张信号S的产生方式可以由图1至图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,第一扫描线SL1、第二扫描线SL2以及第一共电极线CL1在第一方向Y上排列。数据线DL1以及第二共电极线CL2在第二方向X上排列。第一方向Y与第二方向X不同,在图10中两者垂直。
图11及图12分别示出图9实施例的像素单元在不同操作模式的概要示意图。请参考图11及图12,图11所示出者是像素单元410操作在显示模式中,图12所示出者是像素单元410操作在感测模式中。在图11中,当像素单元410操作在显示模式时,第一扫描信号导通第一晶体管Q1,第二扫描信号不导通第二晶体管Q2。数据信号由信号传递路径510传递给第一晶体管电路412。像素单元410依据数据信号以及第一共电极信号进行图像显示操作,显示图像数据。
在图12中,当像素单元410操作在感测模式时,第一扫描信号不导通第一晶体管Q1,第二扫描信号导通第二晶体管Q2。感测电路420经由数据线DL1对触控电容元件Ctc的第一端进行充放电,以产生如图6的驰张信号S。驰张信号S在信号传递路径520传递上。在本实施例中,各像素单元410的驰张信号的驰张频率依据电阻元件R的电阻值和/或其中的寄生电阻值来决定。并且,驰张信号的脉波变异值由触碰物体200来改变。当触碰物体200触碰像素单元410,会与像素单元410形成感测电容元件Cf。触碰物体200在电子纸显示面板400的触碰位置可依据各像素单元410的驰张信号的脉波变异值来决定。在一实施例中,驰张频率还可依据像素单元的寄生电阻值及寄生电容值、第一电压及第二电压以及晶体管电路上的走线的寄生电阻值来决定。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在图10的实施例中,第二晶体管电路414与第一晶体管电路412共用数据线DL1,以作为传递驰张信号S之用,但本发明并不限于此。在另一实施例中,第二晶体管电路414也可利用其他的信号线来传递驰张信号S。
图13是本发明另一实施例的电子纸显示面板的电路示意图。请参考图10及图13,本实施例的电子纸显示面板800类似于图10实施例的电子纸显示面板400,惟两者之间主要的差异在于电子纸显示面板800还包括多个感测线DL2,并且第二晶体管电路814利用感测线DL2来传递驰张信号S。
具体而言,在本实施例中,感测线DL2电性连接至第二晶体管电路814。第二晶体管电路814经由感测线DL2电性连接至感测电路820。在感测模式中,第二晶体管Q2被导通,并且感测电路820经由感测线DL2对触控电容元件Ctc的第一端充放电以产生驰张信号S。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图12实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
图14是本发明另一实施例的电子纸显示面板的电路示意图。请参考图10及图14,本实施例的电子纸显示面板600类似于图10实施例的电子纸显示面板400,惟两者之间主要的差异在于电子纸显示面板600还包括多个第三扫描线SL3以及多个感测线DL2,以及像素单元610还包括第三晶体管电路616。
具体而言,在本实施例中,第三晶体管电路616电性连接在第一晶体管电路612以及第二晶体管电路614之间。第三晶体管电路616包括第三晶体管Q3。第三晶体管Q3的第一端电性连接至第二晶体管Q2的第二端。第三晶体管Q3的第二端电性连接至第一晶体管Q1的第二端。第三晶体管Q3的控制端电性连接至第三扫描线SL3。第二晶体管Q2的第一端电性连接至感测线DL2。在本实施例中,第三扫描线SL3以及第一共电极线CL1分别用以提供第三扫描信号以及第一共电极信号给第三晶体管Q3。在显示模式中,数据线DL1用以提供数据信号给第一晶体管Q1以及第三晶体管Q3。第一扫描信号以及第三扫描信号经由第一扫描线SL1以及第三扫描线SL3传递,并且在显示模式中导通第一晶体管Q1以及第三晶体管Q3,第二晶体管Q2不导通,从而像素单元610依据数据信号以及第一共电极信号进行图像显示操作,显示图像数据。
