TWI575416B - Non-time-sharing touch and display of embedded LCD display and its non-time-sharing touch and display drive method - Google Patents

Description

非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器及其非分時觸控及顯示驅動方法

本發明係有關一種內嵌式液晶顯示器，特別是關於一種非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器及其非分時觸控及顯示驅動方法。

圖1顯示習知的液晶顯示器，其利用低電壓差動信號傳輸(Low-Voltage Differential Signaling；LVDS)電路10將來自筆電的畫框資料傳送至LCD控制專用積體電路(application Specific Integrated Circuit；ASIC)14或者利用LCD控制電路12將來自桌上型電腦的畫框資料傳送至LCD控制ASIC 14，LCD控制ASIC 14根據畫框資料控制多個閘極驅動器18及20以及多個源極驅動器22及24，LCD面板26具有多條閘極驅動線及多條源極驅動線，閘極驅動器18及20根據來自LCD控制ASIC 14的畫框起始信號STV開始依序驅動多條閘極驅動線，源極驅動器22及24根據來自LCD控制ASIC 14的灰階資料GSD施加電壓至被驅動之閘極驅動線上所耦接的多個畫素電極，以決定被驅動的畫素的灰階，其中畫框起始信號STV代表開始顯示下一個畫框，參考電壓產生器16提供參考電壓給多個閘極驅動器18及20以及多個源極驅動器22及24以校準多個閘極驅動器18及20以及多個源極驅動器22及24內的電壓。

目前結合觸控及顯示功能的液晶顯示器約可分為兩種，第一種是於LCD面板26上增加一觸控面板來達成觸控功能，第二種則是在LCD面板26中內嵌觸控功能。

內嵌式液晶顯示器雖然不用增加觸控面板就可以達成觸控功能，但為了避免顯示影像與觸控感測互相干擾，因此顯示與觸控功能必需分時操作。假設圖1的LCD面板26的解析度為1920×1080，畫框更新率(frame rate)為60Hz，即LCD面板26每秒顯示60個畫框，換言之，每個畫 框有16.7ms的時間。如圖2的閘極驅動信號的波形28所示，在LCD面板26沒有結合觸控功能的情況下，16.7ms的時間幾乎全部用來顯示影像。如圖2的閘極驅動信號的波形30及觸控感測信號的波形32所示，在LCD面板26結合觸控功能後，16.7ms的時間中只有10ms的時間用來顯示影像，剩餘的6.7ms是用來執行觸控感測。

圖3顯示一種習知的觸控及顯示分時方法，其係先顯示影像後再進行觸控感測。如圖3所示，多個閘極驅動器18及20依序送出驅動信號Out1-Out1080以驅動多條閘極驅動線以顯示影像，而最後一條閘極驅動線完成驅動後至重新驅動第一條閘極驅動線的垂直空白(V-blanking)時間進行觸控感測。圖4係第二種習知的觸控及顯示分時方法，此方式是縮短每一個驅動信號Out1-Out1080的驅動時間以使相鄰的驅動信號之間有一水平空白(H-blanking)時間可供進行觸控感測。圖5顯示第三種習知的觸控及顯示分時方法，其同樣縮短每一個驅動信號Out1-Out1080的驅動時間，但是連續送出數個驅動信號Out1、Out2、Out3後，插入一長水平空白(long H-blanking)時間供觸控感測，其中該長水平空白時間等於連續送出的數個驅動信號Out1、Out2、Out3被縮短的時間的總合。

然而，習知的觸控及顯示分時方法無法使用在高解析度的LCD面板中。以60Hz的畫框更新率例，每個畫框有16.7ms的時間，因此LCD面板26的解析度為1024×768時，每條閘極驅動線最多有16.7ms/768=21.7μs的驅動時間。當LCD面板26的解析度為1920×1080時，每條閘極驅動線最多有16.7ms/1080=15.4μs的驅動時間。當LCD面板26的解析度為4K×2K時，每條閘極驅動線最多有16.7ms/2K=8.3μs的驅動時間。也就是說，隨著解析度的增加，每條閘極驅動線的驅動時間跟著減少，因此在高解析度的LCD面板26中，每條閘極驅動線的驅動時間都快不夠用了，無法再分出時間來達成觸控感測。

