TWI412976B - 觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及觸控式顯示面板之控制方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及觸控式顯示面板之控制方法。
隨著科技不斷的進步,使得各種資訊設備不斷地推陳出新。其中,以資料輸入設備而言,除了一般以鍵盤或滑鼠輸入資料之外,利用觸控式技術來輸入資料也是另一種輸入方式的選擇。由於人除了具有視覺及聽覺之外,尚具有觸覺,而隨著感測器技術不斷的更新突破,使得觸控式技術成了人與資訊設備溝通的另一選擇。
另一方面,傳統的電腦輸入介面(例如鍵盤或滑鼠)對於不熟悉電腦者來說,於操作上存在一定的困難度,而造成電腦普及化的障礙之一。為了能夠提供更直覺式的操作設備,近來業者及積極的發展觸控式顯示面板(touched display panel)。觸控式顯示面板具有人性化的輸入介面特性,使得任何年齡層的使用者可直接以手指或觸控筆輸入資料,或選取觸控式顯示面板上的功能選項。
習知的一種觸控式顯示面板,是於顯示面板外設置一層觸控薄膜(outer touch film),以感測觸碰位置。然而此種作法將會增加顯示面板厚度及材料成本,且會降低顯示亮度。
近來,業者發展出一種內建式(In cell)的觸控式顯示面板,其係利用以薄膜電晶體製程製作於面板內之觸控單元的電晶體來感測受觸碰的位置,其原理是將該電晶體之閘極與其源極或汲極電性連接,當電晶體在受光照射及無受光照射的情況下,會產生不同的訊號,因此後端的控制單元可以得知使用者觸碰的位置。
然而,部分的觸控式顯示面板操作於環境光源充足的環境下,當使用者藉由光筆進行觸控時,由於環境光源與光筆照射電晶體所產生的訊號大約相同,因而造成觸碰位置的錯誤判斷。另一部分的觸控式顯示面板操作於環境光源微弱的環境下,當使用者以手指觸碰觸控式顯示面板時,由於環境光源微弱,因而造成觸碰位置的錯誤判斷。
因此,如何提供一種在環境光源充足的環境中,以及在環境光源微弱的環境中,均可正常作動之觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及其控制方法,實屬當前重要課題之一。
有鑑於上述課題,本發明之目的為提供一種依據環境光源而選擇操作模式電路的觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置以及觸控式顯示面板之控制方法。
為達上述目的,本發明提供一種觸控式顯示面板,其係包含一觸控單元、一讀取單元、一光感測單元以及一模式選擇單元。其中,讀取單元與觸控單元電性連接。光感測單元依據一環境光源輸出一亮度感測訊號。模式選擇單元具有一第一模式電路及一第二模式電路,並與觸控單元、讀取單元以及光感測單元電性連接。模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路,俾使讀取單元輸出一感應輸出值。
為達上述目的,本發明提供一種觸控式顯示面板之控制方法,觸控式顯示面板具有一觸控單元、一讀取單元、一光感測單元以及一模式選擇單元。讀取單元與觸控單元電性連接。模式選擇單元具有一第一模式電路以及一第二模式電路,並與觸控單元、讀取單元以及光感測單元電性連接。觸控式顯示面板之控制方法包含以下步驟:由光感測單元依據一環境光源輸出一亮度感測訊號;由模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路模式;以及由讀取單元輸出一感應輸出值。
為達上述目的,本發明提供一種觸控式顯示裝置,其係包含一觸控式顯示面板。觸控式顯示面板具有一觸控單元、一讀取單元、一光感測單元以及一模式選擇單元。其中,讀取單元與觸控單元電性連接。光感測單元依據一環境光源輸出一亮度感測訊號。模式選擇單元具有一第一模式電路及一第二模式電路,並與觸控單元、讀取單元以及光感測單元電性連接。模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路,俾使讀取單元輸出一感應輸出值。
