TWI408591B

TWI408591B - 觸控顯示面板

Info

Publication number: TWI408591B
Application number: TW98133831A
Authority: TW
Inventors: Wen Tui Liao; Chien Ting Chan; Hsi Rong Han; Ching Fu Hsu
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2013-09-11
Also published as: TW201113788A

Description

觸控顯示面板

本發明是有關於一種觸控顯示面板，且特別是有關於一種電容式觸控顯示面板。

電容式觸控顯示面板主要是在其內外側導電層產生均勻之電場，因此當導體(如人類之手指)與之接觸時會產生一微小之電容變化，進而判斷出按壓處位於面板上的座標。

在實務上，電容式觸控顯示面板中的液晶電容須兼負感測與顯示二項工作。因此，對一般的觸控顯示面板來說，隨著觸控顯示面板的靈敏度的提高，觸控顯示面板的顯示品質往往因脈衝的饋入效應(feedthrough effect)而造成畫面顯示不良，例如：閃爍(flicker)、串音(crosstalk)...等問題。因此，如何提高觸控顯示面板的靈敏度，同時兼顧觸控顯示面板的顯示品質，已是觸控顯示面板在設計上所面臨的一大課題。

本發明提供一種觸控顯示面板，利用電性連接在第一掃描線與儲存元件之間的參考電容，來提升觸控顯示面板的靈敏度，並兼顧觸控顯示面板的顯示品質。

本發明提出一種觸控顯示面板，包括一第一掃描線、一第二掃描線、一儲存元件、一開關單元、一第一開關與一參考電容。第一掃描線與第二掃描線用以在一畫面週期內依序傳送一第一閘極脈衝與一第二閘極脈衝。儲存元件用以儲存一畫素電壓，並依據觸控顯示面板被按壓的狀態而調整畫素電壓的大小。開關單元用以在接收到第一閘極脈衝時，依據畫素電壓的大小而據以產生一感測訊號。第一開關用以在接收到第二閘極脈衝時，傳送一資料電壓至儲存元件，以更新畫素電壓。參考電容的第一端電性連接第一掃描線，參考電容的第二端電性連接儲存元件。

在本發明之一實施例中，上述之開關單元包括一第二開關。其中，第二開關具有一第一端、一第二端與一控制端。第二開關的第一端電性連接參考電容的第一端，第二開關的控制端電性連接參考電容的第二端。其中，當第二開關接收到第一閘極脈衝時，第二開關導通，並依據畫素電壓的大小而透過其第二端產生一感測電流，以作為感測訊號。

基於上述，本發明於第一掃描線與儲存元件之間串接一參考電容。藉此，隨著第一閘極脈衝的產生，參考電容所形成的饋入效應將拉升畫素電壓。此外，隨著第二閘極脈衝的產生，畫素電壓將馬上被更新至另一資料電壓。換而言之，參考電容所形成的饋入效應對畫素電壓所造成的影響將僅維持短暫的時間。因此，與習知技術相較之下，本發明之觸控顯示面板不僅具有較佳的靈敏度還可兼顧面板的顯示品質。

為讓本發明之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。

在以下說明中，為呈現對本發明之說明的一貫性，故在不同的實施例中，若有功能與結構相同或相似的元件會用相同的元件符號與名稱。

[第一實施例]

圖1繪示為依據本發明第一實施例之觸控顯示面板的示意圖。參照圖1，觸控顯示面板100包括一第一掃描線GL₁₁ 、一第二掃描線GL₁₂ 、一第一開關SW₁₁ 、一參考電容C_REF 、一儲存元件110、一開關單元120以及一感測電路130。其中，儲存元件110包括一液晶電容C_LC 與一儲存電容C_ST 。開關單元120包括一第二開關SW₁₂ 。感測電路130包括一電流電壓轉換器131與一比較器132。