在LCD面板26中還包括一共電極板，共電極板具有一共電極電壓Vcom作為參考電位，當施加在畫素電極的電壓大於共電極電壓Vcom時，視為正極性電壓，當施加在畫素電極的電壓小於共電極電壓Vcom時，視為負極性電壓。在二連續畫框中，相同位置的畫素的極性相反，以 避免PI(polyimide)高分子物質長時間維持在相同電壓，形成永久極化使液晶分子無法轉動。共電極電壓Vcom可以是直流電壓也可以是交流電壓，圖6顯示直流共電極電壓的驅動方法，其中共電極電壓Vcom為固定電壓，源極驅動線上的電壓V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-與共電極電壓Vcom之間的壓差決定畫素的灰階，在此範例中假設源極驅動線上的電壓與共電極電壓Vcom之間的最大壓差為8V時，共電極電壓Vcom設定為8V，而源極驅動線上的電壓將在0V至16V之間變動，例如電壓V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+分別為9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V，電壓V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-分別為7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V。圖7顯示交流共電極電壓的驅動方法，其係施加一交流驅動信號至共電極板，以使共電極電壓Vcom在二個電壓之間交替切換，源極驅動線上的電壓V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-與共電極電壓Vcom之間的壓差決定畫素的灰階，在此範例中假設源極驅動線上的電壓與共電極電壓Vcom之間的最大壓差為8V，共電極電壓Vcom設定在0V及8V之間交替切換，則源極驅動線上的電壓將在0V至8V之間變動，例如電壓V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+分別為1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V，電壓V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-分別為7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V、0V。由前面敍述可知，在最大壓差相同的情況下，相較於直流共電極電壓的驅動方式，交流共電極電壓的驅動方式可以降低源極驅動線上電壓的最小值與最大值之間的壓差以降低功率消耗，而且可以用低壓製程實現以降低晶片尺寸。此外交流共電極電壓的驅動方式也具有較低的湧入電流(in-rush current)，故交流共電極電壓的驅動方式具有較低的雜訊，進而具有較佳的信號雜訊比(signal to noise ratio；S/N)。

在目前的LCD顯示器中，極性轉換的驅動方式約可分為畫框反轉(frame inversion)、列反轉(row inversion)、行反轉(column inversion)及點反轉(dot inversion)等四種。圖8顯示習知LCD顯示器中四種極性轉換驅動方法的範例，其中畫框反轉的驅動方式在第N畫框時，將LCD面板 26上所有畫素的極性設定為正極性，即源極驅動線上的電壓大於共電極電壓Vcom，接著在下一個畫框(第N+1畫框)時，將LCD面板26上所有畫素的極性反轉為負極性，即源極驅動線上的電壓小於共電極電壓Vcom。圖8所示的列反轉的驅動方式，在第N畫框時，將第一列、第三列及第五列上的畫素設定為正極性，第二列及第四列上的畫素設定為負極性，接著在第N+1畫框時，第一列、第三列及第五列上的畫素反轉為負極性，第二列及第四列上的畫素反轉為正極性。圖8所示的行反轉的驅動方式，在第N畫框時，將第一行、第三行及第五行上的畫素設定為正極性，第二行及第四行上的畫素設定為負極性，接著在第N+1畫框時，第一行、第三行及第五行上的畫素反轉為負極性，第二行及第四行上的畫素反轉為正極性。圖8所示的點反轉的驅動方式是將相鄰畫素的極性設定為相反，而且第N畫框及第N+1畫框中相同位置的畫素的極性相反。

