TWI407405B - 具觸碰感測功能的液晶顯示裝置與其觸碰感測方法 - Google Patents

Description

具觸碰感測功能的液晶顯示裝置與其觸碰感測方法

本發明係有關於一種液晶顯示裝置，尤指一種具觸碰感測功能的液晶顯示裝置與其觸碰感測方法。

液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display,LCD)具有外型輕薄、省電以及低輻射等優點，因此已被廣泛地應用於多媒體播放器、行動電話、個人數位助理(PDA)、電腦顯示器、或平面電視等電子產品上。此外，利用液晶顯示裝置執行觸碰輸入的功能已漸成流行，亦即，觸碰式液晶顯示裝置的應用越來越廣泛。一般而言，觸碰式液晶顯示裝置的觸碰面板以電阻式觸碰面板與電容式觸碰面板為主。電阻式觸碰面板係以電壓降定位觸碰位置，但無法提供多點觸碰感測功能。電容式觸碰面板通常包含感應電容，其係將對應於觸碰點之感應電容的電容變化作訊號處理而定位出觸碰位置。

第1圖為習知觸碰面板裝置的結構示意圖。如第1圖所示，觸碰面板裝置100包含觸碰面板101、複數讀出線110、複數感應電容120、複數儲存電容140、以及複數比較器150。當觸碰面板101被觸碰時，對應於觸碰位置的感應電容120之電容值會變化，導致其電容電壓跟著變化，此電容電壓的變化會經由對應讀出線110傳輸至對應儲存電容140，再利用對應比較器150執行儲存電容140之電容電壓與參考電壓Vref的比較處理即可產生觸碰讀出訊號Sro。然而，隨著觸碰面板101之尺寸增大，讀出線110的線電阻跟著增大，所以在感應電容120的電容電壓之變化量傳輸至儲存電容140後，會因線電阻之壓降而顯著減小，導致低觸碰靈敏度。另由於讀出線110的寄生電容也跟著增大，如此會使從感應電容120至儲存電容140的電容電壓之傳輸延遲更嚴重，因而降低觸碰反應速度。此外，對於追求外型輕薄與低成本之具觸碰感測功能的顯示裝置而言，外貼於顯示面板之觸碰面板101並無法滿足要求。

依據本發明之實施例，揭露一種具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其包含用來傳輸掃描訊號之掃描線、用來傳輸閘極訊號之閘極線、電連接於掃描線與閘極線之感測單元、以及讀出線。

感測單元係用來根據掃描訊號與閘極訊號以提供類比讀出訊號。感測單元包含第一電晶體、第一電容、第二電容、電壓提昇單元、以及第二電晶體。第一電晶體包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於閘極線，第二端電連接於閘極端。第一電容係電連接於閘極線與第一電晶體之第二端間。第二電容包含第一端與第二端，其中第二電容之第一端電連接於第一電晶體之第二端，第二電容之第二端用來接收共用電壓。電連接於掃描線與第二電容之電壓提昇單元係用來根據掃描訊號將第二電容之第一端的前級感測電壓提昇為後級感測電壓。第二電晶體包含第一端、第二端與閘極端，其中第二電晶體之第一端電連接於閘極線，第二電晶體之閘極端電連接於電壓提昇單元以接收後級感測電壓，第二電晶體之第二端係用來輸出類比讀出訊號。電連接於第二電晶體之第二端的讀出線係用來傳輸類比讀出訊號。在感測單元的運作中，第二電容之電容值係隨觸碰事件而變更，據以產生對應於觸碰事件之類比讀出訊號。