更進一步來看，第一開關SW₁₁ 與第二開關SW₁₂ 各自具有一第一端、一第二端與一控制端。其中，第一開關SW₁₁ 的第一端用以接收一資料電壓V_D ，且其第二端電性連接液晶電容C_LC 的第一端。此外，第一開關SW₁₁ 的控制端電性連接第二掃描線GL₁₂ ，以便接收一第二閘極脈衝PU₂ 。再者，液晶電容C_LC 的第二端電性連接一共同電壓V_COM ，且儲存電容C_ST 與液晶電容C_LC 相互並聯。

另一方面，參考電容C_REF 的第一端電性連接第一掃描線GL₁₁ ，以便接收一第一閘極脈衝PU₁ ，且參考電容C_REF 的第二端電性連接液晶電容C_LC 的第一端。此外，第二開關SW₁₂ 的第一端電性連接參考電容C_REF 的第一端，第二開關SW₁₂ 的控制端電性連接參考電容C_REF 的第二端，且第二開關SW₁₂ 的第二端用以產生一感測電流I₁ 。

針對觸控顯示面板100的操作機制來說，在每一畫面週期內，第一掃描線GL₁₁ 與第二掃描線GL₁₂ 都會依序傳送第一閘極脈衝PU₁ 與第二閘極脈衝PU₂ 。藉此，當參考電容C_REF 接收到第一閘極脈衝PU₁ 時，原先儲存在儲存元件110的畫素電壓V_P ，也就是在上一畫面週期中資料線DL所傳送的資料電壓V_D (i-1)，會因參考電容C_REF 所形成的饋入效應而被拉升，且拉升後的畫素電壓V_P 如式(1)所示：

其中，ΔV_HL 為第一閘極脈衝PU₁ 之最高位準與最低位準的電壓差。

值得注意的是，第一閘極脈衝PU₁ 之最高與最低位準為極性相反的兩電壓準位，例如：+15伏特與-10伏特。因此，為了避免第二開關SW₁₂ 永遠處在導通(turn on)的狀態，感測電路130會將第二開關SW₁₂ 的第二端維持在等於第一閘極脈衝PU₁ 之最低位準的情況下，例如：-10伏特。藉此，當第二開關SW₁₂ 接收到第一閘極脈衝PU₁ 時，第二開關SW₁₂ 才會導通，並依據畫素電壓V_P 的大小而據以產生感測電流I₁ 。其中，感測電流I₁ 為開關單元120所產生的一感測訊號。相對地，感測電路130會接收感測電流I₁ ，並透過電流電壓轉換器131而將感測電流I₁ 轉換為一比對電壓V₁ 。之後，比較器132將比對電壓V₁ 與一參考電壓V_REF 進行比較，並依據比較結果而決定是否產生一觸控訊號S_TU 。

隨著第一閘極脈衝PU₁ 的結束，第二掃描線GL₁₂ 將緊接著傳送第二閘極脈衝PU₂ 。藉此，當第一開關SW₁₁ 接收到第二閘極脈衝PU₂ 時，第一開關SW₁₁ 將導通其第一端與第二端，進而致使儲存元件110接收到在目前畫面週期中資料線DL所傳送的資料電壓V_D (i)。此時，畫素電壓V_P 將被更新至資料電壓V_D (i)。

值得一提的是，當觸控顯示面板100被觸碰時，液晶電容C_LC 的電容值將變大，進而調整畫素電壓V_P 的大小。其中，由於參考電容C_REF 所形成的饋入效應會大幅地提升畫素電壓V_P ，因此相對於畫素電壓V_P 而生成的感測電流I₁ 也會產生大幅度的變動，進而提升觸控顯示面板100的靈敏度。此外，參考電容C_REF 所形成的饋入效應並不會影響到觸控顯示面板100的顯示品質。

