TW201627977A - 顯示器及觸控顯示器 - Google Patents

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黃信忠
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Abstract

一種顯示器及觸控顯示器。顯示器包括顯示面板及源極驅動器。顯示面板具有多個畫素及接收共同電壓的共同電極。源極驅動器用以提供多個當下畫素電壓至畫素，並且依據各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓判斷是否安插中間電壓準位於各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓之間。

Description

顯示器及觸控顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種分段式調整畫素電壓的顯示器及觸控顯示器。
近幾年來，平面顯示技術的發展不斷的推陳出新，致使液晶顯示器已被廣泛的應用於各個領域。因為液晶的驅動方式需要頻繁地反轉畫素電壓的極性。在極性反換時，畫素電壓會形成較高的電壓變化，並且上述電壓變化會透過電容耦合(coupling)效應，使共同電極的準位受到影響，連帶影響液晶顯示器的顯示效果。因此，如何降低畫素電壓的電壓變化對共同電極的影響是設計液晶顯示器的一個重點。
有鑑於此，本發明提供一種顯示器及觸控顯示器，可分段提供施加至畫素的畫素電壓，以降低畫素電壓的變化影響畫面的顯示及觸控點的偵測。
本發明的顯示器，包括顯示面板以及源極驅動器。顯示 面板具有多個畫素及接收共同電壓的共同電極。源極驅動器用以提供多個當下畫素電壓至畫素，並且依據各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓判斷是否安插中間電壓準位於各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓之間。
本發明的觸控顯示器，包括顯示面板、觸控面板以及源極驅動器。顯示面板具有多個畫素及接收共同電壓的共同電極。觸控面板配置於顯示面板，且具有多個觸控電極。源極驅動器用以提供多個當下畫素電壓至畫素，並且依據各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓判斷是否安插中間電壓準位於各當下畫素電壓與對應的先前畫素電壓之間。
基於上述，本發明實施例的顯示器及觸控顯示器，在調整畫素電壓時，可依據畫素電壓的變化極性或幅度，安插中間電壓。據此，可分段調整施加至畫素的畫素電壓，以避免因畫素電壓的電壓變化影響顯示畫面的品質及觸控操作的操作性。
為讓本發明的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。
100‧‧‧顯示器
110、610‧‧‧顯示面板
120、630、730‧‧‧源極驅動器
130、660、710、720‧‧‧畫素
140、670、700‧‧‧共同電極
200‧‧‧資料通道
210、220‧‧‧閂鎖器
230、240‧‧‧數位類比轉換電路
250‧‧‧分壓電路
260‧‧‧資料控制電路
600‧‧‧觸控顯示器
620‧‧‧觸控面板
621、623‧‧‧觸控電極
640‧‧‧觸控趨動單元
650‧‧‧觸控感測單元
711、712、721、722‧‧‧波形
CL‧‧‧液晶電容
D1‧‧‧電壓差
df1~df6‧‧‧脈衝
SD、SD1、SD2‧‧‧畫面資料
SDT‧‧‧觸控驅動信號
SG‧‧‧閘極驅動信號
SST‧‧‧觸控感測信號
T0~T7‧‧‧週期
TA1、TA2‧‧‧時間
TFT‧‧‧薄膜電晶體
V11~V13、V21~V23、V31、V32‧‧‧電壓準位
Vcom‧‧‧共同電壓
Vm、Vm1~Vm9‧‧‧中間電壓準位
Vpx‧‧‧畫素電壓
Vpx1‧‧‧當下畫素電壓
Vpx2‧‧‧先前畫素電壓
圖1為依據本發明一實施例的顯示器的系統示意圖。
圖2為依據本發明一實施例的源極驅動器的系統示意圖。
圖3為依據本發明一實施例的畫素電壓與共同電壓的波形 圖。
圖4為依據本發明另一實施例的畫素電壓與共同電壓的波形圖。
圖5為依據本發明另一實施例的畫素電壓的波形圖。
圖6為依據本發明一實施例的觸控顯示器的系統示意圖。
圖7為依據本發明一實施例的觸控面板受畫素電壓的干擾示意圖。
