TWI428661B - 觸碰顯示裝置 - Google Patents

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Description

觸碰顯示裝置
本發明有關於觸碰顯示裝置，尤有關於一種整合顯示與多點觸碰功能之觸碰顯示裝置。
第1A圖為傳統薄膜電晶體液晶面板(thin film transistor LCD)的一個剖面結構示意圖。第1B圖為第1A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動電路及閘極驅動電路的電路圖。第1C圖為第1B圖之像素陣列之一局部電路圖。第1A圖~第1C圖中的TFT LCD係採用主動矩陣(Active Matrix)驅動方式來顯示像素陣列。
參考第1A圖，偏光片(polarizer)173設於相對基板(substrate)170上方，用以檢測該入射偏振光經過液晶旋轉過後的偏振方向，又稱為檢振片。偏光片183設於陣列基板180下方，用以改變入射光的偏振方向，又稱為起振片。相對基板170上的元件包含三種顏色的彩色濾光片(color filter，CF)171，分別表示每個像素的RGB三原色；另外，彩色濾光片171上更設置一整片ITO透明導體薄膜，作為液晶電容116的公共電極(common electrode)172。背光(backlight)模組160係用來產生光線以補償環境光源之強度。
陣列基板180上方設置一訊號層181，包含縱橫交錯的資料線D1~D3和掃描線G1~G3，形成一像素陣列。控制器130用以控制源極驅動電路110(source driver)及閘極驅動電路120(gate driver)，使其透過資料線D1~D3和掃描線G1~G3(第1B圖中僅以三條資料線及三條掃描線為例作說明)將顯示影像值存入一像素陣列中的各像素單元。其中，每一個資料線與掃描線的交叉點附近(即各像素單元)均設置一個薄膜電晶體115、一液晶電容(capacitor)116與一儲存電容117。薄膜電晶體115的閘極連接至掃描線G1，源極連接至資料線D1，汲極連接至液晶電容116的像素電極116a。液晶電容116是由像素電極116a、公共電極(common electrode，Vcom)172以及液晶層150所組成。薄膜電晶體115相當於開關的功能，能將顯示電壓(display voltage)儲存於液晶電容116之中，而液晶電容116另一側接到公共電極172作為所儲存電壓值的參考電位。液晶電容116所儲存的顯示電壓值可以轉動液晶的排列方向，進而改變入射光的偏振方向，搭配上下兩片偏光片173、183，可以決定該點所顯示的亮度值。儲存電容117的功能是輔助液晶電容116來儲存電荷。
傳統的觸碰顯示裝置是在顯示裝置外加觸碰裝置，但是會造成顯示亮度下降的缺點，同時也會增加硬體成本。
本發明之目的之一係提出一種主動矩陣式觸碰顯示裝置，利用上下倒置的主動矩陣驅動結構，配合人體導體 的特性及抗雜訊的感測電路設計，來達到同時處理顯示與多點觸碰感測的功效。
為達成上述目的，本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置，包含：一陣列基板，其遠離使用者之表面上，設有一訊號層，包含複數條資料線及複數條掃描線，其中該些資料線及該些掃描線之每一交會處分別配置一像素單元，各像素單元設有一切換元件以及一像素電極；一相對基板，平行相對於該陣列基板且位於遠離使用者之一側；一公共電極，相對於該些像素電極，設於該相對基板之靠近使用者之表面上；一顯示材料，夾於該陣列基板及該相對基板之間；一閘極驅動電路，依序致能各該掃描線所連接之像素單元，其中，該閘極驅動電路的輸出端與該些資料線間形成複數個第一連接點；一源極驅動電路，提供複數個資料訊號，並經由該些資料線輸出至對應的像素單元，其中，該源極驅動電路的輸出端與該些資料線間形成複數個第二連接點；至少一感測電路，用以對該些資料線及該些掃描線之至少其一進行觸碰感測，每一感測電路包含：一探測電路，根據至少一頻率，產生一探測訊號以輸出至該些第一連接點及該些第二連接點之至少其一；以及，一感應電路，接收相對應連接點之至少一輸出訊號，進行訊號擷取處理，以產生一量測值；以及，一控制器，用以控制該源極驅動電路、該閘極驅動電路及該至少一感測電路。
本發明之另一個目的是提供一種被動矩陣式觸碰顯示裝置，包含：一第一基板，其遠離使用者之表面上，設 有一第一訊號層，包含複數條第一訊號線；一第二基板，平行相對於該第一基板且設於遠離使用者之一側，該第二基板之靠近使用者之表面上，設有一第二訊號層，包含複數條第二訊號線，其中該些第一訊號線及該些第二訊號間相互交錯排列；一顯示材料，夾於該第一基板及該第二基板之間；一第一驅動電路，用以供應至少一第一電壓訊號至該些第一訊號線，其中，該第一驅動電路的輸出端與該些第一訊號線間形成複數個第一連接點；一第二驅動電路，用以供應至少一第二電壓訊號至該些第二訊號線，其中，該第二驅動電路的輸出端與該些第二訊號線形成複數個第二連接點；至少一感測電路，用以對該些第一訊號線及該些第二訊號線之至少其一進行觸碰感測，每一感測電路包含：一探測電路，根據至少一頻率，產生一探測訊號以輸出至該些第一連接點及該些第二連接點之至少其一；以及，一感應電路，接收相對應連接點之至少一輸出訊號，進行訊號擷取處理，以產生一量測值；以及，一控制器，用以控制該第一驅動電路、該第二驅動電路及該至少一感測電路。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、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。
以下之說明將舉出本發明之數個較佳的示範實施例，例如：各種電子電路、元件以及相關方法。熟悉本領域者應可理解，本發明可採用各種可能的方式實施，並不限於下列示範之實施例或實施例中的特徵。另外，眾所知悉之細節不再重覆顯示或贅述，以避免模糊本發明之重點。
第2A圖為本發明主動矩陣(Active Matrix)觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。第2B圖為第2A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動暨感測電路及閘極驅動暨感測電路的電路圖。參考第2A圖及第2B圖，本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置200的結構從使用者的方向由上往下來看，主要分為：陣列基板280、顯示材料250及相對基板270。相對基板270上方設置一公共電極172，而陣列基板280下方(遠離使用者之表面上)設置一訊號層181，包含縱橫交錯的資料線D1~D3和掃描線G1~G3(在此僅以三條資料線及三條掃描線為例作說明)，形成一像素陣列。其中，在每一個資料線與掃描線的交叉點附近每一交會處分別配置一像素單元，各像素單元設有一薄膜電晶體115以及一像素電極116a(如第1C圖所示)。在本說明書中，相同標號的元件具有相同功能、結構或材質，在此不於贅述。根據本發明，陣列基板280及相對基板270的材質可以是塑膠、玻璃及薄型金屬之其一。
