TWI467434B - 具有觸控感測器之顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Description

具有觸控感測器之顯示裝置及其驅動方法
本發明之實施例係關於一種具有觸控感測器之一顯示裝置及其一驅動方法。
一觸控屏已經取代了按鍵開關作為一用戶輸入裝置以為了提供輕量和超薄至家用電器和電子裝置。觸控屏包含複數個觸控感測器，並被安裝在一顯示元件之一顯示面板上。近來，嵌入在顯示面板中之觸控屏已經得到發展。
電容觸控感測器可以通常使用一互電容方式而被執行。電容觸控感測器包含形成在顯示面板之訊號線之交叉處之互電容。當用戶的手指接近電容觸控感測器之互電容，在電極之間之一電場被堵塞，然後互電容之一電荷量降低。因此，電容觸控感測器可以測量在一觸控操作之前和之後互電容之電荷量之變化，因此可以識別觸控操作。
觸控屏之觸控感測器可以透過顯示面板之一畫素陣列之訊號線及一寄生電容而互相連接。在此情況下，被提供給連接至顯示面板之畫素之訊號線之畫素驅動訊號可以不利地影響觸控感測器之輸出訊號。因此，用於降低運作為一噪音部件之畫素驅動訊號對觸控感測器之輸出訊號之一影響之一方法係必要的。畫素陣列之訊號線包含資料線、掃描線(或閘線)等等，其中資料線被提供有充電畫素之一視訊資料電壓之，掃描線係交叉於資料線以及被提供有用於選擇充電至視訊資料電壓之畫素之一掃描脈衝(或 一閘脈衝)。畫素驅動訊號包含視訊資料電壓、掃描脈衝等等。
為了減少畫素驅動訊號對於觸控感測器之輸出訊號之影響，一個框週期可以被分成一顯示週期和一觸控感測器驅動週期，以及觸控屏和畫素陣列可以以一時間分割方式被驅動。在顯示週期中，畫素驅動訊號被提供至畫素陣列之訊號線，以及視訊資料電壓被提供至畫素陣列之畫素。在觸控感測器驅動週期中，畫素陣列之畫素被維持在顯示週期中之畫素已經被充電至之視訊資料電壓，以及一Tx(發射)脈衝被提供至觸控感測器以讀出觸控感測器之一輸出。因為觸控感測器驅動週期依照時間與顯示週期分隔，一畫素驅動訊號之一影響可以從觸控感測器之輸出訊號被最小化或被排除。但是，當一個框週期被分割為顯示週期和觸控感測器驅動週期時，如果觸控感測器驅動週期延長，則顯示週期可以相對縮短。相反，如果顯示週期延長，則觸控感測器驅動週期可以被縮短。因此，使用時間分割驅動方法處理在一驅動方法中之變化和畫素陣列或觸控屏之一解析度之一增加係困難的。
因此，鑒於上述問題，本發明提供一種具有觸控感測器之一顯示裝置以及操作此顯示裝置之一方法，其解決了與習知技術相關之局限性以及劣勢。
本發明之實施例提供具有觸控感測器之一顯示裝置以及用於驅動顯示器之一方法。此顯示裝置不受一畫素陣列之一驅動訊號所影響，並且能夠減少在畫素陣列之一驅動時間中和在觸控感測器之一驅動時間中之一限定
本發明之實施例提供了一觸控感測顯示裝置及其驅動方法，其減少了對於觸控感測器之輸出訊號之畫素驅動訊號之一噪音影響，沒有必要分割一框週期為一顯示週期和一觸控感測器驅動週期。
在一個方面上，具有一顯示裝置，包含：一顯示面板，係包含資料線、交叉資料線之閘線、以及包含以一矩陣形式所排列之畫素之一畫素陣列；一觸控屏，係包含Tx線、交叉Tx線之Rx線、以及形成在Tx線和Rx線之交叉處之觸控感測器；一顯示驅動電路，係配置以施加一視訊資料電壓至顯示面板之畫素；以及一觸控屏驅動電路，係配置以依次提供延遲一預設時間之一Tx脈衝至Tx線，並在一水平空白週期感測同步於Tx脈衝和透過Rx線被接收之各個觸控感測器之一輸出訊號。
依照一個實施例，本發明提供一觸控感測顯示裝置包含：一顯示面板，係包含資料線、交叉資料線之閘線、以及包含以一矩陣形式所排列之畫素之一畫素陣列；一觸控屏，係包含發射(Tx)線、交叉Tx線之接收(Rx)線、以及形成在Tx線和Rx線之交叉處之觸控感測器；一顯示驅動電路，係配置以提供視訊資料電壓至顯示面板之畫素；以及一觸控屏驅動電路，係配置以依次提供至少一個延遲脈衝至Tx線之各個，並感測透過Rx線之觸控感測器之各個之一輸出訊號，其中，至少一個延遲脈衝之各個之一邊沿係存在於一水平空白週期中。
依照一實施例，本發明提供一種操作一觸控感測顯示裝置之方法，觸控感測顯示裝置包含一顯示面板、一觸控屏、一顯示驅 動電路以及一觸控屏驅動電路，觸控面板包含資料線、交叉資料線之閘線以及包含以一矩陣形式所排列之畫素之一畫素陣列，觸控屏包含Tx線、交叉Tx線之Rx線以及形成在Tx線和Rx線之交叉處之觸控感測器，顯示驅動電路係配置以提供視訊資料電壓至顯示面板之畫素，方法包含：使用觸控屏驅動電路操作觸控屏，其中操作步驟包含：透過觸控屏驅動電路，依次提供至少一個延遲脈衝至觸控屏之Tx線之各個，其中至少一個延遲脈衝之各個之一邊沿係存在於一水平空白週期中，以及透過觸控屏驅動電路，感測透過Rx線之觸控感測器之各個之一輸出訊號。
