TW201543318A - 觸控面板、觸控顯示裝置及觸控面板之驅動方法 - Google Patents

Abstract

觸控面板包含一基板，複數條感應電極及一驅動器。該複數條感應電極設置於該基板上，用以傳送複數個驅動訊號，並用以根據該複數個驅動訊號產生複數個感應訊號。該驅動器用以驅動該複數條感應電極以進行一觸控感應操作，其中，該驅動器進一步用以檢知一顯示面板之雜訊後決定一干擾時段，並於該干擾時段內停止該觸控感應操作。

Description

觸控面板、觸控顯示裝置及觸控面板之驅動方法

本發明係相關於一種觸控面板、觸控顯示裝置及觸控面板之驅動方法，尤指一種可避免受顯示面板雜訊影響之觸控面板、觸控顯示裝置及觸控面板之驅動方法。

在現有外掛式(out-cell)觸控顯示裝置的架構中，是將一觸控面板貼附於一顯示面板上以進行觸控感應操作。該觸控面板係用以偵測觸控事件而依據觸控事件產生觸控資料，觸控顯示裝置則根據觸控面板的觸控資料判斷觸控位置，並根據觸控位置控制顯示面板進行相對應之操作。

現有觸控面板檢測觸控事件之方法，係以驅動器送出驅動訊號給觸控面板上的感應電極，驅動訊號於感應電極上生成感應訊號，當手指觸摸或靠近觸控面板時，對應觸控事件位置的感應電極電容量將發生變化，致使該(或該些)感應電極生成之感應訊號發生改變，藉此即可測得觸控事件之發生與位置。

然而，由於顯示面板係以高頻率地切換相關訊號(例如資料訊號或共同電壓訊號)的極性進行畫面之顯示，這些高頻訊號將會因電磁感應而耦合至觸控面板而對觸控面板產生雜訊，進而影響觸控面板偵測觸控事件的準確度，更嚴重者甚至使得觸控顯示裝置的無法正常運作。而在現有觸控顯示裝 置不斷追求薄化的趨勢中，觸控面板與顯示面板之間的距離趨於縮小，致使觸控面板受到顯示面板雜訊之影響趨於嚴重，是以，上述雜訊影響觸控面板偵測觸控事件之缺陷亟需解決之。

本發明之目的在於提供一種可避免受顯示面板雜訊影響之觸控面板、觸控顯示裝置及觸控面板之驅動方法，以解決先前技術的問題。

本發明觸控面板包含一基板，複數條感應電極及一驅動器。該複數條感應電極是設置於該基板上，用以傳送複數個驅動訊號，並用以根據該複數個驅動訊號產生複數個感應訊號。該驅動器是用以驅動該複數條感應電極以進行一觸控感應操作，其中，該驅動器進一步用以檢知一顯示面板之雜訊後決定一干擾時段，並於該干擾時段內停止該觸控感應操作。

本發明觸控顯示裝置包含一顯示面板，及一觸控面板。該顯示面板包含一畫素矩陣，用以根據複數個掃描訊號、複數個資料訊號及一共同電壓訊號顯示畫面；及一顯示驅動電路，用來提供該複數個掃描訊號、該複數個資料訊號及該共同電壓訊號至該畫素矩陣。該觸控面板包含一基板，複數條感應電極及一驅動器。該複數條感應電極是設置於該基板上，用以傳送複數個驅動訊號，並用以根據該複數個驅動訊號產生複數個感應訊號。該驅動器是用以驅動該複數條感應電極以進行一觸控感應操作，其中，該驅動器進一步用以檢知一顯示面板之雜訊後決定一干擾時段，並於該干擾時段內停止該觸控感應操作。

本發明觸控面板之驅動方法包含提供一觸控面板，該觸控面板包含複數條感應電極；該觸控面板偵測一顯示面板之雜訊；該觸控面板根據該顯示面板之雜訊大小決定一干擾時段；該觸控面板於該干擾時段內停止一觸 控感應操作；及該觸控面板於該干擾時段之外傳送複數個驅動訊號至該複數條感應電極及接收該複數條感應電極產生的複數個感應訊號。

