TWI645320B

TWI645320B - 內嵌式顯示裝置及其掃描方法

Info

Publication number: TWI645320B
Application number: TW106131178A
Authority: TW
Inventors: 施博盛; 黃正岱; 王國欽; 曾郭庭
Original assignee: 敦泰電子有限公司
Priority date: 2017-09-12
Filing date: 2017-09-12
Publication date: 2018-12-21
Also published as: TW201913330A

Abstract

本揭露提出一種內嵌式顯示裝置及其掃描方法，該內嵌式顯示裝置包括一內嵌式顯示面板、一顯示控制器、一觸控驅動及偵測控制器、及一虛擬亂數產生器。顯示控制器用以驅動該內嵌式顯示面板，俾執行至少一個顯示圖框的顯示操作。該觸控驅動及偵測控制器連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層，以進行觸控偵測。該虛擬亂數產生器用以產生一亂數訊號。其中，該顯示控制器將該至少一個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽，該顯示控制器並依據該亂數訊號，以設定該複數個非顯示時槽的起始時間。

Description

內嵌式顯示裝置及其掃描方法

本揭露係關於內嵌式顯示裝置之技術領域，尤指一種內嵌式顯示裝置及其掃描方法。

手持式裝置市場的競爭日趨激烈。因此許多功能已加入手持式裝置的設計中，例如觸控偵測等功能。習知技術係將觸控層貼合於手持式裝置的顯示面板上。圖1係習知技術觸控偵測及顯示操作的示意圖。如圖所示，當要進行顯示操作，其係在垂直同步訊號(Vsync)之間依序開啟顯示面板的閘極線(gate line)以將顯示訊號寫入與該閘極線對應的像素。由於觸控層是貼合於顯示面板上，觸控層與顯示面板的電路有一段距離，因此觸控偵測及顯示操作可分別獨立且同時進行。如圖所示，顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy為高電位時，表示依序開啟顯示面板的閘極線，以進行顯示操作。觸碰偵測驅動訊號Tx為高電位時，表示進行觸碰偵測操作。顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy與觸碰偵測驅動訊號Tx兩者之間係獨立且同時進行。

為了降低手持式裝置的厚度及減少組裝程序，手持式裝置逐漸使用內嵌式觸控技術(in-cell touch detection technology)。於內嵌式顯示裝置中，由於觸控層與顯示面板的電路之距離減少，當進行觸控偵測時，所輸出觸控偵測驅動訊號容易對顯示面板產生雜訊。因此，習知內嵌式顯示裝置及其掃描方法實仍有改善的空間。

本揭露之目的主要係在提供一種內嵌式顯示裝置及其掃描方法，以改善面板顯示時充放電的效能，同時透過亂數設定使得橫紋可無規律的出現，藉此也可使人眼不易追蹤到顯示面板上的橫紋現象，進而提昇顯示效果。

依據本揭露之一特色，本揭露提出一種內嵌式顯示裝置，其包括一內嵌式顯示面板、一顯示控制器、一觸控驅動及偵測控制器、及一虛擬亂數產生器。該顯示控制器用以驅動該內嵌式顯示面板，俾執行至少一個顯示圖框的顯示操作。該觸控驅動及偵測控制器連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層，以進行觸控偵測。該虛擬亂數產生器用以產生一亂數訊號。其中，該顯示控制器將該至少一個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽，該顯示控制器並依據該亂數訊號，以設定該複數個非顯示時槽的起始時間。

依據本揭露之另一特色，本揭露提出一種顯示裝置的掃描方法，其係運用於一內嵌式顯示裝置。該內嵌式顯示裝置包含一內嵌式顯示面板、一顯示控制器及一觸控驅動及偵測控制器。該顯示控制器用以驅動該內嵌式顯示面板，俾執行至少一個顯示圖框的顯示操作。該觸控驅動及偵測控制器連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層，以進行觸控偵測。該方法包括步驟：(A)該顯示控制器接收一亂數訊號，並將該至少一個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽；(B)該顯示控制器並依據該亂數訊號，以設定該複數個非顯示時槽的起始時間；(C)該觸控驅動及偵測控制器依據該亂數訊號，以在該複數個非顯示時槽中進行觸控偵測。

200‧‧‧內嵌式顯示裝置

210‧‧‧內嵌式顯示面板

220‧‧‧顯示控制器

230‧‧‧觸控驅動及偵測控制器

240‧‧‧虛擬亂數產生器

211‧‧‧顯示面板

213‧‧‧觸控層

2111‧‧‧閘極線

2113‧‧‧掃描線

2115‧‧‧主動元件

215‧‧‧透明電極

Srand‧‧‧亂數訊號

步驟(A)~步驟(C)

