TW201423692A - 用於顯示器資料線之雙組態 - Google Patents

用於顯示器資料線之雙組態 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種具有可在一顯示模式與一觸控模式之間組態之資料線的顯示器。該顯示器可具有用於在該觸控模式期間感測在該顯示器上之一觸摸或近乎觸摸之感測區域。此等同樣的區域可在該顯示模式期間在該顯示器上顯示圖形或資料。在顯示模式期間，該等感測區域中之該等資料線可組態成耦接至顯示器電路，以便接收來自該電路之資料信號以用於顯示。在觸控模式期間，該等感測區域中之該等資料線可組態成耦接至該等區域中之相應感測線，相應感測線又可耦接至觸控電路，以便將觸控信號傳輸至該電路以用於感測一觸摸或近乎觸摸。或者，在觸控模式期間，該等感測區域中之該等資料線可組態成耦接至接地，以便將殘餘資料信號傳輸至接地以將其丟棄。

Description

用於顯示器資料線之雙組態
本發明係關於具有用於顯示及觸控模式兩者之像素之顯示器，且更明確而言，係關於具有具有可針對顯示模式及觸控模式兩者組態之資料線的像素之顯示器。
許多類型之輸入器件可用於在計算系統中執行操作，諸如，按鈕或按鍵、滑鼠、軌跡球、觸控式感測器面板、操縱桿、觸控板、觸控式螢幕及其類似者。詳言之，觸控式螢幕由於其操作之容易性及通用性以及其遞減的價格正變得日益風行。觸控式螢幕可包括一觸控式感測器面板(其可為具有觸控式感測表面之透明面板)及一顯示器件(諸如，液晶顯示器(LCD))，該顯示器件可定位於該面板後方以使得該觸控式感測表面可大體上覆蓋該顯示器件之可檢視區。觸控式螢幕可通常允許使用者藉由在該顯示器件正在顯示之一使用者介面(UI)(包括虛擬按鈕、按鍵、條、顯示及其他元件)所指示之一位置處使用一或多個手指、尖筆或其他物件觸摸或近乎觸摸該觸控式感測器面板來執行各種功能。一般而言，觸控式螢幕可辨識觸摸事件及在觸控式感測器面板上的觸摸事件之位置，且計算系統可接著根據在觸摸事件時出現之顯示來解譯觸摸事件，且在此之後可基於觸摸事件執行一或多個動作。
因為典型觸控式螢幕具有覆蓋顯示器件之觸控式感測器面板， 所以觸控式螢幕可能較重、較厚且較暗淡。已開發出較輕、較薄且較明亮的觸控式螢幕，其中觸控式感測器面板與顯示器件經整合以提供顯示及觸控能力兩者。此觸控式螢幕描述於題為「Touch Screen Liquid Crystal Display」之美國專利申請案第11/760,080號及題為「Display with Dual-Function Capacitive Elements」之美國專利申請案第12/240,964號中，出於所有目的，該等申請案之內容全部以引用的方式併入本文中。
然而，由於觸控式螢幕之雙重能力，當執行觸控能力時，歸因於來自顯示器電路之干擾(例如，寄生電容)，可能難以有效地偵測到在螢幕上之觸摸。可能需要較多的費用及電力來提供可克服此困難之較穩固的觸控信號。
本發明係關於一種具有顯示及觸控模式之顯示器，其中該顯示器之一感測區域中之資料線可在每一模式下以不同方式組態。在一些實施例中，在顯示模式期間，該顯示器之像素中的一或多條資料線可組態成耦接至顯示器電路以用於基於沿著該等資料線傳輸之(多個)資料信號來顯示圖形或資料。
在一些實施例中，在觸控模式期間，該顯示器之一感測區域中的像素中之一或多條資料線可組態成耦接至該等像素中之一感測線，該感測線耦接至觸控電路以用於基於自該感測線傳輸之(多個)觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。在一些其他實施例中，在觸控模式期間，該顯示器之一感測區域中的像素中之一或多條資料線可組態成耦接至接地。
資料線在觸控模式期間的組態可有利地減少在觸控模式期間與資料線相關聯之寄生電容，進而改良顯示器之有效性且減少其成本及電力要求。
100‧‧‧液晶顯示器(LCD)
101‧‧‧子像素
102‧‧‧子像素
103‧‧‧子像素
104‧‧‧子像素
105a‧‧‧閘極
105b‧‧‧源極
105c‧‧‧汲極
107‧‧‧儲存電容器Cst
107a‧‧‧上部電極
107b‧‧‧下部電極
109‧‧‧液晶電容器Clc
109a‧‧‧子像素電極
109b‧‧‧共同電極
111‧‧‧彩色濾光器電壓源Vcf
113‧‧‧閘極線
113a‧‧‧閘極線部分
113b‧‧‧閘極線部分
115‧‧‧Rdata線
115a‧‧‧Rdata線部分
117‧‧‧Gdata線
117a‧‧‧Gdata線部分
119‧‧‧彩色資料線
121‧‧‧xVcom
121a‧‧‧xVcom之一部分
121b‧‧‧xVcom之一部分
123‧‧‧yVcom
123a‧‧‧yVcom之一部分
125‧‧‧yVcom
125a‧‧‧yVcom之一部分
127‧‧‧連接件
131‧‧‧斷口
133‧‧‧斷口
155a‧‧‧閘極
155b‧‧‧源極
155c‧‧‧汲極
157‧‧‧儲存電容器Cst
157a‧‧‧上部電極
157b‧‧‧下部電極
159‧‧‧液晶電容器Clc
159a‧‧‧子像素電極
159b‧‧‧共同電極
161‧‧‧彩色濾光器電壓源Vcf
200‧‧‧LCD
201‧‧‧水平共同電壓線xVcom
202‧‧‧垂直共同電壓線yVcom
203‧‧‧像素
210‧‧‧驅動區域
211‧‧‧位置
212‧‧‧斷口
220‧‧‧感測區域
300‧‧‧電路
