TW201421135A - 具有光感應輸入的顯示驅動電路 - Google Patents
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Abstract
一種具有光感應輸入的顯示驅動電路,包括複數個畫素區、複數個畫素電極、複數條閘極線、複數條資料線、至少一光偵測器單元、至少一條讀取線以及至少一隔離電極。畫素區係以一矩陣方式排列。畫素電極係分別設置於各畫素區中。閘極線係沿一第一方向延伸並彼此互相平行設置。資料線係沿一第二方向延伸並彼此互相平行設置。閘極線係與資料線彼此互相交錯設置。光偵測器單元係至少部分設置於一個畫素區中。讀取線係與光偵測器單元電性連接,且讀取線係設置於兩相鄰之資料線之間。隔離電極係於第一方向上設置於讀取線與一條資料線之間。
Description
本發明係關於一種顯示驅動電路,尤指一種具有光感應輸入的顯示驅動電路。
近年來觸控感應技術迅速地發展,許多消費性電子產品例如行動電話(mobile phone)、衛星導航系統(GPS navigator system)、平板電腦(tablet PC)、筆記型電腦(laptop PC)以及桌上型電腦(desktop PC)等均有與觸控功能結合的產品推出。在上述各電子產品中,主要是在原先顯示面板之區域賦予觸控感應之功能,也可說是將原先單純的顯示面板替換成具有觸控辨識功能之觸控顯示面板。依據觸控顯示面板的結構設計上的不同,一般可區分為外掛式(out-cell)與內嵌式(in-cell/on-cell)觸控顯示面板。其中,外掛式觸控顯示面板係將獨立的觸控面板與一般的顯示面板組合而成,而內嵌式觸控顯示面板則是將觸控感應裝置直接設置在顯示面板中基板的內側或外側上。舉例來說,可將觸控感應裝置設置在一般液晶顯示面板之彩色濾光片基板(color filter substrate)或薄膜電晶體陣列基板(TFT array substrate)上,用以形成in-cell內嵌式觸控顯示面板。
請參考第1圖,第1圖繪示了習知之具有光感應輸入的顯示驅動電路100的示意圖。此顯示驅動電路100一般係設置於陣列基板上,而顯示驅動電路100除了包括一般驅動電路中互相交錯設置之閘極線110與資料線
120以及對應之顯示切換元件160之外,還設置了光偵測器單元140以及對應之讀取線130,利用光偵測器單元140來進行觸控偵測,並利用讀取線130來傳遞光感應訊號。然而,在一般的設計上,讀取線130會與一條資料線120相鄰設置且大體上互相平行。因此,讀取線130所傳遞之光感應訊號容易受到資料線120傳遞之顯示資料訊號干擾而影響到光感應訊號的判讀,導致觸控訊號處理上的複雜化並加重相關積體電路(integrated circuit,IC)的運算負擔。
本發明之主要目的之一在於提供一種具有光感應輸入的顯示驅動電路。利用於讀取線與資料線之間設置隔離電極,藉以減少讀取線與資料線之間彼此的訊號干擾現象,達到提升光感應訊號判讀的準確性以及降低相關電路運算負擔之目的。
為達上述目的,本發明之一較佳實施例提供一種具有光感應輸入的顯示驅動電路,包括複數個畫素區、複數個畫素電極、複數條閘極線、複數條資料線、至少一光偵測器單元、至少一條讀取線以及至少一隔離電極。畫素區係以一矩陣方式排列。畫素電極係分別設置於各畫素區中。閘極線係沿一第一方向延伸並彼此互相平行設置。資料線係沿一第二方向延伸並彼此互相平行設置。閘極線係與資料線彼此互相交錯設置。光偵測器單元係至少部分設置於一個畫素區中。讀取線係與光偵測器單元電性連接,且讀取線係設置於兩相鄰之資料線之間。隔離電極係於第一方向上設置於讀取線與一條資料線之間。
100、200、300、400、500‧‧‧具有光感應輸入的顯示驅動電路
110、GL‧‧‧閘極線
120、DL‧‧‧資料線
130、RL‧‧‧讀取線
140、220、320‧‧‧光偵測器單元
150、PE‧‧‧畫素電極
160、210‧‧‧顯示切換元件
211、221、321、331‧‧‧閘極
212、222、322、332‧‧‧源極
213、223、323、333‧‧‧汲極
250‧‧‧隔離電極
291‧‧‧耦合電容
292‧‧‧儲存電容
CE‧‧‧共通電極
CS‧‧‧共通線
DL1‧‧‧第一資料線
DL2‧‧‧第二資料線
DL3‧‧‧第三資料線