在第1A圖的傳統結構中，陣列基板180的訊號層181 和使用者手指之間由於隔了一層導體，即公共電極172，使資料線與掃描線無法感應到手指的觸碰。本發明藉由將相對基板與陣列基板的位置上下對調後，如第2A圖所示，包含資料線與掃描線的陣列基板280位於上方(接近使用者之一側)，而公共電極172所在的相對基板270則位於下方(遠離使用者之一側)，不但使訊號層181更接近使用者手指，且公共電極172不再介於訊號層181與使用者手指之間。因此，本發明就能利用資料線D1~D3與掃描線G1~G3相互交錯的矩陣驅動結構，透過偵測人體漏電流的方式來正確感應手指的觸碰了。須注意的是，本發明不需更改相對基板270與陣列基板280之原有製程，只需在封裝時將相對基板270與陣列基板280的上下倒置，並在其間灌入或夾入一層顯示材料250即可，同時，上下倒置的相對基板270與陣列基板280並不會影響顯示品質。
參考第2B圖，控制器130用以控制源極驅動暨感測電路210及閘極驅動暨感測電路220，源極驅動暨感測電路210連接至資料線D1~D3，而閘極驅動暨感測電路220連接至掃描線G1~G3。閘極驅動暨感測電路220包含一閘極驅動電路120及一感測電路215，而源極驅動暨感測電路210包含一源極驅動電路110及一感測電路215’。實際應用時，通常將源極驅動電路110暨感測電路215’整合至同一晶片210，而將閘極驅動電路120暨感測電路215整合至另一晶片220。而控制器130、晶片210、220可以設在陣列基板280或相對基板270上，或者設在陣列基板280 之外部，例如，顯示器的框架上。源極驅動電路110及閘極驅動電路120用於驅動該像素陣列之影像顯示，而感測電路215’連接至源極驅動電路110之輸出緩衝器651的輸出端及各資料線的連接點(如第6B圖所示)，以進行資料線的觸碰感測。感測電路215連接至閘極驅動電路120之輸出緩衝器651的輸出端及各掃描線的連接點(如第6A圖所示)，以進行掃描線的觸碰感測。本說明書中，感測電路215、215’的電路完全相同，只藉由不同標號表示所在之不同位置。至於感測電路215、215’的詳細運作方式將在第6A圖至第6C圖及第7A圖至第7H圖作介紹。
顯示材料250包含微膠囊(microcapsules)及光電激發光(electro luminescence)元件等，但是本發明之應用並不以此為限，現存或將來發展出來之其他顯示材料亦可適用於本發明之概念。一實施例中，該顯示材料250係利用微膠囊來實施，而主動矩陣式觸碰顯示裝置200實現一個結合觸碰與微膠囊電子墨水顯示(electrophoretic display，EPD)功能之觸碰顯示裝置。另一實施例中，該顯示材料250係利用電激發光元件來實施，電激發光顯示器可主動發光，以達到增強光亮度與省電的功能，而主動矩陣式觸碰顯示裝置200實現一個結合觸碰與電激發光顯示功能之觸碰顯示裝置，前提是該電激發光元件能發出RGB三原色的光或主動矩陣式觸碰顯示裝置200只需單色顯示。這是因為微膠囊本身帶有顏色、或電激發光元件能自行發出RGB三原色的光、或觸碰顯示裝置200只需單色顯示， 故主動矩陣式觸碰顯示裝置200之結構中無須設置彩色濾光片。電激發光元件包含發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)及高分子發光二極體(PLED)等，但是本發明之應用並不以此為限，現存或將來發展出來之其他電激發光元件亦可適用於本發明之概念。
另一方面，當電激發光元件無法發出RGB三原色的光且觸碰顯示裝置需要彩色顯示時，觸碰顯示裝置之結構中需另設置一彩色濾光片171，例如：主動矩陣式觸碰顯示裝置200’之彩色濾光片171係設置在公共電極172及相對基板270之間(如第2C圖所示)，而主動矩陣式觸碰顯示裝置200”之彩色濾光片171係設置在訊號層181(如第2D圖所示)上。
第3A圖為本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖。第3B圖為第3A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動暨感測電路及閘極驅動暨感測電路的電路圖。參考第3A圖，本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置300的結構從使用者的方向由上往下來看，主要分為：陣列基板280、液晶層150、相對基板270及背光模組160。根據本發明，陣列基板280及相對基板270的材質可以是塑膠、玻璃及薄型金屬之其一。
陣列基板280的下方(遠離使用者之表面上)設置一訊號層181，陣列基板280的上方(靠近使用者之表面上)設置一偏光片183。偏光片183上形成一反射防止(AR)膜， 而反射防止膜上更形成一霧面防眩(AG)膜(圖未示)。反射防止膜用以防止光線反射，而霧面防眩膜則用以防止眩光，當然，基於成本考量，可以無須鍍膜或只鍍上反射防止膜及霧面防眩膜之其一。相對基板270上方(靠近使用者之表面上)設置一彩色濾光片171，在彩色濾光片171上更設置一公共電極172。另外，相對基板270下方(遠離使用者之表面上)設置一偏光片173。背光模組160係位於主動矩陣式觸碰顯示裝置300的最底層。由於第3B圖中資料線D1~D3、掃描線G1~G3、控制器130、源極驅動暨感測電路210及閘極驅動暨感測電路220的電路架構與第2B圖完全相同，在此不于贅述。
在另一實施例中，彩色濾光片171係設於陣列基板280的訊號層181上，如第3C圖所示。當然，若主動矩陣式觸碰顯示裝置300只需單色顯示時，就無需設置彩色濾光片171。
上述所有實施例皆屬於主動矩陣結構，主動矩陣結構係利用TFT來將顯示電壓儲存於液晶電容116之中，該電容116可用於持續維持‘使液晶轉動’的電壓值。相對地，被動矩陣(passive matrix)結構沒有設置TFT與公共電極，而是直接加電壓於x方向電極及y方向電極上，使各交叉點(即各像素)的顏色產生變化，以作為顯示，故製作簡單、成本低廉，一般應用於扭曲配向(twisted nematic，TN)LCD、超扭曲配向(super twisted nematic，STN)LCD之中。由於被動矩陣結構原本就沒有設置公共電極，本發明 可直接利用資料線及掃描線之被動矩陣結構，並透過偵測人體漏電流的方式來正確感應手指的觸碰。
第4A圖為本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。第4B圖為第4A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、第一驅動暨感測電路及第二驅動暨感測電路的電路圖。
參考第4A圖，本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置400的結構從使用者的方向由上往下來看，主要分為：第一基板280a、顯示材料250及第二基板270a。第一基板280a下方(遠離使用者之表面上)設置一第一訊號層480，包含幾乎平行的複數條第一訊號線。第二基板270a上方(接近使用者之表面上)設置一第二訊號層470，包含幾乎平行的複數條第二訊號線，而且，該些第一訊號線與該些第二訊號線在空間上相互交錯排列。如上所述，被動矩陣結構並沒有設置公共電極，因此無論第一訊號層480或第二訊號層470和使用者手指之間並不會被任何導體隔離，即使第二訊號層470和使用者之距離稍遠，依然能利用第一訊號線與第二訊號線相互交錯的矩陣驅動結構並透過偵測人體漏電流的方式，來正確感應手指的觸碰了。
顯示材料250包含微膠囊(microcapsules)及光電激發光(electro luminescence)元件等，但是本發明之應用並不以此為限，現存或將來發展出來之其他顯示材料亦可適用於本發明之概念。一實施例中，該顯示材料250係利用微膠囊來實施，而被動矩陣式觸碰顯示裝置400實現一個結 合觸碰與微膠囊電子墨水顯示功能之觸碰顯示裝置。另一實施例中，該顯示材料250係利用電激發光元件來實施，電激發光顯示器可主動發光，以達到增強光亮度與省電的功能，而被動矩陣式觸碰顯示裝置400實現一個結合觸碰與電激發光顯示功能之觸碰顯示裝置，前提是該電激發光元件能發出RGB三原色的光或觸碰顯示裝置400只需單色顯示。這是因為微膠囊本身帶有顏色、或電激發光元件能自行發出RGB三原色的光、或觸碰顯示裝置400只需單色顯示，故被動矩陣式觸碰顯示裝置400之結構中無須設置彩色濾光片。