圖1為依據本發明一實施例的顯示器的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，顯示器100包括顯示面板110及源極驅動器120。顯示面板110具有多個畫素130及共同電極140。源極驅動器120耦接顯示面板110。源極驅動器120用以提供多個當下畫素電壓Vpx1至畫素130，以依據所接收到的畫面資料SD驅動顯示面板110顯示畫面。共同電極140用以接收共同電壓Vcom，以提供共同電壓Vcom至畫素130，其中共同電極140可以是一片狀電極或多個條狀電極組成，本發明實施例不以此為限。
一般而言，畫素130依據當下畫素電壓Vpx1與共同電壓Vcom的壓差值決定畫素130所顯示的亮度，以決定顯示面板110顯示畫面時的亮度。因此，在例如以常態白畫面之顯示模式來驅動顯示面板110時，畫素電壓Vpx1與共同電極140的壓差值愈小，則畫素130顯示的亮度愈亮，畫素電壓Vpx1與共同電極140 的壓差值愈大，則畫素130顯示的亮度愈暗。常態黑畫面之顯示模式則相反於上述。
在圖1中，當施加於畫素130的電壓進行變動時(例如由先前畫素電壓Vpx2變為當下畫素電壓Vpx1)，源極驅動器120可依據各當下畫素電壓Vpx1與對應的先前畫素電壓Vpx2，去判斷是否安插中間電壓準位於各當下畫素電壓Vpx1與對應的先前畫素電壓Vpx2之間。
更詳細來說，圖2為依據本發明一實施例的源極驅動器的系統示意圖。請同時參照圖2及圖3，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中，源極驅動器120包括多個資料通道200，並且各個資料通道200包括閂鎖器210、220、數位類比轉換電路230、240、分壓電路250以及資料控制電路260。閂鎖器210用以接收畫面資料SD，以提供對應的畫面資料SD1至數位類比轉換電路230、閂鎖器220及資料控制電路260。閂鎖器220耦接閂鎖器210以接收畫面資料SD1並且提供畫面資料SD2至數位類比轉換電路240及資料控制電路260。
當閂鎖器210提供畫面資料SD1至數位類比轉換電路230時，閂鎖器220會提供畫面資料SD2至數位類比轉換電路240。其中，畫面資料SD1可視為當下的畫面資料，而畫面資料SD2可視為先前的畫面資料。接著，數位類比轉換電路230、240在接收的畫面資料SD1、SD2後，分別提供當下畫素電壓Vpx1(對應畫面資料SD1)及先前畫素電壓Vpx2(對應畫面資料SD2)。
分壓電路250耦接數位類比轉換電路230、240，用以依據所接收到的當下畫素電壓Vpx1及對應的先前畫素電壓Vpx2的電壓差進行分壓，以產生位於當下畫素電壓Vpx1與先前畫素電壓Vpx2之間的中間電壓準位Vm。
資料控制電路260耦接閂鎖器210、220及分壓電路250，以接收畫面資料SD1及SD2。據此，資料控制電路260可依據畫面資料SD1及SD2判斷先前畫素電壓Vpx2及當下畫素電壓Vpx1，再依據當下畫素電壓Vpx1與對應的先前畫素電壓Vpx2判斷是否安插中間電壓準位Vm於當下畫素電壓Vpx1與先前畫素電壓Vpx2的提供時間之間。換言之，當資料控制電路260判斷不安插中間電壓準位Vm，則資料控制電路260控制分壓電路250輸出當下畫素電壓Vpx1；當資料控制電路260判斷要安插中間電壓準位Vm時，則控制分壓電路250依序輸出中間電壓準位Vm及當下畫素電壓Vpx1。
以下舉例以進一步說明資料控制電路260安插中間電壓準位的動作。圖3為依據本發明一實施例的畫素電壓與共同電壓的波形圖。請參照圖2及圖3，在本實施例中，假設相鄰資料寫入週期(例如週期T0~T2)對應的畫素電壓Vpx的極性不同，此時資料控制電路260判斷要安插中間電壓準位(如Vm1、Vm2)，其中資料寫入週期(例如週期T0~T2)為一水平掃描週期。進一步來說，於週期T0及T1中，畫素電壓Vpx會由負極性的電壓準位V11(對應先前畫素電壓)上升至正極性的電壓準位V12(對應當 下畫素電壓)。由於相鄰週期的畫素電壓Vpx的極性不同，資料控制電路260會控制分壓電路250先輸出中間電壓準位Vm1，再輸出電壓準位V12，亦即安插中間電壓準位Vm1於電壓準位V11與V12之間。同理，於週期T1及T2中，畫素電壓Vpx會由正極性的電壓準位V12(對應先前畫素電壓)下降至負極性的電壓準位V13(對應當下畫素電壓)。由於相鄰週期的畫素電壓Vpx的極性不同，資料控制電路260同樣會控制分壓電路250先輸出中間電壓準位Vm2，再輸出電壓準位V13，亦即安插中間電壓準位Vm2於電壓準位V12與V13之間。
另外，當相鄰週期的畫素電壓Vpx的極性相同時，資料控制電路260可依據相鄰週期的畫素電壓Vpx的電壓差決定是否控制分壓電路250輸出中間電壓準位(如Vm1、Vm2)，亦即決定是否安插中間電壓準位(如Vm1、Vm2)於相鄰週期的畫素電壓Vpx之間。