PE1‧‧‧第一畫素電極
PE2‧‧‧第二畫素電極
PE3‧‧‧第三畫素電極
PX‧‧‧畫素區
PX1‧‧‧第一畫素區
PX2‧‧‧第二畫素區
PX3‧‧‧第三畫素區
T1‧‧‧感光電晶體
T2‧‧‧切換電晶體
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧垂直投影方向
第1圖繪示了習知之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。
第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。
第3圖繪示了本發明之第一較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路之等效電路圖。
第4圖繪示了本發明之第二較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。
第5圖繪示了本發明之第二較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路之等效電路圖。
第6圖繪示了本發明之第三較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。
第7圖繪示了本發明之第四較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解,製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。此外,「耦接」或「連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣或結構連接手段。因此,若文中描述一第一裝置耦接/連接於一第二裝置,則代表該第一裝置可直接電氣/結構連接於該第二裝置,或透過其他裝置或連接手段間接地電氣/結構連接至該第二裝置。
請參考第2圖,第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。為了方便說明,本發明之各圖式僅為示
意以更容易了解本發明,其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第2圖所示,本實施例提供一種具有光感應輸入的顯示驅動電路200,包括複數個畫素區PX、複數個畫素電極PE、複數條閘極線GL、複數條資料線DL、至少一光偵測器單元220、至少一條讀取線RL以及至少一隔離電極250。畫素區PX係以一矩陣方式排列。畫素電極PE係分別設置於各畫素區PX中。閘極線GL係沿一第一方向X延伸並彼此互相平行設置,資料線DL係沿一第二方向Y延伸並彼此互相平行設置,且閘極線GL係與資料線DL彼此互相交錯設置。在本實施例中,第一方向X較佳係大體上垂直第二方向Y,但並不以此為限。此外,在本實施例中,以矩陣方式排列之畫素區PX大體上係由互相交錯設置之閘極線GL與資料線DL所定義,但並不以此為限。光偵測器單元220係至少部分設置於一個畫素區PX中。讀取線RL係與光偵測器單元220電性連接,用以讀取並傳遞由光偵測器單元220所接受到的訊號,藉此進行光感應結果之判讀。本發明之光偵測器單元220較佳可包括至少一光感應元件例如感光電晶體,但並不以此為限。值得說明的是,本發明之光偵測器單元220可單純用以偵測環境光之狀況與其變化,作為環境光強弱的偵測器(Ambient Light Sensor)之應用,且顯示驅動電路200亦可視需要設置複數個光偵測器單元220,藉由光偵測器單元220的分布設計使得顯示驅動電路200亦可具有觸控偵測定位或影像掃描陣列(Image Array)的功能。在本實施例中,讀取線RL係設置於兩相鄰之資料線DL之間,而隔離電極250係於第一方向X上設置於讀取線RL與一條資料線DL之間,用以減少讀取線RL與資料線DL之間彼此的訊號干擾現象,達到提升光感應訊號判讀的準確性以及降低相關電路運算負擔之目的。
更進一步說明,如第2圖所示,本實施例之資料線DL可包括一第一資料線DL1與一第二資料線DL2彼此相鄰設置,且第一資料線DL1與第二資料線DL2之間無設置任一資料線DL。讀取線RL係設置於第一資料線