在本实施例中,第二扫描线SL2以及第二共电极线CL2分别用以提供第二扫描信号以及第二共电极信号给第二晶体管Q2。第二扫描信号经由第二扫描线SL2传递,并且在感测模式中导通第二晶体管Q2,第三晶体管Q3不导通,从而像素单元610依据第二共电极信号进行触控感测操作,感测触碰物体200。在感测模式中,第二晶体管Q2被导通,感测电路620经由感测线DL2对触控电容元件Ctc的第一端进行充放电,以产生如图6的驰张信号S。另外,本实施例的驰张信号S的产生方式可以由图1至图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,第一扫描线SL1、第二扫描线SL2、第三扫描线SL3以及第一共电极线CL1在第一方向Y上排列。数据线DL1、感测线DL2以及第二共电极线CL2在第二方向X上排列。第一方向Y与第二方向X不同,在图14中两者垂直。
图15及图16分别示出图14实施例的像素单元在不同操作模式的概要示意图。请参考图15及图16,图15所示出者是像素单元610操作在显示模式中,图16所示出者是像素单元610操作在感测模式中。在图15中,当像素单元610操作在显示模式时,第一扫描信号导通第一晶体管Q1,第三扫描信号导通第三晶体管Q3,第二扫描信号不导通第二晶体管Q2。数据信号由信号传递路径710传递给第一晶体管电路612以及第三晶体管电路616。像素单元610依据数据信号以及第一共电极信号进行图像显示操作,显示图像数据。
在图16中,当像素单元610操作在感测模式时,第一扫描信号不导通第一晶体管Q1,第三扫描信号不导通第三晶体管Q3,第二扫描信号导通第二晶体管Q2。感测电路620经由感测线DL2对触控电容元件Ctc的第一端进行充放电,以产生如图6的驰张信号S。驰张信号S在信号传递路径720传递上。在本实施例中,各像素单元610的驰张信号的驰张频率依据电阻元件R的电阻值和/或其中的寄生电阻值来决定。并且,驰张信号的脉波变异值由触碰物体200来改变。当触碰物体200触碰像素单元610,会与像素单元610形成感测电容元件Cf。触碰物体200在电子纸显示面板600的触碰位置可依据各像素单元610的驰张信号的脉波变异值来决定。在一实施例中,驰张频率还可依据像素单元的寄生电阻值及寄生电容值、第一电压及第二电压以及晶体管电路上的走线的寄生电阻值来决定。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图13实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在图9的实施例中,电子纸显示面板400是以单一个像素单元410作为感测触碰物体200的基础单元,惟本发明并不限于此。在一实施例中,像素单元也可以适当地加以分群,同一群的像素单元作为感测触碰物体200的基础单元。
图17是本发明另一实施例的电子纸显示面板的结构示意图。本实施例的电子纸显示面板900类似于图9实施例的电子纸显示面板400,惟两者之间主要的差异例如在于电子纸显示面板900上的像素单元910区分为一或多个像素单元群920,例如4群。具体而言,在本实施例中,每一像素单元群920电性连接至对应的一个感测电路。例如,位在同一行像素单元群920电性连接至同一个感测电路。此外,每一像素单元群920当中的像素单元910例如共用同一个感测电路。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图16实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在图17的实施例中,在电子纸显示面板900中,其布局架构是将多行的像素单元910对应到一个共电极930,共电极930是设置在像素单元群的群与群之间,惟本发明并不限于此。在一实施例中,共电极也可以设置在像素单元的行与行之间。
图18是本发明另一实施例的电子纸显示面板的结构示意图。本实施例的电子纸显示面板1000类似于图17实施例的电子纸显示面板900,惟两者之间主要的差异在于共电极1030是设置在像素单元610的行与行之间。在本实施例中,电子纸显示面板1000上的像素单元1010区分为一或多个像素单元群1020,例如4群。每一像素单元群1020电性连接至对应的一个感测电路。例如,位在同一行像素单元群1020电性连接至同一个感测电路。此外,每一像素单元群1020当中的像素单元1010例如共用同一个感测电路。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图17实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