302‧‧‧感測線
302-a‧‧‧切換器
302-b‧‧‧切換器
315‧‧‧紅色資料線
317‧‧‧綠色資料線
319‧‧‧藍色資料線
320‧‧‧感測區域
350-a‧‧‧切換器
350-b‧‧‧切換器
360‧‧‧觸控電路
370‧‧‧LCD電路
400‧‧‧電路
402‧‧‧感測線
402-a‧‧‧切換器
402-b‧‧‧切換器
415‧‧‧資料線
415-a‧‧‧切換器
415-b‧‧‧切換器
417‧‧‧資料線
417-a‧‧‧切換器
417-b‧‧‧切換器
419‧‧‧資料線
419-a‧‧‧切換器
419-b‧‧‧切換器
420‧‧‧感測區域
460‧‧‧觸控電路
470‧‧‧LCD電路
500‧‧‧電路
502‧‧‧感測線
502-a‧‧‧切換器
502-b‧‧‧切換器
515‧‧‧資料線
515-a‧‧‧切換器
517‧‧‧資料線
517-a‧‧‧切換器
519‧‧‧資料線
519-a‧‧‧切換器
520‧‧‧感測區域
560‧‧‧觸控電路
570‧‧‧LCD電路
580-a‧‧‧切換器
580-b‧‧‧切換器
600‧‧‧電路
602‧‧‧感測線
602-a‧‧‧切換器
602-b‧‧‧切換器
615‧‧‧紅色資料線
615-a‧‧‧切換器
615-b‧‧‧切換器
617‧‧‧綠色資料線
617-a‧‧‧切換器
617-b‧‧‧切換器
619‧‧‧藍色資料線
619-a‧‧‧切換器
619-b‧‧‧切換器
620‧‧‧感測區域
660‧‧‧觸控電路
670‧‧‧LCD電路
680‧‧‧AC接地
700‧‧‧電路
702‧‧‧感測線
702-a‧‧‧切換器
702-b‧‧‧切換器
715‧‧‧紅色資料線
715-a‧‧‧切換器
717‧‧‧綠色資料線
717-a‧‧‧切換器
719‧‧‧藍色資料線
719-a‧‧‧切換器
720‧‧‧感測區域
760‧‧‧觸控電路
770‧‧‧LCD電路
775-a‧‧‧切換器
775-b‧‧‧切換器
780‧‧‧AC接地
1000‧‧‧計算系統
1002‧‧‧面板處理器
1004‧‧‧周邊元件
1006‧‧‧面板子系統
1008‧‧‧感測通道
1010‧‧‧通道掃描邏輯
1012‧‧‧RAM
1014‧‧‧驅動器邏輯
1015‧‧‧電荷泵
1016‧‧‧激勵信號
1017‧‧‧控制信號
1024‧‧‧觸控式螢幕
1026‧‧‧像素
1027‧‧‧驅動區域
1028‧‧‧主機處理器
1029‧‧‧感測區域
1032‧‧‧程式儲存器
1124‧‧‧觸控式螢幕
1136‧‧‧行動電話
1140‧‧‧數位媒體播放器
1144‧‧‧個人電腦
圖1說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中之例示性像素之部分電路圖，其中該等像素之一或多條資料線可基於模式來組態；圖2說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一例示性LCD，其中觸控區域可由該LCD中的像素群組形成；圖3說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成與該像素之感測線耦接；圖4說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成與該像素之感測線耦接；圖5說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成與該像素之感測線耦接；圖6說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成耦接至接地；圖7說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成耦接至接地；圖8說明根據各種實施例的用於在觸控模式期間將具有顯示及觸控模式之一LCD之一或多條資料線組態成耦接至該LCD之一感測線的一例示性方法；圖9說明根據各種實施例的用於在觸控模式期間將具有顯示及觸控模式之一LCD之一或多條資料線組態成耦接至接地之另一例示性方 法；圖10說明根據各種實施例的具有一具有顯示及觸控模式之LCD之一例示性計算系統；圖11a說明根據各種實施例的具有一具有顯示及觸控模式之LCD之一例示性行動電話；圖11b說明根據各種實施例的具有一具有顯示及觸控模式之LCD之一例示性數位媒體播放器；及圖11c說明根據各種實施例的具有一具有顯示及觸控模式之LCD之一例示性個人電腦。
在各種實施例之以下描述中，參看隨附圖式，其中藉由說明展示了可實踐之具體實施例。應理解，在不脫離實施例之範疇的情況下，可使用其他實施例且可進行結構改變。
本發明係關於一種具有顯示及觸控模式之LCD，其中該顯示器之一感測區域中之資料線可在每一模式下以不同方式組態。在一些實施例中，在顯示模式期間，該LCD之像素中的一或多條資料線可組態成耦接至顯示器電路以用於基於沿著該等資料線傳輸之(多個)資料信號來顯示圖形及資料。在一些實施例中，在觸控模式期間，該LCD之一感測區域中的像素中之一或多條資料線可組態成耦接至該等像素中之一感測線，該感測線耦接至觸控電路，以用於基於自該感測線傳輸之(多個)觸控信號來感測觸摸。在一些實施例中，在觸控模式期間，該LCD之一感測區域中的像素中之一或多條資料線可組態成耦接至接地。
資料線在觸控模式期間的組態可有利地減少在觸控模式期間與資料線相關聯之寄生電容，進而改良LCD之有效性且減少其成本及電力要求。