在圖8的畫框反轉及列反轉的驅動方法中，同一列上的畫素被同時充電(正極性)或放電(負極性)，這會造成水平串擾(horizontal crosstalk)。圖9說明形成水平串擾的原因，當第N條閘極驅動線被驅動時，如果此列為正極性，則多條源極驅動線將同時對各自的電容Cs充電，但電容Cs與共電極板34之間有一寄生電容Clc，因此所有的源極驅動線在對各自的電容Cs充電時，也同時對共電極板34充電，進而提高共電極板34的共電極電壓Vcom，導致第N條閘極驅動線上的畫素所呈現的灰階不正確。同樣的，如果此列為負極性，則會造成共電極板34放電，進而降低共電極板34的共電極電壓Vcom，導致第N條閘極驅動線上的畫素所呈現的灰階不正確。圖8中的行反轉及點反轉驅動方法可以改善水平串擾，因為在行反轉及點反轉驅動方法中，同一列上的畫素的極性是交替改變，因此部分源極驅動線會對共電極板34充電，而另一部分的源極驅動線會對共電極板34放電，充電與放電互相抵消以降低對共電極電壓Vcom的影響，進而降低水平串擾。

在圖8的畫框反轉及行反轉的驅動方法中，同一行上的畫素持續充電或放電，這會造成垂直串擾(vertical crosstalk)。圖10說明形成垂直串擾的原因，源極驅動線經由多個薄膜電晶體36、40、44分別連接多個 畫素38、42、46，當其中一個薄膜電晶體40被導通以對畫素40充電或放電以決定畫素電壓(灰階)時，由於薄膜電晶體36、40、44的源極S及汲極D之間會形成寄生電容Csd，因此在源極驅動線對被驅動的畫素40充電或放電的同時，也會有漏電流Ilc經寄生電容Csd對此源極驅動線上未被驅動的畫素38、46充電或放電，又畫框反轉及行反轉的驅動方法中，同一行的畫素有相同極性，即同一行中的畫素38、42、46會持續被充電而使其畫素電壓持續上升或持續被放電而使其畫素電壓持續下降，進而導致畫素38、42、46顯示不正確的灰階。圖8中的列反轉及點反轉驅動方法可以改善垂直串擾，因為在列反轉及點反轉驅動方法中，同一行上的畫素的極性是交替改變，因此充電與放電會互相抵消以降低垂直串擾。

如上所述，點反轉驅動方法可以讓同一列及同一行上的一部分畫素為正極性，另一部分畫素為負極性，故可同時改善水平串擾及垂直串擾，但是目前點反轉驅動方法只有使用直流共電極電壓的驅動方式，並沒有使用交流共電極電壓的驅動方式。

本發明的目的之一，在於提出一種非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器及其非分時觸控及顯示驅動方法。

本發明的目的之一，在於提出一種使用區塊交流共電極電壓的內嵌式液晶顯示器及其區塊交流共電極電壓驅動方法。

本發明的目的之一，在於提出一種結合點反轉驅動方式及交流共電極電壓驅動方式的內嵌式液晶顯示器。

根據本發明，一種應用在內嵌式液晶顯示器的非分時觸控及顯示驅動方法，包括：分別施加交流驅動信號至該內嵌式液晶顯示器的多個共電極板以決定各個該共電極板的共電極電壓，其中該交流驅動信號係交替切換於一高準位及一低準位之間，該高準位及低準位的持續時間等於單一條閘極驅動線的驅動時間或為該驅動時間的整數倍；在該交流驅動信號的該高準位期間及該低準位期間，藉由多條源極驅動線對被驅動的畫素施加畫素電壓以顯示影像；以及在該交流驅動信號的該高準位期間或該低準位期間，偵測該多個共電極板以判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示 器。其中，施加至不同的該共電極板的交流驅動信號的相位可以相反。

根據本發明，一種非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器，包括多條閘極驅動線、多條源極驅動線、多個共電極板及一觸控偵測電路。該多條閘極驅動線係用以選擇要驅動的畫素。每一個該共電極板被施加交流驅動信號以決定多個畫素的參考電位，其中該交流驅動信號係交替切換於一高準位及一低準位之間，該高準位及低準位的持續時間等於單一條該閘極驅動線的驅動時間或為該驅動時間的整數倍。在該交流驅動信號的該高準位期間及該低準位期間，該多條源極驅動線對被驅動的畫素施加畫素電壓，並根據該畫素電壓與該參考電位的壓差決定該被驅動的畫素的灰階或顏色。在該交流驅動信號的該高準位期間或該低準位期間，該觸控偵測電路偵測該多個共電極板因該交流驅動信號的準位切換而產生的電荷變化，判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示器。其中，施加至不同的該共電極板的交流驅動信號的相位可以相反。

