TW201642235A - 觸控顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控顯示裝置包括至少兩個子顯示區域，其中至少一個子顯示區域具有兩條或兩條以上閘極線。該觸控顯示裝置的驅動週期包括顯示掃描時段和觸控時段，在每個驅動週期的顯示掃描時段，一閘極驅動器以每個子顯示區域內的一條閘極線作為起始掃描線，然後依次發送閘極訊號對每個子顯示區域內的閘極線進行掃描。其中，在至少兩個驅動週期的顯示掃描時段，該閘極驅動器分別以該至少一個子顯示區域的不同閘極線作為起始掃描線。

Description

觸控顯示裝置及其驅動方法
本發明涉及一種觸控顯示裝置及其驅動方法。
現有的觸控顯示裝置一般有顯示面板、觸控面板以及周邊控制電路等組成。在內嵌式（in-cell)觸控顯示裝置的驅動方式中，顯示面板的掃描線與觸控面板的感測訊號的驅動掃描線劃分為數個區塊（block），針對同一區塊的顯示掃描和觸控掃描中，顯示掃描固定由區塊第一條掃描線掃描到區塊的最後一條掃描線。在顯示掃描完成後，顯示掃描會中斷，觸控掃描開始動作，以對觸控操作進行偵測。在該區塊的觸控掃描完成後，則開始下一個區塊的顯示掃描。上述傳統的驅動方式，由於觸控掃描而中斷顯示掃描，顯示面板每個區塊的第一條掃描線（或最後一條掃描線）充放電時間受觸控驅動的影響而與其他掃描線存在電性差異，可能會出現顯示中斷交界處不連續的現象。隨著觸控顯示裝置解析度的逐漸提高（充電時間變少），這種不連續的現象會更為顯著。
有鑑於此，有必要提供一種可避免上述不連續現象的觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板以及驅動電路系統。該觸控顯示面板包括第一基板以及設置於該第一基板上的驅動層，該驅動層包括閘極線以及與該閘極線絕緣相交的源極線。該驅動電路系統包括與該閘極線連接的閘極驅動器。該觸控顯示面板被劃分為至少兩個子顯示區域，其中至少一個子顯示區域具有兩條或兩條以上閘極線。該觸控顯示裝置的驅動週期包括顯示掃描時段和觸控時段，在每個驅動週期的顯示掃描時段，所述閘極驅動器以每個子顯示區域內的一條閘極線作為起始掃描線，然後依次發送閘極訊號對每個子顯示區域內的閘極線進行掃描。其中，在至少兩個驅動週期的顯示掃描時段，該閘極驅動器分別以該至少一個子顯示區域的不同閘極線作為起始掃描線。
還有必要提供一種所述觸控顯示裝置的驅動方法，該方法包括：
選擇步驟：在每個驅動週期的顯示掃描時段，在每個子顯示區域內選擇一條閘極線作為起始掃描線，其中，在至少兩個驅動週期的顯示掃描時段，在該至少一個子顯示區域內選擇不同的閘極線作為起始掃描線；及
掃描步驟：從該起始掃描線開始依次向每個子顯示區域內的閘極線發送閘極訊號，以對該觸控顯示裝置進行顯示驅動。
相較於習知技術，本發明的觸控顯示面板及其驅動方法使得每個子顯示區域中斷的顯示掃描線（閘極線）不是固定的一條線，使同一子顯示區域中，每一條閘極線都有機會被中斷，進而改善掃描線之間存在的電性差異，如此可改善上述不連續的問題，使得觸控顯示面板的整體顯示畫面變得均勻。
圖1是本發明提供的一觸控顯示面板的立體結構示意圖。
圖2是圖1所示該觸控顯示面板沿II-II線之剖面結構示意圖。
圖3是圖1所示第一基板的驅動層的示意圖。
圖4是圖1所示的驅動層與公共電極的對應關係示意圖。
圖5是採用如圖1所示觸控顯示面板的內嵌式觸控顯示裝置的功能模組示意圖。
圖6是所述觸控顯示面板的分區示意圖。
圖7是一實施例中，在不同的驅動週期內，所述觸控顯示裝置的閘極驅動器對圖6所示的子顯示區域S1內的閘極線進行掃描的閘極訊號的波形圖。
圖8是另一實施例中，在不同的驅動週期內，所述閘極驅動器對所述子顯示區域S1內的閘極線進行掃描的閘極訊號的波形圖。
圖1為本發明提供的一觸控顯示面板10的立體結構示意圖，圖2為圖1所示該觸控顯示面板10沿II-II線之剖面結構示意圖。該觸控顯示面板10用於分時顯示圖像以及感測觸控操作。在本實施例中，該觸控顯示面板10以一內嵌式觸控液晶顯示面板為例進行說明。該觸控顯示面板10包括第一基板11、與該第一基板11相對設置的第二基板13，及夾於該第一基板11與該第二基板13之間的液晶層12。