图19是本发明另一实施例的电子纸显示器装置的概要示意图。请参考图19,本实施例的电子纸显示器装置1100具有触控感测功能。在本实施例中,电子纸显示器装置1100包括驱动器装置1110以及电子纸显示面板1120。驱动器装置1110电性连接至电子纸显示面板1120。驱动器装置1110用以驱动电子纸显示面板1120显示图像画面,并且进行触控感测操作。电子纸显示面板1120的电极的布局方式例如是图17或图18所示出者,惟本发明并不加以限制。
具体而言,在本实施例中,驱动器装置1110包括扫描装置1112以及感测装置1114。扫描装置1112用以扫描电子纸显示面板1120上的多个感测区块1122,以进行触控感测操作。感测装置1114用以控制扫描装置1112扫描感测区块1122,并且对各感测区块1122进行充放电以产生例如图6的驰张信号S。在本实施例中,感测区块1122以阵列方式排列,包括多个行及多个列。每一感测区块包括一或多个如图2所示出的感测元件110。举例而言,电子纸显示面板1120的解析度例如是320X240,在一实施例中,每40行或列组合为一单元,以此单元为基础,电子纸显示面板1120例如包括8个感测通道以及6个扫描通道。因此,此例的电子纸显示面板1120包括48个感测区块1122。应注意的是,电子纸显示面板1120的解析度以及感测通道、扫描通道以及感测区块1122的数量仅用以例示说明,并不用以限定本发明。
在本实施例中,用以驱动电子纸显示面板1120的驱动器装置1110,其扫描装置1112包括多个扫描电路1111,感测装置1114包括多个感测电路1113。扫描电路1111各自电性连接至不同列的感测区块1122。扫描电路1111例如在图6的感测期间GT内导通各自连接的感测区块1122,以进行触控感测操作。举例而言,在本实施例中,感测电路1113_1至1113_8当中的一个(例如感测电路1113_1)输出控制信号Sctrl来控制扫描电路1111_1至1111_6以列为基础由上而下依序扫描电子纸显示面板1120上不同列的感测区块1122。
在本实施例中,感测电路1113各自对不同行的感测区块1122同时进行充放电以产生驰张信号S。举例而言,在每一列的感测区块1122依序被导通时,感测电路当中的一个(例如感测电路1113_1)输出同步信号Ssyn来同步其他的感测电路1113_2至1113_8,以在感测期间GT内各自对不同行的感测区块1122同时进行充放电,以取得不同行的感测区块1122的驰张信号S。
因此,依据此种扫描感测方式,触碰物体在电子纸显示面板1120的触碰位置可被决定。例如,在感测区块1122_33被触碰时,触碰物体在电子纸显示面板1120的水平坐标位置(第一方向位置)依据感测电路1113_3的位置(位在第三行)来决定,触碰物体在电子纸显示面板1120的垂直坐标位置(第二方向位置)可依据扫描电路1111_3的位置(位在第三列)来决定。在本实施例中,电子纸显示面板1120可进行单点或多点的触控感测操作,其操作方式可以由所属技术领域的技术获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
因此,在本实施例中,感测装置1114例如依据图6的第一电压V1以及第二电压V2对各感测区块1122进行充放电以产生驰张信号S。驰张信号S的脉波变异值由触碰物体来改变。触碰物体在电子纸显示面板1120的触碰位置依据各感测区块1122的驰张信号S的脉波变异值来决定。另外,本实施例的触控感测操作可以由图1至图8实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,电子纸显示面板1120的电路结构可例如是图10所示者,双晶体管共用数据线来传递驰张信号的电路结构。或者,电子纸显示面板1120的电路结构可例如图13所示者,双晶体管不共用数据线来传递驰张信号的电路结构。或者,电子纸显示面板1120的电路结构可例如图14所示者,三晶体管共用数据线来传递驰张信号的电路结构,或其他类似的电路结构。本发明对电子纸显示面板1120的电路结构并不加以限制。
在本实施例中,感测电路1113的电路结构例如可与图4所示出的感测电路120相同或类似。本发明对感测电路1113的电路结构并不加以限制。在本实施例中,感测电路1113例如包括计数器电路(未示出)。计数器电路用以设定感测期间GT以接收驰张信号S。计数器电路在感测期间计数驰张信号S的脉波数量。在本实施例中,计数器电路例如可以是有别于感测电路1113的一外部电路,或者也可以是感测电路1113的内部所设置的一计数器电路。