現在將詳細參考在附圖中所闡述之示例之本發明之實施例。無論在何處，相同參考標號將透過參考相同或類似部件之圖示而被使用。將注意的是如果確定習知技術能夠誤導本發明之實施例，習知技術之細節描述將被省略。
如「第1圖」至「第4圖」所示，依照本發明之一典型實施例之一顯示裝置包含：包含一畫素陣列和一觸控屏之一顯示面板DIS、用於寫入視訊資料至顯示面板DIS之畫素之一顯示驅動電路、以及用於驅動觸控屏之一觸控屏驅動電路。
依照本發明之實施例之顯示裝置更包含一觸控資料處理單元30、一定時控制器20、一同步控制電路等。顯示裝置之所有部件係操作地連接以及被配置。
用於驅動畫素陣列之顯示驅動電路包含一顯示資料驅動電路12和一顯示閘驅動電路14。顯示驅動電路寫一視訊資料至一個水 平線之畫素，並在一個框週期依次在顯示面板DIS之其他水平線之畫素上執行上述寫操作。每次視訊資料被寫至或提供至顯示面板DIS之畫素，一閘脈衝(或一掃描脈衝)在一個水平週期中係產生。即，閘脈衝之一脈衝寬度時間相當於一資料寫週期。
用於驅動觸控屏之觸控屏驅動電路包含一Tx驅動電路18和一Rx(接收)驅動電路16。觸控屏驅動電路依次提供一Tx脈衝EXTP(「第6圖」)至觸控屏之Tx線T1至Tj，這裡j為一正整數。Tx脈衝EXTP係為已經被延遲一預定時間並且連續每一Tx線被提供至Tx線T1至Tj之每個多於兩次之一Tx脈衝。Tx線這裡也被稱為發射線。觸控屏驅動電路將透過觸控屏之Rx線R1至Ri從觸控屏之觸控感測器TS所接收之觸控感測器輸出訊號與Tx脈衝EXTP之一下降沿進行同步，這裡i係為一正整數，以及採樣觸控感測器輸出訊號。Rx線這裡也被稱為接收線。
依照本發明之實施例之顯示裝置包含一平板顯示器以及觸控屏，平板顯示器諸如一液晶顯示器(LCD)、一場發射顯示器(FED)、一電漿顯示面板(PDP)、一有機發光二極體(OLED)顯示器、以及一電泳顯示器(EPD)。在下面描述中，液晶顯示器被用於作為平板顯示器之一示例。其他平板顯示器可以被使用。
顯示面板DIS包含一下玻璃基板GLS2、一上玻璃基板GLS1以及形成在下玻璃基板和上玻璃基板之間之一液晶層。顯示面板DIS之下玻璃基板GLS2包含：複數個資料線D1至Dm(這裡m係為一正整數)、交叉於資料線D1至Dm之複數個閘線G1至Gn(這裡n係為一正整數)、形成在資料線D1至Dm和閘線G1至 Gn之交叉處之複數個薄膜電晶體(TFT)、用於充電液晶單元至視訊資料電壓之複數個畫素電極、複數個儲存電容器，其中儲存電容器之每個係連接至畫素電極並保持液晶單元之一電壓等。顯示面板DIS能夠使用任何習知顯示面板結構。
顯示面板DIS之畫素係分別以一矩陣形式形成在透過資料線D1至Dm和閘線G1至Gn所定義之畫素區域中。各個畫素之液晶單元由取決於提供至畫素電極之視訊資料電壓和提供至一共用電極之一共用電壓兩者之間之一電壓差而產生之一電場所驅動，因此調整透過液晶單元所傳輸之光線量。TFT回應於來自閘線G1至Gn之閘脈衝而被打開，因此提供來自資料線D1至Dm之電壓至液晶單元之畫素電極。在諸如一扭轉向列型(TN)模式和一垂直配向(VA)模式中之一垂直電場驅動方式中，共用電極係形成在上玻璃基板上。在諸如一平板內切換(IPS)模式和一邊沿場切換(FFS)模式之一水平電場驅動方式中，共用電極係與畫素電極一起係形成在下玻璃基板上。
顯示面板DIS之上玻璃基板GLS1可以包含黑色矩陣、彩色濾光片等。顯示面板DIS之下玻璃基板GLS2可以被配置一薄膜電晶體上彩色濾光片(COT)結構。在此情況下，黑色矩陣和彩色濾光片可以形成在顯示面板DIS之下玻璃基板上。
偏振板POL1和POL2係分別附著於顯示面板DIS之上玻璃基板和下玻璃基板。用於設定液晶之一預傾角之配向層係分別形成在與顯示面板DIS之上玻璃基板和下玻璃基板中的液晶所接觸之內表面上。一行襯墊可以形成在顯示面板DIS之上玻璃基板和 下玻璃基板之間以保持液晶單元之單元間隙恒定。
一背光單元可以設置在顯示面板DIS之後部。背光單元可以被配置為一邊沿式背光單元和一直下式背光單位之一個以提供光至顯示面板DIS。背光單元可以包含諸如一燈、發光二極體等之一個或多個光源。如「第2圖」所示，觸控屏之觸控感測器TS可以被疊放在顯示面板DIS之上偏振板POL1上。作為另外一種選擇，如「第3圖」所示，觸控感測器TS可以形成在上偏振板POL1和上玻璃基板GLS1兩者之間。
如「第4圖」所示之另一示例，觸控感測器TS可以與顯示面板DIS之畫素電極一起形成在下玻璃基板GLS2以形成內嵌式觸控感測器。當觸控感測器TS被嵌入在顯示面板DIS中時，在視訊資料被寫至畫素之一週期中(即在由「第8圖」之「WR」所指示之一寫週期中)，共用電壓係提供至Tx線T1至Tj。進一步地，在視訊資料沒有被寫至畫素之一週期中(即在由「第8圖」之「HB」所指示之一水平空白週期中)，Tx脈衝EXTP係提供至Tx線T1至Tj。因此，當觸控感測器TS被嵌入顯示面板DIS中時，Tx線T1至Tj在共用電壓和Tx脈衝EXTP兩者之間切換。