承上所述,依據本發明之觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及觸控式顯示面板之控制方法,其係藉由光感測單元依據環境光源輸出亮度感測訊號。而模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路,使得讀取單元輸出一感應輸出值。於本發明中,係以例如但不限於當光感測單元感測環境光源微弱時,模式選擇單元係啟動第一模式電路,當光感測單元感測環境光源充足時,模式選擇單元係啟動第二模式電路。
以下將參照相關圖式,說明依本發明較佳實施例之觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及觸控式顯示面板之控制方法。
請參照圖1所示,本發明較佳實施例之一觸控式顯示裝置1係包含一觸控式顯示面板2、一資料控制電路3、一掃描控制電路4、一位置判斷電路5、複數掃描線S1
~Sm
、複數資料線D1
~Dn
以及複數讀取線A1
~An
。掃描線S1
~Sm
以及資料線D1
~Dn
係為交錯設置,並形成複數交錯區域。其中,各交錯區域係可設置相同的電路架構,為簡化說明,以下將以掃描線S1
以及資料線D1
所形成之交錯區域的電路架構為例說明。
請參照圖2所示,本發明較佳實施例之觸控式顯示面板2係包含一觸控單元21、一讀取單元22、一光感測單元23以及一模式選擇單元24。
觸控單元21具有一觸控開關211,於本實施例中,觸控開關211係可為一電晶體T1
,其閘極係與其一源極電性
連接。另外,觸控顯示面板2提供一偏壓Vbias
至電晶體T1
。當電晶體T1
受光照射時,其會產生漏電流,而當電晶體T1
無受光照射時,其不會產生漏電流,更精確來說,電晶體T1
在受光照射與未受光照射的狀況下會有不同的漏電流。於本實施例中,觸控式顯示面板2係藉由電晶體T1
的漏電流特性,以判斷觸控式顯示面板2是否被觸碰。
讀取單元22與觸控單元21電性連接,並經由讀取線A1
與位置判斷電路5電性連接。讀取單元22係包含一讀取開關221、一運算放大器222以及一電阻R1
。其中,讀取開關221係與觸控開關211以及掃描線S1
電性連接。運算放大器222具有一正輸入端、一負輸入端以及一輸出端,其正輸入端接收一參考訊號VREF
,其負輸入端與電阻R1
之一端電性連接,第一電阻R1
之另一端與讀取開關211電性連接。於本實施例中,讀取開關211係可為一電晶體T2
。
模式選擇單元24係與觸控單元21、讀取單元22以及光感測單元23電性連接,其係包含一選擇開關241、一選擇開關242、一選擇開關243、一重置開關244、一反相器245、一電阻R2
、一電容C1
、一運算電容C2
以及一電容C3
。選擇開關241係與讀取開關221、光感測單元23以及電容C1
之一端電性連接,電容C1
之另一端係與共同電極VCOM
電性連接。選擇開關242係與運算放大器222之負輸入端電性連接,運算電容C2
係與選擇開關242以及運算放大器222之輸出端電性連接。選擇開關243係與運算放大
器222之負輸入端以及反相器245之一端電性連接,反相器245之另一端係與光感測單元23電性連接。重置開關244與選擇開關242以及運算電容C2
並聯,電阻R2
係與選擇開關243及運算放大器222之輸出端電性連接。其中,重置開關244係經由一切換訊號線所傳送的切換訊號B2
將其控制為導通狀態,以使運算電容C2
進行放電來重置運算電容C2
的狀態。
於本實施例中,選擇開關241、選擇開關242、重置開關244、電容C1
以及運算電容C2
