TWI662447B

TWI662447B - 嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路

Info

Publication number: TWI662447B
Application number: TW106134916A
Authority: TW
Inventors: 楊鶴年; 黃聖嘉
Original assignee: 開曼群島商敦泰電子有限公司
Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2019-06-11
Also published as: TW201915684A

Abstract

本發明關於一種嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路。此驅動方法包括：進行一第一操作模式，其中，第一操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行一連續顯示掃描驅動；以及在連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行一整圖框觸控檢測；進行一第二操作模式，其中，第二操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行多數個非連續顯示掃描驅動；以及在至少一對相鄰之該非連續顯示掃描驅動之間，進行一部分圖框觸控檢測；以及控制第一操作模式的掃描線的像素充電時間與第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效。

Description

嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路

本發明係關於一種觸控面板的技術，更進一步來說，本發明係關於一種嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路。

在嵌入式觸控面板(In-Cell Touch Panel)架構裡，顯示驅動與觸控掃描往往是共用硬體、分時多工(Time Division Multiplexing)使用，將顯示驅動時間(Display Term)與觸控感測時間(Touch Term)分開分時工作。當顯示驅動資料時，觸控掃描停止或僅處理觸控掃描資料。而當觸控掃描時，顯示驅動停止。為了避免嵌入式觸控面板內產生雜訊(Noise)，降低掃描訊號雜訊比(SNR)值或影響面內容值造成誤報點。常見的分時多工模式有三種。分別被繪示為第1A圖、第1B圖以及第1C圖。

第1A圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行垂直空白觸控感測(V-blanking TP term)的示意圖。請參考第1A圖，TP表示觸控感測期間，DSP表示顯示期間。在此例中，整個觸控感測的工作被安排在顯示圖框(Display Frame)與圖框之間，也就是垂直同步期間(V-banking)。

第1B圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行水平空白觸控感測(H-blanking TP term)的示意圖。在此例中，將一個或數個觸控感測的工作安排在顯示掃描線(Display Line)與掃描線之間。也就是說，觸控感測的工作被配置在水平空白期間(H-blanking)。

第1C圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行混合觸控感測的示意圖在此例中，將一個或數個觸控感測的工作安排在顯示掃描線與掃描線之間以及顯示圖框與圖框與之間。換句話說，就是上面第1A圖與第1B圖兩者結合的應用。

一般的嵌入式觸控面板在進行觸控感測時，會根據不同的應用，切換上述三個觸控感測模式。然而，切換的過程中，往往會發生螢幕亮度改變，影響顯示品質。

本發明的一目的在於提供一種嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路，藉由改變驅動方法，使螢幕維持相同亮度，進而提昇觸控顯示面板的顯示品質。

有鑒於此，本發明提供一種嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，此嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法包括下列步驟：進行一第一操作模式，其中，第一操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行一連續顯示掃描驅動；以及在該連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行一整圖框觸控檢測；進行一第二操作模式，其中，該第二操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行多數個非連續顯示掃描驅動；以及在至少一對相鄰之該非連續顯示掃描驅動之間，進行一部分圖框觸控檢測；以及控制第一操作模式的掃描線的像素充電時間與第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致。

有鑒於此，本發明提供一種嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，用以驅動一嵌入式觸控顯示面板，此嵌入式觸控顯示面板的驅動電路包括一觸控顯示時序驅動電路，此觸控顯示時序驅動電路耦接嵌入式觸控顯示面板，其中，觸控顯示時序驅動電路包括一第一操作模式以及一第二操作模式，其中，第一操作模式包括：針對該嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行一連續顯示掃描驅動；以及在該連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行一整圖框觸控檢測。第二操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行多數個非連續顯示掃描驅動；以及在至少一對相鄰之非連續顯示掃描驅動之間，進行一部分圖框觸控檢測，其中，觸控顯示時序驅動電路控制第一操作模式的掃描線的像素充電時間與第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致。

依照本發明較佳實施例所述之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路，其中，控制第一操作模式的掃描線的像素充電時間與第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度一致之步驟包括：控制整張畫面的多數個閘極驅動訊號，使每一該些閘極驅動訊號的致能時間實質上相同。

依照本發明較佳實施例所述之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法以及使用其之驅動電路，其中，控制第一操作模式的掃描線的像素充電時間與第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度一致之步驟包括：致能多數個閘極驅動訊號；以及在每一閘極驅動訊號致能時，送出對應像素的源極驅動訊號，且固定源極驅動訊號送出的時間，使每一條掃描線的源極驅動訊號的時間實質上相同。

