TWI552043B - 觸控顯示裝置與其控制方法 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置與其控制方法

本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種觸控面板中的感測電路。

觸控顯示裝置廣泛地被應用在各種電子裝置中，例如筆記型電腦、個人數位助理(PDA)、視訊相機等等。

使用者可藉由在觸控顯示裝置的螢幕上進行點擊或移動而執行相關的功能。然而，隨著具有大尺寸或高解析度的面板之應用越來越普遍，觸控操作的靈敏度必須增加以提供較好的使用者體驗。

因此，如何能在高解析度的應用中改善觸控操作的靈敏度，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。

為了解決上述問題，本揭示內容之一態樣係於提供一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包含顯示面板以及面板 驅動器。顯示面板用以顯示影像以及接收觸控操作。面板驅動器包含序控制器以及記憶體模組。時序控制器用以產生時脈訊號，時脈訊號的每一週期包含N個顯示期間與N個觸控期間，其中N個顯示期間的總時間對應於影像訊號的訊框，且N個顯示期間與N個觸控期間的總時間對應於影像訊號的週期，N為一正整數。面板驅動器用以交替地驅動顯示面板，以使顯示面板在每一N個顯示期間內顯示該影像，並使顯示面板在每一N個觸控期間內偵測觸控操作。記憶體模組用以根據時脈訊號依序地儲存在影像訊號中對應N個顯示期間中之一者的影像資料。

本揭示內容之另一態樣係於提供一種適用於觸控顯示裝置的控制方法。控制方法包含下列步驟：藉由時序控制器產生時脈訊號，其中時脈訊號的每一週期包含N個顯示期間與N個觸控期間，其中N個顯示期間的總時間對應於影像訊號的訊框，且N個顯示期間與N個觸控期間的總時間對應於影像訊號的一週期，N為一正整數；以及交替地驅動觸控顯示裝置，以使觸控顯示裝置在每一N個顯示期間內顯示影像，並在每一N個觸控期間內偵測觸控操作。

綜上所述，本揭示內容所揭示之觸控顯示裝置與控制方法可增加偵測觸控操作的靈敏度並可以具有較小容量的記憶體實現。

為讓本揭示內容能更明顯易懂，所附符號之說明如下：

100‧‧‧觸控顯示裝置

120‧‧‧面板驅動器

122‧‧‧時序控制器

124‧‧‧驅動電路

126‧‧‧記憶體模組

128‧‧‧觸控感測電路

140‧‧‧顯示面板

VCLK‧‧‧時脈訊號

VSYNC‧‧‧垂直同步

DE‧‧‧資料致能訊號

VFP‧‧‧前廊期間

VBP‧‧‧後廊期間

VS‧‧‧啟動期間

VDISP、VDISP1、VDISP2‧‧‧ 顯示期間

TB‧‧‧空白期間

TP、TP1、TP2‧‧‧觸控期間

T1、T2‧‧‧時間

S302、S304‧‧‧步驟

300‧‧‧方法

800‧‧‧第一線記憶體

802‧‧‧第二線記憶體

804‧‧‧雙埠記憶體

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖根據本揭示內容之一實施例繪示一種觸控顯示裝置之示意圖；第2A圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的多個內部控制訊號的波形圖；第2B圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖；第3圖為根據本揭示內容之一實施例繪示適用於觸控顯示裝置的控制方法之流程圖；第4圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖；第5圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖；第6圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖；第7圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖；第8A圖為根據本揭示內容容之一實施例繪示第1 圖所示的記憶體模組之相關操作的波形圖；第8B圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的記憶體模組之示意圖；以及第8C圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的記憶體模組之示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

關於本文中所使用之『第一』、『第二』、...等，並非特別指稱次序或順位的意思，亦非用以限定本發明，其僅僅是為了區別以相同技術用語描述的元件或操作而已。

關於本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』一般通常係指數值之誤差或範圍於百分之二十以內，較好地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。文中若無明確說明，其所提及的數值皆視作為近似值，例如可如『約』、『大約』或『大致』所表示的誤差或範圍，或其他近似值。

另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』， 均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。

請參照第1圖，第1圖根據本揭示內容之一實施例繪示一種觸控顯示裝置之示意圖。如第1圖所示，觸控顯示裝置100包含面板驅動器120以及顯示面板140。顯示面板140電性耦接至面板驅動器120，並用以顯示影像以及接收自使用者輸入的觸控操作。