相較於先前技術，本發明觸控面板得於檢知顯示面板之雜訊後，於一干擾時段內禁能該驅動器，如此，便得以排除受雜訊干擾的感應訊號。藉此，本發明觸控面板可以避免受到顯示面板的雜訊影響，並增加觸控資料的準確度。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧顯示面板

112‧‧‧畫素矩陣

114‧‧‧顯示驅動電路

116‧‧‧共同電極

120‧‧‧觸控面板

122‧‧‧基板

124‧‧‧驅動器

130‧‧‧處理器

140‧‧‧觸控驅動電路

142‧‧‧傳送單元

144‧‧‧接收單元

150‧‧‧干擾檢測電路

152‧‧‧整流器

154‧‧‧類比數位轉換器

156‧‧‧延遲器

160A、160B‧‧‧感應單元

900‧‧‧流程圖

910-950‧‧‧步驟

A‧‧‧第一方向

B‧‧‧第二方向

C‧‧‧數位脈波

D‧‧‧資料訊號

ADC‧‧‧類比數位轉換器

L1‧‧‧第一電極

L2‧‧‧第二電極

N‧‧‧雜訊

R‧‧‧整流訊號

Rx‧‧‧感應訊號

S‧‧‧掃描訊號

SW1、SW2、SW3、SW4‧‧‧開關

T‧‧‧干擾時段

TH‧‧‧門檻值

Tx‧‧‧驅動訊號

Vcom‧‧‧共同電壓訊號

VDD‧‧‧高位準電壓

Vref‧‧‧參考電壓

第1圖為本發明觸控顯示裝置的示意圖。

第2圖為第1圖電容式觸控面板的結構示意圖。

第3圖為本發明觸控面板致能及禁能觸控感應操作的第一實施例的示意圖。

第4圖為本發明觸控驅動電路的電路示意圖。

第5圖為本發明觸控面板致能及禁能觸控感應操作的第二實施例的示意圖。

第6圖是本發明觸控面板偵測顯示面板之雜訊的第一實施例的示意圖。

第7圖是本發明觸控面板偵測顯示面板之雜訊的第二實施例的示意圖。

第8圖是本發明觸控面板偵測顯示面板之雜訊的第三實施例的示意圖。

第9圖為本發明觸控面板之驅動方法的流程圖。

請同時參考第1圖及第2圖。第1圖為本發明觸控顯示裝置的示意圖，第2圖為第1圖電容式觸控面板的結構示意圖。如圖所示，本發明觸控顯示裝置100包含一顯示面板110，一觸控面板120，及一處理器130。顯示面板110包含一畫素矩陣112，及一顯示驅動電路114。顯示驅動電路114係用來提供複數個掃描訊號S、複數個資料訊號D及一共同電壓訊號Vcom至畫素矩陣112。而畫素矩陣112係用以根據複數個掃描訊號S、複數個資料 訊號D及共同電壓訊號Vcom來顯示畫面。觸控面板120包含一基板122，複數條第一電極L1，複數條第二電極L2，及一驅動器124。第一電極L1及第二電極L2是作為感應電極使用。複數條第一電極L1係沿一第一方向A設置於基板122上，用以傳送複數個驅動訊號Tx。複數條第二電極L2係沿相異於第一方向A之一第二方向B設置於基板122上，用以根據複數個驅動訊號Tx產生複數個感應訊號Rx。在本發明實施例中，第一電極L1不限定用於傳送驅動訊號Tx，且第二電極L2亦不限定用以根據複數個驅動訊號Tx產生複數個感應訊號Rx，第一電極L1及第二電極L2的功能可互換，且本實施例係以互容式觸控技術為例，但不限定，亦可採用自容式觸控技術，意即令第一及第二電極L1、L2皆用於傳送驅動訊號Tx及產生感應訊號Rx。