TW201020667A - Display panel with multi-touch function - Google Patents

Description

201020667 <» 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於一種液晶顯示面板，尤指一種具多重觸控功 能之液晶顯示面板。 【先前技術】 液晶顯示器（liquid crystal display ’ LCD )由於具有輕薄短 ® 小的優點，已逐漸取代傳統體積龐大之陰極射線管（cathode ray tube，CRT)顯示器，而廣泛地應用在各類型電子產品。隨著電 子產品的尺寸的微型化，產品上已無足夠空間容納如鍵盤、滑 鼠等傳統輸入裝置，因此結合觸控輸入與顯示功能的觸控式面 板（touch panel)是目前最熱門的輸入技術。 .觸控式面板種類繁多，主要分為電阻式、電容式、超音波 Q 式以及紅外線感測式等。依據技術層面與成本考量，不同觸控 式面板適合應用的領域也有所差異。舉例來說，電阻式面板之 運作原理是感應因壓力產生之電壓變化，具有成本低之優點， 也是目前最為普及的技術，常用於個人數位助理（PDA)、手 機、導航系統、電子字典或資訊家電等消費性產品。電容式面 板依據觸控時人體靜電變化來感應電容變化，其透光度較高， 但因面板製程複雜而具較高成本，現階段多半應用在中大型產 品上，如自動提款機（ATM)、公共查詢機（KIOSK)或工業 201020667 用設備等。音波式面板利用偵測聲波之原理來運作，其觸控準 確度佳，但易受到外在雜訊干擾，多半應用於較大尺寸產品， 如公共查詢機、自動售票機、以及醫療器材等。光學式面板則 利用訊號遮斷之原理來運作，其體積大且精密度不高，但可達 100%之透光度，多半應用於價格較高的高階產品，如ATM、 OA事務機、電子白板或工業用設備等。 請參考第1圖，第1圖為先前技術中液晶顯示器100之示 Ο 意圖。液晶顯示器100包含顯示區120和非顯示區。顯示區120 上設有複數條互相平行之資料線(data line)D丨〜Dm、複數條互 相平行之閘極線(gatelii^G^Gn、複數個顯示單元Pn〜Pmn、 複數條互相平行之感測線Sxl〜SXm、複數個感測單元Su〜 Smn ’以及複數個薄膜電晶體（thin film transistor，TFT)開關 TFT! 1〜TFTmn。資料線Di〜Dm和閘極線Gi〜Gn彼此交錯設 置，而感測線SX1〜SXm中每一感測線設於資料線仏〜Dm中相 〇 對應之兩相鄰資料線之間。顯示單元Pu〜Pmn分別設於相對應 資料線和閘極線之交會處，每一顯示單元皆包含TFT開關、液 晶電容CLC和儲存電容CST，可依據電容内存之電荷來控制光 線。感測單元Sn〜Smn可偵測觸控訊號，並在偵測到觸控訊號 時呈現導通的狀態（短路）。薄膜電晶體開關TFTii〜TFTmn之 閘極分別耦接於相對應之閘極線，並依據相對應之閘極線傳來 之掃描訊號將感測單元S i i〜s mn分別電性連接至相對應之感 ,測線Sxi〜Sxm’或疋電性分離感測單元su〜smn和相對應之感 201020667 測線SX1〜SXin。 .液晶顯示器1 〇〇之非顯示區上設有源極驅動電路(source driver)130、閘極驅動電路(gate driver) 140，以及一感測電路 150。閘極驅動電路140耦接於閘極線G!〜Gn，可產生掃描訊 號以透過相對應之閘極線開啟或關閉相對應顯示單元Pn〜Pmn 之内之TFT開關。