該第一基板11為陣列基板（也稱下基板），第一基板11包括第一基底111、驅動層112、絕緣層113以及公共電極層114。該驅動層112包括多個以矩陣形式排列的圖元電極112a，該驅動層112設置於該第一基底111上。該絕緣層113覆蓋形成於該驅動層112表面，該公共電極層114包括多個公共電極114a，該公共電極層114設置於該絕緣層113表面。其中，該圖元電極112a與該公共電極114a產生水準電場使得液晶層12之液晶分子發生偏轉以實現顯示。
該第二基板13為對向基板(也稱上基板或者彩膜基板)，該第二基板13包括第二基底131與觸控感測電極層132。該觸控感測電極層132包括多個間隔一定距離且沿第二方向排列設置的觸控感測電極132a，該觸控感測電極層132用於偵測用戶的觸控操作。該觸控感測電極132a與作為觸控驅動電極的公共電極114a配合，檢測該觸控操作並識別該觸控操作在觸控顯示面板10上的座標位置。
本實施例中，該第一基底111與第二基底131的材質可以為透明的玻璃或者塑膠材質，該圖元電極112a、該公共電極114a以及該觸控感測電極132a的材質可以為氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或者氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide，IZO)，但並不以此為限。
請參閱圖3，圖3為圖1所示第一基板11的驅動層112的示意圖。該驅動層112包括相互平行的多條閘極線GL（又稱“掃描線”）、與該閘極線GL垂直且絕緣相交的源極線SL（又稱“資料線”）、以及多條平行於閘極線GL且與閘極線GL、源極線SL絕緣的公共電極線CL。該閘極線GL、公共電極線CL與該源極線SL相交而界定呈矩陣排列的圖元單元Px，每一圖元單元Px包括一薄膜電晶體15(Thin Film Transistor，TFT)及與薄膜電晶體15連接的圖元電極112a。其中，該閘極線GL與公共電極線CL沿第一方向（如圖所示的X軸方向）延伸，而該源極線SL沿與第一方向不同的第二方向（如圖所示的Y軸方向）延伸。
請參閱圖4，圖4為圖1所示的觸控電極層132與公共電極114a的對應關係示意圖，該驅動層112的每一列（Row）圖元單元PX與一個公共電極114a在位置上相對應。也就是說，公共電極114a的個數與該圖元單元PX的列數相等，且每一個公共電極114a與對應的一列圖元單元PX在垂直於該第一基板11的方向上的投影交迭。另外，每一個公共電極114a對應與其中一條公共電極線CL電性連接。本實施例中，公共電極114a呈長條狀。在變更實施例中，該公共電極114a也可以使其它形狀。所述公共電極114a在所述第二方向上間隔預定距離且相互絕緣地排列設置。所述觸控感測電極132a在第一方向上間隔預定距離且相互絕緣地排列設置。該公共電極114a與該觸控感測電極132a相互絕緣相交設置。本實施例中，該觸控感測電極132a呈長條狀。其中，當該公共電極114a載入對應的電壓時，該公共電極114a與該觸控感測電極132a構成一感測電容Ct，並形成電場，使該觸控顯示面板10感測外部的觸控操作。可變更地，該觸控驅動電極也可為設置在該第一基板上的其他訊號線，如額外設置的感測電極。
請參閱圖5，其為採用如圖1所示觸控顯示面板10的內嵌式（in-cell）觸控顯示裝置的功能模組示意圖，該內嵌式觸控顯示裝置1包括觸控顯示面板10與驅動電路系統20。具體地，該驅動電路系統20用於驅動觸控顯示面板10顯示圖像，以及感測該觸控顯示面板10上的觸控操作。具體地，該驅動電路系統20包括時序控制器21、閘極驅動器22、源極驅動器23、公共電壓產生電路24、觸控感測電路25以及選擇電路26。所應說明的是，該驅動電路系統20中的各元件只是為了方便說明本發明而根據其主要功能進行的命名，而不能對本發明的範圍形成限定。例如，應當理解的是，在其它實施例中，所述閘極驅動器22以及源極驅動器23可由一個顯示驅動器（或顯示驅動晶片、顯示驅動電路等）替代。
所述時序控制器21用於接收外部系統提供的水準同步訊號H，並對應輸出閘極控制訊號GCS至閘極驅動器22，輸出源極控制訊號SCS與圖像資料DATA至源極驅動器23，輸出公共電壓控制訊號CCS至公共電壓產生電路24，以及選擇訊號SS至選擇電路26，另外還輸出觸控控制訊號TCS至觸控感測電路25。