T_D‧‧‧顯示時槽

T_N‧‧‧非顯示時槽

A‧‧‧橢圓

LCD_Busy‧‧‧顯示觸控切換指示訊號

圖1係習知技術觸控偵測及顯示操作的示意圖。

圖2係本揭露之內嵌式顯示裝置之示意圖。

圖3係該虛擬亂數產生器的Verilog程式碼的示意圖。

圖4係本揭露觸控操作及顯示操作的時序示意圖。

圖5係本揭露之顯示裝置的掃描方法之流程圖。

圖6係本揭露之亂數訊號的虛擬碼的示意圖。

圖7係本揭露顯示圖框中非顯示時槽的示意圖。

為了使本揭露的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本揭露進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本揭露，並不用於限定本揭露。

圖2係本揭露之內嵌式顯示裝置200之示意圖。該內嵌式顯示裝置200包括一內嵌式顯示面板210、一顯示控制器220、一觸控驅動及偵測控制器230、及一虛擬亂數產生器240。

該內嵌式顯示面板210具有一顯示面板211及一觸控層213。該顯示面板211具有複數條閘極線2111及複數條掃描線2113，每一閘極線2111及每一掃描線2113設置有一主動元件2115，用以執行顯示操作。

該觸控層213具有複數個透明電極215，以執行觸控偵測。複數個透明電極215可使用自電容(Self-capacitance)或互電容(Mutual-capacitance)技術，進行觸控偵測。在圖2中，雖然觸控層213和顯示面板211是分開繪示，然而這只是為了方便說明。在內嵌式顯示裝置的實施例中，觸控層213和透明電極215也可是直接設置在主動元件2115的基板上，並覆蓋多個主動元件2115。

該顯示控制器220用以驅動該內嵌式顯示面板210，俾執行至少一個顯示圖框(display frame)的顯示操作。該觸控驅動及偵測控制器230連接至該內嵌式顯示面板210的一觸控層213，以進行觸控偵測。

該虛擬亂數產生器240連接至該顯示控制器220及觸控驅動及偵測控制器230，用以產生一亂數訊號Srand。

該顯示控制器220將該至少一個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽T_D(display slot)、及複數個非顯示時槽T_N(non-display slot)。該顯示控制器220並依據該亂數訊號Srand，以設定該複數個非顯示時槽的起始時間。

圖3係該虛擬亂數產生器240的Verilog程式碼的示意圖。該虛擬亂數產生器240係利用一線性反饋移位暫存器(Linear Feedback Shift Registers,LFSR)以產生該亂數訊號Srand。該亂數訊號Srand的產生可以是熟習該技術者基於本揭露的描述內容所能完成，故不再贅述。

圖4係本揭露觸控操作及顯示操作的時序示意圖。其中，於顯示圖框1(Frame 1)中，該虛擬亂數產生器240所產生之亂數訊號Srand為110。亦即，該顯示控制器220在驅動完第110條閘極線後，即暫停驅動第111條閘極線。其中，G1為高電位表示第一條閘極線被驅動，Gn為高電位表示第n條閘極線被驅動。而當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於高電位時，表示有閘極線被驅動，也就是說，在停坑後，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於高電位時，可繼續驅動閘極線。反之，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於低電位時，暫停閘極控制。該觸控驅動及偵測控制器230驅動一觸碰偵測驅動訊號Tx為高電位，以接續執行觸碰偵測。當經過時間T1後，顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy會切換為高電位，表示可繼續驅動閘極線，例如該顯示控制器220繼續驅動第111條閘極線，該觸控驅動及偵測控制器230則停止驅動觸碰偵測驅動訊號Tx。當經過時間T2後，顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy轉改為低電位，表示暫停驅動閘極線，例如該顯示控制器220暫停驅動第n條閘極線，該觸控驅動及偵測控制器230則驅動該觸碰偵測驅動訊號Tx為高電位，以接續執行觸碰偵測。

如圖4所示，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於高電位時，表示該顯示控制器220驅動閘極線，以進行顯示操作，因此顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於高電位的時間稱為顯示時槽T_D。當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於低電位時，表示該顯示控制器220暫停閘極線控制，此時並非進行顯示操作，因此顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy處於低電位的時間稱為非顯示時槽T_N。如圖4所示，一個顯示圖框內的各該顯示時槽T_D與各該非顯示時槽T_N係為交替。同時，於圖4中可見其中至少一顯示時槽T_D的長度係長於該非顯示時槽 T_N的長度。

