TW201335809A - 觸控顯示裝置 - Google Patents

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Chih-Wei Chang
Shu-Wen Chang
Chia-Chun Fang
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Chunghwa Picture Tubes Ltd
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Abstract

一種觸控顯示裝置，包括顯示面板、觸控面板、閘極驅動器及觸控感測器。觸控面板對應顯示面板而配置。閘極驅動器耦接顯示面板及觸控面板，用以依序輸出多個掃描信號至顯示面板且依序輸出多個驅動信號至觸控面板，其中這些掃描信號的輸出時間與這些驅動信號的輸出時間不重疊。觸控感測器耦接觸控面板，並且依據觸控面板輸出的感測信號計算觸控位置。

Description

觸控顯示裝置
本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種整合驅動電路的觸控顯示裝置。
隨著顯示科技的日益進步，人們藉著顯示器的輔助可使生活更加便利，為求顯示器輕、薄之特性，促使平面顯示器(flat panel display,FPD)成為目前的主流。近年來，各式電子產品都不斷朝向操作簡便、小體積以及大螢幕尺寸的方向邁進，特別是攜帶式的電子產品對於體積及螢幕尺寸的要求更為嚴格。因此，許多電子產品都將觸控式的設計與顯示面板整合，以省略鍵盤或是操控按鍵所需的空間，進而使螢幕可配置的面積擴大。
一般而言，觸控顯示面板包括顯示面板與觸控面板，其中觸控面板可內建於顯示面板中或外貼於顯示面板上。觸控面板依照其感測方式的不同而大致上區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板、聲波式觸控面板以及電磁式觸控面板。並且，由於模組化的緣故，顯示面板的驅動電路與觸控面板的驅動電路一般會分開設計，以致於顯示面板的驅動電路與觸控面板的驅動電路會各自獨立運作。
由於觸控面板內建於顯示面板中或外貼於顯示面板上，因此觸控面板所輸出的感測信號很容易受顯示面板的電場所影響，以致於影響觸控面板的觸控品質(如靈敏度及準確度)。在目前，提升觸控面板的觸控品質的方式有兩種：第一種為在觸控面板上再增加一屏蔽電極層，以抑制顯示面板對觸控面板的干擾，進而降低顯示面板的電場對觸控面板的干擾量；第二種為提高觸控面板之驅動信號的電壓準位，以增加觸控面板的感測信號的信雜比(Signal to Noise Ratio，SNR)。上述方式雖可改善顯示面板對觸控面板的干擾，但勢必會增加觸控顯示裝置的成本。
本發明提供一種觸控顯示裝置，其利用閘極驅動器產生觸控面板的驅動信號，以提高觸控面板的感測信號的信雜比，並且可降低硬體成本。並且，區隔掃描信號與驅動信號的輸出時間，以降低顯示面板的電場對觸控面板的干擾。
本發明提出一種觸控顯示裝置，包括顯示面板、觸控面板、閘極驅動器及觸控感測器。觸控面板對應顯示面板而配置。閘極驅動器耦接觸控面板及顯示面板，用以依序輸出多個掃描信號至顯示面板且依序輸出多個驅動信號至觸控面板，其中這些掃描信號的輸出時間與這些驅動信號的輸出時間不重疊。觸控感測器耦接觸控面板，並且依據觸控面板輸出的一感測信號計算一觸控位置。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器於畫面顯示期間依序輸出這些掃描信號，閘極驅動器於垂直空白期間依序輸出這些掃描信號。
在本發明之一實施例中，觸控面板於垂直空白期間的掃描次數決定於這些驅動信號的脈波寬度。
在本發明之一實施例中，觸控面板於垂直空白期間的掃描次數為1。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器具有多個閘極驅動晶片，其中這些閘極驅動晶片分別輸出部分的這些驅動信號。
在本發明之一實施例中，閘極驅動器具有多個閘極驅動晶片，其中這些驅動信號由部分的這些閘極驅動晶片輸出。
在本發明之一實施例中，這些驅動信號透過這些閘極驅動晶片的多個備用腳位輸出。