術語「驅動線」、「水平共同電壓線」及「xVcom」可指代LCD之水平導電線。在多數情況下(但並非總是如此)，當在LCD處於觸控模式時提及驅動區域中之此等導電線時，可使用術語「驅動線」，因為該等線可傳輸一用於驅動該顯示器之驅動區域之激勵信號。
術語「感測線」、「垂直共同電壓線」及「yVcom」可指代LCD之垂直導電線。在多數情況下(但並非總是如此)，當在LCD處於觸控模式時提及感測區域中之此等導電線時，可使用術語「感測線」，因為該等線可傳輸一用於感測在該顯示器上之觸摸或近乎觸摸之觸控信號。
術語「子像素」可指代LCD之紅色、綠色或藍色顯示分量，而術語「像素」可指代紅色、綠色及藍色子像素之組合。
雖然一些實施例可在本文中就LCD來描述，但應理解，實施例不受如此限制，而通常可適用於根據各種實施例之利用顯示及觸控能力之任何器件。
圖1說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD之例示性像素之部分電路圖，其中該等像素之一或多條資料線可基於模式來組態。在圖1之實例中，根據各種實施例，LCD 100可包括LCD子像素。LCD 100之子像素可經組態以使得其能夠有作為LCD子像素及觸控式感測器元件兩者之雙重功能性。亦即，子像素可包括諸如電容性元件、電極等之電路元件，該等電路元件可作為像素之LCD電路之部分而操作且其亦可作為觸控式感測電路之元件而操作。以此方式，LCD 100可作為具有整合之觸控式感測能力的LCD而操作。圖1展示LCD 100之子像素101、102、103及104之細節。注意，該等子像素之每一者可表示紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)，其中所有三個R、G及B子像素之組合形成單一彩色像素。
子像素102可包括具有閘極155a、源極155b及汲極155c之薄膜電 晶體(TFT)155。子像素102亦可包括具有上部電極157a及下部電極157b之儲存電容器Cst 157、具有子像素電極159a及共同電極159b之液晶電容器Clc 159，及彩色濾光器電壓源Vcf 161。若子像素為共平面切換型(IPS)器件，則Vcf可為(例如)與Cst 157並聯連接至一共同電壓線之邊緣場電極。若子像素不利用IPS，則Vcf 151可為(例如)彩色濾光器玻璃上之氧化銦錫(ITO)層。子像素102亦可包括一用於綠(G)色資料的資料線(Gdata線117)之一部分117a及閘極線113之一部分113b。閘極155a可連接至閘極線部分113b，且源極155b可連接至Gdata線部分117a。Cst 157之上部電極157a可連接至TFT 155之汲極155c，且Cst 157之下部電極157b可連接至在x方向上延伸的一共同電壓線(xVcom 121)之一部分121b。Clc 159之子像素電極159a可連接至TFT 155之汲極155c，且Clc 159之共同電極159b可連接至Vcf 151。
子像素103之電路圖可與子像素102之電路圖相同。然而，如圖1中所示，延伸穿過子像素103之彩色資料線119可載有藍(B)色資料。子像素102及103可為(例如)已知LCD子像素。
與子像素102及103類似，子像素101可包括具有閘極105a、源極105b及汲極105c之薄膜電晶體(TFT)105。子像素101亦可包括具有上部電極107a及下部電極107b之儲存電容器Cst 107、具有子像素電極109a及共同電極109b之液晶電容器Clc 109，及彩色濾光器電壓源Vcf 111。子像素101亦可包括一用於紅(R)色資料的資料線(Rdata線115)之一部分115a及閘極線113之一部分113a。閘極105a可連接至閘極線部分113a，且源極105b可連接至Rdata線部分115a。Cst 107之上部電極107a可連接至TFT 105之汲極105c，且Cst 107之下部電極107b可連接至xVcom 121之一部分121a。Clc 109之子像素電極109a可連接至TFT 105之汲極105c，且Clc 109之共同電極109b可連接至Vcf 111。
與子像素102及103不同，子像素101亦可包括在y方向上延伸的 以共同電壓線(yVcom 123)之一部分123a。此外，子像素101可包括將部分121a連接至部分123a的一連接件127。因此，連接件127可連接xVcom 121與yVcom 123。
子像素104(僅部分展示於圖1中)可類似於子像素101，只是yVcom 125之一部分125a可具有一斷口(開口)131且xVcom 121之一部分121b可具有一斷口133。
如在圖1中可看出，子像素101、102及103的儲存電容器之下部電極可由xVcom 121連接在一起。此可為(例如)在已知LCD面板中的連接類型，且在與已知閘極線、資料線及電晶體一起使用時，可允許對子像素進行定址。垂直共同電壓線連同至水平共同電壓線之連接件的添加可允許在x方向及y方向兩者上對子像素之分組(如以下更詳細地描述)。舉例而言，yVcom 123及至xVcom 121之連接件127可允許子像素101、102及103之儲存電容器連接至在子像素101、102及103上方及下方的子像素之儲存電容器(未展示在上方及下方的子像素)。舉例而言，緊接在子像素101、102及103上方的子像素可分別具有與子像素101、102及103相同的組態。在此情況下，緊接在子像素101、102及103上方的子像素之儲存電容器將連接至子像素101、102及103之儲存電容器。