面板驅動器120用以驅動顯示面板140。於各個實施例中，面板驅動器120包含時序控制器122、驅動電路124、記憶體模組126以及觸控感測電路128。時序控制器122用以產生時脈訊號VCLK。驅動電路124電性耦接至時序控制器122，並用以根據時脈訊號VCLK驅動顯示面板140顯示影像。記憶體模組126用以儲存影像訊號的影像資料。觸控感測電路128電性耦接至時序控制器122，並用以偵測在顯示面板120所執行的觸控操作。

於一些實施例中，如第1圖所示，記憶體模組126可整合至時序控制器122。於另一些實施例中，記憶體模組126可設置於時序控制器122外。舉例而言，記憶體模組126可耦接於影像處理單元(未繪示於第1圖)與時序控制器122之間。

請參照第2A圖，第2A圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的多個內部控制訊號的波形圖。如第2A圖所示，在此實施例中，垂直同步 訊號VSYNC為一些方法中用來驅動不具有觸控應用的顯示器之訊號。資料致能訊號DE用來表示在驅動電路124的對應影像資料之狀態為有效的，且目前可被讀取。

垂直同步訊號VSYNC包含前廊(front porch)期間VFP、後廊(back porch)期間VBP、啟動期間VS以及顯示期間VDISP。其中，前廊期間VFP、後廊期間VBP以及啟動期間VS的總時間定義為空白期間TB。前廊期間VFP以及後廊期間VBP代表用來處理影像資料的緩衝時間。啟動期間VS用以通知驅動電路124影像訊號的前一訊框(frame)已傳輸完成，以準備傳輸影像訊號的下一訊框。顯示期間VDISP為驅動電路124驅動顯示面板140中多個像素(未繪示)顯示影像之時間。也就是說，顯示期間VDISP對應於影像訊號的一訊框，且時脈訊號VCLK之週期T1(亦即顯示期間VDISP以及空白期間TB之總時間)對應於影像訊號之一週期。

請參照第2B圖，第2B圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖。

由於顯示面板140在空白期間TB時並未顯示影像訊號之影像資料，觸控感測電路128可在空白期間TB內進行偵測在顯示面板140上的觸控操作。為方便說明，本文下述段落將空白期間TB稱為觸控期間TP。因此，在時脈訊號VCLK中，顯示期間VDISP設置在觸控期間TP之後。換句話說，在時脈訊號VCLK的每一週期內，觸控感測電 路128可在顯示期間DISP後偵測在顯示面板140上的觸控操作。

舉例而言，當顯示面板140具有1920*1080的解析度(亦即full high definition,FULL HD)時，時脈訊號VCLK的每一週期設置以包含約為12毫秒的顯示期間VDISP(用以驅動顯示面板140的1920條閘極線)以及大約為4毫秒的觸控期間TP(用以偵測觸控操作)。

本揭示內容以下段落將提出數個實施例，可用以實現面板驅動器120之相關功能與操作，但本揭示內容並不僅以下列的實施例為限。

請參照第3圖以及第4圖，第3圖為根據本揭示內容之一實施例繪示適用於觸控顯示裝置的控制方法之流程圖，第4圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖。為方便說明，下述說明將一併參照第1圖、第3圖以及第4圖。

如第3圖所示，控制方法300包含步驟S302以及步驟S304。於步驟S302中，時序控制器122產生時脈訊號VCLK，其中時脈訊號VCLK中的每一週期包含N個顯示期間VDISP以及N個觸控期間TP，N為正整數。N個顯示期間VDISP對應於影像訊號的一訊框，且N個顯示期間與N個觸控期間TP對應於影像訊號的一週期。

於步驟S304中，面板驅動器120交替地驅動顯示面板140，以使顯示面板140於N個顯示期間VDISP中的 每一者顯示影像，並使顯示面板140於N個觸控期間TP中之每一者偵測觸控操作。