係可整合為一第一模式電路,選擇開關243、反相器245以及電阻R2
係可整合為一第二模式電路,其中選擇開關241、242、243以及重置開關244係可分別為一電晶體T3
、一電晶體T4
、一電晶體T5
以及一電晶體T6
。
如圖2所示,模式選擇單元24更包含一電容C3
。於本實施例中,模式選擇單元24亦可更包含一反相器,其係與光感測單元23以及選擇開關242電性連接。另外,於實作上,電晶體T1
、T2
、T3
以及電容C1
係可設置於觸控式顯示面板2上,電晶體T4
、T5
、T6
、電阻R1
、R2
、電容C2
、C3
、反相器245以及運算放大器222係可設置於一晶片上。
又,本實施例之觸控式顯示面板2更包含一畫素單元25,其係鄰設於觸控單元21。畫素單元25具有一畫素開關T7
以及一畫素等效電容C4
。畫素開關T7
係與掃描線S1
、資料線D1
以及畫素等效電容C4
電性連接。於實施上,
畫素等效電容C4
係可包含相互電性連接之一液晶電容CLC
以及一儲存電容CST
。其中,液晶電容CLC
及儲存電容CST
分別電性連接於畫素開關T7
以及共同電極VCOM
之間。另外,本實施例之觸控式顯示面板2係可包含一發光元件,以應用於一有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)顯示面板。
如圖2所示,光感測單元23係依據一環境光源輸出一亮度感測訊號B1
,模式選擇單元24依據亮度感測訊號B1
而操作於一第一模式以及一第二模式。於本實施例中,以例如但不限於當環境光源微弱時(例如電影院、夜空下或其他昏暗的場所),光感測單元23輸出一高準位之亮度感測訊號B1
,使得模式選擇單元24操作於第一模式並啟動第一模式電路。當環境光源充足時(例如晴天的戶外或其他光源充足的場所),光感測單元23輸出一低準位之亮度感測訊號B1
,使得模式選擇單元24操作於第二模式並啟動第二模式電路。
以下,將詳細說明當模式選擇單元24操作於第一模式(環境光源微弱)時,觸控式顯示面板2的作動情形。請參照圖3所示,當光感測單元23輸出高準位之亮度感測訊號B1
時,電晶體T3
、T4
分別為導通狀態。反相器245依據高準位之亮度感測訊號B1
輸出低準位之亮度感測訊號B1
,以控制電晶體T5
為截止狀態。此時,電容C1
經由電晶體T1
放電,電容C2
、C3
為並聯,其係可視為一等效電容C5
。
由於運算放大器222係為一負迴授,因此,其正輸入端與負輸入端的電壓相同,亦即負輸入端之電壓準位將維持為參考訊號VREF
。
當掃描線S1
傳送一高電壓準位之掃描訊號而導通電晶體T2
時,一電流I1
係流經等效電容C5
、電晶體T4
、電阻R1
、電晶體T2
、T3
,並對電容C1
充電,並將電晶體T2
、T3
的節點電壓充電至參考訊號VREF
的電壓準位。其中,電流I1
對電容C1
充電時,電容C1
的充電電荷係與等效電容C5
的充電電荷相同。因此,等效電容C5
兩端具有一電壓差VC5
。此時,運算放大器222之輸出端輸出一感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
+VC5
。
又,由於等效電容C5
會儲存前一次掃描所輸出的電荷,因此,當掃描線S1
傳送掃描訊號之後,重置開關244係經由一切換訊號線所傳送的切換訊號B2
將其控制為導通狀態,以使等效電容C5
進行放電來重置等效電容C5
的電荷。以下,將說明藉由光筆或手指觸碰觸控式顯示面板2時,其感應輸出值VO
的變化情形。
當使用者以光筆觸碰觸控式顯示面板2時,由於光筆照射電晶體T1
,電晶體T1
的漏電流會變大,且等效電容C5
兩端的電壓差VC5
也會變大,使得相對於觸碰位置之交錯區域的感應輸出值VO
會提升。藉此,位置判斷電路5係可依據感應輸出值VO
判斷觸碰位置。
當使用者以手指觸碰觸控式顯示面板2時,此時,電
晶體T1