閘極驅動器22透過閘極線GL連接至觸控顯示面板10的圖元單元Px。閘極驅動器22根據閘極控制訊號GCS並透過該閘極線GL輸出閘極訊號GS（又稱“掃描訊號”）至圖元單元Px，以選通對應的圖元單元PX。源極驅動器23透過源極線SL連接至圖元單元Px，並依據源極控制訊號SCS將圖像資料DATA透過該源極線SL傳輸至圖元單元PX，從而使得圖元單元Px顯示該圖像資料DATA。
公共電壓產生電路24在公共電壓控制訊號CCS的控制下產生至少兩種不同波形的公共電壓。本實施例中，該至少兩種不同波形之公共電壓分別為第一公共電壓Vcom1與第二公共電壓Vcom2。其中，該第一公共電壓Vcom1為具有第一固定電壓值的直流電壓，在該內嵌式觸控顯示裝置1顯示圖像時施加至公共電極114a。第二公共電壓Vcom2為第二固定電壓值與第三固定電壓值交替變換的交流電壓，用於在該內嵌式觸控顯示裝置1感測觸控操作時作為觸摸控制訊號施加至公共電極114a。例如，該第二固定電壓值可以是0V，第三固定電壓值可以是3.5V。
選擇電路26電性連接於公共電壓產生電路24，並透過公共電極線CL連接至公共電極114a。選擇電路26接收所述第一公共電壓Vcom1與第二公共電壓Vcom2，並依據選擇訊號SS透過公共電極線CL傳輸至對應的公共電極114a。
觸控感測電路25透過感測線TL與觸控感測電極132a連接，並依據所述觸控控制訊號TCS接收觸控顯示面板10接收到的感測訊號TS，透過對該感測訊號TS之處理以及分析，例如模數轉換(A/D轉換)等處理，進而識別施加至觸控顯示面板10的觸控操作的座標位置。
如圖6所示，為所述觸控顯示面板10的分區示意圖。本實施例中，該觸控顯示面板10劃分為至少兩個子顯示區域。例如圖6所示，該觸控顯示面板10劃分為n個子顯示區域，分別以S1至Sn命名。所述n個子顯示區域中至少一個子顯示區域具有兩條或兩條以上閘極線GL。在一優選實施例中，每個子顯示區域可具有相同數量的閘極線GL。
請一併參閱圖7，所述閘極驅動器22依序向所述子顯示區域內的閘極線GL發送閘極訊號，以實現對觸控顯示面板10的顯示驅動。該觸控顯示面板10的每個驅動週期T包括一顯示掃描時段Ta以及一觸控掃描時段Tb。在顯示掃描時段Ta，該閘極驅動器22對子顯示區域內的閘極線GL進行掃描，以實現顯示驅動。在觸控掃描時段Tb，所述觸控感測電路25對相應的觸控感測電極132a進行觸控掃描，以實現對觸控操作的偵測。在該觸控時段Tb，該觸控感測電極132a以及所述公共電極114a分別作為感測觸控操作的第一感測電極（如掃描電極）以及第二電極電極（如感測電極）。優選地，本實施例中，針對同一子顯示區域，例如，針對所述具有兩條或兩條以上閘極線GL的至少一個子顯示區域，在至少兩個驅動週期中，所述閘極驅動器22分別以該子顯示區域內不同的閘極線GL作為起始掃描線，依序對該子顯示區域內的閘極線GL進行掃描。優選地，本實施例中，在任意相鄰的兩個驅動週期中，該至少一個子顯示區域的起始掃描線GL為互不相同的閘極線。該起始掃描線是指該至少一個子顯示區域中，在每個驅動週期中第一個被掃描的閘極線GL。
在一實施例中，在不同的驅動週期，該子顯示區域的起始掃描線按閘極線GL的排列順序依次發生變化，例如從第一條閘極線依序向最後一條閘極線變化，或者從最後一條閘極線依序向第一條閘極線變化。例如圖7，為不同的驅動週期內，閘極驅動器22對所述子顯示區域S1內的閘極線GL進行掃描的閘極訊號的波形圖。例如，在第一驅動週期T1，該閘極驅動器22以閘極線GL11作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。在第二驅動週期T2，該閘極驅動器22以閘極線GL12作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。相應地，在第x驅動週期，該閘極驅動器22以閘極線GL1x作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。在其它實施例中，在第一驅動週期T1，可以以該子顯示區域S1的最後一條閘極線GL1x作為起始掃描線，而相應地，在第x驅動週期Tx，則以該子顯示區域S1的第一條閘極線GL11作為起始掃描線。