一般而言，LCD可經組態以使得可(例如)經由至少一垂直共同電壓線連同至水平共同電壓線之連接件將面板中的所有子像素之儲存電容器連接在一起。另一LCD可經組態以使得可將子像素之不同群組連接在一起以形成連接在一起的儲存電容器之分開的區域。
一種產生分開的區域之方式可為藉由在水平及/或垂直共同線中形成斷口(開口)。舉例而言，LCD 100之yVcom 125可具有斷口131，其可允許在斷口上方之子像素與在斷口下方之子像素隔離開。同樣地，xVcom 121可具有斷口133，其可允許在斷口右邊的子像素與在 斷口左邊的子像素隔離開。
LCD之觸控區域可由電連接在一起以形成用於驅動激勵信號之驅動區域且形成用於在觸控模式期間感測一物件(諸如，手指)之觸摸或近乎觸摸之感測區域的像素(如圖1中，每一像素包括紅色、綠色及藍色子像素)之群組形成。
圖2說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一例示性LCD，其中觸控區域可由該LCD中的像素群組形成。在圖2之實例中，LCD 200可具有觸控區域，該等觸控區域可包括驅動區域210及感測區域220。驅動區域210及感測區域220可包括像素203之群組，其可在顯示模式下顯示圖形或資料且可在觸控模式下感測觸摸或近乎觸摸。為了簡單起見，將每一像素203展示為具有垂直共同電壓線yVcom 202及水平共同電壓線xVcom 201之單一區塊，其中每一單一像素區塊可表示如圖1中所示之各具有一資料線的紅色、綠色及藍色子像素之一群組。
可藉由連接像素203之至少一垂直共同電壓線yVcom 202與該像素之至少一水平共同電壓線xVcom 201來形成驅動區域210，進而形成包括一像素列之驅動區域。驅動板(例如，ITO板)可用以覆蓋該驅動區域且連接至垂直及水平共同電壓線，以便將該等像素分組在一起以形成用於觸控模式之驅動區域。通常，驅動區域可比單一像素列大，與(例如)指尖之大小相當，以便有效地接收在LCD上之觸摸或近乎觸摸。舉例而言，可藉由連接垂直共同電壓線yVcom與水平共同電壓線xVcom來形成驅動區域，進而形成包括一像素矩陣之驅動區域。在一些實施例中，彼此緊鄰之驅動區域可共用水平共同電壓線xVcom作為驅動線，該等線可用以藉由激勵信號激勵該等驅動區域。在一些實施例中，彼此緊鄰之驅動區域可共用垂直共同電壓線yVcom，該等線中在該等驅動區域之間有斷口212，以便使該等線引起寄生電容(寄 生電容可能會干擾所接收之觸摸或近乎觸摸)降至最低限度。視情況且替代地，可省略垂直共同電壓線斷口且可在驅動區域間共用完整的該等線。
感測區域220可由一像素之至少一垂直共同電壓線yVcom 202形成，進而形成包括一像素行之感測區域。感測板(例如，ITO板)可用以覆蓋感測區域且連接至垂直共同電壓線而不連接至穿接式水平共同電壓線，以便將該等像素分組在一起以形成用於觸控模式之感測區域。通常，感測區域可比單一像素行大，以便有效地感測在觸控式感測器件上的所接收觸摸或近乎觸摸。舉例而言，感測區域可由垂直共同電壓線yVcom形成，進而形成包括一像素矩陣之感測區域。在一些實施例中，感測區域可使用垂直共同電壓線yVcom作為感測線，該等線可基於在顯示器上之觸摸或近乎觸摸來傳輸一觸控信號。在感測區域中，垂直共同電壓線yVcom可與水平共同電壓線xVcom斷開且可在位置211處與水平共同電壓線xVcom跨接以形成用於觸控式感測之互電容結構。yVcom與xVcom之此跨接亦可在感測區域與驅動ITO區域之間形成可減至最低之額外寄生電容。
在觸控模式期間之操作中，水平共同電壓線xVcom 201可傳輸激勵信號以激勵該等驅動區域210在受激驅動區域與鄰近感測區域220之間形成電場線。當諸如手指之物件觸摸或近乎觸摸一受激驅動區域210時，該物件可影響延伸至鄰近感測區域220的電場線中之一些，進而減少耦合至此等鄰近感測區域的電荷之量。電荷之此減少可由感測區域220感測為一觸摸「影像」。可沿著垂直共同電壓線yVcom 202將此觸摸影像傳輸至觸控電路以進行進一步處理。
圖2之驅動區域展示為跨LCD連接成列之矩形，且圖2之感測區域展示為延長LCD之垂直長度的矩形。然而，驅動及感測區域不限於所展示之形狀、定向及位置，而可包括根據各種實施例之任何合適組 態。應理解，用以形成觸控區域之像素不限於以上描述之像素，而可為根據各種實施例之具有顯示及觸控能力之任何合適像素。
根據各種實施例，寄生電容可在LCD之感測區域中增長。舉例而言，寄生電容可在資料線與感測板或在資料線與xVcom線之間形成。此寄生電容可干擾觸控電路操作，詳言之，干擾觸控電路有效地量測基於在LCD上之觸摸或近乎觸摸而產生之觸控信號的能力。圖3至圖7說明根據各種實施例的可削弱此寄生電容及其他寄生電容對觸控電路操作之影響的例示性電路。
圖3說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成與該像素之感測線耦接。在圖3之實例中，電路300可包括具有感測區域320之像素，其中每一像素可分別具有感測線302(其可為yVcom)及紅色資料線315、綠色資料線317及藍色資料線319。雖然在圖3中僅說明一個像素，但應理解，根據各種實施例，感測區域可包括具有感測線及紅色、綠色及藍色資料線之多個像素。