另一方面，當電激發光元件能無法發出RGB三原色的光且觸碰顯示裝置需要彩色顯示時，觸碰顯示裝置之結構中需另設置一彩色濾光片171，例如：被動矩陣式觸碰顯示裝置400’之彩色濾光片171係設置在第二訊號層470上(如第4C圖所示)，而被動矩陣式觸碰顯示裝置400”之彩色濾光片171係設置在第一訊號層480(如第4D圖所示)上。
參考第4B圖，控制器130用以控制第一驅動暨感測電路410及第二驅動暨感測電路420，使第一驅動電路415及第二驅動電路425透過第一訊號線S1a~S1c和第二訊號線S2a~S2c(第4B圖中僅以三條第一訊號線及三條第二訊號線為例作說明)來驅動各像素顯示影像。第一驅動暨感測電路410包含一第一驅動電路415及一感測電路215’，第二驅動暨感測電路420包含一第二驅動電路425及一感測 電路215。其中，在被動矩陣結構中，第一訊號線及第二訊號線的各交叉點都是一個像素。另外，若第一訊號線與第二訊號線之其一組為掃描線，另一組就是資料線，差別是掃描線係依序接收相對應驅動電路發出的一掃描訊號，而資料線則在掃描訊號致能(enable)期間內會同時或循序接收到相對應驅動電路發出的複數個資料訊號。
實際應用時，通常將第一驅動電路415及一感測電路215’整合至同一晶片410，而將第二驅動電路425及一感測電路215整合至另一晶片420，而控制器130、晶片410、420可以設在第一基板280a或第二基板270a上，或者設在基板280a的外部。感測電路215’連接至第一驅動電路415之輸出緩衝器651的輸出端及各第一訊號線的連接點，以進行第一訊號線的觸碰感測(如第6B圖所示，但須以第一驅動電路415取代原先圖中的源極驅動電路110)，而感測電路215連接至第二驅動電路425之輸出緩衝器651的輸出端及各第二訊號線的連接點，以進行第二訊號線的觸碰感測(如第6A圖所示，但須以第二驅動電路425取代原先圖中的閘極驅動電路120)。感測電路215、215’的電路完全相同，至於感測電路215、215’的詳細運作方式將在第6A圖至第6C圖及第7A圖至第7H圖作介紹。
第5A圖為本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。第5B圖為第5A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、第一驅動暨感測電路及第二驅動暨感測電路的電路圖。參考第5A圖及第5B 圖，本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置500的結構從使用者的方向由上往下來看分別是：第一基板280a、液晶層150、第二基板270a及背光模組160。
第一基板280a的下方(遠離使用者之表面上)設置一第一訊號層480，第一基板280a的上方(靠近使用者之表面上)設置一偏光片183。偏光片183上更形成一反射防止膜及一霧面防眩膜(圖未示)。反射防止膜用以防止光線反射，而霧面防眩膜則用以防止眩光，當然，基於成本考量，可以無須鍍膜或只鍍上反射防止膜及霧面防眩膜之其一。第二基板270a上方(靠近使用者之表面上)設置一第二訊號層470，在第二訊號層470上更設置一彩色濾光片171。另外，第二基板270a下方(遠離使用者之表面上)設置一偏光片173。背光模組160係位於被動矩陣式觸碰顯示裝置500的最底層。由於第5B圖中第一訊號線S1a~S1c、第二訊號線S2a~S2c、控制器130、第一驅動暨感測電路410及第二驅動暨感測電路420的電路架構與第4B圖完全相同，在此不于贅述。
在另一實施例中，彩色濾光片171係設於第一基板280a的第一訊號層480上，如第5C圖所示。當然，若被動矩陣式觸碰顯示裝置500只需單色顯示時，就無需設置彩色濾光片171。須注意的是，因為液晶的反應速度較慢，被動矩陣結構500、500’需要第一驅動電路415及第二驅動電路425送出較高的電壓值，來使液晶轉動。
第6A圖顯示本發明閘極驅動暨感測電路之一實施例 的電路架構圖。參考第6A圖，感測電路215包含一探測電路610和一感應電路620。閘極驅動電路120的各輸出緩衝器651(output buffer)的輸出端分別與各掃描線G1~Gn相連接，多工器630根據控制器130產生之控制訊號CS1，將感測電路215的輸出端Q連接至些輸出緩衝器651之其中之一個輸出端，以將探測訊號饋入至一相對應之掃描線。例如，當手指觸碰掃描線G1上方的陣列基板280時，雖然掃描線G1和手指之間有一層陣列基板280相隔，掃描線G1仍可感應到手的觸碰，這是因為本發明利用一特定頻率的探測訊號比如說：頻率為100KHz、振幅為5V的方波探測訊號，使手指和掃描線G1之間產生電容耦合效應(capacitance coupling，其等效阻抗Zc 相當於"1/jwCf "，其中Cf 為電容耦合值，w為頻率)，因為人體和周邊環境形成等電位，進而透過人體形成一接地的迴路，使電流在探測電壓高於或低於環境電壓值時，產生漏電流(leakage current)經由人體流到環境。本發明透過偵測人體漏電流的方式來感測手指的觸碰，而人體的等效電路由電容Cb和電阻Rb所組成。至於，第4B圖中本發明第二驅動暨感測電路420的電路架構和閘極驅動暨感測電路220相同，只需將閘極驅動電路120替換成第二驅動電路425，在此不于贅述。
第6B圖顯示本發明源極驅動暨感測電路之一實施例的電路架構圖。參考第6B圖，感測電路215’包含一探測電路610和一感應電路620。源極驅動電路110的各輸出 緩衝器651(output buffer)的輸出端分別與各資料線D1~Dn相連接，多工器630’根據控制訊號CS2，將感測電路215的輸出端Q連接至些輸出緩衝器651之其中之一個輸出端，以將探測訊號饋入至一相對應之資料線。至於，第4B圖中本發明第一驅動暨感測電路410的電路架構和源極驅動暨感測電路210相同，只需將源極驅動電路110替換成第一驅動電路415，在此不于贅述。
另一方面，第6A圖及第6B圖實施例中，雖然閘極驅動暨感測電路220及源極驅動暨感測電路210(或第一驅動暨感測電路410及第二驅動暨感測電路420)分別只包含一感測電路，但本發明不限定感測電路(215或215’)的數目，一般來說感測電路的數目越多，量測效率越高，但硬體成本也越高。當然，源極驅動電路110及閘極驅動電路120(或第一驅動電路415及第二驅動電路425)也可以共用同一個感測電路，硬體成本最低，但量測完一次所花費的時間會最久。電路設計者可依據應用需求在硬體成本及量測效率之間取得平衡。
第6A圖及第6B圖實施例中，係分別以感測電路215及感測電路215’來量測掃描線及資料線，以決定是否有手指觸摸。以下為方便說明，係以感測電路來量測掃描線為例，配合第6C圖、第7A圖至第7H圖來詳細說明本發明感測電路之所有實施例。至於以感測電路來偵測資料線的運作方式亦完全相同，不再贅述。
第7A圖顯示本發明感測電路之第一實施例的電路架構圖。參考第7A圖，感測電路710包含一探測電路610及一感應電路620A。探測電路610包含一波形產生器711及一電壓驅動器(voltage driver)712，而感應電路620A包含一緩衝器(buffer)713及一訊號擷取器714。