本發明另揭露一種觸碰感測方法，用於具觸碰感測功能的液晶顯示裝置以定位觸碰位置。此液晶顯示裝置包含用來傳輸掃描訊號之掃描線、用來傳輸閘極訊號之閘極線、用來根據掃描訊號與閘極訊號以提供類比讀出訊號之感測單元、以及用來傳輸類比讀出訊號之讀出線。此種觸碰感測方法包含：於第一時段內，提供具第一低準位電壓之閘極訊號至閘極線，並提供具第二低準位電壓之掃描訊號至掃描線；於第一時段內，感測單元根據閘極訊號將前級感測電壓重置為第一低準位電壓；於第二時段內，提供具第一高準位電壓之閘極訊號至閘極線，並提供具第二低準位電壓之掃描訊號至掃描線；於第二時段內，感測單元藉由對應於閘極訊號之第一高準位電壓的耦合作用以上拉前級感測電壓，其中前級感測電壓之增加量係受控於觸碰事件；於第三時段內，提供具第二高準位電壓之掃描訊號至掃描線，並提供具第一高準位電壓之閘極訊號至閘極線；於第三時段內，感測單元藉由對應於掃描訊號之第二高準位電壓的耦合作用將前級感測電壓提昇為後級感測電壓；以及於第三時段內，感測單元根據後級感測電壓與具第一高準位電壓之閘極訊號以提供類比讀出訊號饋入至讀出線。

下文依本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置與其觸碰感測方法，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而方法流程步驟編號更非用以限制其執行先後次序，任何由方法步驟重新組合之執行流程，所產生具有均等功效的方法，皆為本發明所涵蓋的範圍。

第2圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第一實施例示意圖。如第2圖所示，液晶顯示裝置200包含複數條掃描線201、複數條資料線202、複數條閘極線203、複數畫素單元205、複數條讀出線220，複數感測單元230、以及訊號處理電路250。每一條掃描線201係用來傳輸對應掃描訊號。每一條資料線202係用來傳輸對應資料訊號。每一條閘極線203係用來傳輸對應閘極訊號。每一畫素單元205包含畫素電晶體Qpx、液晶電容Clc與儲存電容Cst。畫素電晶體Qpx可為薄膜電晶體或場效電晶體。畫素電晶體Qpx包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於對應資料線202以接收對應資料訊號，閘極端電連接於對應閘極線203以接收對應閘極訊號，第二端電連接於液晶電容Clc與儲存電容Cst。畫素電晶體Qpx係用來根據對應閘極訊號以控制對應資料訊號之寫入運作，而畫素單元205即根據被寫入之對應資料訊號以輸出對應影像訊號。每一條讀出線220電連接於複數對應感測單元230，用來傳輸對應類比讀出訊號。

訊號處理電路250包含複數開關255、複數比較器260、多工器270、記憶單元280、以及訊號定位單元290。每一開關255電連接於對應讀出線220，用來將對應類比讀出訊號之電壓重置為電源電壓Vss。每一比較器260包含正輸入端、負輸入端與輸出端，其中正輸入端用來接收參考電壓Vref，負輸入端電連接於對應讀出線220以接收對應類比讀出訊號，輸出端電連接於多工器270，用來輸出對應類比讀出訊號與參考電壓Vref比較所產生之對應數位讀出訊號。舉例而言，電連接於讀出線RLj之比較器CP_j係用來比較類比讀出訊號Sroa_j與參考電壓Vref以產生數位讀出訊號Srod_j，而電連接於讀出線RLm之比較器CP_m則用來比較類比讀出訊號Sroa_m與參考電壓Vref以產生數位讀出訊號Srod_m。在另一實施例中，比較器260之正輸入端係電連接於對應讀出線220以接收對應類比讀出訊號，而比較器260之負輸入端則用來接收參考電壓Vref。電連接於複數比較器260之多工器270係用來將複數比較器260所產生之複數數位讀出訊號依序輸出至記憶單元280。電連接於多工器270之記憶單元280係用來儲存多工器270依序輸出之複數數位讀出訊號。電連接於記憶單元280之訊號定位單元290係用來根據複數數位讀出訊號以產生觸碰位置訊號Spos。

在第2圖所示之實施例中，每一畫素單元205均相鄰感測單元230。在另一實施例中，感測單元230係可間隔複數閘極線203而設置，或間隔複數資料線202而設置，亦即並非每一畫素單元205均與感測單元230相鄰。同理，掃描線201可相對應地間隔複數閘極線203而設置，或讀出線220可相對應地間隔複數資料線202而設置。每一感測單元230包含第一電晶體231、第一電容232、第二電容233、電壓提昇單元240、以及第二電晶體234。電壓提昇單元240包括第三電晶體235與第三電容236。第一電晶體231、第二電晶體234及第三電晶體235可為薄膜電晶體(Thin Film Transistor)或場效電晶體(Field Effect Transistor)。下文依感測單元DXn_m以說明各元件之耦合關係與電路運作原理。