對於觸控模式，感測線302可耦接至觸控電路360以用於基於在感測線上傳輸之觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。切換器302-a可將感測線302耦接至觸控電路360。資料線315、317、319可耦接至感測線302，以便在觸控電路360上形成電負載，進而減少形成於資料線與感測板之間的寄生電容且避免觸控電路之不利操作。資料線315、317、319可耦接在一起，且切換器350-a可經由感測線302將該等資料線耦接至觸控電路360以用於感測觸摸或近乎觸摸。
對於顯示模式，資料線315、317、319可耦接至LCD電路370以用於基於在資料線上傳輸之顯示器資料信號來顯示圖形或資料。資料線315、317、319可耦接在一起，且切換器350-b可將該等資料線耦接至LCD電路370，LCD電路370可接著沿著該等資料線傳輸資料信號以用 於在LCD上顯示圖形或資料。感測線302可耦接至LCD電路370以在不用於觸控時保持xVcom信號。切換器302-b可將感測線302耦接至來自LCD電路370之xVcom。
圖4說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成與該像素之感測線耦接。在圖4之實例中，電路400可包括具有感測區域420之像素，其中每一像素可分別具有感測線402(其可為yVcom)及紅色資料線415、綠色資料線417及藍色資料線419。雖然在圖4中僅說明一個像素，但應理解，根據各種實施例，感測區域可包括具有感測線及紅色、綠色及藍色資料線之多個像素。
對於觸控模式，感測線402可耦接至觸控電路460以用於基於在感測線上傳輸之觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。切換器402-a可將感測線402耦接至觸控電路460。資料線415、417、419可耦接至感測線402，以便在觸控電路460上形成電負載，進而減少形成於資料線與感測板之間的寄生電容且避免觸控電路之不利操作。切換器415-a、417-a、419-a可經由感測線402分別將資料線415、417、419耦接至觸控電路460以用於感測觸摸或近乎觸摸。
對於顯示模式，資料線415、417、419可耦接至LCD電路470以用於基於在資料線上傳輸之顯示器資料信號來顯示圖形或資料。切換器415-b、417-b、419-b可分別將資料線415、417、419耦接至LCD電路470，LCD電路470可接著沿著該等資料線傳輸資料信號以用於在LCD上顯示圖形或資料。感測線402可耦接至LCD電路470以在不用於觸控時保持xVcom信號。切換器402-b可將感測線402耦接至來自LCD電路470之xVcom。
圖5說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控 模式期間可組態成與該像素之感測線耦接。在圖5之實例中，電路500可包括具有感測區域520之像素，其中每一像素可分別具有感測線502(其可為yVcom)及紅色資料線515、綠色資料線517及藍色資料線519。雖然在圖5中僅說明一個像素，但應理解，根據各種實施例，感測區域可包括具有感測線及紅色、綠色及藍色資料線之多個像素。
對於觸控模式，感測線502可耦接至觸控電路560以用於基於在感測線上傳輸之觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。切換器502-a可將感測線502耦接至觸控電路560。資料線515、517、519可耦接至感測線502，以便在觸控電路560上形成電負載，進而減少形成於資料線與感測板之間的寄生電容且避免觸控電路之不利操作。切換器515-a、517-a、519-a可分別將資料線515、517、519耦接在一起，且切換器580-a可經由感測線502將該等資料線耦接至觸控電路560以用於感測觸摸或近乎觸摸。
對於顯示模式，資料線515、517、519可耦接至LCD電路570以用於基於在資料線上傳輸之顯示器資料信號來顯示圖形或資料。切換器515-a、517-a、519-a可分別將資料線515、517、519耦接在一起，且切換器580-b可將資料線耦接至LCD電路570，LCD電路570可接著沿著該等資料線傳輸資料信號以用於在LCD上顯示圖形或資料。感測線502可耦接至LCD電路570以在不用於觸控時保持xVcom信號。切換器502-b可將感測線502耦接至來自LCD電路570之xVcom。
圖6說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成耦接至接地。在圖6之實例中，電路600可包括具有感測區域620之像素，其中該等像素可分別具有感測線602(其可為yVcom)及紅色資料線615、綠色資料線617及藍色資料線619。雖然在圖6中僅說明一個像素，但應理解，根據各種實施例，感測區域可包 括具有感測線及紅色、綠色及藍色資料線之多個像素。
對於觸控模式，感測線602可耦接至觸控電路660以用於基於在感測線上傳輸之觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。切換器602-a可將感測線602耦接至觸控電路660。資料線615、617、619可耦接至接地，以便減少在感測區域620上形成於資料線與xVcom之間的寄生電容，進而減少對觸控電路之不利影響。切換器615-a、617-a、619-a可分別將資料線615、617、619耦接至AC接地680。或者，資料線615、617、619可耦接至DC源。