本發明的精神在於藉由控制每一個觸控操作模式下的像素充電時間，讓嵌入式觸控顯示面板無論操作在哪一個觸控操作模式，其掃描時的像素充電時間皆為實質上相同。故本發明可以在嵌入式觸控顯示面板驅動電路切換操作模式時，顯示的亮度仍然保持一致。藉此，可改善觸控顯示面板的顯示品質。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

301‧‧‧觸控顯示時序驅動電路

302‧‧‧嵌入式觸控顯示面板

303‧‧‧源極驅動電路

304‧‧‧閘極驅動電路

S401~S404‧‧‧本發明一較佳實施例的嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法之各步驟

第1A圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行垂直空白觸控感測(V-blanking TP term)的示意圖。

第1B圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行水平空白觸控感測(H-blanking TP term)的示意圖。

第1C圖繪示為先前技術的嵌入式觸控面板進行混合觸控感測的示意圖。

第2A圖繪示為本發明一較佳實施例的垂直空白觸控感測模式的時序圖。

第2B圖繪示為本發明一較佳實施例的混合觸控感測模式的時序圖。

第2C圖繪示為本發明一較佳實施例的混合觸控感測模式的時序圖。

第3圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式觸控顯示裝置的系統方塊圖。

第3A圖繪示為本發明一較佳實施例的控制閘極驅動電路302開啟掃描線的時間以控制像素充電時間的波形示意圖。

第3B圖繪示為本發明一較佳實施例的控制源極驅動電路303給資料的時間以控制像素充電時間的波形示意圖。

第4圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法的流程圖。

在先前技術中，切換觸控感測的操作模式，會發生螢幕亮度改變，被使用者所觀察到，影響顯示品質。然而，詳細發生此現象的原因，在先前技術中，並未被探討與改良。申請人藉由以下分析，找出螢幕亮度改變之原因，進一步提出改善的技術。

第2A圖繪示為本發明一較佳實施例的垂直空白觸控感測模式的時序圖。請參考第2A圖，以垂直空白觸控感測模式來說，一張畫面的驅動時間約16.67ms，在觸控感測期間TP內，連續觸控感測201一張畫面的時間大約是1ms，因此，剩餘真正能夠進行顯示的時間共有約15.67ms。若以1280×800的解析度之面板來說，每一條掃描線有15.67ms÷1280=12.23us驅動時間，扣除每條掃描線所需要的保持時間(hold time)是1.2us，故在此操作模式，每一條線的最大像素充電時間約是11.03us。

第2B圖繪示為本發明一較佳實施例的混合觸控感測模式的時序圖。請參考第2B圖，以混合觸控感測模式來說，一張畫面的驅動時間約16.67ms，連續觸控感測201一張畫面需要1ms，且每一次中斷顯示掃描驅動之間的部分圖框觸控檢測202需要300us，共需要三次部分圖框觸控檢測202。因此，剩餘真正能夠進行顯示的時間共有約14.77ms。若以1280×800的解析度之面板來說，每一條掃描線有14.77ms÷1280=11.53us驅動時間，扣除每條掃描線所需要的保持時間(hold time)是1.2us，故在此操作模式，每一條線的最大像素充電時間約是10.3us。

第2C圖繪示為本發明一較佳實施例的混合觸控感測模式的時序圖。請參考第2C圖，以混合觸控感測模式來說，一張畫面的驅動時間約16.67ms，連續觸控感測201一張畫面需要1ms，且每一次中斷顯示掃描驅動之間的部分圖框觸控檢測202需要250us，共需要五次部分圖框觸控檢測202。因此，剩餘真正能夠進行顯示的時間共有約14.42ms。若以1280×800的解析度之面板來說，每一條掃描線有14..42ms÷1280=11.26us驅動時間，扣除每條掃描線所需要的保持時間是1.2us，故在此操作模式，每一條線的最大像素充電時間約是10.0us。

假設，在低耗電模式時，嵌入式觸控面板會採用垂直空白觸控感測。此時，由於觸控感測是在每一個垂直同步期間或前後執行，故每一秒進行60張畫面的觸控感測。當檢測到有手指觸控時，會切換到混合觸控感測模式，此時，觸控感測除了在垂直同步時間前後進行感測外，還會在顯示掃描線與線之間插入觸控感測，也就是每一秒進行120張畫面的觸控感測。也就是說，報點率可提昇2倍。在嵌入式顯示觸控面板中，系統如果動態調整顯示驅動時間與觸控掃描時間的比例時，顯示時間因而產生變化，進而改變源極驅動電路對液晶像素的充電時間，可能引起人眼所能觀察到的亮度變化。