本發明可以同時處理觸控感測及畫框顯示，不用縮短顯示時間來達成觸控感測，因此本發明具有較多的顯示時間，可以應用在高解析度的內嵌式液晶顯示器。此外，本發明可以讓不同的共電極板的交流驅動信號的相位相反，使同一行及同一列上一部分畫素為正極性，另一部分畫素為負極性，達成點反轉的功效。

10‧‧‧低電壓差動信號傳輸電路

12‧‧‧LCD控制電路

14‧‧‧LCD控制ASIC

16‧‧‧參考電壓產生器

18‧‧‧閘極驅動器

20‧‧‧閘極驅動器

22‧‧‧源極驅動器

24‧‧‧源極驅動器

26‧‧‧LCD面板

28‧‧‧閘極驅動信號的波形

30‧‧‧閘極驅動信號的波形

32‧‧‧觸控感測信號的波形

34‧‧‧共電極板

36‧‧‧薄膜電晶體

38‧‧‧畫素

40‧‧‧薄膜電晶體

42‧‧‧畫素

44‧‧‧薄膜電晶體

46‧‧‧畫素

48‧‧‧時序控制電路

50‧‧‧共電極板

52‧‧‧貫穿孔

54‧‧‧觸控感應線

56‧‧‧觸控偵測電路

58‧‧‧閘極驅動線

60‧‧‧源極驅動線

62‧‧‧畫素電極

64‧‧‧畫素電極

66‧‧‧畫素電極

68‧‧‧畫素

70‧‧‧絕緣層

72‧‧‧源極驅動線的電壓的波形

74‧‧‧共電極電壓Vcom的波形

76‧‧‧交流驅動信號的波形

78‧‧‧共電極電壓Vcom的波形

80‧‧‧薄膜電晶體

82‧‧‧交流驅動信號的波形

84‧‧‧交流驅動信號的波形

圖1顯示習知的液晶顯示器；圖2說明未結合觸控功能時的顯示時間以及結合觸控功能時的觸控及顯示時間；圖3顯示第一種習知的觸控及顯示分時方法；圖4顯示第二種習知的觸控及顯示分時方法；圖5顯示第三種習知的觸控及顯示分時方法；圖6顯示直流共電極電壓的驅動方法；圖7顯示交流共電極電壓的驅動方法；圖8顯示習知LCD顯示器的四種極性轉換驅動方法； 圖9說明形成水平串擾的原因；圖10說明形成垂直串擾的原因；圖11顯示本發明非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器的實施例；圖12係圖11中LCD面板26的局部放大圖圖13係圖11中LCD面板26的剖面圖；圖14顯示本發明的非分時觸控及顯示驅動方法圖15顯示圖14中波形74的放大圖；圖16顯示圖11中其中一個共電極板所對應的電路；圖17顯示圖16中第一條觸控感應線TP1所看到的等效電路；圖18顯示本發明區塊交流共電極電壓驅動方式的交流驅動信號；圖19顯示相鄰的共電極板分別施加相位相反的交流驅動信號的第一實施例；圖20顯示相鄰的共電極板分別施加相位相反的交流驅動信號的第二實施例；以及圖21顯示相鄰的共電極板分別施加相位相反的交流驅動信號的第三實施例。