源極驅動電路130耦接於資料線Di-Dm， 可產生對應於每一顯示單元欲顯示影像之資料訊號，並透過相 ® 對應之資料線傳至相對應之顯示單元。感測電路150耦接於感 測線Sx丨〜SXm ’可依據感測線Sxl〜SXm傳來的訊號來計算出 觸碰點的位置。 【發明内容】 本發明提供一種具多重觸控功能之顯示面板，包含顯示區 域和非顯示區域。該顧示區域包含資料線，用來傳遞相關於顯 ❹不影像之資料訊號；閘極線’用來傳遞掃描訊號；顯示單元， 耦接於該資料線和該閘極線，用來依據該掃插訊號及該資料説 號來顯示影像；第一感測線，用來輸出一相關於該掃描訊號之 感測訊號；第二感測線，用來傳送該感測訊號；以及感測單元’ 耦接於該第一感測線和該第二感測線之間，用來依據一觸控訊 號電性連接或電性分離該第一和第二感測線。該非顯示區域包 含閘極驅動電路，用來輸出該掃描訊號和重置訊號；第一開 關，耦接於該閘極線和該第二感測線之間，用來依據該掃描訊 201020667 號提供充電該第二感測線之路徑；以及第二開關，用來提供放 電《亥第一感測線之路徑，該第二開關包含：第一端，耦接於該 第一感測線，第二端，耦接於一接地電位；控制端，耦接於該 閘極驅動電路，用來依據該重置訊號電性連接或電性分離該第 一端和該第二端。 。本發明另提供一種具多重觸控功能之顯示面板，包含顯示 〇 區域和非顯示區域。該顯示區域包含複數條資料線，用來傳遞 相關於顯示影像之資料訊號；複數條閘極線，用來傳遞掃描訊 號^複數個顯示單元’分別耦接於該複數條資料線中相對應之 資才斗'線與該複數條閘極線中相對應之閘極線，用來依據該相對 應之閘極線傳來之掃描訊號及該相對應之資料線傳來之資料 訊號來顯示影像；複數條第一感測線，用來依據相對應顯示單 70接收到之掃描訊號，分別輸出相對應之感測訊號；複數條第 一感測線’分別用來傳送相對應之感測訊號；複數個感測單 ❺元，分別耦接於相對應之第一感測線和一相對應之第二感測線 之間’每一感測單元依據相對應之觸控訊號電性連接或電性分 離該相對應之第一和第二感測線。該非顯示區域包含閘極驅動 電路’用來輸出掃描訊號和重置訊號；複數個第一開關，分別 麵接於相對應之閘極線和相對應之第二感測線之間，用來依據 相對應之掃描訊號分別提供充電相對應之第 二感測線的路 挺’複數個第二開關，分別用來提供放電相對應之第二感測線 V的路在母一第一開關包含··第一端，耦接於一相對應之第二 201020667 感測線’第-端，叙垃"λ/ν . 祸接於一接地電位；以及控制端，耦接於該 閘極驅動電路，用夾仂祕 ^ β 依據一相對應之重置訊號電性連接或電性 分離該第一端和該第二端。 【實施方式】 傳統觸控式面板使用單—觸控技術（singlet_h)，同一時 間-此向控制讀達單—觸點資訊。在某些較為複雜的應用中 (如3D影像處理介面）’使用者f常需要搭配滑鼠及鍵盤一併 使用，才能得到最佳的馳效果。新發展出❹重觸控 (multi-touch)貝ij能夠記錄同一時間發生的多點觸摸資訊讓 使用者能夠財勢、動作歧崎財絲進㈣控觸控式螢 幕，還月b夠在同一時間允許多個用戶進行互聯通訊（如互動式 的電視牆）。 請參考第2圖，第2圖為本發明第一實施例中具多重觸控 © 功能之液晶顯示器2⑼的示意圖。液晶顯示器200包含顯示區 220。顯示區220上設有複數條互相平行之資料線ο〗〜、複 數條互相平行之閘極線Gi〜Gn、複數個顯示單元pn〜pmn、複 數條互相平行之感測線SX1〜SXm和SY1〜SYn、複數個感測單 元Si丨〜Smn ’以及複數個開關電路資料線D丨〜Dm 和閘極線G〗〜Gn彼此交錯設置’而感測線sxl〜SXm中每一感 測線設於資料線Di〜Dm中相對應之兩相鄰資料線之間。