DL1與第二資料線DL2之間,讀取線RL較佳係與資料線DL互相平行設置,也就是說,讀取線RL較佳係大體上與閘極線GL正交,但並不以此為限。此外,讀取線RL與第一資料線DL1之間的距離較佳係大於讀取線RL與第二資料線DL2之間的距離。換句話說,讀取線RL係較靠近第二資料線DL2,且隔離電極250係於第一方向X上設置於讀取線RL與第二資料線DL2之間,用以減少讀取線RL與第二資料線DL2之間彼此的訊號干擾現象,進而提升由光偵測器單元220所接受到之光感應訊號進行判讀的準確性,並可降低相關電路之運算負擔。
更進一步說明,如第3圖所示,本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路200可更包括複數個顯示切換元件210,分別設置於各畫素區PX中,各顯示切換元件210係與一條閘極線GL、一條資料線DL以及一個畫素電極PE電性連接。在本實施例中,畫素區PX可包括一第一畫素區PX1、一第二畫素區PX2以及一第三畫素區PX3沿第一方向X交替排列設置,而畫素電極PE可包括一第一畫素電極PE1、一第二畫素電極PE2以及一第三畫素電極PE3分別對應設置於第一畫素區PX1、第二畫素區PX2以及第三畫素區PX3中。換句話說,第一畫素電極PX1與第二畫素電極PX2係沿第一方向X上彼此相鄰設置,且第一畫素電極PX1、第二畫素電極PX2以及第三畫素電極PX3係沿第一方向X交替排列設置。此外,資料線DL可更包括至少一第三資料線DL3與第二資料線DL2於第一方向X上相鄰設置。第一資料線DL1、第二資料線DL2以及第三資料線DL3係分別與第一畫素區PX1、第二畫素區PX2以及第三畫素區PX3中的顯示切換元件210連接,藉此將資料訊號分別傳輸到各畫素區PX之顯示切換元件210。值得說明的是,藉由相對之彩色濾光片(圖未示)或有機發光元件(圖未示)的設置,第一畫素區PX1、第二畫素區PX2以及第三畫素區PX3可分別用以顯示藍光、紅光與綠光,並藉由彼此的混色來達到全彩顯示的效果。本實施例之光偵測器單元220係設
置於用以顯示藍光之第一畫素區PX1中,但本發明並不以此為限,而亦可視需要將光偵測器單元220設置於其他畫素區PX或設置於所有畫素區PX中。
請參考第2圖與第3圖。第3圖繪示了本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路200之等效電路圖。如第2圖與第3圖所示,本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路200可更包括複數條共通線CS,沿第一方向X延伸並彼此互相平行設置。各顯示切換元件210較佳可包括一個由一閘極211、一源極212以及一汲極213所組成之薄膜電晶體。顯示切換元件210之閘極211連接於一閘極線GL,而源極212則連接於一資料線DL。一具有共電壓Vcom之共通電極(common electrode)CE與畫素電極PE及夾設於共通電極CE與畫素電極PE之間的材料例如液晶材料(圖未示)形成一耦合電容291,而汲極213與共通線CS以及夾設於汲極213與共通線CS之間材料例如介電材料(圖未示)形成一儲存電容292。此外,本實施例之光偵測器單元220較佳可包括一個由一閘極221、一源極222以及一汲極223所組成之感光電晶體,藉由感光電晶體中半導體層例如非晶矽層具有之光致電流特性來偵測外界光線的有無以及強度。值得說明的是,光偵測器單元220之閘極221係連接於一閘極線GL,而光偵測器單元220之汲極223亦連接於閘極線GL,也就是說閘極221與汲極223係彼此短路。此外,共通線CS係與讀取線RL係彼此正交,且光偵測器單元220的源極222係連接於讀取線RL。當光偵測器單元220偵測到一光訊號時,光偵測器單元220產生一電流訊號並透過讀取線RL提供給一運算電路(圖未示)進行分析判讀。因此,本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路200可藉由顯示切換元件210控制顯示狀況,此外,由一個光源(例如觸控用的光筆或電筒)或是由觸控筆或手指移動所造成的陰影或反射光強度變化所產生的光訊號,可以被光偵測器單元220所偵測,並且將偵測到的光訊號作為輸入訊號,使得本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路200在進行顯示的同時,也可以接受由光感應所進行的輸入。此外,