在本發明之一實施例中，觸控感測器依據時序判斷各驅動信號的輸出時間，以於接收到感測信號時，依據各驅動信號的輸出時間判斷觸控位置對應的第一軸向座標，以及依據感測信號的輸出腳位判斷觸控位置對應的第二軸向座標。
在本發明之一實施例中，觸控顯示裝置更包括時序控制器，用以控制閘極驅動器輸出這些掃描信號及這些驅動信號。
在本發明之一實施例中，觸控感測器為整合於時序控制器中。
在本發明之一實施例中，觸控面板為內建於顯示面板中或貼附於顯示面板上。
基於上述，本發明實施例的觸控顯示裝置，其透過閘極驅動器輸出的驅動信號，以提升感測信號的信雜比並且可節省硬體成本。其次，由於掃描信號的輸出時間與驅動信號的輸出時間不重疊，因此可降低顯示面板對觸控面板的干擾。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，觸控顯示裝置100包括時序控制器110、閘極驅動器120、源極驅動器130、顯示面板140、觸控面板150及觸控感測器160。一般而言，觸控面板150會對應顯示面板140而配置，亦即觸控面板150可內建於顯示面板140中或貼附於顯示面板140上，此可依據本領域通常知識者所採用的元件而定，本發明實施例不以此為限。
時序控制器110耦接閘極驅動器120及源極驅動器130。閘極驅動器120耦接顯示面板140及觸控面板150，且受控於時序控制器110依序輸出多個掃描信號SC至顯示面板140，以及依序輸出多個驅動信號DR至觸控面板150。其中，這些掃描信號SC的輸出時間與這些驅動信號DR的輸出時間不重疊。源極驅動器130耦接顯示面板140，且受控於時序控制器110依序輸出多個畫素電壓VP至顯示面板140，以將欲顯示的影像寫入顯示面板140中。觸控感測器160耦接觸控面板150，並且依據觸控面板150輸出的感測信號SE計算觸控位置TP。
依據上述，由於掃描信號SC的電壓準位(約為20~30伏特)會遠大於傳統觸控面板的驅動電壓(約為3.3~5伏特)，因此閘極驅動器120所輸出的驅動信號DR亦會遠大於傳統觸控面板的驅動電壓，因此可提升感測信號SE的信雜比，並且可節省產生驅動信號DR的電路而降低硬體成本。並且，由於這些掃描信號SC的輸出時間與這些驅動信號DR的輸出時間不重疊，亦即寫入影像至顯示面板140的時間與掃描觸控面板150的時間不重疊。由於顯示面板140於寫入影像時的電場會較強，因此在顯示面板140寫入影像外的時間進行觸控面板150的掃描可降低顯示面板140的電場對觸控面板150的干擾。
進一步來說，時序控制器110可傳送用以控制閘極驅動器120的信號(例如垂直起始信號)或傳送對應的時序信號至觸控感測器160，以使觸控感測器160可透過計數時脈了解閘極驅動器120的信號輸出時序，並且觸控感測器160可依據閘極驅動器120的信號輸出時序判斷各驅動信號DR的輸出時間。在此觸控面板150以電容性觸控面板為例，由於各驅動信號DR會依序輸出，因此各驅動信號DR的輸出時間決定觸控位置TP的一軸向座標(如Y軸)，而觸控位置TP的另一軸向座標(如X軸)則決定於感測信號SE的輸出腳位。因此，當觸控感測器160接收到感測信號SE時，會依據各驅動信號DR的輸出時間判斷觸控位置TP對應的第一軸向座標(例如Y軸座標)，並且依據感測信號SE的輸出腳位判斷觸控位置TP對應的第二軸向座標(例如Y軸座標)。藉此，可更簡化進行觸控掃描所需的控制信號。
在本發明的實施例中，觸控面板150不限於電容性觸控面板，且可以是依序接收多個驅動信號DR並依據觸碰的位置而於對應的腳位輸出感測信號SE的觸控面板，例如數位式電阻觸控面板。
圖2為圖1依據本發明一實施例的掃描信號及驅動信號的時序示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，閘極驅動器120受控於時序控制器110於畫面顯示期間FDP中依序輸出多個掃描信號SC至顯示面板140，並且於垂直空白期間VB中依序輸出多個驅動信號DR至觸控面板150，亦即最後一個掃描信號SC的下降緣會觸發閘極驅動器120開始依序輸出多個驅動信號DR。其中，畫面顯示期間FDP與垂直空白期間VB的組合可視為一畫面期間。