依據上述，在各資料寫入週期(例如週期T0~T2)，共同電極140的電壓準位會形成兩個脈衝df1、df2(可視為共同電壓Vcom的偏移量)，亦即分散單一邊緣的影響。因此，當相鄰週期的畫素電壓Vpx的極性不同時，藉由進行本實施例的分段式調整可降低電容耦合效應所耦合的電壓量，進而減少對共同電壓Vcom的準位影響。以避免影響畫面顯示(灰階或色彩)的品質。
圖4為依據本發明另一實施例的畫素電壓與共同電壓的波形圖。請參照圖2至圖4，其中相同或相似元件使用相同或相似 標號。本實施例中，假設相鄰資料寫入週期(例如週期T3~T5)對應的畫素電壓Vpx的極性不同，此時資料控制電路260判斷要安插中間電壓準位(如Vm3~Vm8)。
進一步來說，於週期T3及T4中，畫素電壓Vpx會由負極性的電壓準位V21上升至正極性的電壓準位V22。與圖3實施例不同的是，資料控制電路260會控制分壓電路250依序輸出中間電壓準位Vm3、Vm4、Vm5及電壓準位V22，亦即依序安插中間電壓準位Vm3、Vm4、Vm5至電壓準位V21與V22之間。同理，於週期T4及T5中，畫素電壓Vpx會由正極性的電壓準位V22下降至負極性的電壓準位V23。在本實施例中，資料控制電路260會控制分壓電路250依序輸出中間電壓準位Vm6、Vm7、Vm8及電壓準位V23，亦即依序安插中間電壓準位Vm6、Vm7、Vm8於電壓準位V22與V23之間。
依據上述，在各資料寫入週期(例如週期T3至T5)，共同電極240的電壓準位會形成4個脈衝df3~df6，亦即更分散了單一邊緣的影響。進一步來說，脈衝df3~df6的脈衝量小於圖3中的脈衝df1、df2，因此，與圖3實施例相比，畫素電壓Vpx的電壓變化對共同電極240的電壓準位的影響更小。
值得一提的是，在本實施例中，中間電壓準位(如Vm3~Vm8)的施加時間在單一資料寫入週期(如T3~T5)中的總和時間(如時間TA1及TA2的總和)小於等於單一資料寫入週期的三分之一，以避免中間電壓準位(如Vm3~Vm8)的施加時間影 響畫面的顯示。並且，在本實施例中，中間電壓準位(如Vm3~Vm8)的施加時間繪示為不相等，但本發明其他實施例中，中間電壓準位(如Vm3~Vm8)的施加時間可設定為相等，本發明實施例不以此為限。在本發明的其他實施例中，相鄰週期的畫素電壓Vpx間的中間電壓準位的個數可依據本領域技術人員的實際需求而調整，本發明實施例不以此為限。
在本發明的實施例中，資料控制電路260在相鄰週期的畫素電壓Vpx的極性不同時控制分壓電路250輸出中間電壓準位，並且可在畫素電壓的準位變化過大時輸出中間電壓來對畫素進行分段提供，亦即資料控制電路260可依據相鄰週期的畫素電壓Vpx的電壓差決定是否控制分壓電路250輸出中間電壓準位，進而決定是否安插中間電壓準位於相鄰週期的畫素電壓Vpx之間。
圖5為依據本發明另一實施例的畫素電壓的波形圖。請參照圖2及圖5，在本實施例中，假設畫素電壓Vpx在週期T6及T7的極性相同，並且畫素電壓Vpx會由正極性的電壓準位V31向下降至正極性的電壓準位V32，其中正極性的電壓準位V31與V32的電壓差為D1。在本實施例中，假設電壓差D1大於等於預先設定的臨界電壓Vth，亦即資料控制電路260判斷電壓差D1大於等於預先設定的臨界電壓Vth，因此資料控制電路260會控制分壓電路250依序輸出中間電壓準位Vm9及電壓準位V32，亦即安插中間電壓準位Vm9於電壓準位V31與V32之間。
另外，當資料控制電路260判斷電壓差D1小於預先設定的臨界電壓Vth時，資料控制電路260可控制分壓電路250不輸出中間電壓準位Vm9，亦即不安插中間電壓準位Vm9於電壓準位V31與V32之間。其中臨界電壓Vth可等於畫素電壓Vpx對應最低灰階值(例如灰階值0)的電壓準位與畫素電壓Vpx對應最高灰階值電壓(例如灰階值255)的電壓準位之間的電壓差的一半，並且上述畫素電壓Vpx的極性假設為相同，但本發明並不依此為限。
圖6為依據本發明一實施例的觸控顯示器的系統示意圖。請參照圖6，在本實施例中，觸控顯示器600包括顯示面板610、觸控面板620、源極驅動器630、觸控趨動單元640及觸控感測單元650。觸控面板620配置於顯示面板610上，且具有彼此交錯的多個觸控電極621及多個觸控電極623，其中觸控電極621例如以垂直方向(以圖示為例)延伸，觸控電極622例如以水平方向(以圖示為例)延伸。