如「第4圖」所示，當觸控感測器TS被嵌入顯示面板DIS中時，觸控感測器TS與顯示面板DIS之畫素電極一起形成在下玻璃基板上。在「第4圖」中，「PIX」表示液晶單元之畫素電極。
觸控感測器TS可以被執行為電容觸控感測器。在此情況下，電容觸控感測器可以包含：平行於閘線G1至Gn所定位之Tx線T1至Tj，這裡j係為小於n之一正整數；交叉Tx線T1至Tj並 平行於資料線D1至Dm被定位之Rx線R1至Ri，這裡i係為小於m之一正整數；形成在Tx線T1至Tj和Rx線R1至Ri之交叉處之互電容MC(參考「第6圖」)等。
顯示資料驅動電路12包含複數個源驅動積體電路(IC)。複數個源驅動IC中每個包含一移位暫存器、一閂鎖、一數位類比轉換器(DAC)、一輸出緩衝器等。源驅動IC係閂鎖從定時控制器20所接收之數位視訊資料RGB。源驅動IC係轉換此數位視訊資料RGB為正、反類比伽馬補償電壓並輸出類比視訊資料電壓。類比視訊資料電壓被提供至資料線D1至Dm。
顯示閘驅動電路14包含至少一個掃描驅動IC。掃描驅動IC包含一位準偏移器、一移位暫存器等。在定時控制器20之控制下，掃描驅動IC依次提供與類比視訊資料電壓同步之閘脈衝(或掃描脈衝)至閘線G1至Gn，並選擇類比視訊資料電壓被寫入之顯示面板DIS之線。顯示閘驅動電路14和顯示資料驅動電路12可以使用板內閘極(GIP)技術與畫素陣列一起被形成在下玻璃基板GLS2上。
Tx驅動電路18回應一Tx定時控制訊號Txcon’依次輸出Tx脈衝EXTP至Tx線T1至Tj，其中Tx定時控制訊號Txcon’係為已經延遲一預定時間週期之一定時控制訊號Txcon，並且Tx驅動電路18依次施加Tx脈衝EXTP至Tx線T1至Tj。因此，Tx驅動電路18掃描觸控感測器TS。對於每一Tx線TS脈衝EXTP係連續被提供至Tx線T1至Tj之每個多於兩次。換言之，每個Tx線接收多重Tx脈衝EXTPs。Tx驅動電路18可以執行為與顯 示閘驅動電路14之掃描驅動IC實質具有相同電路配置之一掃描驅動IC。Rx驅動電路16係感測在與Tx脈衝EXTP同步中之觸控感測器TS，其中Tx脈衝EXTP係連續被提供至Tx線T1至Tj之每個多於兩次，因此在一個框週期中重複地感測觸控感測器之各個多於兩次。
由於提供至第一Tx線T1之Tx脈衝EXTP，充電至存在於第一Tx線T1上之觸控感測器TS之互電容MC之電荷係透過Rx線R1至Ri被輸入至Rx驅動電路16。由於提供至第二Tx線T2之Tx脈衝EXTP，充電至存在於第二Tx線T2上之觸控感測器TS之互電容MC之電荷係透過Rx線R1至Ri被輸入至Rx驅動電路16。Tx驅動電路18連續提供Tx脈衝EXTP至Tx線T1至Tj之各個多於兩次。例如，Tx脈衝EXTP被重複地提供至第一Tx線T1 N次，這裡較佳地N係為大於或等於2且小於或等於20之一正整數。因此，Rx驅動電路16能夠重複地採樣存在於第一Tx線T1上之觸控感測器TS之輸出訊號N次。其後，Tx脉衝EXTP係重複地提供至第二Tx線T2 N次，以及因此Rx驅動電路16重複地採樣存在於第二Tx線T2上之觸控感測器TS之輸出訊號N次。在本發明之實施例中，「N」可以取決於觸控屏之線的數量和Rx驅動電路16之採樣操作特性而被調整。
Rx驅動電路16回應於一Rx定時控制訊號Rxcon，提供一觸控參考電壓Vref至Rx線R1至Ri。觸控參考電壓Vref可以被設定為大於0V且小於或等於大約3V之一直流電壓。Rx驅動電路16透過Rx線R1至Ri採樣並放大Rx線R1至Ri觸控感測器TS 之一類比輸出(即，互電容MC之電壓)中之變化。Rx驅動電路16轉換類比輸出為數位觸控資料，並傳輸此數位觸控資料至觸控資料處理單元30。Rx驅動電路16使用用於累加透過Rx線R1至Ri提供的電荷之一積分器之一電容器採樣觸控感測器TS之輸出。因此，只有當在積分器之電容器上電荷被充分地累計時，Rx驅動電路16可以偵測一觸控操作之前和之後之電荷中之變化。為此，Rx驅動電路16在Tx脈衝EXTP之每個下降沿採樣透過Rx線R1至Ri所提供的觸控感測器TS之輸出，其中Tx脈衝EXTP被連續提供至Tx線T1至Tj之各個N次。
觸控資料處理單元30使用一預先定觸控識別算法分析從Rx驅動電路16所接收之數位觸控資料，並運算大於或等於一預定參考值之數位觸控資料之座標值HIDxy。從觸控資料處理單元30所輸出之一觸控定位輸出之座標值資料係為人機介面裝置(Human Interface Devices，HID)格式之數位資料，並被傳輸至一外部主機系統。主機系統運行與觸控定位之座標值資料相鏈接之一應用程式。
