TWI488083B

TWI488083B - 利用觸控感測晶片控制顯示驅動晶片之方法及其系統

Info

Publication number: TWI488083B
Application number: TW102101201A
Authority: TW
Inventors: Hsin Te Lee; Chih Hsiang Yang; Huang Ti Lin
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2015-06-11
Also published as: TW201428571A; CN103309501A; CN103309501B

Description

利用觸控感測晶片控制顯示驅動晶片之方法及其系統

本發明係關於一種觸控掃描控制介面，特別是一種經由上述控制介面使得觸控感測晶片得以控制顯示驅動晶片之方法與使用此方法之系統。

當一觸控系統進行觸控感測時，對相關雜訊干擾的耐受度會是個評斷該觸控系統表現的一個標準。而針對特定頻段可能出現的干擾，現行觸控系統基本上多使用分時/分區掃描或是改變掃描頻率的方式解決。

當觸控系統是使用移位暫存器進行觸控感測時，因為只能進行循序掃描(sequentially)，使得驅動某一特定區間的掃描仍需要重複去掃描其他區域，如此將降低整個觸控感測進行的效率。

本發明揭露一種由觸控感測晶片(touch sensing IC)控制顯示驅動晶片(display driving IC)之方法。觸控感測晶片係用以控制而掃瞄並接收其感測信號之觸控面板，而顯示驅動晶片係用以控制顯示面板及驅動觸控面板之複數條掃描線。本發明之方法包含：顯示驅動晶片接收來自於觸控感測晶片之序列傳輸信號，其中序列傳輸信號包含有模式指示訊息，顯示驅動晶片依據模式指示訊息獲知觸控感測晶片之運作模式，且序列傳輸信號另包含有對應於觸控感測晶片之運作模式之設定訊息(setting message)或是掃瞄命令訊息(command message)。本發明同樣包含當觸控感測晶片係運作於設定模式時，顯示驅動晶片依據序列傳輸信號之設定訊息設定顯示驅動晶片之掃描設定暫存器，以及當觸控感測晶片係運作在命令模式時，顯示驅動晶片依據序列傳輸信號之掃瞄命令訊息於第一預定時間結束後依據掃描設定暫存器之內容驅動掃描線。

本發明另外揭露一種使用上述觸控感測晶片控制顯示驅動晶片之方法的系統。此系統包含由觸控感測晶片控制而掃瞄並接收其感測信號之觸控面板，以及由顯示驅動晶片控制之顯示面板，其中觸控面板之複數條掃描線係由顯示驅動晶片所驅動。顯示驅動晶片係用以接收來自於觸控感測晶片之序列傳輸信號，其中序列傳輸信號包含模式指示訊息，顯示驅動晶片依據模式指示訊息獲知觸控感測晶片之運作模式，且序列傳輸信號另外包含對應於觸控感測晶片之運作模式之設定訊息或是掃瞄命令訊息。當觸控感測晶片係運作於設定模式時，依據序列傳輸信號之設定訊息設定顯示驅動晶片之掃描設定暫存器。當觸控感測晶片係運作在命令模式時，依據序列傳輸信號之掃瞄命令訊息於第一預定時間結束後依據掃描設定暫存器之內容驅動掃描線。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