舉例而言，請參照第4圖，於此實施例中，N設置為2。換句話說，時脈訊號VCLK的一週期內包含第一顯示期間VDISP1、第二顯示期間期VDISP2、第一觸控期間TP1以及第二觸控期間期TP2。需注意的是，第一顯示期間VDISP1與第二顯示期間VDISP2的總時間與第2B圖所示的顯示期間VDISP相同。同樣地，第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2的總時間與第2B圖所示的觸控期間TP相同。也就是說，於此實施例中，在第2B圖所示的觸控期間TP被分為兩個觸控期間(亦即第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2)，且在第2B圖所示的顯示期間VDISP被分為兩個顯示期間(亦即第一顯示期間VDISP1與第二顯示期間VDISP2)。

當顯示面板140為前述的高解析度(FULL HD)面板時，第一顯示期間VDISP1與第二顯示期間VDISP2中的每一者設置為約6毫秒(分別用以驅動960條閘極線)，且第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2中的每一者設置為約2毫秒(用以偵測觸控操作)。

於各個實施例中，第一顯示期間VDISP1以及第二顯示期間VDISP2設置為被第一觸控期間TP1以及第二觸控期間TP2彼此交錯隔開。舉例來說，第一顯示期間VDISP1以及第二顯示期間VDISP2被第一觸控期間TP1隔開，且第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2被第二顯示期間 VDISP2隔開。在一些實施例中，第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2中之一者設置在第一顯示期間VDISP1以及第二顯示期間VDISP2中的每一者之後。如第4圖所示，第一觸控期間TP1設置在第一顯示期間VDISP1後，且第二處控期間TP2設置在第二顯示期間VDISP2後，其中第二顯示期間VDISP2設置在第一觸控期間TP1後。

藉由此種設置方式，觸控感測電路128可在時脈訊號VCLK的每一週期中偵測觸控操作兩次。如此一來，對於觸控操作的偵測靈敏度得以改善。

請參照第5圖，第5圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖。

於此實施例中，N設置為20。也就是說，時脈訊號VCLK的一週期包含20個顯示期間VDISP以及20個觸控期間TP。當顯示面板140為高解析度(FULL HD)面板時，每一顯示期間VDISP設置為約0.7毫秒(用以分別驅動96條閘極線)，且每一觸控期間TP設置為約0.1毫秒(以偵測觸控操作)。本領域具有通常知識者可根據實際應用設置N的個數，以調整偵測觸控操作的靈敏度。

請參照第6圖，第6圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖。

於各個實施例中，顯示面板140中的多條閘極線包含奇數條閘極線與偶數條閘極線。於此例中，如第6圖所 示，N設置為2。相似地，第一顯示期間VDISP1與第二顯示期間VDISP2設置為被第一觸控期間TP1與第二觸控期間TP2彼此交錯隔開。在第一顯示期間VDISP1內，面板驅動器120用以驅動顯示面板140中的奇數條閘極線(共960條)。或者，在第二顯示期間VDISP2內，面板驅動器120用以驅動顯示面板140中的偶數條閘極線(共960條)。

請參照第7圖，第7圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的觸控顯示裝置中的時脈訊號與相關設置方式之示意圖。

於此實施例中，N設置為2。如第7圖所示，第一觸控期間TP1、第二觸控期間TP2、第一顯示期間VDISP1以及第二顯示期間VDISP2的排列順序設置以跟隨影像訊號的多個訊框變動。

舉例而言，當顯示面板140為高解析度(FULL HD)面板時，第一觸控期間TP1設置為約1.3毫秒，第二觸控期間TP2設置為約2.7毫秒，第一顯示期間VDISP1設置為約8毫秒(用以驅動1280條閘極線)，且第二顯示期間VDISP2設置為4毫秒(用以驅動640條閘極線)。當顯示面板140顯示影像訊號中的奇數個訊框時，第一顯示期間VDISP1設置在第一觸控期間TP1後，且第二顯示期間VDISP2設置在第二觸控期間TP2後。其中，第二觸控期間TP2設置在第一顯示期間VDISP1後。

或者，當顯示面板140顯示影像訊號中的偶數個訊框時，第二觸控期間TP2設置在第二顯示期間VDISP2後， 且第一觸控期間TP1設置在第一顯示期間VDISP1後。其中，第二觸控期間TP2設置在第一顯示期間VDISP1後。

請參照第8A圖至第8B圖，第8A圖為根據本揭示內容容之一實施例繪示第1圖所示的記憶體模組之相關操作的波形圖。第8B圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的記憶體模組之示意圖。