圖11顯示本發明非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器的實施例，其包括多個閘極驅動器18、多個源極驅動器22、LCD面板26、時序控制器48及觸控偵測電路56。時序控制器48包含LCD控制ASIC 14，且用以控制多個閘極驅動器18及多個源極驅動器22的操作時序。LCD面板26包含多個共電極板50，每一個共電極板50經由至少一貫穿孔52連接至少一條觸控感應線54，而每一條觸控感應線54只能連接一個共電極板50。觸控偵測電路56透過觸控感應線54偵測共電極板50上的電壓或電荷以判斷是否有物件觸碰LCD面板以及觸碰位置。在圖11中，為了簡化圖式而將所有觸控感應線54連接在一起後再連接至觸控偵測電路56，但實際上，觸控感應線54並未互相連接。一般而言，每一個源極驅動器22就是一顆積體電路(IC)，因此觸控偵測電路56也可以整合至其中一個源極驅動器22中，而觸控感應線54則連接至具有觸控偵測功能的源極驅動器22。 圖12係圖11中LCD面板26的局部放大圖，其中每一個共電極板50對應多個畫素68，每個畫素包含三個畫素電極62、64、66分別產生紅色、綠色、藍色三種色光。多個閘極驅動器18根據來自時序控制器48的指令依序驅動多條閘極驅動線58，每一條閘極驅動線58耦接多個畫素電極。多個源極驅動器22根據來自時序控制器48的指令施加畫素電壓至多條源極驅動線60，這些畫素電壓被施加到畫素電極，以決定畫素68的灰階或顏色，進而顯示影像。圖13係圖11中LCD面板26的剖面圖，其中共電極板50經由貫穿孔52連接觸控感應線54，而觸控感應線54與源極驅動線60之間由絕緣層70阻隔。

在本發明中，共電極板50除了提供畫素68的參考電位之外，還作為觸控偵測的驅動及接收電極。圖14顯示本發明的非分時觸控及顯示驅動方法，其中波形72是源極驅動線60的電壓，波形74是共電極板50上的共電極電壓Vcom，波形76是提供至共電極板50的交流驅動信號，此實施例是以全白的畫面為例。交流驅動信號76的高準位及低準位的持續時間THL等於單一條閘極驅動線58的驅動時間或為該驅動時間的整數倍。假設LCD面板26的解析度為1920×1080，畫框更新率為60Hz，則每一條閘極驅動線58的驅動時間約為15μs。若交流驅動信號76的高準位及低準位的持續時間THL為15μs時，這表示每驅動一條閘極驅動線58，交流驅動信號76的準位就切換一次。當交流驅動信號76的高準位及低準位的持續時間為15μs×2=30μs時，這表示每驅動二條閘極驅動線58，交流驅動信號76的準位切換一次，以此類推。

參照圖11、圖12及圖14，在驅動第N條閘極驅動線58時，如圖14的時間t1所示，交流驅動信號的波形76由低準位變為高準位，例如由0V變為8V，此時交流驅動信號對共電極板50充電，以使共電極電壓Vcom由0V上升至8V，如圖14的波形74所示，而這段共電極電壓Vcom由0V上升至8V的時間可以用來實現觸控感測。在時間t1源極驅動器22也施加0.1V的畫素電壓使得源極驅動線60的電壓從7.9V下降至0.1V，如圖14的波形72所示，由於源極驅動線60的電壓需要一段時間才能穩定在目標值，因此在畫素電壓改變且經一段時間Td後，再閂鎖此時的源極驅動 線60的電壓與共電極電壓Vcom之間的壓差-7.9V作為LCD資料決定畫素的灰階或顏色。LCD資料閂鎖必需在下一次畫素電壓改變之前，因此時間Td不能大於時間t2-t1。在驅動第N+1條閘極驅動線58時，如圖14的時間t2所示，交流驅動信號的波形76由8V變為0V，此時共電極板50放電以使共電極電壓Vcom由8V下降至0V，如圖14的波形74所示，而這段共電極電壓Vcom由8V下降至0V的時間可以用來達成觸控感測。在時間t2源極驅動器22也施加7.9V的畫素電壓使得源極驅動線60的電壓從0.1V上升至07.9V，如圖14的波形72所示，由於源極驅動線60的電壓需要一段時間才能穩定在目標值，因此在畫素電壓改變且經一段時間Td後，再閂鎖此時的源極驅動線60的電壓與共電極電壓Vcom之間的壓差7.9V作為LCD資料決定畫素的灰階或顏色。LCD資料閂鎖必需在下一次畫素電壓改變之前，因此時間Td不能大於時間t3-t2。本發明的驅動方法在提供畫素電壓設定畫素的灰階或顏色的過程中，同時進行觸控感測，即觸控與顯示是同時處理，而不是分時處理，本發明的驅動方法不用藉由縮短顯示時間來實現觸控感測，因此在高解析度的內嵌式液晶顯示器的應用中，本發明仍然可以適用。在圖14的實施例中，是在共電極電壓Vcom由低準位變為高準位以及由高準位變為低準位時各進行一次觸控感測，在其他實施例中，也可以只在共電極電壓Vcom由低準位變為高準位時或由高準位變為低準位時進行觸控感測。