102‧‧‧觸控面板

104‧‧‧顯示面板

106、202‧‧‧TPIC

108、204‧‧‧DDIC

112、206‧‧‧時脈線

114、208‧‧‧訊號線

116‧‧‧同步信號線

306‧‧‧啟始位元

308‧‧‧終止位元

312、314、316、318‧‧‧位元組資料

322、334‧‧‧DDIC位址資料

324、336‧‧‧TPIC運作模式資料

326、337‧‧‧確收信號

328、329‧‧‧模式暫存器位址資料

332‧‧‧設定訊息

338‧‧‧啟始掃描線資訊

342‧‧‧結束掃描線資訊

344‧‧‧掃描命令

346‧‧‧預定位準時間長度

402、406、414‧‧‧時間點

404‧‧‧序列傳輸信號之傳送/接收時間

408‧‧‧第一預定時間

412‧‧‧第二預定時間

502、504‧‧‧驅動掃描線信號

505、507、509、511、513、517、519、521‧‧‧驅動脈波

506、514‧‧‧等待時間

508、515‧‧‧預定區動脈波間隔

512、516‧‧‧驅動脈波時間長度

600‧‧‧TPIC控制DDIC之方法流程

602、603‧‧‧TPIC以及DDIC起始

604‧‧‧等待來自於DDIC之同步信號VSYNC

605‧‧‧等待DDIC之同步信號HSYNC

606‧‧‧決定是否要發出任何TSCI請求

608‧‧‧TSCI之動作流程

612‧‧‧接收來自於TPIC之設定訊息/命令訊息

614‧‧‧決定TPIC是否在命令模式下操作

616‧‧‧等待第一預定時間

618‧‧‧開始驅動掃描線

622‧‧‧DDIC依據序列傳輸信號中的設定訊息設定其掃描設定暫存器

624‧‧‧TPIC會等待維持時脈信號的結束

626‧‧‧TPIC會結束TSCI的動作

628‧‧‧TPIC判斷此時是否已經到達了每一幅信號的結束

第1圖為依據本發明之一實施例之一顯示裝置的方塊示意圖。

第2圖為依據本發明之一實施例之實現觸控感測晶片控制顯示驅動晶片之電路示意圖。

第3圖為依據本發明一實施例之序列傳輸信號之示意圖。

第4圖為依據本發明之一實施例之信號時序圖。

第5A圖為依據本發明之一實施例之驅動掃描線信號之示意圖。

第5B圖為依據本發明之一實施例之驅動掃描線信號之示意圖。

第6圖為依據本發明之一實施例之由TPIC控制DDIC之方法流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參閱第1圖，第1圖為依據本發明之一實施例之顯示裝置100的簡單方塊圖。此顯示感應裝置100包含有觸控面板(touch panel)102、顯示面板(display panel)104、用來控制觸控面板102之掃描的觸控感測晶片(touch panel integrated circuit,TPIC)106以及控制顯示面板104之顯示驅動晶片(display driving integrated circuit,DDIC)108。

TPIC 106與DDIC 108可透過時脈線(clock)112以及信號線(data)114電連接。其中時脈線112與訊號線114分別透過電阻R1以及R2連接到共電壓源(VDD)。經由時脈線112以及信號線114，TPIC 106可以控制DDIC 108以輸出掃描信號(TX)到觸控面板102，並從觸控面板102接收回應於此掃描訊號的感測信號(RX)。由於本發明係提供一種TPIC 106控制DDIC 108的方法，TPIC 106將被視為主端(master)而DDIC 108將被認為是受控端(slave)。本發明之一實施例是藉著讓DDIC 108能夠被設置成具有擔任受控端的能力，使得TPIC 106可以來控制DDIC 108之運作。

於TPIC 106與DDIC 108之間，另外有同步信號透過同步信號線116傳輸。此同步信號包含有水平同步信號(HSYNC)以及垂直同步信號(VSYNC)。

請參閱第2圖，第2圖為依據本發明之一實施例之實現觸控感測晶片202控制顯示驅動晶片204之電路示意圖。如前所述，觸控感測晶片(TPIC)202以及顯示驅動晶片(DDIC)204可透過時脈線206與信號線208彼此電連接，且時脈線206以及信號線208分別透過上拉電阻R1以及R2連接到共電壓源VDD。當TPIC 202或是DDIC 204之輸出時脈(CLK_OUT)或是輸出信號(DATA_OUT)為低位準時，時脈線206或是信號線208之信號位準同樣是在低位準的狀態。反之，當TPIC 202或是DDIC 204之輸出時脈或是輸出信號是在對應的高位準時，時脈線206或是信號線208之信號將被上拉電阻R1與R2拉升至對應之高位準。

透過時脈線206與信號線208，TPIC 202可以傳輸序列傳輸信號給DDIC 204。在此時脈線206與信號線208上傳輸之序列傳輸信號可以是模式指定訊息，此模式指定訊息係可讓TPIC 202得以通知DDIC 204關於TPIC 202之運作模式。此運作模式包含有設定模式以及命令模式。

當TPIC 202運作在設定模式(setting mode)時，TPIC 202得以經由時脈線206與信號線208傳輸設定訊息(setting message)給DDIC 204。而當TPIC 202運作在命令模式(command mode)時，時脈線206與信號線208則從TPIC 202傳輸掃描命令訊息(command message)給DDIC 204。

請參閱第3圖，第3圖為依據本發明揭露之一實施例之序列傳輸信號300-304之示意圖。序列傳輸信號300-304均包含有透過時脈線與信號線傳輸之信號。序列傳輸信號300指出序列傳輸信號302-304之基本格式。舉例來說，序列傳輸信號300包含有起始位元(start bit)306以及終止位元(stop bit)308。在起始位元306與終止位元308之間包含有複數個位元組(byte)資料312-318。此複數個位元組資料312-318包括DDIC位址資料、TPIC運作模式資料、模式設定暫存器位址(register address)資料、設定訊息(setting message)、起始/結束掃描線資訊(start scan line/end scan line)以及掃描命令訊息(command message)。