定時控制器20從外部主機系統接收諸如一垂直同步訊號Vsync、一水平同步訊號Hsync、一資料使能訊號DE以及一主時鐘MCLK之一定時訊號。定時控制器20產生用於控制顯示資料驅動電路12以及顯示閘驅動電路14之操作定時之顯示定時控制訊號。顯示閘驅動電路14之定時控制訊號包含一閘起始脈衝GSP、一閘移位時鐘GSC(GCLK)、一閘輸出使能訊號GOE、一移位方向控制訊號DIR等。顯示資料驅動電路12之定時控制訊號 包含一源採樣時鐘SSC、一源輸出使能訊號SOE、一極性控制訊號POL等。
定時控制器20產生用於控制Tx脈衝EXTP之定時之一Tx定時控制訊號Txcon以及用於控制觸控感測器TS之感測定時之Rx定時控制訊號Rxcon。Tx定時控制訊號Txcon產生一起始脈衝、一輸出使能訊號等，起始脈衝能夠產生形成在Tx驅動電路18內部之一移位暫存器之一輸出，並移位和輸出移位暫存器之輸出。Rx定時控制訊號Rxcon包含形成在Rx驅動電路16內部之一採樣轉換器之一定時控制訊號、一類比數位轉換器(ADC)時鐘等。
定時控制器20提供具有I個水平週期作為一個循環之一定時訊號HDIS至一同步控制電路，這裡I係為一正整數。具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS被輸入至同步控制電路之一邊沿偵測器22。具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS具有大於或等於「I」個水平週期之一循環以重複地感測觸控感測器TS之各個多於兩次。進一步地，具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS具有小於或等於一半框週期之一循環。一個水平週期係透為過顯示面板DIS之數量「m」分割一個框週期所獲得之一時間。
具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS可以為具有產生的一個水平週期之一循環之現有定時訊號，進而定時控制器20控制顯示驅動電路之操作定時。具有一個水平週期之循環之定時訊號HDIS可以為水平同步訊號Hsync、資料使能訊號DE、源輸出使能訊號SOE、閘移位時鐘GSC(GCLK)和閘輸出使能訊號GOE 中之一個。水平同步訊號Hsync具有一個水平週期之循環，並被輸入至定時控制器20。資料使能訊號DE具有一個水平週期之循環，並同步於一條線之資料被輸入至定時控制器20。源輸出使能訊號SOE具有一個水平週期之循環，並控制顯示資料驅動電路12之輸出定時，進而顯示資料驅動電路12在每個水平週期產生視訊資料電壓。閘移位時鐘GSC(GCLK)具有一個水平週期之循環，並控制顯示閘驅動電路14和Tx驅動電路18之輸出定時，進而它們在各個水平週期執行移位操作。閘輸出使能訊號GOE具有一個水平週期之循環，並控制顯示閘驅動電路14之輸出定時，進而顯示閘驅動電路14與視訊資料電壓同步而在各個水平週期輸出閘脈衝。
定時控制器20可以產生具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS作為具有兩個或更多個水平週期之一循環之一分離訊號。因此，具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS可以由定時控制器20所產生而作為不同形式之一訊號，除了產生具有一個水平週期之循環之定時訊號外。
同步控制電路包含邊沿偵測器22和一延遲單元24。同步控制電路可以被嵌入在定時控制器20中。邊沿偵測器22接收具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS，並偵測定時訊號HDIS之一上升沿(即，定時訊號HDIS之脈衝之上升沿)。既然定時訊號HDIS之脈衝之一持續時間被預設或固定，邊沿偵測器22能夠基於脈衝之上升沿之偵測判定即將被施加至延遲單元24之一延遲量，並相應地產生一邊沿偵測訊號。
延遲單元24接收邊沿偵測器22所輸出之邊沿偵測訊號和定時控制器20所輸出之Tx定時控制訊號Txcon。延遲單元24計數邊沿偵測器22所接收之邊沿偵測訊號作為主時鐘MCLK，並以一預定計數值延遲或推遲Tx定時控制訊號Txcon以產生延遲的Tx定時控制訊號Txcon’。因此，Tx脈衝EXTP由於延遲的Tx定時控制訊號Txcon’而被一預設時間週期所延遲，以及Tx脈衝EXTP之一下降沿在一時間內係產生，其中此時間係避開一畫素驅動訊號之一最高電壓產生之一時間。換言之，各個Tx脈衝EXTP之下降沿將不與定時訊號HDIS之任何邊沿對準。因此，觸控感測器TS之各個在避開畫素驅動訊號之最高電壓產生之時間的一時間內被感測。主時鐘MCLK可以被嵌入在定時控制器20中之一振盪器之一輸出時鐘或嵌入在延遲單元24中之一振盪器之一輸出時鐘所取代。