值得說明的是,本實施例之隔離電極250較佳係與一條共通線CS電性連接,藉由隔離電極250所帶有之共通線CS之訊號來減少讀取線RL與第二資料線DL2之間彼此的訊號干擾現象,進而提升由光偵測器單元220所接受到之光感應訊號進行判讀的準確性並降低相關電路之運算負擔。此外,隔離電極250較佳係與共通線CS以同一製程形成且與一條共通線CS一體成型,藉此可不需額外製程來形成隔離電極250,但並不以此為限。
下文將針對本發明之不同實施樣態進行說明,且為簡化說明,以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述,而不再對相同之處作重覆贅述。此外,本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示,以利於各實施例間互相對照。
請參考第4圖與第5圖。第4圖繪示了本發明之第二較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。第5圖繪示了本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路之等效電路圖。如第4圖與第5圖所示,本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路300包括複數個畫素區PX、複數個畫素電極PE、複數條閘極線GL、複數條資料線DL、複數條共通線CS、至少一光偵測器單元320、至少一條讀取線RL以及至少一隔離電極250。光偵測器單元320係至少部分設置於一個畫素區PX中,且光偵測器單元320係與一條閘極線GL電性連接。讀取線RL係與光偵測器單元320電性連接,用以讀取並傳遞由光偵測器單元320所接受到的訊號,藉此進行光感應結果之判讀。與上述第一較佳實施例的不同處在於,本實施例之光偵測器單元320係與一條共通線CS電性連接。更明確地說,光偵測器單元320可包括一感光電晶體T1以及一切換電晶體T2,切換電晶體T2係連接於感光電晶體T1用以控制感光電晶體T1的開啟或關閉。更進一步說明,感光電晶體T1的閘極321係連接於一條共通線CS,而感光電晶體T1的汲極323也連接於同一條
共通線CS,也就是說閘極321與汲極323係彼此短路。此外,切換電晶體T2的閘極331係連接於閘極線GL,切換電晶體T2的源極332係連接於讀取線RL,而切換電晶體T2的汲極333則連接於感光電晶體T1的源極322。當感光電晶體T1偵測到一光訊號時,而該光訊號由一個光源(例如觸控用的光筆或電筒)或是由觸控筆或手指移動所造成的陰影或反射光強度變化所產生,同時閘極線GL被選擇而導通切換電晶體T2時,由感光電晶體T1所產生的電流訊號即可提供給讀取線RL。此外,在本實施例中,顯示切換元件210以及切換電晶體T1可連接於同一條閘極線GL,因此在開啟或關閉顯示切換元件210時亦可一併開啟或切換電晶體T1,使得與同一條讀取線RL相連之光偵測器單元320可在時間上分時被開啟進行光偵測,進而可於第二方向Y上進行光訊號位置的判讀,並實現多點觸控的功能。
請參考第6圖,第6圖繪示了本發明之第三較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。如第6圖所示,本實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路400與上述第一較佳實施例不同的地方在於,本實施例之隔離電極250係為一電性浮置(electrically floating)電極。換句話說,隔離電極250係與共通線CS、閘極線GL、資料線DL以及讀取線RL電性分離。值得說明的是,隔離電極250可視需要與資料線DL以同一製程一併形成,或者隔離電極250亦可視需要與閘極線GL以及共通線CS以同一製程一併形成,藉此達到簡化製程的效果,但並不以此為限。藉由於讀取線RL以及第二資料線DL2之間設置電性浮置之隔離電極250,可減少讀取線RL與第二資料線DL2之間彼此的訊號干擾現象,進而提升由光偵測器單元220所接受到之光感應訊號進行判讀的準確性並降低相關電路之運算負擔。