沒有光線照射,而不會產生漏電流,此時,運算放大器222之輸出端輸出感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
。
另外,觸控式顯示面板2未被觸碰之交錯區域,其運算放大器222之輸出端輸出感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
+VC5
。
藉此,位置判斷電路5係依據各交錯區域輸出不同的感應輸出值VO
而判斷觸碰位置。
以下,將詳細說明當模式選擇單元24操作於第二模式(環境光源充足)時,觸控式顯示面板2的作動情形。請參照圖4所示,當光感測單元23輸出低準位之亮度感測訊號B1
時,電晶體T3
、T4
分別為截止狀態。反相器245依據低準位之亮度感測訊號B1
輸出高準位之低度感測訊號B1
,以控制電晶體T5
為導通狀態。
當掃描線S1
傳送一高電壓準位之掃描訊號控制電晶體T2
導通時,一電流I2
係流經電阻R2
、電晶體T5
、電阻R1
、電晶體T2
、T1
。此時,運算放大器222之輸出端輸出一感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
+I2
×R2
。
當使用者以光筆觸碰觸控式顯示面板2時,由於光筆照射電晶體T1
,電晶體T1
的漏電流會變大,使得相對於觸碰位置之交錯區域的感應輸出值VO
也會提升。藉此,位置判斷電路5係可依據感應輸出值VO
判斷觸碰位置。
當使用者以手指觸碰觸控式顯示面板2時,此時,電
晶體T1
沒有光線照射,而不會產生漏電流,此時,運算放大器222之輸出端輸出一感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
。
另外,觸控式顯示面板2未被觸碰之交錯區域,其運算放大器222之輸出端輸出一感應輸出值VO
如下所示:VO
=VREF
+I2
×R2
。
藉此,位置判斷電路5係依據各交錯區域輸出不同的感應輸出值VO
而判斷觸碰位置。
請參照圖5所示,本發明較佳實施例之一種觸控式顯示面板的控制方法係包含步驟W21至步驟W23。其中,顯示面板的控制方法係可應用於圖2中之觸控式顯示面板2。
步驟W21,係由光感測單元依據一環境光源輸出一亮度感測訊號。步驟W22,係由模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路模式。步驟W23,係由讀取單元輸出一感應輸出值。
其中詳細的控制方式,於上述實施例中已一併詳述,故於此不再加以贅述。
綜上所述,因依據本發明之觸控式顯示面板、觸控式顯示裝置及觸控式顯示面板之控制方法,其係藉由光感測單元依據環境光源輸出亮度感測訊號。而模式選擇單元依據亮度感測訊號而啟動第一模式電路或第二模式電路,使得讀取單元輸出一感應輸出值。於本發明中,係以例如但不限於當光感測單元感測環境光源微弱時,模式選擇單元
係啟動第一模式電路,當光感測單元感測環境光源充足時,模式選擇單元係啟動第二模式電路。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
1‧‧‧觸控式顯示裝置
2‧‧‧觸控式顯示面板
21‧‧‧觸控單元
211‧‧‧觸控開關
22‧‧‧讀取單元
221‧‧‧讀取開關
222‧‧‧運算放大器
23‧‧‧光感測單元
24‧‧‧模式選擇單元
241、242、243‧‧‧選擇開關
244‧‧‧重置開關
245‧‧‧反相器
25‧‧‧畫素單元
3‧‧‧資料控制電路
4‧‧‧掃描控制電路
5‧‧‧位置判斷電路
A1
~An
‧‧‧讀取線
B1
‧‧‧亮度感測訊號
B2
‧‧‧切換訊號
C1
~C4
、CLC
、CST
‧‧‧電容
D1
~Dn
‧‧‧資料線
I1
、I2
‧‧‧電流
R1
、R2
‧‧‧電阻
S1
~Sm
‧‧‧掃描線
T1
~T7