序列傳輸信號302為當TPIC運作於設定模式時，傳輸在時脈線以及信號線上之信號的一實施例。如前所述，序列傳輸信號302包含有DDIC位址資料(device ID)322(對應於序列傳輸信號300之位元組資料312)、TPIC運作模式資料(mode)324接續於DDIC位址資料之後。此模式資料可以是一個位元(bit)長度。當TPIC運作在設定模式時此模式資料324可以為被設定為1，而當TPIC運作在命令模式實模式資料324係被設定為0。而當對應DDIC位址資料322之DDIC接收到TPIC運作模式資料324後，DDIC會回應一個位元長度之確收信號(acknowledgment,ACK)326給TPIC。在一實施例中，DDIC每接收一個位元組(byte)的資料就會回傳一個確收信號326。然而，如果在一個位元組資料被接收後，TPIC沒有收到來自於DDIC 之確收信號326時，TPIC可以重新傳送位元組資料以及發出警示訊息。

序列傳輸信號302另外包含有模式暫存器位址資料328以及329(可對應於序列傳輸信號300之位元組資料314以及316)，也就是說此模式暫存器位址資料之長度可能達到兩個位元組。同樣在接收每一位元組之模式暫存器位址資料後，一個位元長度之確收信號326會由DDIC回傳給TPIC。

序列傳輸信號302另外包含之設定訊息332的長度至少有一個位元組(對應於串列訊號300之位元組資料318)。此設定訊息332係用來設定對應於模式暫存器位址資料之模式暫存器的內容。同樣地，當一個位元組的設定訊息332被接收後，一個位元長度之確收信號326將被傳送至TPIC。

當TPIC運作在命令模式時，所傳輸至DDIC之序列傳輸信號304同樣包含有DDIC位址資料334、長度為一個位元且被設定為0之TPIC運作模式資料336、起始掃描線資訊338、結束掃描線資訊342以及掃描命令344。相同於當TPIC運作在設定模式的情況，當DDIC接收到接續在DDIC位址資料334之TPIC運作模式資料336後，另一確收信號337會由DDIC傳送到TPIC。確收信號337同樣在DDIC接收到啟始掃描線資訊338、結束掃描線資訊342以及掃描命令344後由DDIC傳送到TPIC。

當DDIC完成接收掃描命令344後會先等待一段第一預定時間後，根據模式暫存器之內容以及掃描命令344之指示開始驅動掃描線。而在上述第一預定時間內以及驅動掃描線結束之前，在時脈線上傳輸之時脈信號均保持在一個預定位準。更精確地說，當掃描動作開始進行後此時脈信號會被保持(stretch)在預定位準且維持一段第二預定時間，使得時脈信號位於預定位準的時間長度346等於第一預定時間與第二預定時間的總和。第一預定時間係以同步信號HSYNC為單位，也就是說第一預定時間之時間長度可為多個同步信號HSYNC的時間長度。

當時脈信號將不再繼續保持在預定位準後，如序列傳輸信號300之終止位元308會被輸出。之後，DDIC可以等待下一序列傳輸信號之接收。

請參閱第4圖，第4圖為依據本發明之一實施例之信號時序圖。TPIC係可發出控制DDIC之請求(touch scan control interface request,TSCI request)。此TSCI請求可以是控制DDIC之請求(第一TSCI請求)。而第一TSCI請求係在同步信號(HSYNC)處在下降緣時(時間點402)開始控制DDIC進行驅動掃描線之動作。之後，TPIC會傳送如第3圖之序列傳輸信號204包含DDIC位址、起始/結束掃描線以及掃描命令等資訊到DDIC，此序列傳輸信號204之傳遞與接收在一實施例中需要長度404的時間，也就是在時間點406時在時脈線上傳輸之時脈信號(CLK)會被下拉到預定位準。且從時間點406起算第一預定時間長度408後在同步信號HSYN再度處在另一下降緣時開始驅動掃描線。