在一实施例中,每一个感测电路1113例如也可以单一个微控制器或其他类似的装置,例如现场可程序化闸阵列(Field-programmable gate array,FPGA)来加以实现。所述微控制器例如可包括驰张式振荡器的功能、计数器电路的功能等类似的功能。作为主微控制器者还用以输出控制信号Sctrl以及同步信号Ssyn,以分别控制扫描电路1111的扫描操作以及同步其他感测电路1113的感测操作。
在本实施例中,扫描电路1111的电路结构及其实施方式可以由所属技术领域的技术获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
图20是本发明另一实施例的触控传感器操作在操作频率区间当中任一频率的等效电路示意图。请参考图4及图20,本实施例的触控传感器2100类似于图4实施例的触控传感器2100,惟两者之间主要的差异例如在于感测电路2120的电路结构。在本实施例中,感测区块2110例如是包括一或多个如图2所示出的感测元件110,因此其等效电容的概要示意图类似于图4所示出者。
具体而言,在本实施例中,感测电路2120包括电阻元件R、闩锁器电路222、第一比较器电路224以及第二比较器电路226。电阻元件R具有第一端以及第二端。电阻元件的第二端耦接感测区块2110。闩锁器电路222具有第一输入端、第二输入端以及输出端。闩锁器电路222的输出端耦接电阻元件R的第一端。在一实施例中,闩锁器电路222例如包括RS闩锁器,其第一输入端、第二输入端以及输出端分别是RS正反器的重置端、设定端以及Q端。第一比较器电路224具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第一比较器电路224的第一输入端耦接电阻元件的第二端以及感测区块2210。第一比较器电路224的第二输入端接收第一电压V1。第一比较器电路224的输出端耦接闩锁器电路222的第一输入端。第二比较器电路226具有第一输入端、第二输入端以及输出端。第二比较器电路226的第一输入端接收第二电压V2。第二比较器电路226的第二输入端耦接电阻元件R的第二端以及感测区块2110。第二比较器电路226的输出端耦接闩锁器电路222的第二输入端。
请参考图6及图20,在本实施例中,当触碰物体200触碰感测区块2110时,若端点N的电压小于第一电压V1,第二电压V2对第一电容元件C1充电,直到端点N的电压大于第二电压V2。当端点N的电压大于第二电压V2时,第一电容元件C1朝向第一电压V1放电,直到端点N的电压小于第一电压V1。周而复始,以在端点N产生驰张信号S,如图6所示。当触碰物体200触碰感测区块2110时,第四电容元件C4以及第五电容元件C5存在。此时,由于端点N至接地端的等效电容值已改变,因此,驰张信号S的脉波变异值由触碰物体200来改变,例如变小。在感测期间GT内,驰张信号S的脉波数量将会变少。因此,在本实施例中,判断驰张频率是否有改变的方式之一例如是判断驰张信号S的脉波数量在感测期间GT内是否有改变。换句话说,在本实施例中,驰张信号S的脉波变异值由触碰物体200来改变。触碰物体200是否触碰感测区块2110例如可依据驰张信号S的脉波变异值来决定。
本实施例的触控感测操作可以由图1至图6实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。另外,在图19的实施例中,感测电路1113的电路结构例如可与图20所示出的感测电路2120相同或类似。本发明对感测电路1113的电路结构并不加以限制。
图21是本发明一实施例的驱动器装置的概要示意图。请参考图21,本实施例的驱动器装置230例如是一个整合式芯片。驱动器装置230包括触控驱动区块232以及显示驱动区块234。显示驱动区块234电性连接至触控驱动区块232。在本实施例中,扫描装置以及感测装置设置在触控驱动区块232。
具体而言,在本实施例中,显示驱动区块234包括显示驱动器、第一共电极电压控制电路、第一栅极控制电路以及显示数据控制电路。第一共电极电压控制电路例如耦接至图10、图13或图14的第一共电极线CL1,用以控制第一共电极信号的供给。第一栅极控制电路例如耦接至图10、图13或图14的第一扫描线SL1,用以依据第一扫描信号来控制第一晶体管Q1的导通状态。显示数据控制电路例如耦接至图10或图13的数据线DL1,或者图14的数据线DL1。显示数据控制电路用以控制写入第一晶体管Q1或第三晶体管Q3的数据信号。从而像素单元依据数据信号进行图像显示操作,显示图像数据。显示驱动器用以驱动并控制电子纸显示面板进行图像显示操作。显示驱动器包括驱动电子纸显示面板所需的各种电路元件。