圖15顯示圖14中波形74的放大圖，用以說明觸控感測方法。當有手指觸碰時，觸碰位置的共電極板的等效電容將上升，因此在交流驅動信號由0V變為8V時，如時間t1所示，觸碰位置的共電極板的共電極電壓Vcom的上升速度較慢，如圖15左方的共電極電壓Vcom的波形78所示，也就是說可以藉由偵測共電極電壓Vcom來判斷是否有手指觸碰。例如在交流驅動信號由0V變為8V並經一預設時間Tr1時，偵測共電極電壓Vcom，如果偵測到的共電極電壓Vcom大於預設電壓Vr1表示無手指觸碰，相反的如果偵測到的共電極電壓Vcom小於預設電壓Vr1則表示有手指觸碰。當交流驅動信號由8V變為0V時，如時間t2所示，觸碰位置的共電極板的共電極電壓Vcom的下降速度較慢，如圖15右方的波形78所示， 因此在交流驅動信號由8V變為0V並經一預設時間Tf1時，偵測共電極電壓Vcom，如果偵測到的共電極電壓Vcom小於預設電壓Vf1表示無手指觸碰，相反的如果偵測到的共電極電壓Vcom大於預設電壓Vf1則表示有手指觸碰。

另一種觸控感測方法是偵測共電極電壓Vcom上升或下降至一預設電壓的時間。參照圖15的時間t1及左方的波形78，在交流驅動信號由0V變為8V時，觸碰位置的共電極板的共電極電壓Vcom的上升速度較慢，因此共電極電壓Vcom需要較長的時間才能上升到預設電壓Vr2，換言之，可以藉由計數共電極電壓Vcom上升至預設電壓Vr2的時間來判斷是否有手指觸碰，如果共電極電壓Vcom上升至預設電壓Vr2的計數時間小於預設時間Tr2時表示無手指觸碰，相反的如果計數時間大於預設時間Tr2則表示有手指觸碰。當交流驅動信號由8V變為0V時，如時間t2所示，觸碰位置的共電極板的共電極電壓Vcom的下降速度較慢，如圖15右方的波形78所示，因此計數共電極電壓Vcom下降至預設電壓Vf2的時間來判斷是否有手指觸碰，如果共電極電壓Vcom下降至預設電壓Vr2的計數時間小於預設時間Tf2時表示無手指觸碰，相反的如果計數時間大於預設時間Tf2則表示有手指觸碰。

圖16顯示圖11中其中一個共電極板所對應的電路，其中每一條閘極驅動線58連接同一列上的薄膜電晶體80的閘極，每一條源極驅動線60連接同一行上的薄膜電晶體80的源極，每一條觸控感應線54對應一條源極驅動線60，共電極板50經圖11所示的貫穿孔52連接多條觸控感應線54中的第一條觸控感應線TP1。每個薄膜電晶體80與共電極板50之間有寄生電容Clc，每一條觸控感應線54與共電極板50之間有寄生電容Ctv，每一條觸控感應線54與對應的源極驅動線60之間有寄生電容Cts。如圖16所示，當施加畫素電壓至源極驅動線60時，會經寄生電容Clc、Ctv、Cts影響到共電極板50及觸控感應線54的電壓，為了避免在對觸控感應線TP1進行觸控感測時受到源極驅動線S1-SN上電壓的影響，可對觸控感應線TP1進行觸控板動態補償(touch panel dynamic compensation)以增加觸控感測的準確度。圖17是圖16的簡化等效電路，其顯示從第一條觸控感應 線TP1看到的寄生電容，其中Cf是手指觸碰時產生的寄生電容。在圖16及圖17中的寄生電容Clc、Ctv、Cts都是電路完成後可以預先計算或量測得到的固定值，因此根據圖17的等效電路可以計算出源極驅動線S1-SN上的電壓對觸控感應線TP1的影響，進而對觸控感應線TP1進行觸控板動態補償，以更精確的辨識是否有手指觸碰。