如圖4的橢圓A所示，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy由高電位轉為低電位，再由低電位轉為高電位，會形成一個凹坑。當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy由高電位轉為低電位，代表暫停驅動閘極線，業界一般可稱為入坑，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy停留在低電位並執行觸控驅動及偵測，業界一般稱為停坑，當顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy由低電位轉為高電位，代表繼續驅動閘極線，業界一般可稱為出坑。

於顯示圖框2(Frame 2)中，虛擬亂數產生器240所產生之亂數訊號Srand為116。亦即，顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy轉換為低電位表示暫停驅動閘極線，例如該顯示控制器220在驅動完第116條閘極線後，即暫停驅動第117條閘極線，而該觸控驅動及偵測控制器230則驅動該觸碰偵測驅動訊號Tx為高電位，以執行觸碰偵測。當經過時間T1後，顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy轉變為高電位，表示繼續驅動閘極線，例如該顯示控制器220繼續驅動第117條閘極線，該觸控驅動及偵測控制器230則停止驅動觸碰偵測驅動訊號Tx。依序類推。

如圖4所示，當進行觸碰偵測時，該顯示控制器220在顯示觸控切換指示訊號LCD_Busy上由於暫停驅動閘極線，會形成一個凹坑的現象，如橢圓A處所示，因此在非顯示時槽且進行觸碰偵測時，業界一般稱此非顯示時槽為顯示停坑掃描。

於上述描述中，時間T1、時間T2、及一個顯示圖框(Frame)有多少個非顯示時槽可預先設定於該顯示控制器220及該觸控驅動及偵測控制器230中。於其他實施例中，可於兩個顯示圖框，該虛擬亂數產生器240才產生一次亂數訊號Srand。亦即，於顯示圖框1(Frame 1)中，該虛擬亂數產生器240所產生之亂數訊號Srand為110時，於顯示圖框1(Frame 1)及顯示圖框2(Frame 2)中，非顯示時槽均由第111條閘極線的時間處開始。

於其他實施例中，該內嵌式顯示裝置200更包括一第一存儲器250、一第二存儲器260及一第三存儲器270。

該第一存儲器250儲存該複數個非顯示時槽的數目。例如，該第一存儲器250儲存內容為00001010b，其係為十進制中的10。亦即在一個顯示圖框中，會產生10個非顯示時槽。

該第二存儲器260儲存每個非顯示時槽的時間長度，其係以該顯示控制器220執行一條掃描線2113的掃描時間為單位。例如，第二存儲器260儲存內容為00010100b，其係為十進制中的20。亦即，非顯示時槽的時間長度為20條掃描線2113的掃描時間。

該第三存儲器270儲存兩非顯示時槽的時間差距，其係以該顯示控制器220執行一條掃描線2113的掃描時間為單位。例如，第三存儲器270儲存內容為00010100b，其係為十進制中的20。亦即，一個非顯示時槽與下一個非顯示時槽的時間差距為20條掃描線2113的掃描時間。

該第一存儲器250、該第二存儲器260及該第三存儲器270可為暫存器，亦可為揮發性記憶體或非揮發性記憶體。

圖5係本揭露之顯示停坑掃描方法之流程圖。該顯示停坑掃描方法係運用於圖2所示的內嵌式顯示裝置200，該內嵌式顯示裝置200包含一內嵌式顯示面板210、一顯示控制器220及一觸控驅動及偵測控制器230。該顯示控制器220用以驅動該內嵌式顯示面板210，俾執行至少一個顯示圖框的顯示操作，該觸控驅動及偵測控制器230連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層213，以進行觸控偵測。

於步驟(A)中，該顯示控制器220接收一亂數訊號Srand，並將該至少一個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽。

該亂數訊號Srand係由一亂數產生函數所產生。於其他實施例中，該亂數訊號Srand係由一虛亂擬數(pseudo-random)產生函數所產生，或是該亂數訊號Srand係由一群預設數值中隨機挑選所產生，亦或是該亂數訊號Srand係由一群預設表格中隨機挑選所產生。