為了解決習知技術顯示器之局限性，本發明之發明人透過實驗發現了最影響觸控感測器之輸出訊號之畫素驅動訊號之一週期(或時間)。依照本發明發明人之發現，最影響觸控感測器之輸出訊號之畫素驅動訊號之週期係為畫素驅動訊號之閘脈衝之最高電壓、視訊資料電壓等被產生之一時間。作為實驗之一結果，本發明發明人發現最影響觸控感測器之輸出訊號之畫素驅動訊號之週期係為在一水平週期中閘脈衝被產生以及資料被充電至畫素之一時間。在下面的描述中，一最大畫素驅動訊號週期係為資料被寫至畫素陣列之畫素之一時間，即，最影響觸控感測器之輸出訊號之一畫素驅動時間。
本發明之實施例在一預設延遲時間從具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS讀出觸控感測器TS之輸出訊號，因此在避開最大畫素驅動訊號週期之一時間內讀觸控感測器TS之輸出訊號。進一步地，本發明之實施例連續以及重複地感測各個觸控感測器之輸出訊號N次，以便穩定地採樣各個觸控感測器TS之輸出。
「第5圖」係為闡述依照本發明之一實施例之用於驅動顯示裝置之一方法之一波形圖。
如「第5圖」所示，依照本發明之實施例之用於驅動顯示裝置之方法未將一個框週期分割為一顯示週期和一觸控感測器驅動週期。反而，在一個框週期中，此方法依次將視訊資料寫至各個線之畫素，並因此在避開最大畫素驅動訊號週期MAX之一某一時間週期中，重複讀出各個觸控感測器之輸出訊號N次。
在最大畫素驅動訊號週期MAX中，連接至畫素電極之TFT由於閘脈衝而被打開，以及畫素電極被充電至TFT之一打開時間之視訊資料電壓。因此，資料被寫至畫素。包含一水平空白時間之最大畫素驅動訊號週期之一避開時間存在於最大畫素驅動訊號週期MAX之間。因為一個水平週期之定時訊號之延遲/推遲，Tx脈衝EXTP之下降沿係定位在避開最大畫素驅動訊號週期MAX之水平空白時間中。水平空白時間係為存在一時間(所需用以依次掃描顯示面板DIS之相鄰線之時間)之一短時間週期之一B超聲波掃描時間。因此，在此水平空白時間中，資料在水平空白週期不被寫至畫素。水平空白時間這裡也被稱為水平空白時間週 期。依照本發明，Rx驅動電路16採樣同步於Tx脈衝EXTP並透過Rx線R1至Ri所收到之各個觸控感測器之輸出訊號。因此，在本發明中，各個觸控感測器之輸出係重複地採樣N次的N個連續的水平空白時間週期，其中N個連續的水平空白時間週期係為不屬於最大畫素驅動訊號週期之部份之時間週期。結果，觸控感測器之感測只選擇性地出現在排除最大畫素驅動訊號週期之某些時間週期內。
在「第5圖」中，「1TS時間」係為需要穩定地採樣一個觸控感測器之輸出訊號之一時間，並被N個觸控掃描週期Tscan1至TscanN划分。
觸控掃描週期Tscan1至TscanN中各個包含水平空白時間。一個觸控感測器之輸出訊號係連續和重複地被讀出N次(即，在N個觸控掃描週期Tscan1至TscanN之各個中)。例如，存在於觸控屏之第一Tx線上之第一觸控感測器之輸出透過用於觸控掃描週期Tscan1至TscanN之各個之Rx線R1至Ri，連續地輸入至Rx驅動電路16，並被Rx驅動電路16之積分器採樣。隨後，存在於觸控屏之第二Tx線上之第二觸控感測器之輸出透過用於觸控掃描週期TscanN+1至Tscan2N(圖中未顯示)之各個之Rx線R1至Ri，連續地輸入至Rx驅動電路16，並被Rx驅動電路16之積分器採樣。
「第6圖」係為觸控感測器TS和Tx脈衝EXTP之一示例之一等效電路圖。
如「第6圖」所示，觸控感測器TS包含Tx線T1至T4、交 叉於Tx線T1至T4之Rx線R1至R5、以及形成在Tx線T1至T4和Rx線R1至R5之交叉處之互電容MC。
Tx驅動電路18依次提供Tx脈衝EXTP至Tx線T1至T4。Tx脈衝EXTP被連續地提供至Tx線T1至T4之各個N次。Rx驅動電路16在Tx脈衝EXTP之各個下降沿處採樣透過Rx線R1至R5所接收之互電容MC之輸出。
「第7圖」係為Tx脈衝EXTP和具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS之一示例之一波形圖。
如「第7圖」所示，同步控制電路基於具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS，以一預設時間D延遲或推遲Tx定時控制訊號Txcon。預設時間D可以透過計數來自具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS之一上升沿之時鐘數量而決定。預設時間D被預先決定，進而任何Tx脈衝EXTP之下降沿在避開最大畫素驅動訊號週期之一時間內產生。
「第8圖」係為「第1圖」所示之提供至顯示裝置之畫素之畫素驅動訊號以及提供至觸控屏之觸控感測器之Tx脈衝之一波形圖。