在圖11的內嵌式液晶顯示器中，所有的共電極板50可以被施加相同的交流驅動信號以產生相同的共電極電壓Vcom。此外，也可以將多個共電極板50分成兩部分，分別施加相位相反的交流驅動信號以達成區塊交流共電極電壓驅動，例如將同一列或同一行上的共電極板50分成兩部分，分別施加相位相反的交流驅動信號，或者將相鄰的共電極板50分別施加相位相反的交流驅動信號。

圖18顯示本發明區塊交流共電極電壓驅動方式的交流驅動信號，其中波形82及84為相位相反的交流驅動信號。如前所述，交流驅動信號82及84的高準位及低準位的持續時間THL等於單一條閘極驅動線58的驅動時間或為該驅動時間的整數倍，以在每驅動一條或多條閘極驅動線58後，使對應下一條閘極驅動線58的畫素的極性反轉。假設每一條閘極驅動線58的驅動時間為15μs，若交流驅動信號82及84的高準位及低準位的持續時間THL為15μs時，這表示每驅動一條閘極驅動線58，交流驅動信號的準位就切換一次，因此如圖19的共電極板50所示，同一共電極板50中相鄰列的畫素的極性相反。當交流驅動信號的高準位及低準位的持續時間為15μs×2=30μs時，這表示每驅動二條閘極驅動線58，交流驅動信號的準位切換一次，因此如圖20的共電極板50所示，同一共電極板50中可以每隔二列的畫素的極性相反。若每一個共電極板50上的畫素共有5列時，交流驅動信號的高準位及低準位的持續時間THL最大為15μs×5=75μs時，這表示每驅動5條閘極驅動線58或同一共電極板50的畫素全部驅動後，交流驅動信號的準位切換一次，因此如圖21所示，同一行的共電極板50的所有畫素的極性相同，而同一列上相鄰的共電極板50的畫素的極性相反。

由於本發明是使用交流共電極電壓驅動方法，因此相較於直 流共電極電壓驅動方式，本發明可以用低壓製程實現以降低晶片尺寸，而且具有較佳的信號雜訊比。

參照圖19及圖20，本發明區塊交流共電極電壓驅動方式不但可以讓同一列上一部分的畫素為正極性，另一部分的畫素為負極性，同時也可以讓同一行上一部分畫素為正極性，另一部分為負極性。因此，本發明的區塊交流共電極電壓驅動方式也可以實現如圖8所示的點反轉驅動方式，以降低垂直串擾及水平串擾。

在LCD顯示器中，源極驅動器22的IC成本遠比閘極驅動器18的IC成本高，因此有廠商提出一種雙閘極(dual gate)面板來降低源極驅動器22的數量，此雙閘極面板是將一條閘極驅動線58分成二段分別由二個閘極驅動器18驅動，但這兩段閘極驅動線共用一組源極驅動器，不能同時驅動進行畫素更新，因此每個畫素的驅動時間將會減半。下面表1顯示不同解析度下，雙閘極面板與標準面板的源極驅動器數量及畫素的驅動時間，就現有技術而言，在內嵌式液晶顯示器中要達成分時觸控及顯示功能，8μs的驅動時間已是極限，因此從表1可知，當習知的內嵌式液晶顯示器的LCD面板的解析度超過1600×900時，就無法再使用雙閘極的驅動方式。但本發明的內嵌式液晶顯示器的觸控及顯示功能是同時處理，故本發明的內嵌式液晶顯示器能在解析度較高的LCD面板中使用雙閘極驅動方式，以減少源極驅動器的數量，進而降低IC成本。

以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的。實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者瞭解本發明的技術，並非用以限定本發明的申請專利範圍。

72‧‧‧源極驅動線的電壓的波形

74‧‧‧共電極電壓Vcom的波形

76‧‧‧交流驅動信號的波形

Claims (15)