主要的原因在於，第一閘極脈衝PU₁ 與第二閘極脈衝PU₂ 是在一畫面週期內依序被產生的。藉此，隨著第一閘極脈衝PU₁ 的產生，畫素電壓V_P 會因應參考電容C_REF 所形成的饋入效應而被大幅地被提升。但在下一時刻，畫素電壓V_P 會隨著第二閘極脈衝PU₂ 的產生而馬上被更新至另一資料電壓。換而言之，參考電容C_REF 所形成的饋入效應對畫素電壓V_P 所造成的影響僅維持短暫的時間，因此不會影響到觸控顯示面板100的顯示品質。

[第二實施例]

圖2繪示為依據本發明第二實施例之觸控顯示面板的示意圖。參照圖2，第二實施例與第一實施例的主要差異在於，觸控顯示面板200中開關單元210與感測電路220的內部架構。

具體言之，在第二實施例中，開關單元210包括一第二開關SW₂ 。其中，第二開關SW₂ 的第一端電性連接參考電容C_REF 的第二端，且第二開關SW₂ 的控制端電性連接參考電容C_REF 的第一端。藉此，當第二開關SW₂ 接收到第一閘極脈衝PU₁ 時，其將導通並將畫素電壓V_P 從其第一端傳送至其第二端。此時，第二開關SW₂ 的第二端將據以產生一感測電壓V₂ 。其中，感測電壓V₂ 為開關單元210所產生的一感測訊號。此外，感測電路220僅包括一比較器221。藉此，感測電路220會透過比較器221將感測電壓V₂ 與一參考電壓V_REF 進行比較，並依據比較結果而決定是否產生一觸控訊號S_TU 。

另一方面，與第一實施例相似的，參考電容C_REF 電性連接在第一掃描線GL₁₁ 與儲存元件110之間。藉此，隨著第一閘極脈衝PU₁ 的產生，畫素電壓V_P 會因應參考電容C_REF 所形成的饋入效應而大幅地被提升。但在下一時刻，畫素電壓V_P 會隨著第二閘極脈衝PU₂ 的產生而馬上被更新至另一資料電壓。因此，參考電容C_REF 所產生的饋入效應對畫素電壓V_P 所造成的影響，不僅可以提升觸控顯示面板200的靈敏度，且不會影響觸控顯示面板200的顯示品質。至於觸控顯示面板200的細部架構已包含在第一實施例中，故在此不予贅述。

[第三實施例]

圖3繪示為依據本發明第三實施例之觸控顯示面板的示意圖。參照圖3，第三實施例與第一實施例的主要差異在於，觸控顯示面板300中開關單元310的內部架構。

具體言之，在第三實施例中，開關單元310包括一第二開關SW₃ 與一轉換元件311。其中，第二開關SW₃ 的第一端電性連接參考電容C_REF 的第二端，且第二開關SW₃ 的控制端電性連接參考電容C_REF 的第一端。此外，轉換元件311由一N型電晶體MN₃ 所構成。其中，N型電晶體MN₃ 的汲極端用以接收一電源電壓V_DD ，N型電晶體MN₃ 的閘極端電性連接第二開關SW₃ 的第二端，N型電晶體MN₃ 的源極端用以產生感測電流I₁ 。

藉此，當第二開關SW₃ 接收到第一閘極脈衝PU₁ 時，其將導通並將畫素電壓V_P 從其第一端傳送至其第二端。此時，第二開關SW₃ 的第二端將據以產生一感測電壓V₃ 。另一方面，轉換元件311會將感測電壓V₃ 轉換為一感測電流I₁ 。其中，感測電流I₁ 為開關單元310所產生的一感測訊號。再者，感測電路130將可參照感測訊號而決定是否產生一觸控訊號S_TU 。

另一方面，與第一實施例相似的，參考電容C_REF 電性連接在第一掃描線GL₁₁ 與儲存元件110之間。藉此，隨著第一閘極脈衝PU₁ 的產生，畫素電壓V_P 會因應參考電容C_REF 所形成的饋入效應而大幅地被提升。但在下一時刻，畫素電壓V_P 會隨著第二閘極脈衝PU₂ 的產生而馬上被更新至另一資料電壓。因此，參考電容C_REF 所產生的饋入效應對畫素電壓V_P 所造成的影響，不僅可以提升觸控顯示面板300的靈敏度，且不會影響觸控顯示面板300的顯示品質。至於觸控顯示面板300的細部架構已包含在上述各實施例中，故在此不予贅述。