‧‧‧電晶體
Vbias
‧‧‧偏壓
VCOM
‧‧‧共同電極
VO
‧‧‧感應輸出值
VREF
‧‧‧參考訊號
W21~W23‧‧‧步驟
圖1為本發明較佳實施例之觸控式顯示裝置的示意圖;圖2為圖1中觸控式顯示面板的示意圖;圖3至圖4為操作觸控式顯示面板的驅動電流示意圖;以及圖5為本發明較佳實施例之觸控式顯示面板的控制步驟流程圖。
2...觸控式顯示面板
21...觸控單元
211...觸控開關
22...讀取單元
221...讀取開關
222...運算放大器
23...光感測單元
24...模式選擇單元
241、242、243...選擇開關
244...重置開關
245...反相器
25...畫素單元
B1
...亮度感測訊號
B2
...切換訊號
D1
...資料線
C1
~C4
、CLC
、CST
...電容
R1
、R2
...電阻
S1
...掃描線
T1
~T7
...電晶體
Vbias
...偏壓
VCOM
...共同電極
VO
...感應輸出值
VREF
...參考訊號
Claims (24)
- 一種觸控式顯示面板,包含:一觸控單元;一讀取單元,與該觸控單元電性連接;一光感測單元,依據一環境光源輸出一亮度感測訊號;以及一模式選擇單元,具有一第一模式電路及一第二模式電路,並與該觸控單元、該讀取單元及該光感測單元電性連接,該模式選擇單元依據該亮度感測訊號而啟動該第一模式電路或該第二模式電路,俾使該讀取單元輸出一感應輸出值。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板,其中該觸控單元具有一觸控開關。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控式顯示面板,其中該觸控開關為一電晶體,其一閘極與其一源極電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板,更包含:一畫素單元,鄰設於該觸控單元,並具有一畫素開關及一畫素等效電容,該畫素開關與一掃描線、一資料線及該畫素等效電容電性連接。
- 如申請專利範圍第4項所述之觸控式顯示面板,更包含:一掃描控制電路,藉由該掃描線與該讀取單元及該畫 素單元電性連接;以及一資料控制電路,藉由該資料線與該畫素開關電性連接。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板,更包含:一位置判斷電路,與該讀取單元電性連接,並依據該感應輸出值判斷一觸碰位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控式顯示面板,其中該讀取單元包含:一讀取開關,與該觸控開關電性連接;一運算放大器,具有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端,該正輸入端接收一參考訊號;以及一第一電阻,一端與該運算放大器之該負輸入端電性連接,另一端與該讀取開關電性連接。
- 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示面板,其中該第一模式電路包含:一第一選擇開關,與該運算放大器之該負輸入端電性連接,並依據該亮度感測訊號控制其為導通或截止;一運算電容,與該第一選擇開關及該運算放大器之該輸出端電性連接;一重置開關,與該第一選擇開關及該運算電容並聯,並在作動後重置該運算電容之電荷;一第二選擇開關,與該讀取開關電性連接,依據該亮度感測訊號控制其為導通或截止;以及 一第一電容,與該第二選擇開關電性連接。
- 如申請專利範圍第8項所述之觸控式顯示面板,其中該第一模式電路更包含:一第二電容,與該運算放大器之該負輸入端及該輸出端電性連接。