當然，應當理解，也可以從其它閘極線開始（例如從GL13開始），依序變換該子顯示區域S1的起始掃描線。此外，在每個驅動週期（如T1、T2...Tx）的顯示掃描時段Ta，該公共電極層114的公共電極114a被施加一固電壓值的公共電壓訊號。然後，在每個驅動週期的觸控時段Tb，閘極驅動器22停止發送掃描訊號至所述閘極線，同時該公共電極層114的公共電極114a被施加觸摸控制訊號，從而使得觸控感測電路25可透過偵測該觸摸電極層132的觸控感測電極132a上的電壓變化即可獲知施加到該觸控顯示裝置1的觸摸動作。該觸摸控制訊號為交流電壓訊號。
在另一實施例中，在不同的驅動週期，所述閘極驅動器22可隨機選擇一閘極線GL作為起始掃描線依序對該子顯示區域的閘極線進行掃描。優選地，相鄰兩驅動週期內選擇的起始掃描線為不同的閘極線。例如圖8所示，為不同的驅動週期內，閘極驅動器22對所述子顯示區域S1內的閘極線GL進行掃描的閘極訊號的波形圖。例如，在第一驅動週期T1，該閘極驅動器22隨機選擇閘極線GL11作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。在第二驅動週期T2，該閘極驅動器22隨機選擇閘極線GL13作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。而在第x驅動週期，該閘極驅動器22隨機選擇閘極線GL12作為起始掃描線，依序對該子顯示區域S1內的閘極線進行掃描。此外，在每個驅動週期（如T1、T2...Tx）顯示掃描時段Ta，該公共電極層114的公共電極114a被施加一固電壓值的公共電壓訊號。然後，在每個驅動週期的觸控時段Tb，閘極驅動器22停止發送掃描訊號至所述閘極線，同時該公共電極層114的公共電極114a被施加觸摸控制訊號，從而使得觸控感測電路25可透過偵測該觸摸電極層132的觸控感測電極132a上的電壓變化即可獲知施加到該觸控顯示裝置1的觸摸動作。該觸摸控制訊號為交流電壓訊號。
綜上所述，上述對觸控顯示面板10的閘極線掃描方式使得每個子顯示區域中斷的顯示掃描線（閘極線）不是固定的一條線，使同一子顯示區域中，每一條閘極線都有機會被中斷，進而改善掃描線之間存在的電性差異，如此可使得觸控顯示面板10的整體顯示畫面變得均勻。
綜上所述，本創作符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本創作之較佳實施例，本創作之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士爰依本創作之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
1‧‧‧觸控顯示裝置
10‧‧‧觸控顯示面板
11‧‧‧第一基板
111‧‧‧第一基底
112‧‧‧驅動層
113‧‧‧絕緣層
114‧‧‧公共電極層
114a‧‧‧公共電極
13‧‧‧第二基板
131‧‧‧第二基底
132‧‧‧觸控感測電極層
132a‧‧‧觸控感測電極
12‧‧‧液晶層
112a‧‧‧圖元電極
Px‧‧‧圖元單元
20‧‧‧驅動電路系統
21‧‧‧時序控制器
22‧‧‧閘極驅動器
23‧‧‧源極驅動器
24‧‧‧公共電壓產生電路
25‧‧‧觸控感測電路
26‧‧‧選擇電路
GL‧‧‧閘極線
GS‧‧‧閘極訊號
SL‧‧‧源極線
DATA‧‧‧圖像資料
SCS‧‧‧源極控制訊號
SS‧‧‧選擇訊號
CCS‧‧‧公共電壓控制訊號
TL‧‧‧感測線
GCS‧‧‧閘極控制訊號
TCS‧‧‧觸控控制訊號
T‧‧‧驅動週期
T1‧‧‧第一驅動週期
T2‧‧‧第二驅動週期
Tx‧‧‧第x驅動週期
Ta‧‧‧顯示掃描時段
Tb‧‧‧觸控掃描時段
TS‧‧‧感測訊號
無
10‧‧‧觸控顯示面板
11‧‧‧第一基板
111‧‧‧第一基底
112‧‧‧驅動層
113‧‧‧絕緣層
114‧‧‧公共電極層
114a‧‧‧公共電極
13‧‧‧第二基板
131‧‧‧第二基底
132‧‧‧觸控感測電極層
132a‧‧‧觸控感測電極
12‧‧‧液晶層