如「第8圖」所示，一個水平週期1H係為掃描顯示面板DIS之一個水平線所需之一時間。一個水平週期1H包含：一資料寫週期WR和一水平空白週期HB(水平空白時間)。水平空白週期HB係為透過從一個水平週期1H減去資料寫週期WR所獲得之一時間。
最大畫素驅動訊號週期包含資料寫週期WR，但是不包含水 平空白週期HB。在資料寫週期WR中，閘脈衝係產生，並且回應於閘脈衝，視訊資料電壓被提供至畫素之畫素電極。但是，避開最大畫素驅動訊號週期之時間包含水平空白週期HB。水平空白週期HB係為在一個閘脈衝之一下降沿和此個閘脈衝之一直接下一個閘脈衝之一上降沿之間之一週期。在水平空白週期HB中，視訊資料電壓不被寫至畫素中。
Tx脈衝EXTP係依次被提供至Tx線T1至T3。在此情況下，Tx脈衝EXTP係連續地被提供至Tx線T1至T3之各個N次，以及Tx脈衝EXTP之下降沿存在水平空白週期HB中。「第8圖」闡述Tx脈衝EXTP被連續地提供至Tx線T1至T3之各個三次(即在示例中，N=3)之一示例。連續提供至Tx線T1至T3之各個之Tx脈衝EXTP之數量並不限於3個，而是可以為諸如多於三個之任意數量。
第一Tx脈衝EXTP至第三Tx脈衝EXTP係連續地被提供至第一Tx線T1，以及第一Tx脈衝EXTP至第三Tx脈衝EXTP之下降沿都存在對應水平空白週期HB中。隨後，第四Tx脈衝EXTP至第六Tx脈衝EXTP係連續地被提供至第二Tx線T2，以及第四Tx脈衝EXTP至第六Tx脈衝EXTP之下降沿都存在對應水平空白週期HB中。隨後，第七Tx脈衝EXTP至第九Tx脈衝EXTP係連續地被提供至第三Tx線T2，以及第七Tx脈衝EXTP至第九Tx脈衝EXTP之下降沿都存在對應水平空白週期HB中。換言之，依照本發明，任意以及所有Tx脈衝EXTP之下降沿係產生，進而只在一水平空白週期HB中下降沿落下，以便避開最大畫素驅動 訊號週期。然後，在Tx脈衝EXTP之各個下降沿，Rx驅動電路16係透過Rx線R1至Ri採樣觸控感測器TS之輸出，由此觸控感測器之輸出不被任意畫素驅動訊號所影響。
本發明發明人已經使用「第5圖」至「第8圖」所闡述之方法驅動「第1圖」所示之顯示裝置，並且已經取決於Tx脈衝是否被延遲來執行等效實驗，以評估本發明之實施例之效果，其更多細節將透過參考「第9圖」至「第12圖」被討論。
「第9圖」係為在一Tx脈衝沒有被延遲之一實驗條件下之一波形之一波形圖。「第10圖」係闡述「第9圖」所示之沒有延遲的Tx脈衝被提供至Tx線之實驗中所測得之觸控感測器之輸出。與此相反，「第11圖」係為在Tx脈衝EXTP(其係為已經被一預設時間所延遲之一Tx脈衝)被提供至Tx線之一實驗條件中之一波形之一波形圖，進而Tx脈衝之下降沿避開最大畫素驅動訊號週期。「第12圖」係闡述在「第11圖」所示之Tx脈衝EXTP被提供至Tx線之一實驗中所測得之觸控感測器之輸出。在「第9圖」和「第11圖」中，x軸係為一時間，以及y軸係為一電壓。在「第10圖」和「第12圖」中，x軸係為以一行沿著觸控屏之x軸排列之觸控感測器之一數量，以及y軸係為透過Rx驅動電路16被轉換為數位觸控資料之觸控感測器輸出值。
在「第9圖」和「第12圖」之實驗中所使用之一顯示裝置實質上具有與「第1圖」所示之顯示裝置之相同電路配置，以及GIP型顯示閘驅動電路14和畫素陣列係形成在下玻璃基板上。在「第9圖」至「第12圖」之實驗中，顯示閘驅動電路14之閘移位時鐘 GSC(GCLK)和Tx驅動電路18之閘移位時鐘GSC(GCLK)基於Tx脈衝EXTP之定時被選擇作為施加的具有I個水平週期之循環之定時訊號HDIS。進一步地，在「第9圖」至「第12圖」之實驗中，Tx脈衝EXTP之一個循環係大約16微秒(μ sec)，以及閘移位時鐘GSC(GCLK)之一個循環係大約10微秒(μ sec)。
如「第9圖」所示，當Tx脈衝不被延遲時，Tx脈衝之下降沿係產生在最大畫素驅動訊號週期。在這種情況下，如「第10圖」所示，當在Tx脈衝之下降沿處觸控感測器之輸出被測量時，由於在最大畫素驅動訊號週期中所產生閘脈衝之電壓和視訊資料電壓之影響，在觸控感測器之一觸控區域和一非觸控區域之各個所讀出之電壓在各個實驗測量中示出不同之數值。如「第10圖」之圖表所指示，既然觸控區域和非觸控區域之各個之電壓在各個測量中示出不同之數值，則判定顯示裝置之一觸控輸入是否被接收是困難的。因此，觸控感測器之輸出訊號之可靠性被降低，並且觸控敏感度被降低。