第一電晶體231包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於閘極線GLn以接收閘極訊號SGn，第二端電連接於閘極端。第一電容232包含第一端與第二端，其中第一端電連接於閘極線GLn，第二端電連接於第一電晶體231之第二端。在較佳實施例中，第一電容232之第二端係直接連接於第一電晶體231之閘極端，據以縮小電路佈局面積。第二電容233包含第一端與第二端，其中第一端電連接於第一電晶體231之第二端，第二端用來接收共用電壓Vcom。第三電晶體235包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電容233之第一端，閘極端電連接於掃描線SSn。第三電容236包含第一端與第二端，其中第一端電連接於掃描線SSn，第二端電連接於第三電晶體235之第二端。電壓提昇單元240係用來根據掃描訊號SSn將第二電容233之第一端的前級感測電壓VSn_m提昇為後級感測電壓VDn_m。第二電晶體234包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於閘極線GLn，第二端電連接於讀出線RLm，閘極端電連接於第三電晶體235之第二端以接收後級感測電壓VDn_m。當閘極訊號SGn具第一低準位電壓且掃描訊號SSn具第二低準位電壓時，第一電晶體231係在導通狀態，據以將前級感測電壓VSn_m重置為第一低準位電壓，並可透過第三電晶體235之導通電流或漏電流將後級感測電壓VDn_m重置為第一低準位電壓。當閘極訊號SGn由第一低準位電壓切換為第一高準位電壓，且掃描訊號SSn保持第二低準位電壓時，第一電晶體231切換為截止狀態，且第三電晶體235保持在截止狀態，使前級感測電壓VSn_m成為浮接電壓，並可藉由第一電容232的耦合作用以上拉前級感測電壓VSn_m。請注意，前級感測電壓VSn_m被上拉之增加量係受控於可隨觸碰事件變更的第二電容233之電容值。在一實施例中，當對應於感測單元DXn_m之面板位置發生觸碰事件時，第二電容233之電容值係會增加，從而減少前級感測電壓VDn_m被上拉之增加量。於前級感測電壓VSn_m被上拉後，掃描訊號SSn由第二低準位電壓切換為第二高準位電壓，據以導通第三電晶體235，並藉由第三電容236的耦合作用將前級感測電壓VSn_m提昇為後級感測電壓VDn_m。

在感測單元DXn_m的運作中，後級感測電壓VDn_m係用來控制第二電晶體234的運作狀態，進而控制將閘極訊號SGn之第一高準位電壓饋入至讀出線RLm以設定類比讀出訊號Sroa_m之電壓，所以後級感測電壓VDn_m之作用並不會因讀出線RLm之線電阻的增加而降低效能，換句話說，感測單元DXn_m之觸碰靈敏度並不會因讀出線RLm之線電阻的增加而降低。此外，由於感測單元230係整合於包含畫素單元205之顯示面板內，所以可使液晶顯示裝置200之外型更輕薄，並能降低其生產成本。