對於顯示模式，資料線615、617、619可耦接至LCD電路670以用於基於在資料線上傳輸之顯示器資料信號來顯示圖形或資料。切換器615-b、617-b、619-b可分別將資料線615、617、619耦接至LCD電路670，LCD電路670可接著沿著該等資料線傳輸資料信號以用於在LCD上顯示圖形或資料。感測線602可耦接至LCD電路670以在不用於觸控時保持xVcom信號。切換器602-b可將感測線602耦接至來自LCD電路670之xVcom。
圖7說明根據各種實施例的具有顯示及觸控模式之一LCD中的一例示性像素之另一部分電路圖，其中該像素之一或多條資料線在觸控模式期間可組態成耦接至接地。在圖7之實例中，電路700可包括具有感測區域720之像素，其中該等像素可分別具有感測線702(其可為yVcom)及紅色資料線715、綠色資料線717及藍色資料線719。雖然在圖7中僅說明一個像素，但應理解，根據各種實施例，感測區域可包括具有感測線及紅色、綠色及藍色資料線之多個像素。
對於觸控模式，感測線702可耦接至觸控電路760以用於基於在感測線上傳輸之觸控信號來感測觸摸或近乎觸摸。切換器702-a可將感測線702耦接至觸控電路760。資料線715、717、719可耦接至接地，以便減少在感測區域720上形成於資料線與xVcom之間的寄生電 容，進而減少對觸控電路之不利影響。切換器715-a、717-a、719-a可分別將資料線715、717、719耦接在一起，且切換器775-a可將資料線耦接至AC接地780。或者，資料線715、717、719可耦接至DC源。
對於顯示模式，資料線715、717、719可耦接至LCD電路770以用於基於在資料線上傳輸之顯示器資料信號來顯示圖形或資料。切換器715-a、717-a、719-a可分別將資料線715、717、719耦接在一起，且切換器775-b可將資料線耦接至LCD電路770，LCD電路770可接著沿著該等資料線傳輸資料信號以用於在LCD上顯示圖形或資料。感測線702可耦接至LCD電路770以在不用於觸控時保持xVcom信號。切換器702-b可將感測線702耦接至來自LCD電路770之xVcom。
應理解，用於處置寄生電容之電路不限於圖3至圖7中所說明之電路，而根據各種實施例，可包括能夠處置寄生電容之其他或額外組件。雖然圖3至圖7展示分開的觸控及LCD電路，但該等電路或其部分可組合至單一特殊應用積體電路(ASIC)內。
在一些實施例中，在觸控模式期間，資料線中之一些可耦接至感測線且一些可耦接至接地。舉例而言，在觸控模式期間，每一隔個資料線可耦接至感測線且其餘資料線可耦接至接地。視LCD之需要而定，其他組態亦可為可能的。
圖8說明根據各種實施例的用於在觸控模式期間將具有顯示及觸控模式之一LCD之一或多條資料線組態成耦接至該LCD之一感測線的一例示性方法。舉例而言，可在圖3至圖5之電路上執行該方法。在圖8之實例中，可接收一輸入信號，其指示將在顯示模式或是在觸控模式下執行(805、810)。
若輸入信號被判定為用於顯示模式，則可切換LCD之感測區域中的資料線以耦接至LCD電路，以便接收資料信號(815)。一旦耦接，LCD電路便可沿著資料線傳輸資料信號以用於在LCD上顯示圖形或資 料(820)。視情況，可切換LCD之感測區域中的感測線以耦接至LCD電路以保持於共同電壓。
若輸入信號被判定為用於觸控模式，則可切換LCD之感測區域中的資料線以經由感測區域中之相應感測線耦接至觸控電路(825)。亦即，資料線可耦接至感測線，感測線可耦接至觸控電路。可沿著感測線傳輸觸控信號以指示在LCD上之觸摸或近乎觸摸。可將資料線上之任何殘餘資料信號與觸控信號耦合(830)。可將經耦合之信號傳輸至觸控電路以用於感測在LCD上之觸摸(835)。
圖9說明根據各種實施例的用於在觸控模式期間將具有顯示及觸控模式之一LCD之一或多條資料線組態成耦接至接地之另一例示性方法。舉例而言，可由圖6及圖7之電路執行該方法。在圖9之實例中，可接收一輸入信號，其指示將執行顯示模式或是觸控模式(905、910)。
若輸入信號被判定為用於顯示模式，則可切換LCD之感測區域中的資料線以耦接至LCD電路(915)。LCD電路可沿著資料線傳輸資料信號以用於在LCD上進行顯示(920)。視情況，可將感測區域中之感測線耦接至LCD電路以保持於共同電壓。
若輸入信號被判定為用於觸控模式，則可將感測區域中之資料線切換至AC接地(925)。可將資料線上之任何殘餘資料信號傳輸至AC接地(930)。相應感測線可耦接至觸控電路。可沿著感測線將觸控信號傳輸至觸控電路以用於感測在LCD上之觸摸(935)。
應理解，用於組態具有顯示及觸控模式之一LCD之方法不限於圖8及圖9之方法，而可包括能夠根據各種實施例執行之額外或其他方法。