驅動器124包含一觸控驅動電路140及一干擾檢測電路150。觸控驅動電路140包含一傳送單元142及一接收單元144。傳送單元142係至少電連接於複數條第一電極L1，或進一步電連接於該複數第二電極L2，用以輸出複數個驅動訊號Tx。接收單元144係至少電連接於複數條第二電極L2，或進一步電連接於該複數第一電極L1，用以接收第二電極L2產生之複數個感應訊號Rx。驅動器124可進一步根據複數個感應訊號Rx產生觸控資料。處理器130可根據驅動器124產生之觸控資料控制觸控顯示裝置100之操作，例如移動顯示面板110上顯示之游標。干擾檢測電路150用以根據顯示面板110之雜訊大小及一門檻值決定一干擾時段，以及於干擾時段內控制驅動器124停止觸控感應操作，例如禁能觸控驅動電路130以停止驅動第一電極L1及第二電極L2，或者通知驅動器124停止根據複數個感應訊號Rx產生觸控資料。驅動器124的觸控感應操作包含傳送驅動訊號Tx、接收感應訊號Rx及根據感應訊號Rx產生觸控資料等動作。而停止觸控感應操作包含停止觸控感應操作的任一動作。當觸控感應操作之任一動作被停止時，驅動器124將不會依據感應訊號Rx產生觸控資料。意即，驅動器124係依據干擾時段以外的感應訊號Rx產生觸控資料，可避免受顯示面板的雜訊干擾。

舉例來說，請參考第3圖，並一併參考第1圖及第2圖。第3圖為本發明觸控面板致能及禁能觸控感應操作的第一實施例的示意圖。如圖所示，干擾檢測電路150的整流器152可用以整流顯示面板之雜訊N以產生一整流訊號R，而干擾檢測電路150的類比數位轉換器154是電連接於整流器150，用以根據門檻值TH將整流訊號R轉換為一數位脈波C，例如，當雜訊的電壓高於該門檻值TH時，由該干擾檢測電路150觸發一上升緣，雜訊電壓低於該門檻值TH時，該干擾檢測電路150觸發一下降緣。藉此，干擾檢測電路150可以進一步根據數位脈波C決定干擾時段T，其中干擾時段T的時間長度是對應於數位脈波C的脈波寬度，且干擾時段T的起始時間是對應於數位脈波C的起始時間。

請參考第4圖，並一併參考第3圖。第4圖為本發明觸控驅動電路的電路示意圖。如第4圖所示，於干擾時段T之外，當傳送單元142輸出驅動訊號Tx至第一電極L1時，開關SW1及SW3會導通，而開關SW2及SW4會斷開；而當接收單元144接收第二電極L2產生之感應訊號Rx時，開關SW1及SW3會斷開，而開關SW2及SW4會導通。於干擾時段T內，可斷開開關SW1(及/或開關SW3)，令驅動訊號Tx不輸入第一電極L1(及/或第二電極L2)，或可斷開開關SW2(及/或開關SW4)，令第二電極L2(及/或第一電極L1)上產生的感應訊號Rx不輸入驅動器124，較佳的是令開關SW1至SW4皆斷開，以同時禁能傳送單元142及接收單元144。除此之外，亦可不禁能傳送單元142及144，但令驅動器124忽略或消去該干擾時段內接收的感應訊號Rx，使其不作為產生觸控資料之依據。

依據上述配置，當顯示面板之雜訊N大小高於門檻值TH時，觸控驅動電路140會被干擾檢測電路150禁能，以避免提供不準確之觸控資料 給處理器130，進而造成處理器130執行錯誤操作。另外，當顯示面板之雜訊N大小低於門檻值TH時，觸控驅動電路130的傳送單元142及接收單元144會被致能，以產生較準確之觸控資料給處理器130。