- 如申請專利範圍第7項所述之觸控式顯示面板,其中該第二模式電路包含:一第一選擇開關,與該運算放大器之該負輸入端電性連接;一第一電阻,與該第一選擇開關及該運算放大器之該輸出端電性連接;以及一反相器,與該第一選擇開關電性連接,其中依據該亮度感測訊號及該反相器控制該第一選擇開關為導通或截止。
- 如申請專利範圍第10項所述之觸控式顯示面板,其中該第二模式電路更包含:一第二電容,與該運算放大器之該負輸入端及該輸出端電性連接。
- 一種觸控式顯示裝置,包含:一觸控式顯示面板,具有:一觸控單元;一讀取單元,與該觸控單元電性連接;一光感測單元,依據一環境光源輸出一亮度感測訊號,以及 一模式選擇單元,具有一第一模式電路及一第二模式電路,並與該觸控單元、該讀取單元及該光感測單元電性連接,該模式選擇單元依據該亮度感測訊號而啟動該第一模式電路或該第二模式電路,俾使該讀取單元輸出一感應輸出值。
- 如申請專利範圍第12項所述之觸控式顯示裝置,其中該觸控單元具有一觸控開關。
- 如申請專利範圍第13項所述之觸控式顯示裝置,其中該觸控開關為一電晶體,其一閘極與其一源極電性連接。
- 如申請專利範圍第12項所述之觸控式顯示裝置,其中該觸控式顯示面板更包含:一畫素單元,鄰設於該觸控單元,並具有一畫素開關及一畫素等效電容,該畫素開關與一掃描線、一資料線及該畫素等效電容電性連接。
- 如申請專利範圍第15項所述之觸控式顯示裝置,其中該觸控式顯示面板更包含:一掃描控制電路,藉由該掃描線與該讀取單元及該畫素單元電性連接;以及一資料控制電路,藉由該資料線與該畫素開關電性連接。
- 如申請專利範圍第12項所述之觸控式顯示裝置,其中該觸控式顯示面板更包含:一位置判斷電路,與該讀取單元電性連接,並依據該 感應輸出值判斷一觸碰位置。
- 如申請專利範圍第12項所述之觸控式顯示裝置,其中該讀取單元包含:一讀取開關,與該觸控開關電性連接;一運算放大器,具有一正輸入端、一負輸入端及一輸出端,該正輸入端接收一參考訊號;以及一第一電阻,一端與該運算放大器之該負輸入端電性連接,另一端與該讀取開關電性連接。
- 如申請專利範圍第18項所述之觸控式顯示裝置,其中該第一模式電路包含:一第一選擇開關,與該運算放大器之該負輸入端電性連接,並依據該亮度感測訊號控制其為導通或截止;一運算電容,與該第一選擇開關及該運算放大器之該輸出端電性連接;一重置開關,與該第一選擇開關及該運算電容並聯,並在作動後重置該運算電容之電荷;一第二選擇開關,與該讀取開關電性連接,依據該亮度感測訊號控制其為導通或截止;以及一第一電容,與該第二選擇開關電性連接。
- 如申請專利範圍第19項所述之觸控式顯示裝置,其中該第一模式電路更包含:一第二電容,與該運算放大器之該負輸入端及該輸出端電性連接。
- 如申請專利範圍第18項所述之觸控式顯示裝置,其中該第二模式電路包含:一第一選擇開關,與該運算放大器之該負輸入端電性連接;一第一電阻,與該第一選擇開關及該運算放大器之該輸出端電性連接;以及一反相器,與該第一選擇開關電性連接,其中依據該亮度感測訊號及該反相器控制該第一選擇開關為導通或截止。
- 如申請專利範圍第21項所述之觸控式顯示裝置,其中該第二模式電路更包含:一第二電容,與該運算放大器之該負輸入端及該輸出端電性連接。
- 一種觸控式顯示面板之控制方法,觸控式顯示面板具有一觸控單元、一讀取單元、一光感測單元及一模式選擇單元,該讀取單元與該觸控單元電性連接,該模式選擇單元具有一第一模式電路及一第二模式電路,並與該觸控單元、該讀取單元及該光感測單元電性連接,該控制方法包含以下步驟:由該光感測單元依據一環境光源輸出一亮度感測訊號;由該模式選擇單元依據該亮度感測訊號而啟動該第一模式電路或該第二模式電路模式;以及由該讀取單元輸出一感應輸出值。
- 如申請專利範圍第23項所述之控制方法,包含以下步驟:由一位置判斷電路依據該感應輸出值判斷一觸碰位置。
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