圖10說明可包括本文中所描述的各種實施例中之一或多者之一例示性計算系統。在圖10之實例中，計算系統1000可包括一或多個面 板處理器1002及周邊元件1004及面板子系統1006。周邊元件1004可包括(但不限於)隨機存取記憶體(RAM)或其他類型之記憶體或儲存器、看門狗(watchdog)計時器及其類似者。面板子系統1006可包括(但不限於)一或多個感測通道1008、通道掃描邏輯(類比或數位)1010及驅動器邏輯(類比或數位)1014。通道掃描邏輯1010可存取RAM 1012，自發地自感測通道1008讀取資料且提供用於感測通道之控制信號1017。此外，通道掃描邏輯1010可控制驅動器邏輯1014以各種相位產生激勵信號1016，該等激勵信號1016可同時施加至觸控式螢幕1024之驅動區域。面板子系統1006可在低數位邏輯電壓位準(例如，1.7V至3.3V)下操作。驅動器邏輯1014可藉由將兩個電荷儲存器件(例如，電容器)串接在一起以形成電荷泵1015來產生比數位邏輯位準供電電壓大的供電電壓。電荷泵1015可用以產生可具有約為數位邏輯位準供電電壓之兩倍的振幅(例如，3.4V至6.6V)之激勵信號1016。雖然圖10展示電荷泵1015與驅動器邏輯1014分開，但電荷泵可為驅動器邏輯之部分。在一些實施例中，面板子系統1006、面板處理器1002及周邊元件1004可整合至單一特殊應用積體電路(ASIC)內。
根據各種實施例，觸控式螢幕1024可包括具有驅動區域1027及感測區域1029之一電容性感測媒體。每一驅動區域1027及每一感測區域1029可包括電容性元件，其可被看作像素1026，且當認為觸控式螢幕1024擷取一觸摸「影像」時，其可特別有用。(換言之，在面板子系統1006已判定在觸控式螢幕中之每一觸控式感測器處是否已偵測到觸摸事件後，多點觸控式螢幕中發生觸摸事件之處的觸控式感測器之圖案可被看作一觸摸「影像」(例如，觸摸該螢幕的手指之圖案)。)可藉由量測在被觸摸的像素處存在的信號電荷之變化來偵測手指或其他物件在觸控式螢幕附近或觸控式螢幕上的存在，信號電荷為信號電容之函數。觸控式螢幕1024之每一感測區域可驅動面板子系統1006中之 感測通道1008。
計算系統1000亦可包括主機處理器1028，其用於接收來自面板處理器1002之輸出且基於該等輸出執行動作，該等動作可包括(但不限於)：移動諸如游標或指標之一或多個物件、捲動或水平移動(panning)、調整控制設定、開啟檔案或文件、檢視選單、作出選擇、執行指令、操作耦接至主機器件之一周邊器件、接聽電話呼叫、撥打電話呼叫、終止電話呼叫、改變音量或音訊設定、儲存與電話通信有關之資訊(諸如，地址、常撥號碼、已接呼叫、未接呼叫)、登入一電腦或電腦網路、准許經授權之個人存取該電腦或電腦網路之禁區、載入與使用者對電腦桌面之偏好配置相關聯的使用者設定檔、准許存取web內容、啟動一特定程式、加密或解碼一訊息，及/或其類似者。主機處理器1028亦可執行可能與面板處理無關之額外功能，且可耦接至程式儲存器1032及諸如LCD之觸控式螢幕1024以用於提供使用者介面給器件之使用者。
注意，以上描述的功能中之一或多者可由韌體執行，韌體係儲存於記憶體(例如，圖10中的周邊元件1004中之一者)中且由面板處理器1002執行或儲存於程式儲存器1032中且由主機處理器1028執行。韌體亦可儲存於任何電腦可讀媒體內及/或在任何電腦可讀媒體內傳送，以供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用，指令執行系統、裝置或器件諸如：基於電腦之系統、含有處理器之系統，或可自指令執行系統、裝置或器件提取指令且執行該等指令之其他系統。在此文件之上下文中，「電腦可讀媒體」可為可含有或儲存供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用之程式的任何媒體。電腦可讀媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統、裝置或器件、攜帶型電腦磁片(磁性)、隨機存取記憶體(RAM)(磁性)、唯讀記 憶體(ROM)(磁性)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)(磁性)、攜帶型光碟(諸如，CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW)，或快閃記憶體(諸如，緊密快閃記憶卡、安全數位卡、USB記憶體器件、記憶棒及其類似者)。
韌體亦可在任何傳送媒體內進行傳播以供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用，指令執行系統、裝置或器件諸如：基於電腦之系統、含有處理器之系統，或可自指令執行系統、裝置或器件提取指令且執行該等指令之其他系統。在此文件之上下文中，「傳送媒體」可為可傳遞、傳播或傳送供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用之程式的任何媒體。傳送可讀媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁或紅外線有線或無線傳播媒體。
應理解，觸控式螢幕不限於觸控式(如圖10中所描述)，而根據各種實施例，可為近接式螢幕或可在顯示模式與觸控模式之間切換的任何其他螢幕。此外，本文中所描述之觸控式感測器面板可為單點觸控式或多點觸控式感測器面板。
圖11a說明一例示性行動電話1136，其可包括觸控式螢幕1124及可用於在電話之觸控模式期間組態該觸控式螢幕之資料線的其他計算系統區塊。
圖11b說明一例示性數位媒體播放器1140，其可包括觸控式螢幕1124及可用於在媒體播放器之觸控模式期間組態該觸控式螢幕之資料線的其他計算系統區塊。