1. 一種應用在內嵌式液晶顯示器的非分時觸控及顯示驅動方法，該內嵌式液晶顯示器包含多個共電極板、多條閘極驅動線及多條源極驅動線，該多條閘極驅動線用以選擇要驅動的畫素，每一個該共電極板用以設定多個畫素的參考電位，該非分時觸控及顯示驅動方法包括下列步驟：分別施加交流驅動信號至各個該共電極板以決定各個該共電極板的共電極電壓，其中該交流驅動信號係交替切換於一高準位及一低準位之間，該高準位及低準位的持續時間等於單一條該閘極驅動線的驅動時間或為該驅動時間的整數倍；在該交流驅動信號的該高準位期間及該低準位期間，藉由該多條源極驅動線對被驅動的畫素施加畫素電壓以顯示影像；以及在該交流驅動信號的該高準位期間或該低準位期間，偵測該多個共電極板以判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示器。
2. 如請求項1的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該分別施加交流驅動信號至各個該共電極板的步驟包括將同一列上的該多個共電極板分成兩部分分別施加相位相反的該交流驅動信號。
3. 如請求項2的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該將同一列上的該多個共電極板分成兩部分分別施加相位相反的該交流驅動信號的步驟包括對同一列上的相鄰共電極板施加相位相反的該交流驅動信號。
4. 如請求項1的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該分別施加交流驅動信號至各個該共電極板的步驟包括將同一行上的該多個共電極板分成兩部分分別施加相位相反的該交流驅動信號。
5. 如請求項4的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該將同一行上的該多個共電極板分成兩部分分別施加相位相反的該交流驅動信號的步驟包括對同一行上的相鄰共電極板施加相位相反的該交流驅動信號。
6. 如請求項1的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該偵測該多個共電極板的步驟包括在該多個共電極板被施加的該交流驅動信號的準位切換並經一預設時間時，偵測該多個共電極板的電壓是否達到一預設電壓。
7. 如請求項1的非分時觸控及顯示驅動方法，其中該偵測該多個共電極板的步驟包括在該多個共電極板被施加的該交流驅動信號的準位切換時，計 數該多個共電極板的電壓達到一預設電壓的時間是否超過一預設時間。
8. 一種非分時觸控及顯示的內嵌式液晶顯示器，包括：多條閘極驅動線，用以選擇要驅動的畫素；多個共電極板，每一個該共電極板被施加交流驅動信號以決定多個畫素的參考電位，其中該交流驅動信號係交替切換於一高準位及一低準位之間，該高準位及低準位的持續時間等於單一條該閘極驅動線的驅動時間或為該驅動時間的整數倍；多條源極驅動線，在該交流驅動信號的該高準位期間及該低準位期間，對被驅動的畫素施加畫素電壓，並根據該畫素電壓與該參考電位的壓差決定該被驅動的畫素的灰階或顏色；以及一觸控偵測電路，在該交流驅動信號的該高準位期間或該低準位期間，藉由偵測該多個共電極板因該交流驅動信號的準位切換而產生的電荷變化，判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示器。
9. 如請求項8的內嵌式液晶顯示器，更包括多條觸控感應線連接該觸控偵測電路及分別連接該多個共電極板。
10. 如請求項8的內嵌式液晶顯示器，其中在同一列上的該多個共電極板被分成兩部分分別施加相位相反的該交流驅動信號。
11. 如請求項10的內嵌式液晶顯示器，其中在同一列上的相鄰共電極板被施加相位相反的該交流驅動信號。
12. 如請求項8的內嵌式液晶顯示器，其中在同一行上的該多個共電極板分成兩部分分別被施加相位相反的該交流驅動信號。
13. 如請求項12的內嵌式液晶顯示器，其中在同一行上的相鄰共電極板施加相位相反的該交流驅動信號。
14. 如請求項8的內嵌式液晶顯示器，其中該觸控偵測電路在該交流驅動信號的準位切換並經一預設時間時，偵測該多個共電極板的電壓是否達到一預設電壓，以判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示器。
15. 如請求項8的內嵌式液晶顯示器，其中該觸控偵測電路在該交流驅動信號的準位切換時，計數該多個共電極板的電壓達到一預設電壓的時間是否超過一預設時間，以判斷是否有物件觸碰該內嵌式液晶顯示器。