請同時參考第6A圖，在本實施例中，波形產生器711係根據一固定頻率f1，在每一段量測時間(measure time)t m 內，產生一固定週期T(=1/f1)的數位訊號m，電壓驅動器712根據數位訊號m產生一固定週期T(=1/f1)的類比探測訊號a透過電阻RZ 及多工器630，依序傳輸給所有掃描線G1~Gn，以進行固定週期訊號之量測。由於緩衝器713具有輸入阻抗(impedance)高、輸出阻抗低的特性，緩衝器713在本電路中係用以分隔掃描線G1~Gn及訊號擷取器714，除了本身的輸入阻抗夠高而不影響前級各掃描線分壓之外，也因為本身的輸出阻抗夠低而如同一個電壓源(voltage source)以驅動後級電路。緩衝器713接收感應電壓VQ 以產生感應電壓Vin ，因為緩衝器713本身增益(gain)等於1的關係，故二個感應電壓值VQ 、Vin 會相等。訊號擷取器714接收緩衝器713產生的感應電壓Vin 後，根據探測訊號a，進行訊號擷取處理，以產生一量測值D。
假設手指未觸碰本發明觸碰顯示裝置時，VQ 等於Vmod ，當手指觸碰本發明觸碰顯示裝置(例如觸碰陣列基板280的上表面)時，整條迴路由於經過人體而產生接地的漏電流路徑，進而形成分壓，經分壓後，電壓VQ 的電壓值 從Vmod 減為 其中，Vmod 為探測訊號a的振幅大小，w =2πf 1為探測訊號a的頻率，Cf 為人體手指與掃描線間的耦合電容，人體的等效電路由電容Cb 和電阻Rb 所組成。因此，當手指觸碰本發明觸碰顯示裝置時，緩衝器713的輸入電壓VQ 振幅減弱，進而導致緩衝器713的輸出電壓Vin 振幅小於手指未觸碰時的輸出電壓Vin 振幅。訊號擷取器714利用探測訊號a對感應電壓Vin 進行訊號擷取處理時，其本身的動作相當於一乘加器，以類比電路來說，訊號擷取器714計算量測值D時相當於進行如下的數學運算：，其中，積分週期(T2-T1)等於量測時間t m 。 顯然地，當手指未觸碰時，量測值D會較大；而當手指觸碰本發明觸碰顯示裝置時，量測值D會較小。在電路控制方面，控制器130通常會知道要偵測一特定掃描線(如G1)而發出控制訊號CS1，以使多工器630將端點Q連接至掃描線G1，再依據量測值D大小即可判斷掃描線G1是否有手指觸碰。依此方式，控制器130依序搜集完所有掃描線的相對應量測值D後，若手指實際上已觸碰到本發明觸碰顯示裝置，就可以將手指觸碰的位置正確地定位出來。
第8圖顯示訊號擷取器進行訊號擷取處理時，不同頻率的雜訊會正負項相消的一個示意圖。參考第8圖，假設感應電壓Vin 至少包含一直流雜訊、一頻率f<f1之雜訊、一頻率f>f1之雜訊及一頻率等於f1之訊號，而探測訊號a 位於第8圖的最下方，是一個固定頻率f1及週期T的序列。本發明基於訊號的正交性特性，只會取出和探測訊號a的頻率f1相同的訊號，如果感應電壓Vin 所包含之訊號或雜訊的頻率大於或小於該頻率f1，訊號擷取器714所進行訊號擷取處理將會使其正負項相消，而對最後量測值D沒有貢獻。例如，第8圖中最上方的直流雜訊為(1,1,1,1,1,1)、探測訊號a的序列為(1,-1,1,-1,1,-1)，訊號擷取器714所進行訊號擷取處理係將直流雜訊及探測訊號a之每一相對應電壓相乘後再相加，而直流雜訊及探測訊號a之每一相對應電壓相乘後的正負號如訊號正下方的正負號所示，因為剛好正負項相消，所以量測值D=1*1+1*(-1)+1*1+1*(-1)+1*1+1*(-1)=0。至於具有頻率f1的訊號為(1,-1,1,-1,1,-1)，因為和探測訊號a的序列相同，基於訊號的正交性特性，訊號擷取器714進行訊號擷取處理(將該具有頻率f1的訊號及探測訊號a之每一相對應電壓相乘後再相加)後，不會產生正負項相消的效果，故可得到非零的量測值D=1*1+(-1)*(-1)+1*1+(-1)*(-1)+1*1+(-1)*(-1)=6。基於訊號的正交性特性，訊號擷取器714只會取出和探測訊號a的頻率f1相同的訊號及雜訊，相當於解調訊號而濾掉大部分波段的雜訊(如低頻雜訊、60Hz雜訊、1/f雜訊等)，故本實施例可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
第7B圖顯示本發明感測電路之第二實施例的電路架構圖。和第一實施例的差別僅在於，第一實施例之訊號擷 取器714為類比電路所以搭配一緩衝器713，而本實施例之訊號擷取器714為數位電路所以搭配一類比數位轉換器715。訊號擷取器714接收類比數位轉換器715產生的數位訊號bin後，利用數位訊號m對數位訊號bin進行訊號擷取處理時，其本身的動作相當於一乘加器，以數位電路 來說，相當於計算量測值，其中總點數N的數 目相當於量測時間t m 內，數位訊號m及數位訊號bin相乘的次數。同樣地，當手指未觸碰時，量測值D會較大；而當手指觸碰本發明觸碰顯示裝置時，量測值D會較小。控制器130一樣可以依據量測值D大小來判斷掃描線是否有手指觸碰。本實施例同樣可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
第7C圖顯示本發明感測電路之第三實施例的電路架構圖。和第一實施例的差別在於，感應電路620C包含一帶通濾波器(band-pass filter)731、一方均根(root mean square)電路732及一元件733。當帶通濾波器731及方均根電路732為數位電路時，元件733為一類比數位轉換器；當帶通濾波器731及方均根電路732為類比電路時，元件733為一緩衝器。帶通濾波器731的頻率中心點和探測訊號a的頻率(固定頻率f1)相同，帶通濾波器731接收輸入訊號in以濾除中心頻率f1以外之雜訊，方均根電路732接收帶通濾波器731的輸出訊號後取其方均根值，以產生量測值D。和第一實施例及第二實施例相同，當手指未觸碰時，量測值D會較大(Vmod )；而當手指觸碰本發明 觸碰顯示裝置時，會產生一漏電流之接地路徑，進而形成分壓，經分壓後量測值D會較小。由於本實施例設有帶通濾波器731，故本實施例可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
第7D圖顯示本發明感測電路之第四實施例的電路架構圖。和第三實施例的差別在於，感應電路620D不包含帶通濾波器731。優點是設計成本較低，而缺點是電路無法抗拒雜訊的影響。
第7E圖顯示本發明感測電路之第五實施例的電路架構圖。和第一實施例的差別在於，探測電路610’之電壓驅動器712’在每一段量測時間t m 內，係根據數位訊號m產生一固定週期T(=1/f1)的二個共地(common ground)的正反相方波訊號a、a ，再透過電阻Rz 及多工器630傳輸給任二條相鄰掃描線Gn-1、Gn。感應電路620E包含一差動放大器(differential amplifier)742及一訊號擷取器714。多工器630根據控制器130產生之控制訊號CS1，將端點Q+、Q-連接至二條相鄰掃描線Gn-1、Gn，差動放大器742接收感應電壓VQ+ 及感應電壓VQ- 以產生感應電壓Vin 。本發明係利用差動放大器742具有共模雜訊抑制能力(common mode noise rejection)的特性，若有一低頻雜訊分別對差動放大器742的二個正負輸入端造成雜訊干擾，會因為正負相消而不會反應在輸出端。上述探測電路610’產生二個共地的正反相訊號a、a 以輸出至二相鄰掃描線Gn-1、Gn，並用差動放大器742接收該二相鄰掃描線Gn-1、Gn之感 應電壓的架構，以下簡稱為差動架構。本實施例可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