顯示 單元P!!〜Pmn分別設於相對應資料線和閘極線之交會處，每一 201020667 顯示單元皆包含τη開關、液晶電容Clc和儲存電容Cst，可 依據電容内存之電荷來控制光線。感測單元Siiu伯測觸 控訊號，並在偵測到觸控訊號時呈開啟（短路）。 感測単兀S"〜smn之-端分別輕接於相對應之感測線〜 〜SXm’ I端則分別透過相對應之感測線Syiu接於相 對應之開關電路SWl〜SWn。針對液晶顯示器之運作原理，感 測單元S丨i〜s m n可偵測不同類型的觸控訊號，例如觸控訊號可 包含壓力、電容、光線強度或超音波訊號的變化。若偵測到觸 控訊號，感測單元S"〜smn會被開啟（短路），亦即將相對應 之開關電路sWi〜SWn分別透過相對應之感測線Syi〜電性 連接至相對應之感測線Sxi〜sxm。 液晶顯示器200之非顯示區上設有源極驅動電路23〇、閘極 驅動電路240、感測電路250’以及一重置電路26〇。開極驅動 ❿電路240耦接於閘極線G1〜Gn，可產生掃描訊號以透過相對 應之閘極線開啟或關閉相對應顯示單元之内之tft 開關。源極驅動電路230耦接於資料線Dl〜Dm，可產生對應 於每一顯示單元欲顯示影像之資料訊號，並透過相對應之資料 線傳至相對應之顯示單元。感測電路250耦接於感測線Sxi〜 SXm，可依據感測線Sxl〜SXni傳來的訊號計算出觸碰點的位置。 本發明之開關電路SWixSWn各包含兩開關元件，在本發 ' 明第一實施例中，每一開關電路皆包含二極體D和薄臈電晶體 9 201020667 開關tFT。在多點觸控的應用中，若使用者同時碰觸感測單元 S】！和Sln，感測線sY1感測線和sYn皆會被電性連接至感測線 Sx】’若無其它控制機制，此時感測線Sxi則將無法辨識訊號。 因此’本發明之液晶顯示器200使用開關電路中的二極體D〜來 控制：在閘極線〇1接收到掃描訊號時，雖然感測單元s"和 sln皆為導通’但僅有開關電路SWi中的二極體d會被開啟， 因此訊號僅會透過感測單元S n傳遞至感測線^ ;同理，在閘 ❹極線K接收到掃描訊號時，雖然感測單元8"和Sin皆為導通"， 但僅有開關電路SWn中的二極體D會被開啟，因二訊號僅會 透過感測單元sln傳遞至感測線Sxi。 另一方面，若感測線SY1〜Syn之電位一直維持在高電位， 並無法達到多關控的要求。當_^G1接收到掃描訊號時， 會開啟開關電路sWi中的二極體D，此時感測線Syi會被充電 至掃描訊號的高電位，若無其它控制機制，此時感測線^之 ❿電位-直維持在高電位’並無法繼續提供掃描功能。因此，本

發月之液曰曰顯示器2〇〇使用開關電路中的薄膜電晶體開關TFT 來控制在掃把訊號的空白時間（blanking)，閉極驅動電路謂 内之重置電路260會輸出控制訊號至開關電路SW1〜SWn，透 過開啟開關電路SW】〜SWn之薄臈電晶體開關TFT以分別提 供感測線心1〜SYn的放電路徑，使得每-感測線SY1〜SYn之 電位皆能再次回到低電位。因此，本發明之液晶顯示器2〇〇能 提供多重觸控的功能。 201020667 清參考第3圖，第3圖為本發明第二實施例中具多重觸控 功能之液晶顯示器300的示意圖。本發明第二實施例之液晶顯 不器300和第一實施例之液晶顯示器2〇〇結構類似，不同之處 在於開關電路S W!〜S W n之結構。在本發明第一實施例之液晶 顯示器200中，每一開關電路皆包含二極體〇和薄膜電晶體開 關TFT。在本發明第二實施例之液晶顯示器3〇〇中，每一間關 電路皆包含薄膜電晶體開關TFT1和TFT2。