於各個實施例中，顯示面板140的解析度註記為X*Y，其中X代表水平方向的解析度，Y代表垂直方向的解析度。由於N個顯示期間VDISP中的每一者對應於影像訊號的一訊框，記憶體模組126可僅儲存檔案容量為Y/N的影像資料。換句話說，每一筆影像資料可當作Y/N線資料(line data)。

舉例而言，如第8A圖所示，由於面板驅動器120設置以根據時脈訊號VCLK的多個顯示期間VDISP而依序地驅動顯示面板140顯示影像，記憶體模組126可設置為依序地儲存對應N個顯示期間VDISP中之一者的影像資料。

例如，如第8B圖所示，記憶體模組126包含第一線記憶體800以及第二線記憶體802。第一線記憶體800設置為根據時脈訊號VCLK而依序接收對應於N個顯示期間VDISP中之一者的Y/N線資料。

詳細而言，第一線記憶體800在時間T1內接收到第一筆Y/N線資料。在時間T2內，第一線記憶體800傳送第一筆Y/N線資料至第二線記憶體802，以使第二線記憶 體802可儲存第一筆Y/N線資料並將其輸出至顯示面板140。同時，第一線記憶體800亦在時間T2內接收到第二筆Y/N線資料。因此，藉由重複上述操作，面板驅動器120可驅動顯示面板140正確地顯示影像。於此實施例中，第一線記憶體800與第二線記憶體802形成乒乓(ping-pong)記憶體。

第8C圖為根據本揭示內容之一實施例繪示第1圖所示的記憶體模組之示意圖。如第8C圖所示，於另一些實施例中，記憶體模組126包含雙埠(dual)記憶體804(亦即具有兩個端口(two ports)的記憶體)，且雙埠記憶體804用以根據時脈訊號VCLK而依序接收與輸出對應於N個顯示期間VDISP中之一者的影像資料。例如，在時間T2時，雙埠記憶體804同時接收到第二筆Y/N線資料，並輸出第一筆Y/N線資料至顯示面板140。

再者，如先前所述，記憶體模組126僅用以儲存對應於N個顯示期間VDISP中之一者的影像資料，因此記憶體模組126的容量可得以降低。舉例而言，當N設置為16，且顯示面板140的解析度為1920*1080時，以乒乓記憶體實現的記憶體模組126(即第8B圖所示的記憶體模組126)之容量為2*1920*(1080/16)*24位元，且以第8C圖所示雙埠記憶體804所實現的記憶體模組126的容量為1920*(1080/16)*24位元，其中24位元對應於影像訊號中的一筆影像資料。相較於某些應用中的面板驅動器需儲存全部訊框的影像資料(即其容量為1920*1080*24位元)，本案 所揭示的記憶體模組126的容量可明顯地降低。如此一來，本揭示內容中的觸控顯示裝置100的成本得以節省。

綜上所述，本揭示內容所揭示之觸控顯示裝置與控制方法可增加偵測觸控操作的靈敏度並可以具有較小容量的記憶體實現。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控顯示裝置

120‧‧‧面板驅動器

122‧‧‧時序控制器

124‧‧‧驅動電路

126‧‧‧記憶體模組

128‧‧‧觸控感測電路

140‧‧‧顯示面板

VCLK‧‧‧時脈訊號

Claims (18)