第3圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式觸控顯示裝置的系統方塊圖。請參考第3圖，此嵌入式觸控顯示裝置包括一觸控顯示時序驅動電路301、嵌入式觸控顯示面板302、源極驅動電路303以及閘極驅動電路304。觸控顯示時序驅動電路301耦接嵌入式觸控顯示面板302、源極驅動電路303以及閘極驅動電路304。觸控顯示時序驅動電路301除了對嵌入式觸控顯示面板302進行觸控檢測外，還控制了源極驅動電路303以及閘極驅動電路304的操作時序。

在此實施例中，顯示過程當中，系統動態調整顯示與觸控掃描模式，其切換順序例如是由第2C圖的模式轉為第2B圖的模式之後轉為第2A圖的模式。由上述地說明可知，在上述三個模式中，每一個模式的像素充電時間皆不同，故在此，本發明控制每一個模式針對像素的充電時間實質上一致，便可以讓畫面亮度一致。舉例來說，由於第2C圖的模式對於每一條線的像素充電時間最短(10.0us)。故，當系統操作在第2B圖的模式以及第 2A圖的模式時，觸控顯示時序驅動電路301設定每一條掃描線的像素充電時間皆為10.0us，以配合第2C圖的模式時的像素充電時間。

另外，在本發明中，控制每一條掃描線的像素充電時間的方法至少有兩種，第一種方式是觸控顯示時序驅動電路301控制源極驅動電路303給像素資料的時間，第二種方式是觸控顯示時序驅動電路301控制閘極驅動電路302開啟掃描線的時間。第3A圖繪示為本發明一較佳實施例的控制閘極驅動電路302開啟掃描線的時間以控制像素充電時間的波形示意圖。請參考第3A圖，31表示第2A圖的模式下的第N條線的閘極訊號，32表示第2C圖的模式下的第N條線的閘極訊號。由此圖可以看出，即便源極仍在給資料，藉由觸控顯示時序驅動電路301控制閘極驅動電路302，讓兩個模式的閘極線的致能時間一致，便可以在切換模式時，亮度不會變化。

第3B圖繪示為本發明一較佳實施例的控制源極驅動電路303給資料的時間以控制像素充電時間的波形示意圖。請參考第3B圖，33表示第2A圖的模式下的第N條線的閘極訊號；34表示第2C圖的模式下的第N條線的閘極訊號；35表示第2A圖的模式下的第N條線的資料訊號；36表示第2C圖的模式下的第N條線的資料訊號。由此圖可以看出，即便閘極仍在致能，藉由觸控顯示時序驅動電路301控制源極驅動電路303，讓兩個模式的資料供給的時間一致，便可以在切換模式時，亮度不會變化。

由上述實施例可以看出，即便閘極驅動訊號的致能時間長度不一樣，但源極驅動電路所輸出之資料推動的時間一致，所以對液晶充電時間實質上相等。故在切換模式時，亮度可維持均勻不會變化。然而，在某些情況下，即便像素充電時間一致，亦有可能亮度不均勻。可以藉由儀器測量每一個模式的亮度，進而找出其他模式與第2C圖的模式的亮度相同的像素充電時間。一般來說，對於亮度影響最大的是像素充電時間，故其他模式的像素充電時間和第2C圖的模式之像素充電時間差異不大，但仍然可能有所差異。另外，電路亦可能有誤差，故本發明不限制像素充電時間需要完全相等，只要能夠實質上的達到切換模式時，亮度一致的時間，便屬於本發明的範圍。

再者，上述第2A圖、第2B圖、第2C圖所使用的三個操作模式僅是為了敘述本發明的精神所使用的舉例，並非用以限定本發明。只要有兩個模式，使用實質上相同的像素充電時間，便屬於本發明的精神。

第4圖繪示為本發明一較佳實施例的嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法的流程圖。請參考第4圖，此嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法包括下列步驟：

步驟S401：開始。

步驟S402：判斷操作模式。由於本案重點並不在操作模式的判斷，操作模式的切換判斷可以是系統判定，也可以是觸控之後判定，本發明的應用是至少需要有兩個模式。故此實施例僅舉兩個操作模式，且此步驟不在詳加贅述。

步驟S403：在第一操作模式，採用一固定時間長度對一條掃描線進行充電。此步驟可以選擇用閘極驅動電路304，控制每一條掃描線的開啟時間。此步驟亦可以選用源極驅動電路303，在掃描線被開啟後，以固定時間對掃描線的像素進行充電。

步驟S404：在第二操作模式，採用與第一操作模式同一個固定時間長度對一條掃描線進行充電。同樣地，此步驟可以選擇用閘極驅動電路304，控制每一條掃描線的開啟時間。此步驟亦可以選用源極驅動電路303，在掃描線被開啟後，以固定時間對掃描線的像素進行充電。