在本实施例中,触控驱动区块232包括扫描装置、感测装置、处理器电路、计数器电路、电压产生器电路、第二共电极电压控制电路以及第二栅极控制电路(像素控制电路)。扫描装置及感测装置的其中一种实施方式例如如图19所示出者,惟本发明并不加以限制。扫描装置例如耦接至图10、图13或图14的第二扫描线SL2。感测装置例如耦接至图10的数据线DL1、图13的感测线DL2。
在本实施例中,电压产生器电路例如包括一或多个可程序化电压源,用以产生第一电压V1以及第二电压V2。计数器电路用以设定感测期间GT,并且计数端点N的驰张信号S的脉波数量。在一实施例中,计数器电路可包括两个计数器来执行上述两个操作步骤。例如,其中的一计数器用来计数驰张信号S的脉波数量,另一计数器用来设定感测期间GT。第二共电极电压控制电路例如耦接至图10、图13或图14的第二共电极线CL2,用以控制第二共电极信号的供给。第二栅极控制电路例如耦接至图14的第三扫描线SL3,用以依据第三扫描信号来控制第三晶体管Q3的导通状态。在一实施例中,第二栅极控制电路选择性地配置。举例而言,在驱动器装置230用以驱动图10及图13的电子纸显示面板400、800时,由于电子纸显示面板400、800的电路架构并不包括第三晶体管Q3,因此,在此种应用情况下,驱动器装置230可不配置第二栅极控制电路。在本实施例中,处理器电路例如用以接收感测装置的感测结果,并且感测区块的驰张信号S来计算出触碰物体在电子纸显示面板上的触碰位置。本实施例的触控感测操作可以由图1至图20实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
在本实施例中,显示驱动器、第一共电极电压控制电路、第一栅极控制电路、显示数据控制电路、处理器电路、电压产生器电路、第二共电极电压控制电路以及第二栅极控制电路的设计适应于电子纸显示面板来加以调整,其可由所属技术领域的适合的电路架构来加以实施,本发明并不加以限制。
在本实施例中,整合式芯片当中各区块所包括的装置或电路仅用以例示说明,不用以限定本发明。设计者可依据实际需求进行适应性的调整。
图22是图21实施例的感测装置的概要示意图。请参考图21及图22,本实施例的感测装置2214包括多个感测电路2220以及多个选择器电路2230。感测电路2220连接至对应的感测通道。选择器电路2230用以同步选择第一电压V1或第二电压V2,并且传递所选择的电压给放大器电路2222。因此,放大器电路2222所接收的电压可在第一电压V1以及第二电压V2之间切换。本实施例的感测装置2214的操作可以由图19实施例的叙述中获致足够的教示、建议与实施说明,因此不再赘述。
综上所述,在本发明的实施例中,电子纸显示面板的驱动器装置用以扫描感测区块,并且对不同行的感测区块进行充放电,以进行触控感测操作。驱动器装置包括多个感测电路或者多个微处理器来进行触控感测操作。驱动器装置也可整合为一个整合式芯片来驱动电子纸显示面板进行触控感测操作。在本发明的实施例中,感测区块包括一或多个触控传感器。触控传感器包括屏蔽层。屏蔽层的存在并不影响触控传感器的触控感测操作。触碰物体是否触碰到触控传感器可依据驰张信号的脉波变异值来决定。此外,包括触控传感器的电子纸显示面板以及电子纸显示器装置,其可提供触控感测功能。触碰物体在触控感测面板上的触控位置可依据各触控传感器的驰张信号的脉波变异值是否有改变来决定。
虽然本发明已以实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更改与润饰,故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。
Claims (16)
1.一种驱动器装置,其特征在于,用以驱动电子纸显示面板进行触控感测操作,所述驱动器装置包括:
扫描装置,用以扫描所述电子纸显示面板上多个感测区块,以进行所述触控感测操作,其中各所述感测区块包括一或多个感测元件,以及所述多个感测区块以阵列方式排列;以及
感测装置,电性连接至所述扫描装置,用以控制所述扫描装置扫描所述多个感测区块,并且所述感测装置依据第一电压以及第二电压对各所述感测区块进行充放电以产生驰张信号,所述驰张信号的脉波变异值由触碰物体来改变,其中所述触碰物体为导体,