相比而言，在「第11圖」中，Tx脈衝EXTP(其係為已經被一預定時間(作為一示例，在實驗中大約12 μ sec)所延遲之一Tx脈衝)，因此，依照本發明Tx脈衝EXTP之下降沿在避開最大畫素驅動循環週期之一時間內產生。在此情況下，如「第12圖」所示，在觸控感測器之觸控區域和非觸控區域之電壓之間具有一大的差異，以及在實驗之各個測量中每個觸控區域和非觸控區域之電壓示出相似值。既然觸控感測器透過使用Tx脈衝EXTP以及基於如「第12圖」中所示之偵測電壓，在避開最大畫素驅動訊號 週期之一時間內被採樣，則顯示裝置之一觸控輸入已經被完成之一判定係以高精度被完成。因此，使用本發明，在不必須分割一框週期為一顯示週期和一觸控感測器驅動週期的情況下，觸控感測器之輸出訊號之可靠性被增加，以及觸控靈敏度被增加。
如上所示，本發明之實施例在一個框週期中重複地寫資料至畫素，並在避開畫素驅動訊號具有最高電壓之資料寫週期(即，最大畫素驅動訊號週期)之一時間內採樣觸控感測器之輸出訊號。因此，當觸控感測之輸出被採樣時，對於畫素陣列之驅動訊號之一影響能夠被阻止或降低，並且在畫素陣列之一驅動時間以及觸控感測器之一驅動時間中之一限制能夠被減少或消除。
雖然本發明之實施例以示例性之實施例揭露如上，然而本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。特別是可在本說明書、圖式部份及所附之申請專利範圍中進行構成部份與/或組合方式的不同變化及修改。除了構成部份與/或組合方式的變化及修改外，本領域之技術人員也應當意識到構成部份與/或組合方式的交替使用。
12‧‧‧顯示資料驅動電路
14‧‧‧顯示閘驅動電路
16‧‧‧發射驅動電路
18‧‧‧接收驅動電路
20‧‧‧定時控制器
22‧‧‧邊沿偵測器
24‧‧‧延遲單元
30‧‧‧觸控資料處理單元
D‧‧‧預設時間
D1...Dm‧‧‧資料線
DIS‧‧‧顯示面板
G1...Gn‧‧‧閘線
DE‧‧‧資料使能訊號
EXTP‧‧‧發射脈衝
GLS1‧‧‧上玻璃基板
GLS2‧‧‧下玻璃基板
GOE‧‧‧輸出使能訊號
GSC(GCLK)‧‧‧閘移位時鐘
GSP‧‧‧閘起始脈衝
HB‧‧‧水平空白週期
HDIS‧‧‧定時訊號
HIDxy‧‧‧數位觸控資料之座標值
Hsync‧‧‧水平同步訊號
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
MC‧‧‧互電容
MCLK‧‧‧主時鐘
PIX‧‧‧畫素電極
POL‧‧‧極性控制訊號
POL1‧‧‧偏振板
POL2‧‧‧偏振板
R1...Ri‧‧‧Rx線
T1...Tj‧‧‧Tx線
RGB‧‧‧數位視訊資料
Rxcon‧‧‧Rx定時控制訊號
SOE‧‧‧源輸出使能訊號
SSC‧‧‧源採樣時鐘
TS‧‧‧觸控感測器
Tscan1...TscanN‧‧‧觸控掃描週期
Txcon‧‧‧Tx定時控制訊號
Txcon’‧‧‧Tx定時控制訊號
WR‧‧‧資料寫週期
1H‧‧‧一個水平週期
第1圖係為本發明之一典型實施例之一顯示裝置之一方塊圖；第2圖至第4圖係顯示依照本發明之一實施例之一觸控屏和一顯示面板之不同結構；第5圖係為依照本發明之一典型實施例之用於驅動一顯示裝 置之一方法之一波形圖；第6圖係為依照本發明之一實施例之第1圖中所示之一觸控屏之觸控感測器以及一Tx脈衝之一示例之一等效電路圖；第7圖係為一Tx脈衝和具有一個水平週期之一循環之一定時訊號之一示例之一波形圖；第8圖係為依照本發明之一實施例之第1圖所示之提供至一顯示裝置之畫素之畫素驅動訊號之一示例以及提供至一觸控屏之觸控感測器之一Tx脈衝之一示例之一波形圖；第9圖係為在一實驗中沒有被延遲之一Tx脈衝之一波形之一波形圖；第10圖係闡述在第9圖所示之沒有延遲之Tx脈衝被提供至Tx線之實驗中所測得之觸控感測器之一輸出之一示例；第11圖係為依照本發明之一實施例之在一Tx脈衝被一預定時間所延遲進而Tx脈衝之一下降沿避開一最大畫素驅動訊號週期之一實驗條件中之一波形之一示例之一波形圖；以及第12圖係闡述依照本發明之一實施例之在第11圖所示之延遲的Tx脈衝被提供至Tx線之一實驗中所測得的觸控感測器之一輸出之一示例。
12‧‧‧顯示資料驅動電路
14‧‧‧顯示閘驅動電路
16‧‧‧Rx驅動電路
18‧‧‧Tx驅動電路
20‧‧‧定時控制器
22‧‧‧邊沿偵測器
24‧‧‧延遲單元
30‧‧‧觸控資料處理單元
D1...Dm‧‧‧資料線
DE‧‧‧資料使能訊號
DIS‧‧‧顯示面板
G1...Gn‧‧‧閘線
GOE‧‧‧輸出使能訊號
GSC(GCLK)‧‧‧閘移位時鐘
GSP‧‧‧閘起始脈衝
HDIS‧‧‧定時訊號
HIDxy‧‧‧數位觸控資料之座標值
Hsync‧‧‧水平同步訊號
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
MCLK‧‧‧主時鐘
POL‧‧‧極性控制訊號
R1...Ri‧‧‧Rx線
RGB‧‧‧數位視訊資料
Rxcon‧‧‧Rx定時控制訊號
SOE‧‧‧源輸出使能訊號
SSC‧‧‧源採樣時鐘
T1...Tj‧‧‧Tx線
TS‧‧‧觸控感測器
Txcon‧‧‧Tx定時控制訊號