[第四實施例]

圖4繪示為依據本發明第四實施例之觸控顯示面板的示意圖。參照圖4，第四實施例與第一實施例的主要差異在於，觸控顯示面板400中開關單元410的內部架構。

具體言之，在第四實施例中，開關單元410包括一第二開關SW₄ 與一轉換元件411。其中，第二開關SW₄ 的第一端電性連接參考電容C_REF 的第二端，且第二開關SW₄ 的控制端電性連接參考電容C_REF 的第一端。此外，轉換元件411由一N型電晶體MN₄ 所構成。其中，N型電晶體MN₄ 的汲極端電性連接第一掃描線GL₁₁ ，N型電晶體MN₄ 的閘極端電性連接第二開關SW₄ 的第二端，N型電晶體MN₄ 的源極端用以產生感測電流I₁ 。

藉此，當第二開關SW₄ 接收到第一閘極脈衝PU₁ 時，其將導通並將畫素電壓V_P 從其第一端傳送至其第二端。此時，第二開關SW₄ 的第二端將據以產生一感測電壓V₄ 。另一方面，轉換元件411會將感測電壓V₄ 轉換為一感測電流I₁ 。其中，感測電流I₁ 為開關單元410所產生的一感測訊號。相對地，感測電路130將可參照感測訊號而決定是否產生一觸控訊號S_TU 。

另一方面，與第一實施例相似的，參考電容C_REF 電性連接在第一掃描線GL₁₁ 與儲存元件110之間。藉此，隨著第一閘極脈衝PU₁ 的產生，畫素電壓V_P 會因應參考電容C_REF 所形成的饋入效應而大幅地被提升。但在下一時刻，畫素電壓V_P 會隨著第二閘極脈衝PU₂ 的產生而馬上被更新至另一資料電壓。因此，參考電容C_REF 所產生的饋入效應對畫素電壓V_P 所造成的影響，不僅可以提升觸控顯示面板400的靈敏度，且不會影響觸控顯示面板400的顯示品質。至於觸控顯示面板400的細部架構已包含在上述各實施例中，故在此不予贅述。

綜上所述，本發明於第一掃描線與儲存元件之間串接一參考電容。藉此，當第一閘極脈衝透過第一掃描線傳送至參考電容時，畫素電壓將隨著參考電容所形成的饋入效應而被拉升。此外，隨著第二閘極脈衝的產生，畫素電壓將馬上被更新至另一資料電壓。藉此，參考電容所形成的饋入效應對畫素電壓所造成的影響將僅維持短暫的時間。如此一來，參考電容所形成的饋入效應不僅可以提升觸控顯示面板的靈敏度，且不會影響觸控顯示面板的顯示品質。

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，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