請參考第7圖,第7圖繪示了本發明之第四較佳實施例之具有光感應輸入的顯示驅動電路的示意圖。如第7圖所示,本實施例之具有光感應
輸入的顯示驅動電路500與上述第三較佳實施例不同的地方在於,光偵測器單元320係與一條共通線CS電性連接。關於光偵測器單元320的細部特徵已於上述第二較佳實施例中說明,故在此並不再贅述。
綜合以上所述,本發明之具有光感應輸入的顯示驅動電路係利用於讀取線與資料線之間設置隔離電極,藉以減少讀取線與資料線之間彼此的訊號干擾現象,達到提升光感應訊號判讀的準確性以及降低相關電路運算負擔之目的。此外,本發明更利用原有之形成閘極線、共通線或資料線之製程步驟來同時形成隔離電極,故可在不增加額外製程步驟的狀況下達到減少讀取線與資料線之間訊號干擾現象的效果。
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。
210‧‧‧顯示切換元件
250‧‧‧隔離電極
300‧‧‧具有光感應輸入的顯示驅動電路
320‧‧‧光偵測器單元
CS‧‧‧共通線
GL‧‧‧閘極線
DL‧‧‧資料線
DL1‧‧‧第一資料線
DL2‧‧‧第二資料線
DL3‧‧‧第三資料線
PE‧‧‧畫素電極
PE1‧‧‧第一畫素電極
PE2‧‧‧第二畫素電極
PE3‧‧‧第三畫素電極
PX‧‧‧畫素區
PX1‧‧‧第一畫素區
PX2‧‧‧第二畫素區
PX3‧‧‧第三畫素區
RL‧‧‧讀取線
X‧‧‧第一方向
Y‧‧‧第二方向
Z‧‧‧垂直投影方向
Claims (11)
- 一種具有光感應輸入的顯示驅動電路,包括:複數個畫素區,以一矩陣方式排列;複數個畫素電極,分別設置於各該畫素區中;複數條閘極線,沿一第一方向延伸並彼此互相平行設置;複數條資料線,沿一第二方向延伸並彼此互相平行設置,其中該等閘極線係與該等資料線彼此互相交錯設置;至少一光偵測器單元,至少部分設置於一個該畫素區中;至少一條讀取線,與該光偵測器單元電性連接,其中該讀取線係設置於兩相鄰之該等資料線之間;以及至少一隔離電極,於該第一方向上設置於該讀取線與一條該資料線之間。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該等資料線包括一第一資料線與一第二資料線彼此相鄰設置,該第一資料線與該第二資料線之間無設置任一該資料線,該讀取線係設置於該第一資料線與該第二資料線之間,且該讀取線與該第一資料線之間的距離係大於該讀取線與該第二資料線之間的距離。
- 如請求項2所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該隔離電極係設置於該讀取線與該第二資料線之間。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,更包括複數條共通線,沿該第一方向延伸並彼此互相平行設置。
- 如請求項4所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該隔離電極係與一條該共通線電性連接。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該隔離電極包括一電性浮置(electrically floating)電極。
- 如請求項4所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該光偵測器單元係與一條該共通線電性連接。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該光偵測器單元係與一條該閘極線電性連接。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,更包括複數個顯示切換元件,分別設置於各該畫素區中,其中各該顯示切換元件係與一條該閘極線、一條該資料線以及一個該畫素電極電性連接。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該讀取線係與該等閘極線正交。
- 如請求項1所述之具有光感應輸入的顯示驅動電路,其中該光偵測器單元包括一光感應元件。
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