液晶顯示器300 之薄膜電晶體開關TFT1和TFT2功能分別同於液晶顯示器200 之二極體D和薄膜電晶體開關tft，因此液晶顯示器300之運 作方式和液晶顯示器200類似，在前述說明書内容中已經詳細 說明’在此不另加贊述。 依據運作原理’本發明之液晶顯示器200和300可使用不 同種類之感測單元，例如電阻式、電容式和壓電材料等感壓元 ❿件，或是光二極體和光電晶體等感光元件。此外，本發明之開 關電路SWi-SWn可包含二極體〇和薄膜電晶體開關TFT，或 是其它具相同功能的開關元件。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利 範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 ^ 第1圖為先前技術中一液晶顯示器之示意圖。 201020667 第2圖為本發明第一實施例中一液晶顯示器之示意圖。 第3圖為本發明第二實施例中一液晶顯示器之示意圖。 【主要元件符號說明】 130 、 230 源極驅動電路 140 、240閘極驅動電路 150 、 250 感測電路 260 重置電路 Di 〜Dm 資料線 Gi〜 Gn 閘極線 Pll 〜Pmn 顯示單元 sn〜Smn感測單元 Clc 液晶電容 Cst 儲存電容 D 二極體 SWj 〜SWn 開關電路 120 、 220 顯不區 100 、 200 、300 液晶顯不 Sxi〜Sxm 、sY1〜sYn 感測線 TFT ' TFT1 ' TFT2 ' TFTn~TFTmn 薄膜電晶體開關

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Claims (1)

1. 201020667 七、申請專利範圍： 1. 一種具多重觸控功能之顯示面板，包含： 一顯示區域，包含： 一資料線，用來傳遞一相關於顯示影像之資料訊號； 一閘極線，用來傳遞一掃描訊號； 一顯示單元，耦接於該資料線和該閘極線，用來依據該 掃描訊號及該資料訊號來顯示影像； P —第一感測線，用來輸出一相關於該掃描訊號之感測訊 號； 一第二感測線，用來傳送該感測訊號；以及 一感測單元，耦接於該第一感測線和該第二感測線之 間，用來依據一觸控訊號電性連接或電性分離該第 一和第二感測線；以及 一非顯示區域，包含： 一閘極驅動電路，用來輸出該掃描訊號和一重置訊號； ® —第一開關，耦接於該閘極線和該第二感測線之間，用 來依據該掃描訊號提供充電該第二感測線之路徑； 以及 一第二開關，用來提供放電該第二感測線之路徑，該第 二開關包含： 一第一端，耦接於該第二感測線； 一第二端，粞接於一接地電位； 一控制端，耦接於該閘極驅動電路，用來依據該重 13 201020667 置訊號電性連接或電性分離該第一端和該第二 端。 2.如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示單元包含： 一薄膜電晶體開關，其控制端耦接於該閘極線，而其第一 端搞接於該資料線， 一液晶電容，耦接於該薄膜電晶體開關之第二端；以及 一儲存電容，耦接於該薄膜電晶體開關之第二端和一共同 3. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第一開關包含一二極 體或一薄膜電晶體開關。 4. 如請求項1所述之顯示面板，其中該第二開關包含一薄膜 電晶體開關。 ❿ 5. 如請求項1所述之顯示面板，其中該非顯示區域另包含一 源極驅動電路，用來提供該資料訊號。 6. 