第3圖為第2圖所示之液晶顯示裝置200的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。在第3圖中，由上往下的訊號分別為掃描訊號SSn-1、閘極訊號SGn-1、掃描訊號SSn、閘極訊號SGn、前級感測電壓VSn-1_m、以及前級感測電壓VSn_m。如第3圖所示，於時段T1內，閘極訊號SGn-1與閘極訊號SGn均具第一低準位電壓Vgl，且掃描訊號SSn-1與掃描訊號SSn均具第二低準位電壓Vsl，此時前級感測電壓VSn-1_m、前級感測電壓VSn_m、後級感測電壓VDn-1_m與後級感測電壓VDn_m均被重置為第一低準位電壓Vgl。於時段T2內，閘極訊號SGn-1由第一低準位電壓Vgl切換為第一高準位電壓Vgh，所以感測單元DXn-1_m可據其第一電容232的耦合作用將前級感測電壓VSn-1_m上拉至高電壓Vh11。於時段T3內，掃描訊號SSn-1由第二低準位電壓Vs1切換為第二高準位電壓Vsh，所以感測單元DXn-1_m之第三電晶體235導通，而感測單元DXn-1_m之電壓提昇單元240可據其第三電容236的耦合作用將前級感測電壓VSn-1_m提昇為後級感測電壓VDn-1_m，此時前級感測電壓VSn-1_m與後級感測電壓VDn-1_m均等於高電壓Vh12。於時段T4內，閘極訊號SGn-1及掃描訊號SSn-1分別切換為第一低準位電壓Vgl及第二低準位電壓Vsl，所以前級感測電壓VSn-1_m與後級感測電壓VDn-1_m又被重置為第一低準位電壓Vgl。同理，前級感測電壓VSn_m於時段T4內被閘極訊號SGn上拉至高電壓Vh11，於時段T5內被掃描訊號SSn提昇至高電壓Vh12，並於於時段T6內被閘極訊號SGn重置為第一低準位電壓Vgl。在一實施例中，閘極訊號SGn之第一低準位電壓Vgl係高於掃描訊號SSn之第二低準位電壓Vsl，閘極訊號SGn之第一高準位電壓Vgh係高於掃描訊號SSn之第二高準位電壓Vsh。

於時段T7內，閘極訊號SGn由第一低準位電壓Vgl切換為第一高準位電壓Vgh，此時由於對應於感測單元DXn_m之面板位置發生第一觸碰事件，導致感測單元DXn_m之第二電容233的電容值上昇，所以前級感測電壓VSn_m係被上拉至低於高電壓Vh11之高電壓Vh21。於時段T8內，掃描訊號SSn由第二低準位電壓Vsl切換為第二高準位電壓Vsh，據以將前級感測電壓VSn_m與後級感測電壓VDn_m提昇至高電壓Vh22，而感測單元DXn_m之第二電晶體234即根據高電壓Vh22以輸出對應於第一觸碰事件之類比讀出訊號Sroa_m，使訊號處理電路250可據以產生對應於第一觸碰事件之觸碰位置訊號Spos。如第3圖所示，藉由感測單元DXn_m之電壓提昇單元240的電壓提昇運作，可將對應於第一觸碰事件的感測電壓差值從ΔVx2擴大至ΔVy2，據以提高觸碰靈敏度。

於時段T9內，閘極訊號SGn-1由第一低準位電壓Vgl切換為第一高準位電壓Vgh，此時由於對應於感測單元DXn-1_m之面板位置發生第二觸碰事件，導致感測單元DXn-1_m之第二電容233的電容值上昇，所以前級感測電壓VSn-1_m係被上拉至低於高電壓Vh11之高電壓Vh31。於時段T10內，掃描訊號SSn-1由第二低準位電壓Vs1切換為第二高準位電壓Vsh，據以將前級感測電壓VSn-1_m與後級感測電壓VDn-1_m提昇至高電壓Vh32，而感測單元DXn-1_m之第二電晶體234即根據高電壓Vh32以輸出對應於第二觸碰事件之類比讀出訊號Sroa_m，使訊號處理電路250可據以產生對應於第二觸碰事件之觸碰位置訊號Spos。如第3圖所示，藉由感測單元DXn-1_m之電壓提昇單元240的電壓提昇運作，可將對應於第二觸碰事件的感測電壓差值從ΔVx3擴大至ΔVy3，據以提高觸碰靈敏度。請注意，第二電晶體234之第一端與閘極端所接受的電壓均為交流電壓，所以可降低第二電晶體234承受之電壓應力。