圖11c說明一例示性個人電腦1144，其可包括觸控式螢幕1124、觸控式感測器面板(軌跡板)1129及可用於在個人電腦之觸控模式期間組態該觸控式螢幕之資料線的其他計算系統區塊。
圖11a、圖11b及圖11c之行動電話、媒體播放器及個人電腦可藉 由根據各種實施例的具有可組態之資料線之具有顯示及觸控模式的一LCD而節省成本及電力。
儘管已參看隨附圖式充分描述了各種實施例，但應注意，各種改變及修改對於熟習此項技術者而言將變得顯而易見。此等改變及修改應被理解為包括於如附加申請專利範圍所界定之各種實施例的範疇內。
700‧‧‧電路
702‧‧‧感測線
702-a‧‧‧切換器
702-b‧‧‧切換器
715‧‧‧紅色資料線
715-a‧‧‧切換器
717‧‧‧綠色資料線
717-a‧‧‧切換器
719‧‧‧藍色資料線
719-a‧‧‧切換器
720‧‧‧感測區域
760‧‧‧觸控電路
770‧‧‧LCD電路
775-a‧‧‧切換器
775-b‧‧‧切換器
780‧‧‧AC接地

Claims (17)

  1. 一種可在一顯示模式與一觸控模式之間切換之顯示器件，該器件包含：一像素，其具有經組態以在該顯示模式期間傳輸一顯示器資料信號至該像素之一資料線及經組態以在該觸控模式期間傳輸一觸控信號至一觸控電路之不同之一感測線；及至少一切換器，其經組態以：在一第一組態中，將該像素耦接至該資料線以傳輸該顯示器資料信號至該像素且在該顯示模式期間解耦該像素與該感測線；及在一第二組態中，將該像素耦接至該感測線以傳輸該觸控信號至該觸控電路且在該觸控模式期間將該資料線耦接至該感測線。
  2. 如請求項1之器件，其中該第一組態包含該資料線耦接至該器件之一顯示器電路以發送所傳輸之該顯示器資料信號，以便在該器件上顯示圖形或資料。
  3. 如請求項1之器件，其中該顯示器件包含複數個像素，每一像素具有至少一資料線及不同之一感測線，且對每一像素而言，該第二組態包含該等資料線之至少一第一者耦接至不同之該感測線，且不同之該感測線耦接至該觸控電路以感測耦接自相鄰像素之電容。
  4. 如請求項3之器件，其中該第二組態包含該等資料線之至少一第二者耦接至接地。
  5. 如請求項1之器件，其中在該觸控模式中，不同之該感測線經組態以接收由耦接於該感測線及相鄰之像素之間的一電容所產生 之該觸控信號；及該觸控電路經組態以在該觸控模式期間自不同之該感測線接收觸控信號且自該資料線接收一殘餘資料信號。
  6. 如請求項1之器件，其併入至一行動電話、一數位媒體播放器或一個人電腦中之至少一者中。
  7. 一種顯示器件，其包含：一感測區域，其具有複數個顯示像素；一驅動區域，其具有複數個顯示像素；每一顯示像素具有至少一資料線及不同之一感測線；該顯示器可操作於一顯示模式中，在該顯示模式中，由該至少一資料線所傳輸之資料信號耦接至該顯示像素以在該顯示器件上顯示圖形或資料；該顯示器可操作於一觸控模式中，在該觸控模式中，由自該驅動區域至該感測區域之電容性耦接所產生之觸控信號係耦接至一觸控電路；及該器件進一步操作於該觸控模式中以將該資料線耦接至該感測線以降低由該資料線所產生之寄生電容。
  8. 如請求項7之器件，其具有沿著一第一方向配置之一第一驅動區域及一第二驅動區域，而該感測區域配置於該第一驅動區域及該第二驅動區域之間，且該第一驅動區域具有沿著該第一方向配置且連接至該第二驅動區域而繞過該感測區域之若干驅動線。
  9. 如請求項8之器件，其包含：一切換器，其經組態以在該觸控模式期間將該資料線耦接至該感測線。
  10. 如請求項9之器件，其中該切換器經組態以在一顯示模式期間解 耦該資料線與該感測線。
  11. 如請求項8之器件，其包含：一切換器，其經組態以在一顯示模式期間將該資料線耦接至一顯示器電路。
  12. 如請求項11之器件，其中該切換器經組態以在該觸控模式期間解耦該資料線與該顯示器電路。
  13. 一種用於組態具有一顯示模式及一觸控模式之一顯示器件之方法，該方法包含：對一觸控模式而言，切換該器件之一像素之一資料線以耦接至該器件之該像素之一感測線，以便降低由該資料線所產生之寄生電容。
  14. 如請求項13之方法，其包含：對一顯示模式而言，切換該資料線以耦接至該器件之一顯示器電路。
  15. 如請求項13之方法，其包含：對於包含該資料線耦接至該感測線之該觸控模式而言，自該感測線傳輸一第一信號與自該資料線至一觸控電路之一第二信號耦接，以感測該顯示器件上之一觸摸或接近觸摸。
  16. 一種用於切換一顯示器件於一顯示模式及一觸控模式之間之方法，該方法包含：判定一模式信號與該顯示器件之該顯示模式或該觸控模式相關聯；對於經判定之該模式信號與該顯示模式相關聯之情況，切換該顯示器件之一像素之一資料線以耦接至該顯示器件之一顯示器電路；及對於經判定之該模式信號與該觸控模式相關聯之情況，切換 該顯示器件之該像素之該資料線以與該顯示器件之該顯示器電路解耦且將該資料線耦接至該像素之一感測線，該感測線與該資料線不同。
  17. 如請求項16之方法，其包含：對於每一像素具有複數個資料線及不同之一感測線之複數個像素而言，在該觸控模式期間，切換該等資料線之一些以與該顯示器電路解耦而與接地耦接，且切換該等資料線至其他者至不同之該等感測線。
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