一般而言，觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數決定於垂直空白期間VB的時間長度、觸控面板150所需的驅動信號DR的數量及驅動信號DR的脈波寬度。在垂直空白期間VB的時間固定及觸控面板150所需的驅動信號DR的數量固定的情況下，觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數決定於這些驅動信號DR的脈波寬度。亦即，驅動信號DR的脈波寬度越寬，觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數越少，驅動信號DR的脈波寬度越窄，觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數越多，此可依據本領域通常知識者自行設定。此外當觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數越多，則觸控的靈敏度越高，此可依據本領域通常知識者而定。其中，驅動信號DR的脈波寬度可受控於時序控制器110，但本發明其他實施例不以此為限。
此外，當觸控面板150於垂直空白期間VB的掃描次數大於1，則閘極驅動器120會重覆發出這些驅動信號DR，亦即閘極驅動器120會配置額外的控制電路來觸發閘極驅動器120重覆發出這些驅動信號DR。當觸控面板於垂直空白期間VB的掃描次數為1時，亦即於垂直空白期間VB中每一驅動信號DR只輸出一次，則閘極驅動器120不須重覆發出這些驅動信號DR，亦即不須配置額外的控制電路來觸發閘極驅動器120重覆發出這些驅動信號DR，藉此可簡化閘極驅動器120的電路。
圖3為圖1依據本發明一實施例的閘極驅動器、顯示面板及觸控面板的佈線示意圖。請參照圖1及圖3，在本實施例中，以觸控面板150貼附於顯示面板140為例。並且，閘極驅動器120具有多個閘極驅動晶片(如310、320)，這些閘極驅動晶片(如310、320)用以產生掃描信號SC，其中驅動信號DR由部分的閘極驅動晶片(如310)輸出。用以輸出這些驅動信號DR的閘極驅動晶片的數量為依據實際設定的需求而定，圖示為用以說明。並且，閘極驅動晶片(如310)可利用其備用腳位來輸出驅動信號DR，因此不會影響其輸出掃描信號SC的功能。
在本實施例中，驅動信號DR可透過額外的佈線傳送至觸控面板150。由於觸控面板150貼附於顯示面板140上，因此上述額外的佈線可形成於顯示面板140的彩色濾光基板上相對於液晶層的表面。
圖4為圖1依據本發明另一實施例的閘極驅動器、顯示面板及觸控面板的佈線示意圖。請參照圖1及圖4，在本實施例中，以觸控面板150貼附於顯示面板140為例。閘極驅動器120具有多個閘極驅動晶片(如410、420)，其中這些閘極驅動晶片(如410、420)分別輸出部分的驅動信號DR，亦即閘極驅動晶片(如410、420)除了要輸出掃描信號SC，也會輸出至少一驅動信號DR，而每一閘極驅動晶片(如410、420)所輸出的驅動信號DR的數量會隨著所描掃的觸控面板150所需的驅動信號DR的數量而變。
在閘極驅動晶片(如410、420)分攤輸出驅動信號DR的情況下，驅動信號DR可跟掃描信號SC一樣透過佈線先傳送至顯示面板140的內部，此時可於顯示面板140上形成貫孔430，以使驅動信號DR透過對應的貫孔430而傳送至觸控面板150。藉此，由於驅動信號DR傳送至觸控面板150的路徑會相似，亦即每一驅動信號DR由閘極驅動晶片(如410、420)傳送至觸控面板150的能量耗損大致相同，因此觸控面板150輸出的感測信號SE的電壓準位會大致相同，亦即可提高觸控感測的均勻度，進而提高觸控品質。
圖5為依據本發明另一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1及圖5，觸控感測器500大致相同於觸控感測器100，其不同之處在於時序控制器510。在本實施例中，將觸控感測器511整合於時序控制器510中，其中觸控感測器511可參照觸控感測器160，在此則不再贅述。藉此，可不須額外配置觸控感測器而降低硬體成本。
綜上所述，本發明實施例的觸控顯示裝置，其透過閘極驅動器輸出的驅動信號，以提升感測信號的信雜比，並且可節省產生驅動信號的電路而降低硬體成本。其次，由於掃描信號的輸出時間與驅動信號的輸出時間不重疊，因此可降低顯示面板對觸控面板的干擾。並且，觸控感測器可依據閘極驅動器的信號輸出時序判斷各驅動信號的輸出時間，因此可更簡化進行觸控掃描所需的控制信號。再者，閘極驅動晶片可分攤輸出驅動信號，以使每一驅動信號傳送至觸控面板的路徑會相似，藉以提高觸控感測的均勻度，進而提高觸控品質。更者，可將觸控感測器整合於時序控制器中，因此可不須額外配置觸控感測器而降低硬體成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．觸控顯示裝置