顯示面板610具有多個畫素660及共同電極670。共同電極670用以接收共同電壓Vcom並且將共同電壓Vcom傳送至畫素660。源極驅動器630耦接顯示面板610，並且用以依據所接收到的畫面資料SD提供多個當下畫素電壓Vpx1至畫素660，以依據所接收到的畫面資料SD驅動顯示面板610顯示畫面。在本實施例中，當施加於畫素660的電壓由先前畫素電壓Vpx2變為當下畫素電壓Vpx1時，源極驅動器630可依據各個當下畫素電壓Vpx1與 對應的先前畫素電壓Vpx2判斷是否安插中間電壓準位Vm於各個當下畫素電壓Vpx1與對應的先前畫素電壓Vpx2之間。其中，源極驅動器630的功能係與圖1實施例所示源極驅動器130述相似，故其詳細作動內容在此不再贅述。
在圖6中，當在觸控顯示器600上進行觸控操作時，觸控趨動單元640可依序輸出觸控驅動信號SDT至觸控電極623，並觸控電極621會對應地提供的觸控感測信號SST。觸控感測單元650可依據所接收觸控感測信號SST及觸控驅動信號SDT的輸出時序辨識觸控面板620上觸控點的位置。
並且，本實施例的觸控顯示器600可分段提供畫素電壓而具有降低顯示面板620雜訊能量的功效。舉例來說，圖7為依據本發明一實施例的驅動畫素的範例示意圖。請參照圖7，畫素710、720耦接共同電極700。共同電極700用以接收共同電壓Vcom，以提供共同電壓Vcom至畫素710、720。畫素710、720分別包括薄膜電晶體TFT以及液晶電容CL。畫素710、720可分別自源極驅動器730接收對應的畫素電壓(如Vpx1、Vpx2)，並依據閘極驅動信號SG控制薄膜電晶體TFT而導通畫素710、720，進而而將對應的畫素電壓(如Vpx1、Vpx2)分別傳遞至畫素710、720的液晶電容CL，以在顯示面板上顯示對應的亮度，其中閘極驅動信號SG可由閘極驅動器(未繪示)提供，但本發明實施例不以此為限。
當畫素710接收到如波形711分段下降的畫素電壓，對 觸控電極621的影響則如同兩個負脈衝(如波形712所示)。當畫素720接收到如波形721分段上升的畫素電壓，則對觸控電極621的影響如同兩個正脈衝(如波形722所示)。如圖7所示，可藉由在畫素電壓的上升與下降過程中安插中間電壓準位(如波形711、721所繪示)來分散畫素電壓上升或下降對觸控電極621的影響，進而降低觸控面板620所累積的雜訊能量。
據此，經由上述畫素電壓的分段提供，本實施例的觸控顯示器，可避免畫素電壓形成較高的電壓變化，進而減少對觸控操作的靈敏度及準確度所造成的影響，以提高操作性。
綜上所述，本發明實施例的顯示器及觸控顯示器，可依據畫素電壓的變化極性或幅度，在畫素電壓之間安插中間電壓準位，以對畫素電壓進行分段提供。據此，可避免畫素電壓所形成的電壓差過大而影響至共同極性或觸控電極，以提升顯示畫面的品質及觸控操作的操作性。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧顯示器
110‧‧‧顯示面板
120‧‧‧源極驅動器
130‧‧‧畫素
140‧‧‧共同電極
SD‧‧‧畫面資料
Vcom‧‧‧共同電壓
Vpx1‧‧‧當下畫素電壓
Vpx2‧‧‧先前畫素電壓

Claims (14)

  1. 一種顯示器，包括：一顯示面板，具有多個畫素及接收一共同電壓的一共同電極；以及一源極驅動器，耦接該顯示面板，用以提供多個當下畫素電壓至該些畫素，並且依據各該些當下畫素電壓與對應的一先前畫素電壓判斷是否安插至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中當各該些當下畫素電壓的極性不同於對應的該先前畫素電壓的極性時，安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，當各該些當下畫素電壓的極性相同於對應的該先前畫素電壓時，依據各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓的一第一電壓差決定是否安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其中當各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓的該第一電壓差大於等於一臨界電壓時，安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，當各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓的該第一電壓差小於該臨界電壓時，不安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，其中該臨界電壓等於一最低灰階值電壓與一最高灰階值電 壓的一第二電壓差的一半，並且該最低灰階值電壓的極性相同於該最高灰階值電壓的極性。