第9A圖為根據第7E圖之實施例，在手指未觸碰本發明觸碰顯示裝置的情況下，電路的簡單示意圖。參考第9A圖，當手指未觸碰時，差動放大器742的輸出波形和探測訊號a、a 的週期一致，表示序列相同。
第9B圖為根據第7E圖之實施例，當連接差動放大器之二個輸入端的二掃描線同時感應到手指觸碰時，電路的簡單示意圖。參考第9B圖，當連接差動放大器742的二個輸入端的掃描線同時感應到手指觸碰時，二條掃描線經過人體產生接地的漏電流路徑，經分壓後，差動放大器742的二個輸入電壓VQ+ 及VQ- 的振幅同時減弱，進而導致差動放大器742的輸出電壓Vin 振幅小於手指未觸碰時的訊號振幅(如第9A圖所示)。比較第9A圖及第9B圖可以觀察到，差動放大器742的輸出波形和探測訊號a、a 的週期一致，但電壓振幅變小。
第9C圖為根據第7E圖之實施例，當只有一條掃描線感應到手指觸碰時，電路的簡單示意圖。參考第9C圖，當連接差動放大器742之負輸入端的掃描線感應到手指觸碰時，該掃描線經過人體產生接地的漏電流路徑，經分壓後，差動放大器742之負輸入端的電壓VQ- 振幅減弱，進而導致差動放大器742的輸出電壓Vin 振幅小於手指未觸碰時的訊號振幅(如第9A圖所示)。此時，差動放大器742的輸出波形和探測訊號a、a 的週期一致，但電壓振幅變 小。比較第9A圖至第9C圖可以觀察到，只有一條掃描線感應到手指觸碰時的輸出電壓Vin3 振幅小於手指未觸碰時的輸出電壓Vin1 訊號振幅，但大於二條掃描線同時感應到手指觸碰時的輸出電壓Vin2 振幅。實際應用時，不論只有一條掃描線或二條掃描線同時感應到手指觸碰，差動放大器742的輸出電壓Vin 振幅同樣會縮小，導致後級之訊號擷取器741所輸出的量測值D亦會縮小(相對於手指未觸碰時)。
第7F圖顯示本發明感測電路之第六實施例的電路架構圖。和第二實施例的差別在於，本實施例是差動架構。本實施例可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
請注意，在感測電路之第一及第二實施例中，在每一次量測時，波形產生器711亦可以根據複數個隨機組合的頻率，在每一段量測時間(measure time)t m 內，產生非固定週期之數位訊號m，電壓驅動器712再根據數位訊號m產生非固定週期之類比探測訊號a。同樣地，在感測電路之第五及第六實施例中，在每一次量測時，波形產生器711亦可以根據複數個隨機組合的頻率，在每一段量測時間(measure time)t m 內，產生非固定週期之數位訊號m，電壓驅動器712’再根據數位訊號m產生非固定週期之二個共地(common ground)的正反相方波訊號a、a 。由於每一次量測時隨機組合的頻率都不同，所以電路不會受到某一特定頻率的干擾。需注意的是，第8圖顯示在訊號擷取器進行訊號擷取處理時，不同頻率的雜訊會產生正負項相消 的效果，不僅適用於固定週期訊號之量測法，亦適用於非固定週期(複數個隨機組合的頻率)訊號之量測法，二者差別在於，在非固定週期訊號之量測法中，不同頻率的雜訊之正負項完全相消必須拉長時間軸才能看出來。
第7G圖顯示本發明感測電路之第七實施例的電路架構圖。和第三實施例的差別在於，本實施例是差動架構。感應電路620G包含一差動放大器742、一類比數位轉換器715、一帶通濾波器731及方均根電路732。其中，當帶通濾波器731及方均根電路732為數位電路時，才需設置類比數位轉換器715；當帶通濾波器731及方均根電路732為類比電路時，須捨去類比數位轉換器715。由於類比數位轉換器715並非必要元件，因此在圖中以虛線表示。由於本實施例設有帶通濾波器731，故本實施例可避免雜訊的干擾，正確反應手指的觸碰。
第7H圖顯示本發明感測電路之第八實施例的電路架構圖。和第四實施例的差別在於，本實施例是差動架構。感應電路620H包含一差動放大器742、一類比數位轉換器715及方均根電路732。其中，當方均根電路732為數位電路時，才需設置類比數位轉換器715；當方均根電路732為類比電路時，須捨去類比數位轉換器715。由於類比數位轉換器715並非必要元件，因此在圖中以虛線表示。
須注意的是，上述第7A圖至第7H圖中的探測訊號a或a 雖然均以方波來說明，實際應用時亦可以一正弦波來實施。
第6C圖為根據第6A圖之實施例，將三條掃描線組成一個感應通道時，電路的簡單示意圖。手指的耦合電容Cf 約為1pF，為了加強手指的感應訊號的強度，可將多條相鄰掃描線組成一個感應通道(sensing channel)，此舉相當於加大導線與手指之間的接觸面積，進而加大耦合電容Cf 之電容值。就第6C圖的例子而言，係將三條相鄰掃描線G1~G3組成第一個感應通道ch1，則掃描線G3~G5可組成第二個感應通道ch2、掃描線G5~G7可組成第三個感應通道ch3、以此類推。當然，第6B圖中之多條相鄰資料線也能組成一個感應通道。
由於本發明觸碰顯示裝置是利用掃描線及資料線來顯示影像及偵測手指觸摸，一個重要前提是手指觸摸的偵測動作不能影響畫面顯示。第10A圖至第10C圖是本發明感測電路對掃描線進行手指感測的三種不同模式，圖中的方波表示相對應掃描線處於顯示影像期間，而弦波表示相對應掃描線係處於手指感測期間。
第10A圖表示主要利用垂直空白期間(vertical blanking)進行手指觸碰感測，而為了避免相鄰掃描線間產生串音干擾(crosstalk)，進行觸碰感測之掃描線間至少相隔一行，當然，同時進行觸碰感測之掃描線G1、G3、G5...Gn必須連接至不同的感測電路，否則系統無法將手指定位。請注意，本模式亦適用於本發明感測電路對資料線進行手指感測。
第10B圖表示當某一條掃描線處於顯示狀態時，另一掃描線可進行手指感測，但必須使用抗雜訊的感測電路(即第一至第三實施例及第五至第七實施例)，以避免受到顯示訊號的干擾。當然，進行影像顯示的掃描線及進行觸碰感測的掃描線相隔越遠越好，以避免相互干擾。第10C圖類似第10B圖，表示當某一條掃描線處於顯示狀態時，其他多條掃描線可同時進行觸碰感測，但同時進行觸碰感測的掃描線必須至少相隔一行，以避免相鄰掃描線間產生串音干擾(crosstalk)，而且，同時進行觸碰感測的掃描線必須連接至不同的感測電路，否則系統無法將手指定位。
請注意，第10B圖及第10C圖的模式不適用於本發明感測電路對資料線進行觸碰感測。另外，為了避免觸碰感測動作影響畫面顯示，主動矩陣驅動方式中，須注意避免探測訊號a將薄膜電晶體導通(Vgs >0)，進而影響液晶電容116的電壓值。本發明解決方法是：感測電路饋入掃描線的探測訊號a之電壓值，必須低於感測電路饋入資料線的探測訊號a的電壓值，使Vgs <0，以避免薄膜電晶體115誤導通。
綜上所述，本發明藉由將相對基板與陣列基板的位置上下倒置，使包含資料線與掃描線的陣列基板280位於上方(接近使用者之一側)，且公共電極172所在的相對基板270則位於下方(遠離使用者之一側)，因此，本發明就能利用資料線與掃描線相互交錯的主動矩陣驅動結構，透過偵測人體漏電流的方式來正確感應手指的觸碰。無須外加 觸碰裝置，本發明利用上下倒置的主動矩陣驅動結構或原始被動矩陣驅動結構，配合人體導體的特性及抗雜訊的感測電路設計，將觸碰與顯示的電路設計合而為一，能同時處理顯示與多點觸碰的功能，減少硬體成本與節省能源。
以上雖以實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範圍，只要不脫離本發明之要旨，該行業者可進行各種變形或變更。
110‧‧‧源極驅動電路
115‧‧‧薄膜電晶體
116‧‧‧液晶電容
116a‧‧‧像素電極
117‧‧‧儲存電容
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧控制器