驅動掃描線可能持續到第二預定時間412之時間長度，而在此第二預定時間412長度內時脈信號依舊被保持在預定位準直到完成驅動掃描線之動作。

在一實施例中，第一預定時間長度408可大於第二預定時間長度412。

TPIC同樣可以發出設定DDIC掃描設定暫存器內容之請求(如第二TSCI請求)。此第二TSCI請求同樣是在同步信號HSYNC在一下降緣時(時間點414)時，使得TPIC傳送如第3圖之序列傳輸信號304到DDIC。此序列傳輸信號304所包含之資訊如用來設定掃描設定暫存器之設定訊息會被儲存在掃瞄暫存器之中，而掃描線之驅動則是依據這些掃描設定暫存器的內容(設定訊息)為之。

DDIC之掃描設定暫存器包含有設定暫存器(setting register)以及命令暫存器(command register)。設定暫存器以及命令暫存器之內容可以參考第5A圖以及第5B圖之說明。第5A圖還有第5B圖分別是驅動掃描線信號(TX)502以及504之示意圖。驅動掃描線信號包含有多個驅動脈波505-511以及513、517、519還有521。第5A圖跟第5B圖係假設某觸控面板共有4條掃描線之狀況。第5A圖跟第5B圖同樣可以用來說明另外之觸控面板有超過4條掃描線之狀況，且僅挑選其中4條掃描線做特定範圍之掃描線驅動。而特定範圍之掃描線可以由前述起始掃描線與結束掃描線資訊所定義。

掃描線之驅動可以自同步信號HSYNC下降緣觸發後等待預定時間(等待時間(offset))506之後開始。此預定時間506可為設定暫存器之內容的一部分。而驅動各掃描線之驅動脈波間可能有預定之間隔(hold time)508，且每個驅動脈波之時間長度(TX width)512同樣都是設定暫存器內容的一部分。除此之外，驅動掃描線信號502係對4條掃描線分別驅動2次，此驅動個別掃描線之次數為命令暫存器內容之一部分。

相類似地，驅動掃描線信號504同樣分別對4條掃描線驅動2次，此2次的掃描線驅動如前所述是命令暫存器內容的一部分。驅動掃描線信號504同樣指出自同步信號HSYNC下降緣觸發後等待預定等待時間514之後才開始驅動此4條掃描線之動作。此預定等待時間514、相鄰驅動脈波間可能有預定之間隔515，且每一個驅動脈波時間長度516皆可為設定暫存器之內容的一部分。第5A圖係把所有要掃描之4條掃描線依序(sequentially)驅動1遍，而第5B圖則是把各條要掃描的掃描線按照順序先驅動2遍。換句話說，第5A圖以及第5B圖的掃描線其實分屬不同之驅動模式(TX mode)，此驅動模式資訊同樣為命令暫存器內容的一部分。

第6圖為依據本發明之一實施例之由TPIC控制DDIC之方法600流程圖。TPIC以及DDIC首先都開始彼此的起始動作(步驟602以及603)。之後TPIC會等待來自於DDIC之同步信號VSYNC(步驟604)，TPIC並會等待DDIC之同步信號HSYNC(步驟605)，並可決定是否要發出任何TSCI請求(步驟606)。當發出TSCI請求後，TPIC便可開始TSCI之動作流程(步驟608)。此動作流程首先是由DDIC接收來自於TPIC之設定訊息/命令訊息(步驟612)。此設定訊息/命令訊息是經由序列傳輸信號的方式由TPIC傳輸到DDIC。

DDIC會經由所接收之序列傳輸信號判斷TPIC的運作模式，以決定TPIC是否在命令模式下操作(步驟614)。當TPIC是在命令模式下操作時，DDIC會等待第一預定時間後才開始驅動掃描線(步驟616-618)。當DDIC所接收的序列傳輸信號指出TPIC不是在命令模式而是在設定模式下運作時，DDIC會依據序列傳輸信號中的設定訊息設定其掃描設定暫存器 (步驟622)。當前述DDIC在步驟618驅動掃描線時，DDIC會根據掃描設定暫存器之內容(此內容通常在步驟622中被寫入到掃描設定暫存器)進行。

在此DDIC驅動掃描線之動作進行的期間，DDIC與TPIC間的時脈信號CLK(如在第2圖的時脈線206上傳輸之時脈信號)會被維持在某預定之信號位準。換句話說，TPIC會等待維持時脈信號的結束(步驟624)。之後，TPIC會結束TSCI的動作(步驟626)。

TPIC也會判斷此時是否已經到達了每一幅(frame)信號的結束(步驟628)，如果是流程600會前往步驟604等待同步信號VSYNC。反之流程600會前往步驟605等待同步信號HSYNC。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。