第4圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第二實施例示意圖。如第4圖所示，液晶顯示裝置300係類似於第2圖所示之液晶顯示裝置200，主要差異在於將訊號處理電路250置換為訊號處理電路350。訊號處理電路350包含複數開關355、多工器370、比較器360、記憶單元380、以及訊號定位單元390。每一開關355電連接於對應讀出線220，用來將對應類比讀出訊號之電壓重置為電源電壓Vss。電連接於複數讀出線220之多工器370係用來將複數類比讀出訊號依序輸出至比較器360。請注意，第2圖所示之多工器270係為數位多工器，而多工器370則為類比多工器。比較器360包含正輸入端、負輸入端與輸出端，其中正輸入端用來接收參考電壓Vref，負輸入端電連接於多工器370以依序接收類比讀出訊號，輸出端電連接於記憶單元380，用來輸出類比讀出訊號與參考電壓Vref比較所產生之數位讀出訊號。在另一實施例中，比較器360之正輸入端係電連接於多工器370以依序接收類比讀出訊號，而比較器360之負輸入端則用來接收參考電壓Vref。電連接於比較器360之記憶單元380係用來儲存比較器360依序產生之數位讀出訊號。電連接於記憶單元380之訊號定位單元390係用來根據複數數位讀出訊號以產生觸碰位置訊號Spos。液晶顯示裝置300之其餘功能運作係類同於液晶顯示裝置200，不再贅述。

第5圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第三實施例示意圖。如第5圖所示，液晶顯示裝置400係類似於第2圖所示之液晶顯示裝置200，主要差異在於將複數感測單元230置換為複數感測單元330。感測單元330之內部結構係類似於第2圖所示之感測單元230，主要差異在於另設置第四電晶體237，用來根據閘極訊號以控制類比讀出訊號的輸出運作。第四電晶體237包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電晶體234之第二端，閘極端電連接於閘極線203以接收閘極訊號，第二端電連接於讀出線220。第四電晶體237可為薄膜電晶體或場效電晶體。當閘極訊號具第一低準位電壓時，第四電晶體237係在截止狀態以禁能類比讀出訊號之輸出運作，亦即此時第四電晶體237係用來輔助第二電晶體234以停止輸出類比讀出訊號。或者，當閘極訊號具第一高準位電壓時，第四電晶體237係在導通狀態以致能類比讀出訊號之輸出運作。液晶顯示裝置400之其餘功能運作係類同於液晶顯示裝置200，不再贅述。

第6圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第四實施例示意圖。如第6圖所示，液晶顯示裝置500係類似於第5圖所示之液晶顯示裝置400，主要差異在於將訊號處理電路250置換為訊號處理電路350。訊號處理電路350之內部結構與功能運作已詳述於液晶顯示裝置300之說明中，不再贅述。

第7圖為本發明觸碰感測方法的流程圖。第7圖所示之流程990係為基於上述本發明第一至第四實施例之液晶顯示裝置200～500的觸碰感測方法。流程990所示之觸碰感測方法包含下列步驟：步驟S910：於第一時段內，提供具第一低準位電壓之閘極訊號至閘極線，並提供具第二低準位電壓之掃描訊號至掃描線；步驟S915：於第一時段內，感測單元根據閘極訊號將前級感測電壓重置為第一低準位電壓；步驟S920：於第二時段內，提供具第一高準位電壓之閘極訊號至閘極線，並提供具第二低準位電壓之掃描訊號至掃描線；步驟S925：於第二時段內，感測單元藉由對應於閘極訊號之第一高準位電壓的耦合作用以上拉前級感測電壓，其中前級感測電壓之增加量係受控於觸碰事件；步驟S930：於第三時段內，提供具第二高準位電壓之掃描訊號至掃描線，並提供具第一高準位電壓之閘極訊號至閘極線；步驟S935：於第三時段內，感測單元藉由對應於掃描訊號之第二高準位電壓的耦合作用將前級感測電壓提昇為後級感測電壓；步驟S940：於第三時段內，感測單元根據後級感測電壓與具第一高準位電壓之閘極訊號以提供類比讀出訊號饋入至讀出線；步驟S945：於第三時段內，訊號處理電路將類比讀出訊號轉換為數位讀出訊號；步驟S950：於第四時段內，訊號處理電路根據數位讀出訊號產生觸碰位置訊號；以及步驟S955：於第四時段內，訊號處理電路將類比讀出訊號之電壓重置為電源電壓。