150‧‧‧液晶層
160‧‧‧背光模組
170、270‧‧‧相對基板
171‧‧‧彩色濾光片
172‧‧‧公共電極
173、183‧‧‧偏光片
180、280‧‧‧陣列基板
181‧‧‧訊號層
200、200’、200”‧‧‧主動矩陣式觸碰顯示裝置
210‧‧‧源極驅動暨感測電路
220‧‧‧閘極驅動暨感測電路
215、215’、710、720、730‧‧‧感測電路
740、750、760、770、780‧‧‧感測電路
250‧‧‧顯示材料
300、300’‧‧‧主動矩陣式觸碰顯示裝置
400、400’、400”‧‧‧被動矩陣式觸碰顯示裝置
410‧‧‧第一驅動暨感測電路
420‧‧‧第二驅動暨感測電路
415‧‧‧第一驅動電路
425‧‧‧第二驅動電路
470‧‧‧第二訊號層
480‧‧‧第一訊號層
500、500’‧‧‧被動矩陣式觸碰顯示裝置
610、610’‧‧‧探測電路
620、620A、620B、620C、620D‧‧‧感應電路
620E、620F、620G、620H‧‧‧感應電路
630‧‧‧多工器
651‧‧‧輸出緩衝器
711‧‧‧波形產生器
712、712’‧‧‧電壓驅動器
713‧‧‧緩衝器
714‧‧‧訊號擷取器
715‧‧‧數位類比轉換器
731‧‧‧帶通濾波器
732‧‧‧方均根電路
733‧‧‧數位類比轉換器/緩衝器
742‧‧‧差動放大器
D1~Di‧‧‧資料線
G1~Gn‧‧‧掃描線
S1a~S1c‧‧‧第一訊號線
S2a~S2c‧‧‧第二訊號線
Cf ‧‧‧耦合電容
Cb 、Rb ‧‧‧人體等效電路
280a‧‧‧第一基板
270a‧‧‧第二基板
第1A圖為傳統薄膜電晶體液晶面板的一個剖面結構示意圖。
第1B圖為第1A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動電路及閘極驅動電路的電路圖。
第1C圖為第1B圖之像素陣列之一局部電路圖。
第2A圖為本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。
第2B圖為第2A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動暨感測電路及閘極驅動暨感測電路的電路圖。
第2C圖顯示主動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設置在公共電極及相對基板之間。
第2D圖顯示主動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設在訊號層 上。
第3A圖為本發明主動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖。
第3B圖為第3A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、源極驅動暨感測電路及閘極驅動暨感測電路的電路圖。
第3C圖顯示主動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設於陣列基板的訊號層上。
第4A圖為本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。
第4B圖為第4A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、第一驅動暨感測電路及第二驅動暨感測電路的電路圖。
第4C圖顯示被動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設置在第二訊號層上。
第4D圖顯示被動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設置在第一訊號層上。
第5A圖為本發明被動矩陣式觸碰顯示裝置之一實施例的一個剖面結構示意圖。
第5B圖為第5A圖之一局部結構放大透視圖，顯示訊號層、控制器、第一驅動暨感測電路及第二驅動暨感測電 路的電路圖。
第5C圖顯示被動矩陣式觸碰顯示裝置之另一實施例的一個剖面結構示意圖，其中，彩色濾光片係設於陣列基板的第一訊號層上。
第6A圖顯示本發明閘極驅動暨感測電路之一實施例的電路架構圖。
第6B圖顯示本發明源極驅動暨感測電路之一實施例的架構電路圖。
第6C圖為根據第6A圖之實施例，將三條掃描線組成一個感應通道時，電路的簡單示意圖。
第7A圖顯示本發明感測電路之第一實施例的電路架構圖。
第7B圖顯示本發明感測電路之第二實施例的電路架構圖。
第7C圖顯示本發明感測電路之第三實施例的電路架構圖。
第7D圖顯示本發明感測電路之第四實施例的電路架構圖。
第7E圖顯示本發明感測電路之第五實施例的電路架構圖。
第7F圖顯示本發明感測電路之第六實施例的電路架構圖。
第7G圖顯示本發明感測電路之第七實施例的電路架構圖。
第7H圖顯示本發明感測電路之第八實施例的電路架構圖。
第8圖顯示訊號擷取器進行訊號擷取處理時，不同頻率的雜訊會正負項相消的一個示意圖。
第9A圖為根據第7E圖之實施例，在手指未觸碰本發明觸碰顯示裝置的情況下，電路的簡單示意圖。
第9B圖為根據第7E圖之實施例，當連接差動放大器之二個輸入端的二掃描線同時感應到手指觸碰時，電路的簡單示意圖。
第9C圖為根據第7E圖之實施例，當只有一條掃描線感應到手指觸碰時，電路的簡單示意圖。
第10A圖至第10C圖是本發明感測電路對掃描線進行手指感測的三種不同模式。
172．．．公共電極
181．．．訊號層
200．．．主動矩陣式觸碰顯示裝置
250．．．顯示材料
270．．．相對基板
280．．．陣列基板

Claims (43)

  1. 一種主動矩陣式觸碰顯示裝置，包含：一陣列基板，其遠離使用者之表面上，設有一訊號層，包含複數條資料線及複數條掃描線，其中該些資料線及該些掃描線之每一交會處分別配置一像素單元，各像素單元設有一切換元件以及一像素電極；一相對基板，平行相對於該陣列基板且位於遠離使用者之一側；一公共電極，相對於該些像素電極，設於該相對基板之靠近使用者之表面上；一顯示材料，夾於該陣列基板及該相對基板之間；一閘極驅動電路，依序致能各該掃描線所連接之像素單元，其中，該閘極驅動電路的輸出端與該些掃描線間形成複數個第一連接點；一源極驅動電路，提供複數個資料訊號，並經由該些資料線輸出至對應的像素單元，其中，該源極驅動電路的輸出端與該些資料線間形成複數個第二連接點；至少一感測電路，用以對該些資料線及該些掃描線之至少其一進行觸碰感測，每一感測電路包含：一探測電路，根據至少一頻率，產生一探測訊號以透過該些第一連接點及該些第二連接點之至少其一，傳輸至該些資料線及該些掃描線之至少其一；以及一感應電路，接收相對應連接點之至少一輸出訊號，進行訊號擷取處理，以產生一量測值；以及 一控制器，用以控制該源極驅動電路、該閘極驅動電路及該至少一感測電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中該探測電路包含：一波形產生器，根據該至少一頻率，在一固定量測時間內，產生一數位訊號；以及一電壓驅動器，根據該數位訊號，產生該探測訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中，在一畫面顯示期間內且該些掃描線之其一係處於顯示狀態時，該些感測電路係對不相鄰於該處於顯示狀態之掃描線的該些掃描線之至少其一進行觸碰感測。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些掃描線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係不相鄰，其中當進行觸碰感測之該些掃描線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係相鄰。