110、510．．．時序控制器
120．．．閘極驅動器
130．．．源極驅動器
140．．．顯示面板
150．．．觸控面板
160、511．．．觸控感測器
310、320、410、420．．．閘極驅動晶片
430．．．貫孔
DR．．．驅動信號
FDP．．．畫面顯示期間
SC．．．掃描信號
SE．．．感測信號
TP．．．觸控位置
VB．．．垂直空白期間
VP．．．畫素電壓
圖1為依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。
圖2為圖1依據本發明一實施例的掃描信號及驅動信號的時序示意圖。
圖3為圖1依據本發明一實施例的閘極驅動器、顯示面板及觸控面板的佈線示意圖。
圖4為圖1依據本發明另一實施例的閘極驅動器、顯示面板及觸控面板的佈線示意圖。
圖5為依據本發明另一實施例的觸控顯示裝置的系統示意圖。
100．．．觸控顯示裝置
110．．．時序控制器
120．．．閘極驅動器
130．．．源極驅動器
140．．．顯示面板
150．．．觸控面板
160．．．觸控感測器
DR．．．驅動信號
SC．．．掃描信號
SE．．．感測信號
TP．．．觸控位置
VP．．．畫素電壓

Claims (11)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一顯示面板；一觸控面板，對應該顯示面板而配置；一閘極驅動器，耦接該觸控面板及該顯示面板，用以依序輸出多個掃描信號至該顯示面板且依序輸出多個驅動信號至該觸控面板，其中該些掃描信號的輸出時間與該些驅動信號的輸出時間不重疊；以及一觸控感測器，耦接該觸控面板，並且依據該觸控面板輸出的一感測信號計算一觸控位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該閘極驅動器於一畫面顯示期間依序輸出該些掃描信號，該閘極驅動器於一垂直空白期間依序輸出該些掃描信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板於該垂直空白期間的掃描次數決定於該些驅動信號的脈波寬度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板於該垂直空白期間的掃描次數為1。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該閘極驅動器具有多個閘極驅動晶片，其中該些閘極驅動晶片分別輸出部分的該些驅動信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該閘極驅動器具有多個閘極驅動晶片，其中該些驅動信號由部分的該些閘極驅動晶片輸出。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該些驅動信號透過該些閘極驅動晶片的多個備用腳位輸出。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控感測器依據時序判斷各該些驅動信號的輸出時間，以於接收到該感測信號時，依據各該些驅動信號的輸出時間判斷該觸控位置對應的一第一軸向座標，以及依據該感測信號的輸出腳位判斷該觸控位置對應的一第二軸向座標。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，更包括一時序控制器，用以控制該閘極驅動器輸出該些掃描信號及該些驅動信號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控感測器為整合於該時序控制器中。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板為內建於該顯示面板中或貼附於該顯示面板上。
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