在上述觸碰感測方法的流程990中，感測單元另可於第一時段內根據閘極訊號之第一低準位電壓以禁能類比讀出訊號之輸出運作，以及於第三時段內根據閘極訊號之第一高準位電壓以致能類比讀出訊號之輸出運作。在一實施例中，閘極訊號之第一低準位電壓係高於掃描訊號之第二低準位電壓，閘極訊號之第一高準位電壓係高於掃描訊號之第二高準位電壓。

綜上所述，在本發明液晶顯示裝置之感測單元的運作中，感測電壓係用來控制感測單元之第二電晶體的運作狀態，進而控制將閘極訊號之第一高準位電壓饋入至讀出線以設定類比讀出訊號之電壓，所以感測電壓之作用並不會因讀出線之線電阻的增加而降低效能，亦即觸碰靈敏度不會因讀出線之線電阻的增加而降低。此外，藉由感測單元之電壓提昇單元的電壓提昇運作，可將對應於觸碰事件的感測電壓差值擴大，據以提高觸碰靈敏度。另，本發明液晶顯示裝置之感測單元係整合於包含畫素單元之顯示面板內，所以可使其外型更輕薄，並能降低生產成本。

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，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

200、300、400、500．．．液晶顯示裝置

201．．．掃描線

202．．．資料線

203．．．閘極線

205．．．畫素單元

220．．．讀出線

230、330．．．感測單元

231．．．第一電晶體

232．．．第一電容

233．．．第二電容

234．．．第二電晶體

235．．．第三電晶體

236．．．第三電容

237．．．第四電晶體

240．．．電壓提昇單元

250、350．．．訊號處理電路

255、355．．．開關

260、360．．．比較器

270、370．．．多工器

280、380．．．記憶單元

290、390．．．訊號定位單元

990．．．流程

CP_j、CP_m．．．比較器

Clc．．．液晶電容

Cst．．．儲存電容

DXn_m、DXn-1_m．．．感測單元

GLn-1、GLn、GLn+1．．．閘極線

Qpx．．．畫素電晶體

RLj、RLm．．．讀出線

S910～S955．．．步驟

SGn-1、SGn、SGn+1．．．閘極訊號

SLn-1、SLn、SLn+1．．．掃描線

Spos．．．觸碰位置訊號

Sroa_j、Sroa_m．．．類比讀出訊號

Srod_j、Srod_m．．．數位讀出訊號

SSn-1、SSn、SSn+1．．．掃描訊號

T1～T10．．．時段

Vcom．．．共用電壓

VDn-1_m、VDn_m．．．後級感測電壓

Vgh．．．第一高準位電壓

Vgl．．．第一低準位電壓

Vh11、Vh12、Vh21、Vh22、Vh31、Vh32．．．電壓

Vsh．．．第二高準位電壓

Vsl．．．第二低準位電壓

Vref．．．參考電壓

VSn-1_m、VSn_m．．．前級感測電壓

Vss．．．電源電壓

ΔVx2、ΔVy2、ΔVx3、ΔVy3．．．感測電壓差值

第1圖為習知觸碰面板裝置的結構示意圖。

第2圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第一實施例示意圖。

第3圖為第2圖所示之液晶顯示裝置的工作相關訊號波形示意圖，其中橫軸為時間軸。

第4圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第二實施例示意圖。

第5圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第三實施例示意圖。

第6圖為本發明具觸碰感測功能的液晶顯示裝置之第四實施例示意圖。

第7圖為本發明觸碰感測方法的流程圖。

200．．．液晶顯示裝置

201．．．掃描線

202．．．資料線

203．．．閘極線

205．．．畫素單元

220．．．讀出線

230．．．感測單元

231．．．第一電晶體

232．．．第一電容

233．．．第二電容

234．．．第二電晶體

235．．．第三電晶體

236．．．第三電容

240．．．電壓提昇單元

250．．．訊號處理電路

255．．．開關

260．．．比較器

270．．．多工器

280．．．記憶單元

290．．．訊號定位單元

CP_j、CP_m．．．比較器

Clc．．．液晶電容

Cst．．．儲存電容

DXn_m、DXn-1_m．．．感測單元

GLn-1、GLn、GLn+1．．．閘極線

Qpx．．．畫素電晶體

RLj、RLm．．．讀出線

SGn-1、SGn、SGn+1．．．閘極訊號

SLn-1、SLn、SLn+1．．．掃描線

Spos．．．觸碰位置訊號

Sroa_j、Sroa_m．．．類比讀出訊號

Srod_j、Srod_m．．．數位讀出訊號

SSn-1、SSn、SSn+1．．．掃描訊號

Vcom．．．共用電壓

VDn-1_m、VDn_m．．．後級感測電壓

Vref．．．參考電壓

VSn-1_m、VSn_m．．．前級感測電壓

Vss．．．電源電壓

Claims (17)