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該至少一中間電壓的多個施加時間的總和小於等於各該些當下畫素電壓的一資料寫入週期的三分之一。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示器，其中該至少一中間電壓的該些施加時間相等。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的顯示器，其中該至少一中間電壓的該些施加時間不相等。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中該源極驅動器包括：一第一閂鎖器，用以接收一畫面資料，以提供一第一畫面資料；一第二閂鎖器，耦接該第一閂鎖器，用以接收該第一畫面資料並輸出提供一第二畫面資料；一第一數位類比轉換電路，耦接該第一閂鎖器，用以提供各該些當下畫素電壓；一第二數位類比轉換電路，耦接該第二閂鎖器，用以提供對應的該先前畫素電壓；一分壓電路，耦接該第一數位類比轉換電路及該第二數位類比轉換電路，用以依據各該些當下畫素電壓及對應的該先前畫素電壓的一電壓差進行分壓，以產生該至少一中間電壓；以及 一資料控制電路，耦接該第一閂鎖器、該第二閂鎖器及該分壓電路，以控制該分壓電路輸出各該些當下畫素電壓或依序輸出該至少一中間電壓及各該些當下畫素電壓。
  8. 一種觸控顯示器，包括：一顯示面板，具有多個畫素及接收一共同電壓的一共同電極；一觸控面板，配置於該顯示面板，且具有多個觸控電極；以及一源極驅動器，耦接該顯示面板，用以提供多個當下畫素電壓至該些畫素，並且依據各該些當下畫素電壓與對應的一先前畫素電壓判斷是否安插至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的觸控顯示器，其中當各該些當下畫素電壓的極性不同於對應的該先前畫素電壓的極性時，安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，當各該些當下畫素電壓的極性相同於對應的該先前畫素電壓時，依據各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓的一第一電壓差決定是否安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的觸控顯示器，其中當各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓的該第一電壓差大於等於一臨界電壓時，安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，當各該些當下畫素電壓與對 應的該先前畫素電壓的該第一電壓差小於該臨界電壓時，不安插該至少一中間電壓準位於各該些當下畫素電壓與對應的該先前畫素電壓之間，其中該臨界電壓等於一最低灰階值電壓與一最高灰階值電壓的一第二電壓差的一半，並且該最低灰階值電壓的極性相同於該最高灰階值電壓的極性。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的觸控顯示器，其中該至少一中間電壓的多個施加時間的總和小於等於各該些當下畫素電壓的一資料寫入週期的三分之一。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的觸控顯示器，其中該至少一中間電壓的該些施加時間相等。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的觸控顯示器，其中該至少一中間電壓的該些施加時間不相等。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的觸控顯示器，其中該源極驅動器包括：一第一閂鎖器，用以接收一畫面資料，以提供一第一畫面資料；一第二閂鎖器，耦接該第一閂鎖器，用以接收該第一畫面資料並輸出提供一第二畫面資料；一第一數位類比轉換電路，耦接該第一閂鎖器，用以提供各該些當下畫素電壓；一第二數位類比轉換電路，耦接該第二閂鎖器，用以提供對應的該先前畫素電壓； 一分壓電路，耦接該第一數位類比轉換電路及該第二數位類比轉換電路，用以依據各該些當下畫素電壓及對應的該先前畫素電壓的一電壓差進行分壓，以產生該至少一中間電壓；以及一資料控制電路，耦接該第一閂鎖器、該第二閂鎖器及該分壓電路，以控制該分壓電路輸出各該些當下畫素電壓或依序輸出該至少一中間電壓及各該些當下畫素電壓。
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