另外，第4圖中的觸控驅動電路140只是用以說明如何禁能傳送單元142及接收單元144，本發明觸控驅動電路140並不限於第4圖的配置。第4圖中的觸控驅動電路140可以利用金屬氧化半導體元件或積體電路來達成。

請參考第5圖，並一併參考第1圖及第2圖。第5圖為本發明觸控面板致能及禁能觸控感應操作的第二實施例的示意圖。由於數位脈波C的起始時間可能會因運算過程而稍微落後雜訊N高於門檻值TH的起始時間，造成當雜訊N開始高於門檻值TH時觸控驅動電路130未被立即禁能。為避免上述情況，干擾檢測電路150可另包含一延遲器156，電連接於類比數位轉換器154，用以根據顯示面板的雜訊N的週期延遲數位脈波C的起始時間。舉例來說，顯示面板的雜訊N通常是因切換相關訊號(例如資料訊號D或共同電壓訊號Vcom)的極性所產生，因此顯示面板之雜訊N的週期是固定的。延遲器156可以根據兩個雜訊波峰的時間差得到雜訊N的週期，並根據雜訊N的週期將數位脈波C的起始時間延遲，以使數位脈波C的起始時間能和之後的雜訊N高於門檻值TH的起始時間同步。

在本發明實施例中，顯示面板之雜訊N包括但不限於因切換資料訊號D或共同電壓訊號Vcom的極性所產生，顯示面板之雜訊N亦可包含因其他元件之電子訊號或自然界的電磁波所產生之雜訊。

另一方面，請參考第6圖，第6圖是本發明觸控面板偵測顯示面 板之雜訊的第一實施例的示意圖。如第6圖所示，觸控面板120可另包含一感應單元160A設置於基板122上，例如設置於基板122的外圍，用來以電磁感應方式感應顯示面板之雜訊N。圖中係以U形為例，但不限制其形狀。且感應單元160A是電連接於驅動器124的干擾檢測電路150，以傳送顯示面板之雜訊N至整流器152。

請參考第7圖，第7圖是本發明觸控面板偵測顯示面板之雜訊的第二實施例的示意圖。如第7圖所示，觸控面板120可另包含一感應單元160B設置於基板122上，例如設置於基板122的一面上，用來以電磁感應方式感應顯示面板之雜訊N。且感應單元160B是電連接於驅動器124的干擾檢測電路150，以傳送顯示面板之雜訊N至整流器152。另外，感應單元160B除了可以感應顯示面板之雜訊N，感應單元160B亦可為一整面或各種形狀的屏蔽電極(shielding layer)，用以屏蔽顯示面板之雜訊N，得以更進一步減少雜訊對第一及第二電極之干擾，增加觸控資料的準確度。

請參考第8圖，第8圖是本發明觸控面板偵測顯示面板之雜訊的第三實施例的示意圖。如第8圖所示，該驅動器124中的干擾檢測電路150亦可電連接於顯示面板110之一共同電極116，用以接收耦合至共同電極116的雜訊，例如資料訊號D切換極性時耦合至共同電極116的雜訊。

在本發明實施例中，觸控面板之驅動器124係可和顯示面板110之顯示驅動電路114整合於處理器130中，如此本發明觸控顯示裝置100可進一步縮小體積和減少成本。

請參考第9圖。第9圖為本發明觸控面板之驅動方法的流程圖900。本發明觸控面板之驅動方法的流程如下列步驟： 步驟910：提供一觸控面板，該觸控面板包含複數條感應電極；步驟920：該觸控面板偵測一顯示面板之雜訊；步驟930：該觸控面板根據該顯示面板之雜訊大小決定一干擾時段；步驟940：該觸控面板於該干擾時段內停止一觸控感應操作；及步驟950：該觸控面板於該干擾時段之外傳送複數個驅動訊號至該複數條感應電極及接收該複數條感應電極產生的複數個感應訊號。