其中所述触碰物体在所述电子纸显示面板的触碰位置依据各所述感测区块的所述驰张信号的驰张频率来决定。
2.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述感测装置包括多个感测电路,各自对不同行的所述多个感测区块进行充放电以产生所述驰张信号。
3.根据权利要求2所述的驱动器装置,其中所述多个感测电路当中的一者用以输出控制信号来控制所述扫描装置扫描所述多个感测区块。
4.根据权利要求2所述的驱动器装置,其中所述多个感测电路当中的一者用以输出同步信号来同步所述多个感测电路当中的其他者,以在感测期间各自对不同行的所述多个感测区块进行充放电以产生所述驰张信号。
5.根据权利要求2所述的驱动器装置,其中各所述感测电路包括:
电阻元件,具有第一端以及第二端,以及所述电阻元件的所述第二端耦接所述多个感测区块;以及
放大器电路,具有第一输入端、第二输入端以及输出端,所述第一输入端接收参考电压,所述第二输入端耦接所述电阻元件的所述第二端以及所述多个感测区块,以及所述输出端耦接所述电阻元件的所述第一端,
其中所述参考电压在所述第一电压以及所述第二电压之间切换。
6.根据权利要求2所述的驱动器装置,其中各所述感测电路包括:
电阻元件,具有第一端以及第二端,以及所述电阻元件的所述第二端耦接所述多个感测区块;
闩锁器电路,具有第一输入端、第二输入端以及输出端,以及所述闩锁器电路的所述输出端耦接所述电阻元件的所述第一端;
第一比较器电路,具有第一输入端、第二输入端以及输出端,所述第一输入端耦接所述电阻元件的所述第二端以及所述多个感测区块,所述第二输入端接收所述第一电压,以及所述输出端耦接所述闩锁器电路的所述第一输入端;以及
第二比较器电路,具有第一输入端、第二输入端以及输出端,所述第一输入端接收所述第二电压,所述第二输入端耦接所述电阻元件的所述第二端以及所述多个感测区块,以及所述输出端耦接所述闩锁器电路的所述第二输入端。
7.根据权利要求2所述的驱动器装置,其中各所述感测电路是微控制器。
8.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述扫描装置以列为基础依序扫描所述电子纸显示面板上不同列的所述多个感测区块。
9.根据权利要求8所述的驱动器装置,其中所述扫描装置包括多个扫描电路,各自电性连接至不同列的所述多个感测区块,用以在感测期间导通各自连接的所述多个感测区块,以进行所述触控感测操作。
10.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述触碰物体在所述电子纸显示面板的所述触碰位置包括第一方向位置以及第二方向位置,所述第一方向位置依据所述感测装置当中多个感测电路的位置来决定,以及所述第二方向位置依据所述扫描装置当中多个扫描电路的位置来决定。
11.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述扫描装置以及所述感测装置整合在整合式芯片。
12.根据权利要求11所述的驱动器装置,其中所述整合式芯片包括:
触控驱动区块,用以驱动所述电子纸显示面板进行所述触控感测操作,其中所述扫描装置以及所述感测装置设置在所述触控驱动区块;以及
显示驱动区块,电性连接至所述触控驱动区块,用以驱动所述电子纸显示面板进行图像显示操作。
13.根据权利要求12所述的驱动器装置,其中所述触控驱动区块包括电压产生电路,电性连接至所述感测装置,用以产生所述第一电压以及所述第二电压。
14.根据权利要求12所述的驱动器装置,其中所述电子纸显示面板包括多个像素单元,操作在显示模式或感测模式,以及所述触控驱动区块包括像素控制电路,电性连接至所述感测装置,并且在所述显示模式中,所述像素控制电路控制各所述像素单元当中的晶体管导通,以及在所述感测模式中,所述像素控制电路控制各所述像素单元当中的所述晶体管不导通。
15.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述电子纸显示面板选自段码电子纸显示面板以及薄膜晶体管电子纸显示面板两者其中之一。
16.根据权利要求1所述的驱动器装置,其中所述电子纸显示面板包括具导电性的屏蔽层。
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