於步驟(B)中，該顯示控制器220並依據該亂數訊號Srand，以設定該複數個非顯示時槽的起始時間。

於步驟(C)中，該觸控驅動及偵測控制器230依據該亂數訊號Srand，以在該複數個非顯示時槽中進行觸控偵測。

當亂數訊號Srand由一群預設表格中隨機挑選所產生時，其可先建立一個跳動量的表格。其次，每一個顯示圖框執行一次查表，以更換非顯示時槽的起始時間。於其他實施例中，每二個顯示圖框執行一次查表，以更換非顯示時槽的起始時間。圖6係本揭露之亂數訊號Srand的虛擬碼的示意圖。其係每隔每二個顯示圖框，由跳動量的表格選取一個數值，以更換非顯示時槽的起始時間。

圖7係本揭露顯示圖框中非顯示時槽的示意圖。如圖7所示，每個顯示圖框中的非顯示時槽之起始時間均不相同。

由於內嵌式顯示面板在觸控偵測掃描時，面板的閘極會在當前小坑處(非顯示時槽)強制拉低若干個周期。當進行可靠性驗證時，部分級數的閘極電路在高溫潮濕的環境，又長期在相同位置的小坑(非顯示時槽)停留，則會受到過大的應力(Stress)，導致電路受損，影響面板顯示時充放電的效能，最終會在螢幕上形成肉眼可見的橫紋。如果是照著順序移動停坑的時間(非顯示時槽的時間)，只是讓橫紋顯示平均時間分散在某個位移的區間內，在顯示面板上還是較容易可以追蹤到並且看出橫紋的狀況。於本揭露中，由於非顯示時槽的起始時間係由亂數來決定，不僅可以改善面板顯示時充放電的效能，同時透過亂數設定使得橫紋可無規律的出現，藉此也可使人眼不易追蹤到顯示面板上的橫紋現象，進而提昇顯示效果。

於前述例子中，各個區域的選取範圍僅是作為說明使用，非用於限制本案之權利範圍。該領域之相關技術人員，可依據本揭露之揭露而變更各個區域的選取範圍。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本揭露所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims

一種內嵌式顯示裝置，包含：一內嵌式顯示面板；一顯示控制器，用以驅動該內嵌式顯示面板，俾執行複數個顯示圖框的顯示操作；一觸控驅動及偵測控制器，連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層，以進行觸控偵測；以及一虛擬亂數產生器，用以產生一亂數訊號；其中，該顯示控制器將該複數個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽，該顯示控制器並依據該亂數訊號，以設定該複數個非顯示時槽的一起始非顯示時槽的時間，及依據一預存之兩非顯示時槽的時間差距而設定該複數個非顯示時槽的其餘非顯示時槽的時間。
如申請專利範圍第1項所述之內嵌式顯示裝置，其中，該觸控及偵測控制器依據該亂數訊號，以在該複數個非顯示時槽中進行觸控偵測。
如申請專利範圍第2項所述之內嵌式顯示裝置，其中，該複數個顯示圖框係為兩個顯示圖框。
如申請專利範圍第1項所述之內嵌式顯示裝置，其中各該顯示時槽與各該非顯示時槽係為交替。
如申請專利範圍第1項所述之內嵌式顯示裝置，其中各該顯示時槽的長度係長於各該非顯示時槽的長度。
一種顯示裝置的掃描方法，其係運用於一內嵌式顯示裝置，該內嵌式顯示裝置包含一內嵌式顯示面板、一顯示控制器及一觸控驅動及偵測控制器，該顯示控制器用以驅動該內嵌式顯示面板，俾執行複數個顯示圖框的顯示操作，該觸控驅動及偵測控制器連接至該內嵌式顯示面板的一觸控層，以進行觸控偵測，該方法包括步驟：(A)該顯示控制器接收一亂數訊號，並將該複數個顯示圖框的一個顯示圖框之顯示時間分為複數個顯示時槽、及複數個非顯示時槽；(B)該顯示控制器並依據該亂數訊號，以設定該複數個非顯示時槽的一起始非顯示時槽的時間，及依據一預存之兩非顯示時槽的時間差距而設定該複數個非顯示時槽的其餘非顯示時槽的時間；以及(C)該觸控驅動及偵測控制器依據該亂數訊號，以在該複數個非顯示時槽中進行觸控偵測。
如申請專利範圍第6項所述之顯示裝置的掃描方法，其中，該複數個顯示圖框係為兩個顯示圖框。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置的掃描方法，其中，該亂數訊號係由一亂數產生函數所產生。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置的掃描方法，其中，該亂數訊號係由一虛擬亂數產生函數所產生。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置的掃描方法，其中，該亂數訊號係由一群預設數值中隨機挑選所產生。
如申請專利範圍第7項所述之顯示裝置的掃描方法，其中，該亂數訊號係由一群預設表格中隨機挑選所產生。