Txcon’‧‧‧Tx定時控制訊號

Claims (14)

  1. 一種觸控感測顯示裝置，包含：一顯示面板，係包含資料線、交叉該資料線之閘線、以及包含以一矩陣形式所排列之畫素之一畫素陣列；一觸控屏，係包含發射(Tx)線、交叉該Tx線之接收(Rx)線、以及形成在該Tx線和該Rx線之交叉處之觸控感測器；一顯示驅動電路，係配置以提供視訊資料電壓至該顯示面板之該畫素；以及一觸控屏驅動電路，係配置以依次提供至少一個延遲脈衝至該Tx線之各個，並感測透過該Rx線之該觸控感測器之各個之一輸出訊號，其中，該至少一個延遲脈衝之各個之一邊沿係存在於一水平空白週期中，其中在一對應水平空白週期中，該至少一個延遲脈衝之各個之一下降沿係下降。
  2. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中提供至該Tx線之一個之該至少一個延遲脈衝之各個與提供至一對應之該閘線之一個之一閘脈衝不對準。
  3. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中該至少一個延遲脈衝包含連續提供至該Tx線之各個之複數個延遲脈衝。
  4. 如請求項第3項所述之觸控感測顯示裝置，其中該些延遲脈衝係等於連續提供至該Tx線之各個之至少三個延遲脈衝。
  5. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，更包含一同步控制電路，該同步控制電路包含：一邊沿偵測器，係配置以偵測一定時訊號之一上升沿，以及一延遲單元，係配置以產生從該定時訊號之偵測的該上升沿被一預設時間週期延遲之一Tx定時控制訊號，並輸出延遲的該Tx定時控制訊號至用於產生該至少一個延遲脈衝之該觸控屏驅動電路。
  6. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中該顯示面板和該觸控屏被互相疊放和對準。
  7. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中該顯示面板包含：一玻璃基板，係具有該資料線、該閘線、以及該畫素陣列；以及一偏振層，係設置在該玻璃基板之上，以及其中該觸控屏係設置在該偏振層之上或者在該偏振層和該玻璃基板兩者之間。
  8. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中該顯示面板包含具有該資料線、該閘線和該畫素電極之一玻璃基板，以及其中該觸控感測器係設置在該玻璃基板之該畫素陣列中。
  9. 如請求項第1項所述之觸控感測顯示裝置，其中該觸控感測顯 示器係為一液晶顯示器、一場發射顯示器、一電漿顯示面板、一有機發光二極體顯示器以及一電泳顯示器中之一種。
  10. 一種操作一觸控感測顯示裝置之方法，該觸控感測顯示裝置包含一顯示面板、一觸控屏、一顯示驅動電路以及一觸控屏驅動電路，該顯示面板包含資料線、交叉該資料線之閘線、以及包含以一矩陣形式所排列之畫素之一畫素陣列，該觸控屏包含Tx線、交叉該Tx線之Rx線、以及形成在該Tx線和該Rx線之交叉處之觸控感測器，該顯示驅動電路係配置以提供視訊資料電壓至該顯示面板之該畫素，該方法包含：使用該觸控屏驅動電路操作該觸控屏，其中該操作步驟包含：透過該觸控屏驅動電路，依次提供至少一個延遲脈衝至該觸控屏之該Tx線之各個，其中該至少一個延遲脈衝之各個之一邊沿係存在於一水平空白週期中，以及透過該觸控屏驅動電路，感測透過該Rx線之該觸控感測器之各個之一輸出訊號，其中在操作步驟中，該至少一個延遲脈衝之各個之一下降沿在一對應水平空白週期中係下降。
  11. 如請求項第10項所述操作一觸控感測顯示裝置之方法，其中在該操作步驟中，提供至該Tx線之一個之該至少一個延遲脈衝之各個與提供至一對應之該閘線之一個之一閘脈衝不對準。
  12. 如請求項第10項所述操作一觸控感測顯示裝置之方法，其中該至少一個延遲脈衝包含複數個延遲脈衝，以及其中，該操作步驟連續提供該些延遲脈衝至該Tx線之各個。
  13. 如請求項第12項所述操作一觸控感測顯示裝置之方法，其中該些延遲脈衝係等於連續提供至該Tx線之各個之至少三個延遲脈衝。
  14. 如請求項第10項所述操作一觸控感測顯示裝置之方法，其中該觸控感測顯示裝置更包含一同步控制電路，該同步控制電路包含一邊沿偵測器和一延遲單元，以及其中該操作步驟包含：透過該邊沿偵測器，偵測一定時訊號之一上升沿；透過該延遲單元，產生從該定時訊號之偵測的該上升沿被一預設時間週期所延遲之一Tx定時控制訊號；輸出延遲的該Tx定時控制訊號至該觸控屏驅動電路；以及基於延遲的該Tx定時控制訊號產生該至少一個延遲脈衝。
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