相較於先前技術，本發明觸控面板可根據顯示面板之雜訊大小及門檻值決定一干擾時段，並於干擾時段內禁能驅動器124以停止觸控感應操作，使驅動器124於干擾時段內不發送傳輸訊號或(及)不接收感應訊號或(及)令處理器130排除驅動器124於干擾時段內所接收之訊號，進而避免產生錯誤之觸控資料。因此，本發明觸控面板可以避免受到顯示面板的雜訊影響，並增加觸控資料的準確度。

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。

120‧‧‧觸控面板

122‧‧‧基板

124‧‧‧驅動器

140‧‧‧觸控驅動電路

142‧‧‧傳送單元

144‧‧‧接收單元

150‧‧‧干擾檢測電路

152‧‧‧整流器

154‧‧‧類比數位轉換器

156‧‧‧延遲器

A‧‧‧第一方向

B‧‧‧第二方向

L1‧‧‧第一電極

L2‧‧‧第二電極

Rx‧‧‧感應訊號

Tx‧‧‧驅動訊號

Claims (25)

1. 一種觸控面板，包含：一基板；複數條感應電極，設置於該基板上，用以傳送複數個驅動訊號，並用以根據該複數個驅動訊號產生複數個感應訊號；及一驅動器，用以驅動該複數條感應電極以進行一觸控感應操作；其中，該驅動器進一步用以檢知一顯示面板之雜訊後決定一干擾時段，並於該干擾時段內停止該觸控感應操作。
2. 如請求項1所述之觸控面板，其中該驅動器係依據該干擾時段以外接收的感應訊號產生一觸控資料。
3. 如請求項2所述之觸控面板，其中該驅動器包含一觸控驅動電路，該觸控驅動電路包含：一傳送單元，電連接於該複數條感應電極，用以輸出該複數個驅動訊號；及一接收單元，電連接於該複數條感應電極，用以接收該複數個感應訊號；其中該觸控驅動電路之該傳送單元及該接收單元至少其中一者係於該干擾時段內被禁能。
4. 如請求項2所述之觸控面板，其中該驅動器於該干擾時段內被禁能，而不根據該干擾時段內接收的感應訊號產生該觸控資料。
5. 如請求項2所述之觸控面板，其中該驅動器包含：一干擾檢測電路，用以根據該顯示面板之雜訊大小決定該干擾時段，以 及於該干擾時段內控制該驅動器停止驅動該複數條感應電極。
6. 如請求項5所述之觸控面板，其中該干擾檢測電路是用以根據該顯示面板之雜訊大小及一門檻值決定該干擾時段。
7. 如請求項6所述之觸控面板，其中該干擾檢測電路包含：一整流器，用以整流該顯示面板之雜訊以產生一整流訊號；及一類比數位轉換器，電連接於該整流器，用以根據該門檻值將該整流訊號轉換為一數位脈波；其中該干擾時段的時間長度是對應於該數位脈波的脈波寬度，且該干擾時段的起始時間是對應於該數位脈波的起始時間。
8. 如請求項7所述之觸控面板，其中該干擾檢測電路另包含：一延遲器，電連接於該類比數位轉換器，用以根據該顯示面板之雜訊週期延遲該數位脈波的起始時間。
9. 如請求項1所述之觸控面板，其中該驅動器係電連接於該顯示面板之一共同電極，用以接收耦合至該共同電極的雜訊。
10. 如請求項1所述之觸控面板，另包含至少一感應單元設置於該基板上，該至少一感應單元係電連接於該驅動器，用以感應該顯示面板之雜訊。
11. 如請求項1至10中任一項所述之觸控面板，其中該複數條感應電極包含：複數條第一電極，沿一第一方向設置於該基板上，用以傳送該複數個驅動訊號；及 複數條第二電極，沿相異於該第一方向之一第二方向設置於該基板上，用以根據該複數個驅動訊號產生該複數個感應訊號。