1. 一種具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其包含：一掃描線，用來傳輸一掃描訊號；一閘極線，用來傳輸一閘極訊號；一感測單元，電連接於該掃描線與該閘極線，該感測單元係用來根據該掃描訊號與該閘極訊號以提供一第一類比讀出訊號，該感測單元包含：一第一電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該閘極線，該第二端電連接於該閘極端；一第一電容，電連接於該閘極線與該第一電晶體之第二端間；一第二電容，包含一第一端與一第二端，其中該第二電容之第一端電連接於該第一電晶體之第二端，該第二電容之第二端用來接收一共用電壓；一電壓提昇單元，電連接於該掃描線與該第二電容，該電壓提昇單元係用來根據該掃描訊號將該第二電容之第一端的一前級感測電壓提昇為一後級感測電壓；以及一第二電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第二電晶體之第一端電連接於該閘極線，該第二電晶體之閘極端電連接於該電壓提昇單元以接收該後級感測電壓，該第二電晶體之第二端係用來輸出該第一類比讀出訊號；以及一第一讀出線，電連接於該第二電晶體之第二端，該第一讀出線係用來傳輸該第一類比讀出訊號；其中該第二電容之電容值係隨一觸碰事件而變更，據以產生對應於該觸碰事件之該第一類比讀出訊號。
2. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該電壓提昇單元包含：一第三電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第三電晶體之第一端電連接於該第二電容之第一端，該第三電晶體之閘極端電連接於該掃描線，該第三電晶體之第二端電連接於該第二電晶體之閘極端；以及一第三電容，電連接於該掃描線與該第三電晶體之第二端間。
3. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該感測單元還包含：一第四電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第四電晶體之第一端電連接於該第二電晶體之第二端，該第四電晶體之閘極端電連接於該閘極線，該第四電晶體之第二端電連接於該第一讀出線。
4. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，還包含：一第二讀出線，用來傳輸一第二類比讀出訊號；一第一開關，電連接於該第一讀出線，該第一開關係用來將該第一類比讀出訊號之電壓重置為一電源電壓；一第二開關，電連接於該第二讀出線，該第二開關係用來將該第二類比讀出訊號之電壓重置為該電源電壓；一第一比較器，電連接於該第一讀出線，該第一比較器係用來比較該第一類比讀出訊號與一參考電壓以產生一第一數位讀出訊號；以及一第二比較器，電連接於該第二讀出線，該第二比較器係用來比較該第二類比讀出訊號與該參考電壓以產生一第二數位讀出訊號。
5. 如請求項4所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，還包含：一多工器，電連接於該第一比較器與該第二比較器，該多工器係用來依序輸出該第一數位讀出訊號與該第二數位讀出訊號；一記憶單元，電連接於該多工器，該記憶單元係用來儲存該多工器依序輸出之該第一數位讀出訊號與該第二數位讀出訊號；以及一訊號定位單元，電連接於該記憶單元，該訊號定位單元係用來根據該第一數位讀出訊號與該第二數位讀出訊號產生一觸碰位置訊號。
6. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，還包含：一第二讀出線，用來傳輸一第二類比讀出訊號；一第一開關，電連接於該第一讀出線，該第一開關係用來將該第一類比讀出訊號之電壓重置為一電源電壓；一第二開關，電連接於該第二讀出線，該第二開關係用來將該第二類比讀出訊號之電壓重置為該電源電壓；一多工器，電連接於該第一讀出線與該第二讀出線，該多工器係用來依序輸出該第一類比讀出訊號與該第二類比讀出訊號；以及一比較器，電連接於該多工器，該比較器係用來比較該第一類比讀出訊號與一參考電壓以產生一第一數位讀出訊號，以及用來比較該第二類比讀出訊號與該參考電壓以產生一第二數位讀出訊號。