由於上述第一操作模式與第二操作模式針對每一條掃描線，有不同的最大像素充電時間，因此，本發明選擇較小的最大像素充電時間作為每一個模式的掃描線之像素充電時間。因此，無論切換到什麼模式，液晶像素的透光率可以一致，亮度也可以保持均勻一致。

綜上所述，本發明的精神在於藉由控制每一個觸控操作模式下的像素充電時間，讓嵌入式觸控顯示面板無論操作在哪一個觸控操作模式，其掃描時的像素充電時間皆為實質上相同。故本發明可以在嵌入式觸控顯示面板驅動電路切換操作模式時，顯示的亮度仍然保持一致。

在較佳實施例之詳細說明中所提出之具體實施例僅用以方便說明本發明之技術內容，而非將本發明狹義地限制於上述實施例，在不超出本發明之精神及以下申請專利範圍之情況，所做之種種變化實施，皆屬於本發明之範圍。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，包括：進行一第一操作模式，其包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行一連續顯示掃描驅動；以及在該連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行一整圖框觸控檢測；進行一第二操作模式，其包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行多數個非連續顯示掃描驅動；以及在至少一對相鄰之該非連續顯示掃描驅動之間，進行一部分圖框觸控檢測；以及控制該第一操作模式的掃描線的像素充電時間與該第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致。
如申請專利範圍第1項所記載之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，其中，控制該第一操作模式的掃描線的像素充電時間與該第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致，包括：控制整張畫面的多數個閘極驅動訊號，使每一該些閘極驅動訊號的致能時間實質上相同。
如申請專利範圍第1項所記載之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，其中，該第二操作模式更包括：在該些非連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行該整圖框觸控檢測。
如申請專利範圍第1項所記載之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，其中，控制該第一操作模式的掃描線的像素充電時間與該第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致，包括：致能多數個閘極驅動訊號；以及在每一該些閘極驅動訊號致能時，送出對應像素的源極驅動訊號，且固定該源極驅動訊號送出的時間，使每一條掃描線的源極驅動訊號的時間實質上相同。
如申請專利範圍第1項所記載之嵌入式觸控顯示面板的亮度均勻驅動方法，更包括：在低耗電模式時，進行該第一模式操作；以及在檢測到觸控時，進行該第二模式操作。
一種嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，用以驅動一嵌入式觸控顯示面板，該嵌入式觸控顯示面板的驅動電路包括：一觸控顯示時序驅動電路，耦接該嵌入式觸控顯示面板，其中，該觸控顯示時序驅動電路包括一第一操作模式以及一第二操作模式，該第一操作模式包括：針對該嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行一連續顯示掃描驅動；以及在該連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行一整圖框觸控檢測，其中，該第二操作模式包括：針對一嵌入式觸控顯示面板的一張畫面時間內，進行多數個非連續顯示掃描驅動；以及在至少一對相鄰之該非連續顯示掃描驅動之間，進行一部分圖框觸控檢測；以及其中，該觸控顯示時序驅動電路控制該第一操作模式的掃描線的像素充電時間與該第二操作模式的掃描線的像素充電時間實質上等效，使畫面亮度均勻一致。
如申請專利範圍第6項所記載之嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，更包括：一閘極驅動電路，包括多個掃描線驅動端以及一控制端，其中，該閘極驅動電路的控制端耦接該觸控顯示時序驅動電路，該閘極驅動電路的該些掃描線驅動端分別耦接該嵌入式觸控顯示面板的閘極線，其中，該觸控顯示時序驅動電路控制該閘極驅動電路，使該些掃描線驅動端所輸出的多數個閘極驅動訊號的致能時間，在該第一操作模式時與該第二操作模式時，實質上相同。
如申請專利範圍第6項所記載之嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，其中，該觸控顯示時序驅動電路在該第二操作模式時，更包括：該觸控顯示時序驅動電路在該些非連續顯示掃描驅動完成一張畫面後，進行該整圖框觸控檢測。
如申請專利範圍第6項所記載之嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，更包括：一源極驅動電路，包括多個像素驅動端以及一控制端，其中，該源極驅動電路的控制端耦接該觸控顯示時序驅動電路，該源極驅動電路的該些像素驅動端分別耦接該嵌入式觸控顯示面板的資料線，其中，該觸控顯示時序驅動電路控制該源極驅動電路，使該些像素驅動端所輸出的資料訊號的輸出時間，在該第一操作模式時與該第二操作模式時，實質上相同。
如申請專利範圍第6項所記載之嵌入式觸控顯示面板的驅動電路，其中，該觸控顯示時序驅動電路在低耗電模式時，進行該第一模式操作；以及該觸控顯示時序驅動電路在檢測到觸控後，進行該第二模式操作。