Claims (13)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括觸控顯示面板以及驅動電路系統，該觸控顯示面板包括第一基板以及設置於該第一基板上的驅動層，該驅動層包括閘極線以及與該閘極線絕緣相交的源極線；該驅動電路系統包括與該閘極線連接的閘極驅動器；該觸控顯示面板被劃分為至少兩個子顯示區域，其中至少一個子顯示區域具有兩條或兩條以上閘極線，該觸控顯示裝置的每個驅動週期包括顯示掃描時段和觸控時段，其中，在每個驅動週期的顯示掃描時段，所述閘極驅動器以每個子顯示區域內的一條閘極線作為起始掃描線，然後依次發送閘極訊號對每個子顯示區域內的閘極線進行掃描，在至少兩個驅動週期的顯示掃描時段，該閘極驅動器分別以該至少一個子顯示區域的不同閘極線作為起始掃描線。
  2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中，在任意相鄰的兩個驅動週期中，該該閘極驅動器分別以該至少一個子顯示區域的不同閘極線作為起始掃描線。
  3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中，每個子顯示區域具有相同數量的閘極線。
  4. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中，在不同的驅動週期，所述至少一個子顯示區域的起始掃描線按所述閘極線的排列順序依次發生變化。
  5. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中，在不同的驅動週期，所述閘極驅動器隨機選擇所述至少一個子顯示區域的一閘極線作為該至少一個子顯示區域的起始掃描線。
  6. 如請求項5所述的觸控顯示裝置，其中，在相鄰兩驅動週期的顯示掃描時段，所述閘極驅動器在該至少一個子顯示區域隨機選擇的起始掃描線不相同。
  7. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中，所述驅動電路系統還包括觸控感測電路，所述觸控顯示面板還包括與所述第一基板相對設置的第二基板，該第一基板上設置有公共電極，該第二基板上設置有觸控感測電極，該觸控感測電極與該觸控感測電路連接，在所述驅動週期的觸控時段，該觸控感測電極與該公共電極配合以偵測觸控操作。
  8. 如請求項7所述的觸控顯示裝置，其中，在每個驅動週期的觸控掃描時段，所述公共電極被施加觸摸控制訊號。
  9. 一種觸控顯示裝置的驅動方法，該觸控顯示裝置具有至少兩個子顯示區域，其中至少一個子顯示區域具有兩條或兩條以上閘極線，每個子顯示區域的驅動週期包括顯示掃描時段和觸控時段，該方法包括：
    選擇步驟：在每個驅動週期的顯示掃描時段，在每個子顯示區域內選擇一條閘極線作為起始掃描線，其中，在至少兩個驅動週期的顯示掃描時段，在該至少一個子顯示區域內選擇不同的閘極線作為起始掃描線；及
    掃描步驟：從該起始掃描線開始依次向每個子顯示區域內的閘極線發送閘極訊號，以對該觸控顯示裝置進行顯示驅動。
  10. 如請求項9所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其中，在任意相鄰兩驅動週期的顯示掃描時段，所述選擇步驟在所述至少一個子顯示區域內選擇不同的閘極線作為起始掃描線。
  11. 如請求項9所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其中，所述每個子顯示區域具有相同數量的閘極線，在不同的驅動週期的顯示掃描時段，所述選擇步驟按照每個子顯示區域內的閘極線的排列順序依序選擇不同的閘極線作為起始掃描線。
  12. 如請求項9所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其中，在不同驅動週期的顯示掃描時段，所述選擇步驟隨機選擇所述至少一個子顯示區域的一閘極線作為該至少一個子顯示區域的起始掃描線。
  13. 如請求項11所述的觸控顯示面板的驅動方法，其中，在相鄰兩驅動週期的顯示掃描時段，所述選擇步驟在該至少一個子顯示區域中隨機選擇的起始掃描線不相同。
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