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一帶通濾波器，用以根據一濾波頻率，對該些輸出訊號之至少其一進行濾波處理後，產生一濾波訊號；以及一方均根電路，接收該濾波訊號，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率且該濾波頻率等於該固定頻率。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一訊號擷取器，接收該些輸出訊號之至少其一，根據該探測訊號，進行訊號擷取處理，以產生該量測值；其中，該至少一頻率為一固定頻率、或複數個隨機組合的頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中該探測訊號包含二個共地之正相訊號及反相訊號。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一差動放大器，接收該些輸出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，以產生一感應訊號；一帶通濾波器，用以根據一濾波頻率，對該感應訊號進行濾波處理後，產生一濾波訊號；以及一方均根電路，接收該濾波訊號，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率且該濾波頻率等於該固定頻率；其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  9. 如申請專利範圍第7項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一差動放大器，接收該些輸出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，以產生一感應訊號；以及一訊號擷取器，接收該感應訊號，根據該探測訊號，進行訊號擷取處理，以產生該量測值； 其中，該至少一頻率為一固定頻率、或複數個隨機組合的頻率；以及其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  10. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中，在一垂直空白期間之同一時間內，該至少一感測電路係對該些資料線及該些掃描線之至少其一進行觸碰感測。
  11. 如申請專利範圍第10項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些掃描線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係不相鄰，其中當進行觸碰感測之該些掃描線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係相鄰。
  12. 如申請專利範圍第10項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些資料線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該資料線間係不相鄰，其中當進行觸碰感測之該些資料線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該資料線間係相鄰。
  13. 如申請專利範圍第10項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一方均根電路，接收該些輸出訊號之至少其一，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率。
  14. 如申請專利範圍第13項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該探測訊號包含二個共地之正相訊號及反相訊號時，該感應電路更包含一差動放大器，係該方均根電路之前級電路，接收該些輸 出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，產生一感應訊號以傳送至該方均根電路，以及其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  15. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中該顯示材料為複數個微膠囊、複數個電激發光元件及液晶之其一。
  16. 如申請專利範圍第15項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為液晶時，該觸碰顯示裝置更包含：一第一偏光片，設於該陣列基板之靠近使用者之表面上；一第二偏光片，設於該相對基板之遠離使用者之表面上；一彩色濾光片，設於該相對基板之靠近使用者之表面及該公共電極之間或該訊號層上；以及一背光模組，設於該第二偏光片之遠離使用者之表面上，用來產生光線以補償一環境光源之強度。
  17. 如申請專利範圍第15項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為複數個發出白色光之電激發光元件且該觸碰顯示裝置為一彩色顯示器時，該觸碰顯示裝置更包含一彩色濾光片，設於該相對基板之靠近使用者之表面及該公共電極之間或該訊號層上。
  18. 如申請專利範圍第15項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為該些電激發光元件時，該些電激發光元件為發光二極體、有機發光二極體以及高分子發光二極體之其一。
  19. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中饋入至該些第一連接點之探測訊號之電壓值係低於饋入至該些第二連接點之探測訊號之電壓值，以避免誤導通相對應之切換元件。
  20. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中，每一次進行觸碰感測時，各該感測電路係分別對一感應通道進行觸碰感測，其中，該感應通道包含複數條相鄰掃描線或複數條相鄰資料線。
  21. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中，該陣列基板的材質及該相對基板的材質是塑膠、玻璃及薄型金屬之其一。
  22. 如申請專利範圍第1項所記載之觸碰顯示裝置，其中，該切換元件為一薄膜電晶體。
  23. 一種被動矩陣式觸碰顯示裝置，包含：一第一基板，其遠離使用者之表面上，設有一第一訊號層，包含複數條第一訊號線；一第二基板，平行相對於該第一基板且設於遠離使用者之一側，該第二基板之靠近使用者之表面上，設有一第二訊號層，包含複數條第二訊號線，其中該些第一訊號線及該些第二訊號間相互交錯排列；一顯示材料，夾於該第一基板及該第二基板之間；一第一驅動電路，用以供應至少一第一電壓訊號至該些第一訊號線，其中，該第一驅動電路的輸出端與該些第一訊號線間形成複數個第一連接點；一第二驅動電路，用以供應至少一第二電壓訊號至該些第二訊號線，其中，該第二驅動電路的輸出端與該些第二訊號線形成複數個第二連接點；至少一感測電路，用以對該些第一訊號線及該些第二訊號線之 至少其一進行觸碰感測，每一感測電路包含：一探測電路，根據至少一頻率，產生一探測訊號以透過該些第一連接點及該些第二連接點之至少其一，傳輸至該些第一訊號線及該些第二訊號線之至少其一；以及一感應電路，接收相對應連接點之至少一輸出訊號，進行訊號擷取處理，以產生一量測值；以及一控制器，用以控制該第一驅動電路、該第二驅動電路及該至少一感測電路。