7. 如請求項6所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，還包含：一記憶單元，電連接於該比較器，該記憶單元係用來儲存該比較器依序產生之該第一數位讀出訊號與該第二數位讀出訊號；以及一訊號定位單元，電連接於該記憶單元，該訊號定位單元係用來根據該第一數位讀出訊號與該第二數位讀出訊號產生一觸碰位置訊號。
8. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，還包含：一資料線，用來傳輸一資料訊號；以及一畫素單元，電連接於該閘極線與該資料線，該畫素單元係用來根據該閘極訊號與該資料訊號以輸出一影像訊號。
9. 如請求項8所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該畫素單元包含：一畫素電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該畫素電晶體之第一端電連接於該資料線以接收該資料訊號，該畫素電晶體之閘極端電連接於該閘極線以接收該閘極訊號；一液晶電容，電連接於該畫素電晶體之第二端；以及一儲存電容，電連接於該畫素電晶體之第二端。
10. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該閘極訊號之頻率係相同於該掃描訊號之頻率。
11. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該閘極訊號之一第一高準位電壓係高於該掃描訊號之一第二高準位電壓。
12. 如請求項1所述之具觸碰感測功能的液晶顯示裝置，其中該閘極訊號之一第一低準位電壓係高於該掃描訊號之一第二低準位電壓。
13. 一種觸碰感測方法，其包含：提供具觸碰感測功能之一液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含：一掃描線，用來傳輸一掃描訊號；一閘極線，用來傳輸一閘極訊號；一感測單元，用來根據該掃描訊號與該閘極訊號以提供一類比讀出訊號；以及一讀出線，用來傳輸該類比讀出訊號；於一第一時段內，提供具一第一低準位電壓之該閘極訊號至該閘極線，並提供具一第二低準位電壓之該掃描訊號至該掃描線；於該第一時段內，該感測單元根據該閘極訊號將一前級感測電壓重置為該第一低準位電壓；於一第二時段內，提供具一第一高準位電壓之該閘極訊號至該閘極線，並提供具該第二低準位電壓之該掃描訊號至該掃描線；於該第二時段內，該感測單元藉由對應於該閘極訊號之第一高準位電壓的耦合作用以上拉該前級感測電壓，其中該前級感測電壓之一增加量係受控於一觸碰事件；於一第三時段內，提供具一第二高準位電壓之該掃描訊號至該掃描線，並提供具該第一高準位電壓之該閘極訊號至該閘極線；於該第三時段內，該感測單元藉由對應於該掃描訊號之第二高準位電壓的耦合作用將該前級感測電壓提昇為一後級感測電壓；以及於該第三時段內，該感測單元根據該後級感測電壓與具該第一高準位電壓之該閘極訊號以提供該類比讀出訊號饋入至該讀出線。
14. 如請求項13所述之觸碰感測方法，其中該閘極訊號之第一高準位電壓係高於該掃描訊號之第二高準位電壓。
15. 如請求項13所述之觸碰感測方法，其中該閘極訊號之第一低準位電壓係高於該掃描訊號之第二低準位電壓。
16. 如請求項13所述之觸碰感測方法，其中該液晶顯示裝置還包含一訊號處理電路，該觸碰感測方法還包含：於該第三時段內，該訊號處理電路將該類比讀出訊號轉換為一數位讀出訊號；於一第四時段內，該訊號處理電路根據該數位讀出訊號產生一觸碰位置訊號；以及於該第四時段內，該訊號處理電路將該類比讀出訊號之電壓重置為一電源電壓。
17. 如請求項13所述之觸碰感測方法，還包含：於該第一時段內，該感測單元根據該閘極訊號之第一低準位電壓以禁能該類比讀出訊號之輸出運作；以及於該第三時段內，該感測單元根據該閘極訊號之第一高準位電壓以致能該類比讀出訊號之輸出運作。