12. 一種觸控顯示裝置，包含：一顯示面板，包含：一畫素矩陣，用以根據複數個掃描訊號、複數個資料訊號及一共同電壓訊號顯示畫面；及一顯示驅動電路，用來提供該複數個掃描訊號、該複數個資料訊號及該共同電壓訊號至該畫素矩陣；及一觸控面板，包含：一基板；複數條感應電極，設置於該基板上，用以傳送複數個驅動訊號，並用以根據該複數個驅動訊號產生複數個感應訊號；及一驅動器，用以驅動該複數條感應電極以進行一觸控感應操作；其中，該驅動器進一步用以檢知一顯示面板之雜訊後決定一干擾時段，並於該干擾時段內停止該觸控感應操作。
13. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該驅動器包含一觸控驅動電路，該觸控驅動電路包含：一傳送單元，電連接於該複數條感應電極，用以輸出該複數個驅動訊號；及一接收單元，電連接於該複數條感應電極，用以接收該複數個感應訊號；其中該觸控驅動電路之該傳送單元及該接收單元係於該干擾時段內被禁能。
14. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該驅動器係依據該干擾時段以外接收的感應訊號產生一觸控資料。
15. 如請求項14所述之觸控顯示裝置，其中該驅動器於該干擾時段內被禁能，而不根據該干擾時段內接收的感應訊號產生該觸控資料。
16. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該驅動器包含：一干擾檢測電路，用以根據該顯示面板之雜訊大小決定該干擾時段，以及於該干擾時段內控制該驅動器停止驅動該複數條感應電極。
17. 如請求項16所述之觸控顯示裝置，其中該干擾檢測電路是用以根據該顯示面板之雜訊大小及一門檻值決定該干擾時段。
18. 如請求項17所述之觸控顯示裝置，其中該干擾檢測電路包含：一整流器，用以整流該顯示面板之雜訊以產生一整流訊號；及一類比數位轉換器，電連接於該整流器，用以根據該門檻值將該整流訊號轉換為一數位脈波；其中該干擾時段的時間長度是對應於該數位脈波的脈波寬度，且該干擾時段的起始時間是對應於該數位脈波的起始時間。
19. 如請求項18所述之觸控顯示裝置，其中該干擾檢測電路另包含：一延遲器，電連接於該類比數位轉換器，用以根據該顯示面板之雜訊週期延遲該數位脈波的起始時間。
20. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該驅動器係電連接於該顯示面板之一共同電極，用以接收耦合至該共同電極的雜訊。
21. 如請求項12所述之觸控顯示裝置，其中該觸控面板另包含至少一感應單元設置於該基板上，該至少一感應單元係電連接於該驅動器，用以感應該顯示面板之雜訊。
22. 如請求項12至21中任一項所述之觸控顯示裝置，其中該複數條感應電極包含：複數條第一電極，沿一第一方向設置於該基板上，用以傳送該複數個驅動訊號；及複數條第二電極，沿相異於該第一方向之一第二方向設置於該基板上，用以根據該複數個驅動訊號產生該複數個感應訊號。
23. 一種觸控面板之驅動方法，包含：提供一觸控面板，該觸控面板包含複數條感應電極；該觸控面板偵測一顯示面板之雜訊；該觸控面板根據該顯示面板之雜訊大小決定一干擾時段；該觸控面板於該干擾時段內停止一觸控感應操作；及該觸控面板於該干擾時段之外傳送複數個驅動訊號至該複數條感應電極及接收該複數條感應電極產生的複數個感應訊號。
24. 如請求項23所述之驅動方法，其中該觸控面板根據該顯示面板之雜訊大小決定該干擾時段的步驟包含：對該顯示面板之雜訊進行整流以產生一整流訊號；及根據一門檻值將該整流訊號轉換為一數位脈波；其中該干擾時段的時間長度是對應於該數位脈波的脈波寬度，且該干擾時段的起始時間是對應於該數位脈波的起始時間。
25. 如請求項24所述之驅動方法，其中該觸控面板根據該顯示面板之雜訊大小決定該干擾時段的步驟另包含：根據該顯示面板之雜訊週期延遲該數位脈波的起始時間。