  24. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該探測電路包含：一波形產生器，根據該至少一頻率，在一固定量測時間內，產生一數位訊號；以及一電壓驅動器，根據該數位訊號，產生該探測訊號。
  25. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該第一訊號線層及該第二訊號線層分別為一掃描線層或一資料線層，但該第一訊號線層與該第二訊號線層彼此不同，其中，該掃描線層包含複數條掃描線且該資料線層包含複數條資料線。
  26. 如申請專利範圍第25項所記載之觸碰顯示裝置，其中，在一畫面顯示期間內且該些掃描線之其一處於顯示狀態時，該些感測電路係對不相鄰於該處於顯示狀態之掃描線的該些掃描線之至少其一進行觸碰感測。
  27. 如申請專利範圍第26項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些掃描線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係不相鄰，當進行觸碰感測之該些掃描 線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該掃描線間係相鄰。
  28. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一帶通濾波器，用以根據一濾波頻率，對該些輸出訊號之至少其一進行濾波處理後，產生一濾波訊號；以及一方均根電路，接收該濾波訊號，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率且該濾波頻率等於該固定頻率。
  29. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一訊號擷取器，接收該些輸出訊號之至少其一，根據該探測訊號，進行訊號擷取處理，以產生該量測值；其中，該至少一頻率為一固定頻率、或複數個隨機組合的頻率。
  30. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該探測訊號包含二個共地之正相訊號及反相訊號。
  31. 如申請專利範圍第30項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一差動放大器，接收該些輸出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，以產生一感應訊號；一帶通濾波器，用以根據一濾波頻率，對該感應訊號進行濾波處理後，產生一濾波訊號；以及一方均根電路，接收該濾波訊號，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率且該濾波頻率等於 該固定頻率，以及其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  32. 如申請專利範圍第30項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一差動放大器，接收該些輸出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，以產生一感應訊號；以及一訊號擷取器，接收該感應訊號，根據該探測訊號，進行訊號擷取處理，以產生該量測值；其中，該至少一頻率為一固定頻率、或複數個隨機組合的頻率；以及其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  33. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中，在一垂直空白期間之同一時間內，各該感測電路係對該些第一訊號線及該些第二訊號線之至少其一進行觸碰感測。
  34. 如申請專利範圍第33項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些第一訊號線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該第一訊號線間係不相鄰，其中當進行觸碰感測之該些第一訊號線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該第一訊號線間係相鄰。
  35. 如申請專利範圍第33項所記載之觸碰顯示裝置，其中當同時進行觸碰感測之該些第二訊號線係連接至不同感測電路時，進行觸碰感測之各該第二訊號線間係不相鄰，其中當進行觸碰感 測之該些第二訊號線係連接至同一感測電路時，進行觸碰感測之各該第二訊號線間係相鄰。
  36. 如申請專利範圍第33項所記載之觸碰顯示裝置，其中該感應電路包含：一方均根電路，接收該些輸出訊號之至少其一，進行方均根運算，以產生該量測值，其中，該至少一頻率為一固定頻率。
  37. 如申請專利範圍第36項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該探測訊號包含二個共地之正相訊號及反相訊號時，該感應電路更包含一差動放大器，係該方均根電路之前級電路，接收該些輸出訊號之其二，用以濾除低頻雜訊，產生一感應訊號以傳送至該方均根電路，以及其中，該其二輸出訊號為對應於該探測訊號之二個共地之正相輸出訊號及反相輸出訊號。
  38. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中該顯示材料為複數個微膠囊、複數個電激發光元件及液晶之其一。
  39. 如申請專利範圍第38項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為液晶時，該觸碰顯示裝置更包含：一第一偏光片，設於該第一基板之靠近使用者之眼睛之表面上；一第二偏光片，設於該第二基板之遠離使用者之眼睛之表面上；一彩色濾光片，設於該第一訊號層上或該第二訊號層上；以及一背光模組，設於該第二偏光片之遠離使用者之表面上，用來產生光線以補償一環境光源之強度。
  40. 如申請專利範圍第38項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為複數個發出白色光之電激發光元件且該觸碰顯示裝置為一彩色顯示器時，該觸碰顯示裝置更包含一彩色濾光片，設於該第一訊號層上或該第二訊號層上。
  41. 如申請專利範圍第38項所記載之觸碰顯示裝置，其中當該顯示材料為該些電激發光元件時，該些電激發光元件為發光二極體、有機發光二極體以及高分子發光二極體之其一。
  42. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中，每一次進行觸碰感測時，各該感測電路係分別對一感應通道進行觸碰感測，其中，該感應通道包含複數條相鄰第一訊號線或複數條相鄰第二訊號線。
  43. 如申請專利範圍第23項所記載之觸碰顯示裝置，其中，該第一基板的材質及該第二基板的材質是塑膠、玻璃及薄型金屬之其一。
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