1. 一種觸控顯示裝置，包含：一顯示面板，用以顯示一影像以及接收一觸控操作；以及一面板驅動器，包含：一時序控制器，用以產生一時脈訊號，該時脈訊號的每一週期包含N個顯示期間與N個觸控期間，其中該N個顯示期間的總時間對應於一影像訊號的多個訊框的其中之一，且該N個顯示期間與該N個觸控期間的總時間對應於該影像訊號的一週期，N為一正整數，其中面板驅動器用以交替地驅動該顯示面板，以使該顯示面板在每一該些N個顯示期間內顯示該影像，並使該顯示面板在每一該些N個觸控期間內偵測該觸控操作；以及一記憶體模組，用以根據該時脈訊號依序地儲存在該影像訊號中對應該些N個顯示期間中之一者的一影像資料，其中該些N個觸控期間與該些N個顯示期間的排列順序隨著該影像訊號中的該些訊框變動。
2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該些N個觸控期間的總時間與一垂直同步信號中的一前廊期間、一後廊期間與一啟動期間之總和相同。
3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中N大於或等 於2，該些N個顯示期間中之兩者被該些N個觸控期間之一者分開，且該些N個觸控期間中之兩者被該些N個顯示期間之一者分開。
4. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該些N個觸控期間之一者設置在每一該些N個顯示期間後。
5. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中當該顯示面板顯示該影像訊號中的奇數個該些訊框時，該些N個顯示期間之一者設置在每一該些N個觸控期間後。
6. 如請求項5所述的觸控顯示裝置，其中當該顯示面板顯示該影像訊號中的偶數個該些訊框時，該些N個觸控期間中之一者設置在每一該些N個顯示期間後。
7. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該顯示面板包含複數條閘極線，其中當N設置為2時，該面板驅動器更用以在該些N個顯示期間中的一第一顯示期間內驅動該些條閘極線中的奇數條閘極線，並在該些N個顯示期間中的一第二顯示期間內驅動該些條閘極線中的偶數條閘極線，且該些N個觸控期間中的一第一觸控期間與一第二觸控期間中之一者設置在該第一顯示期間與該第二顯示期間中的每一者後。
8. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該記憶體模組 包含：一第一線記憶體，用以根據該時脈訊號而依序地接收對應於該些N個顯示期間中之一者的該影像資料；以及一第二線記憶體，用以根據該時脈訊號而依序輸出該第一線記憶體所接收的該影像資料。
9. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該記憶體模組包含：一雙埠記憶體，用以根據該時脈訊號而依序地接收與輸出對應於該些N個顯示期間中之一者的該影像資料。
10. 一種控制方法，適用於一觸控顯示裝置，該控制方法包含：藉由一時序控制器產生一時脈訊號，其中該時脈訊號的每一週期包含N個顯示期間與N個觸控期間，其中該N個顯示期間的總時間對應於一影像訊號的多個訊框的其中之一，且該N個顯示期間與該N個觸控期間的總時間對應於該影像訊號的一週期，N為一正整數；以及交替地驅動該觸控顯示裝置，以使該觸控顯示裝置在每一該些N個顯示期間內顯示一影像，並在每一該些N個觸控期間內偵測一觸控操作，其中該些N個觸控期間與該些N個顯示期間的排列順序隨著該影像訊號中的該些訊框變動。
11. 如請求項10所述的控制方法，其中該些N個觸控期間的總時間與一垂直同步信號中的一前廊期間、一後廊期間與一啟動期間之總和相同。
12. 如請求項10所述的控制方法，其中N大於或等於2，該些N個顯示期間中之兩者被該些N個觸控期間之一者分開，且該些N個觸控期間中之兩者被該些N個顯示期間之一者分開。
13. 如請求項10所述的控制方法，其中該些N個觸控期間之一者設置在每一該些N個顯示期間後。
14. 如請求項10所述的控制方法，其中當該顯示面板顯示該影像訊號中的奇數個該些訊框時，該些N個顯示期間之一者設置在每一該些N個觸控期間後。
15. 如請求項14所述的控制方法，其中當該顯示面板顯示該影像訊號中的偶數個該些訊框時，該些N個觸控期間中之一者設置在每一該些N個顯示期間後。
16. 如請求項10所述的控制方法，其中當N設置為2時，交替地驅動該觸控顯示裝置的步驟更包含：在該些N個顯示期間中的一第一顯示期間內驅動該觸控顯示裝置中的奇數條閘極線；以及 在該些N個顯示期間中的一第二顯示期間內驅動該觸控顯示裝置中的偶數條閘極線，其中該些N個觸控期間中的一第一觸控期間與一第二觸控期間中之一者設置在該第一顯示期間與該第二顯示期間中的每一者後。
17. 如請求項10所述的控制方法，更包含：藉由一記憶體模組中的一第一線記憶體而根據該時脈訊號依序地接收對應於該些N個顯示期間中之一者的一影像資料；以及藉由該記憶體模組中的一第二線記憶體而根據該時脈訊號依序地輸出自該第一線記憶體所接收的該影像資料。
18. 如請求項10所述的控制方法，更包含：藉由一雙埠記憶體而根據該時脈訊號依序地接收對應於該些N個顯示期間中之一者的一影像資料；以及藉由該雙埠記憶體而根據該時脈訊號依序地輸出該影像資料。