如請求項1所述之顯示面板，其中該非顯示區域另包含一 感測電路，耦接於該第一感測線，用來依據該感測訊號判 斷產生該觸控訊號之位置。 . 7.如請求項1所述之顯示面板，其中該閘極驅動電路另包含 14 201020667 一重置電路，用來產生該重置訊號。 8. 如請求項1所述之顯示面板，其中該閘極驅動電路、該第 一開關，和該第二開關係設置於同一印刷電路板之上。 9. 如請求項1所述之顯示面板，其中該感測單元係包含一感 壓元件或一感光元件。 © 10.如請求項9所述之顯示面板，其中該感壓元件包含一電容 式感壓元件或一壓電元件。 11. 如請求項9所述之顯示面板，其中該感光元件包含一光二 極體或一光電晶體。 12. —種具多重觸控功能之顯示面板，包含： ^ 一顯示區域，包含： ❹ 複數條資料線，用來傳遞相關於顯示影像之資料訊號； 複數條閘極線，用來傳遞掃描訊號； 複數個顯示單元，分別耦接於該複數條資料線中一相對 應之資料線與該二複數條閘極線中一相對應之閘極 線，用來依據該相對應之閘極線傳來之掃描訊號及 該相對應之資料線傳來之資料訊號來顯示影像； 複數條第一感測線，用來依據相對應顯示單元接收到之 . 掃描訊號，分別輸出相對應之感測訊號； 15 201020667 複數條第二感測線，分別用來傳送相對應之感測訊號； 複數個感測單元，分別耦接於一相對應之第一感測線和 一相對應之第二感測線之間，每一感測單元依據一 相對應之觸控訊號電性連接或電性分離該相對應之 第一和第二感測線；以及 一非顯示區域，包含： 一閘極驅動電路，用來輸出掃描訊號和重置訊號； 複數個第一開關，分別耦接於相對應之閘極線和相對應 〇 之第二感測線之間，用來依據相對應之掃描訊號分 別提供充電相對應之第二感測線的路徑； 複數個第二開關，分別用來提供放電相對應之第二感測 線的路徑，每一第二開關包含： 一第一端，耦接於一相對應之第二感測線； 一第二端，耦接於一接地電位；以及 一控制端，耦接於該閘極驅動電路，用來依據一相 ❿ 對應之重置訊號電性連接或電性分離該第一端 和該第二端。 13.如請求項12所述之顯示面板，其中每一顯示單元包含： 一薄膜電晶體開關，其控制端耦接於一相對應之閘極線， 而其第一端耦接於一相對應之資料線； 一液晶電容，耦接於該薄膜電晶體開關之第二端；以及 一儲存電容，耦接於該薄膜電晶體開關之第二端和一共同 16 201020667 電壓。 14. 15. ❹16. 17. ❿ 18. 19. 如請求項12所述之顯示面板，其中該複數個第一開關係 包含二極體或薄膜電晶體開關。 如請求項12所述之顯示面板，其中該複數個第二開關係 包含薄膜電晶體開關。 如請求項12所述之顯示面板，其中該非顯示區域另包含 一源極驅動電路，用來提供資料訊號。 如請求項12所述之顯示面板，其中該非顯示區域另包含 一感測電路，耦接於該複數條第一感測線，用來依據該複 數條第一感測線傳來之感測訊號判斷產生觸控訊號之位 置。 如請求項12所述之顯示面板，其中該閘極驅動電路另包 含一重置電路，用來產生該重置訊號。 如請求項12所述之顯示面板，其中該閘極驅動電路、該 複數個第一開關，和該複數個第二開關係設置於同一印刷 電路板之上。 20. 如請求項12所述之顯示面板，其中該複數個感測單元係 17 201020667 包含感壓元件或感光元件。 21. 如請求項20所述之顯示面板，其中該感壓元件係包含電容 式感壓元件或壓電元件。 22. 如請求項20所述之顯示面板，其中該感光元件係包含光 二極體或光電晶體。 ❹八、囷式：

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