100、200、300、400‧‧‧觸控顯示面板

GL₁₁ ‧‧‧第一掃描線

GL₁₂ ‧‧‧第二掃描線

SW₁₁ ‧‧‧第一開關

C_REF ‧‧‧參考電容

110‧‧‧儲存元件

C_LC ‧‧‧液晶電容

C_ST ‧‧‧儲存電容

120、210、310、410‧‧‧開關單元

SW₁₂ 、SW₂ 、SW₃ 、SW₄ ‧‧‧第二開關

130、220‧‧‧感測電路

131‧‧‧電流電壓轉換器

132、221‧‧‧比較器

PU₁ ‧‧‧第一閘極脈衝

PU₂ ‧‧‧第二閘極脈衝

V_D ‧‧‧資料電壓

V_P ‧‧‧畫素電壓

V_com ‧‧‧共同電壓

V₁ ‧‧‧比對電壓

V_REF ‧‧‧參考電壓

I₁ ‧‧‧感測電流

V₂ 、V₃ ‧‧‧感測電壓

311、411‧‧‧轉換元件

MN₃ 、MN₄ ‧‧‧N型電晶體

圖1繪示本發明第一實施例之觸控顯示面板的示意圖。

圖2繪示本發明第二實施例之觸控顯示面板的示意圖。

圖3繪示本發明第三實施例之觸控顯示面板的示意圖。

圖4繪示本發明第四實施例之觸控顯示面板的示意圖。

100．．．觸控顯示面板

GL₁₁ ．．．第一掃描線

GL₁₂ ．．．第二掃描線

SW₁₁ ．．．第一開關

C_REF ．．．參考電容

110．．．儲存元件

C_LC ．．．液晶電容

C_ST ．．．儲存電容

120．．．開關單元

SW₁₂ ．．．第二開關

130．．．感測電路

131．．．電流電壓轉換器

132．．．比較器

PU₁ ．．．第一閘極脈衝

PU₂ ．．．第二閘極脈衝

V_D ．．．資料電壓

V_P ．．．畫素電壓

V_com ．．．共同電壓

V₁ ．．．比對電壓

V_REF ．．．參考電壓

I₁ ．．．感測電流

Claims

一種觸控顯示面板，包括：一第一與一第二掃描線，用以在一畫面週期內依序傳送一第一與一第二閘極脈衝；一儲存元件，用以儲存一畫素電壓，並依據該觸控顯示面板被按壓的狀態而調整該畫素電壓的大小；一開關單元，用以在接收到該第一閘極脈衝時，依據該畫素電壓的大小而據以產生一感測訊號；一第一開關，用以在接收到該第二閘極脈衝時，傳送一資料電壓至該儲存元件，以更新該畫素電壓；以及一參考電容，其第一端電性連接該第一掃描線，該參考電容的第二端電性連接該儲存元件，其中，該儲存元件包括一液晶電容與一儲存電容，且該液晶電容的第一端電性連接該參考電容的第二端、該開關單元與該第一開關，該液晶電容的第二端電性連接一共同電壓，該儲存電容與該液晶電容相互並聯。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該第一開關具有一第一端、一第二端與一控制端，且該第一開關的第一端用以接收該資料電壓，該第一開關的控制端電性連接該第二掃描線，該第一開關的第二端電性連接該液晶電容的第一端。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該開關單元包括：一第二開關，具有一第一端、一第二端與一控制端，該第二開關的第一端電性連接該參考電容的第一端，該第二開關的控制端電性連接該參考電容的第二端，其中，當該第二開關接收到該第一閘極脈衝時，該第二開關導通，並依據該畫素電壓的大小而透過其第二端產生一感測電流，以作為該感測訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該開關單元包括：一第二開關，具有一第一端、一第二端與一控制端，該第二開關的第一端電性連接該參考電容的第二端，該第二開關的控制端電性連接該參考電容的第一端，其中，當該第二開關接收到該第一閘極脈衝時，該第二開關導通並依據透過其第二端產生一感測電壓，以作為該感測訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，其中該開關單元包括：一第二開關，具有一第一端、一第二端與一控制端，該第二開關的第一端電性連接該參考電容的第二端，該第二開關的控制端電性連接該參考電容的第一端，其中當該第二開關接收到該第一閘極脈衝時，該第二開關導通並透過其第二端產生一感測電壓；以及一轉換元件，用以將該感測電壓轉換為一感測電流，以作為該感測訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示面板，更包括：一感測電路，用以參照該感測訊號而決定是否產生一觸控訊號。
如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示面板，其中當該感測訊號為一感測電流時，該感測電路包括：一電流電壓轉換器，用以將該感測電流轉為一比對電壓；以及一比較器，用以將該比對電壓與一參考電壓進行比較，以依據比較結果而決定是否產生該觸控訊號。
如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示面板，其中當該感測訊號為一感測電壓時，該感測電路包括：一比較器，用以將該感測電壓與一參考電壓進行比較，以依據比較結果而決定是否產生該觸控訊號。