TWI707260B

TWI707260B - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TWI707260B
Application number: TW108122689A
Authority: TW
Inventors: 陳志成; 劉貴文
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2020-10-11
Also published as: CN111198634B; CN111198634A; TW202101182A

Abstract

一種觸控顯示裝置，包含處理單元、顯示面板及開關電路。處理單元包含第一接腳。第一接腳電性連接於第一資料線及檢測線，使處理單元透過第一接腳及第一資料線，傳送第一資料訊號，且透過第一接腳及該檢測線，傳送第一檢測訊號。顯示面板包含第一畫素電路及觸控單元。第一畫素電路透過第一資料線接收第一資料訊號。觸控單元透過檢測線接收第一檢測訊號。開關電路電性連接於第一接腳及檢測線，且根據控制訊號將第一接腳導通於檢測線。

Description

觸控顯示裝置

本揭示內容關於一種觸控顯示裝置，特別是將資料訊號傳遞至畫素電路，且將檢測訊號傳遞至觸控單元，以實現顯示畫素與觸控檢測之功能。

隨著顯示技術的快速發展，顯示面板廣泛地運用於人們的日常生活中，並扮演越來越重要的角色。舉例而言，顯示面板可以運用於電視、電腦、手機…等各種電子裝置中，用以呈現出各種不同資訊。

一般言，顯示面板會根據影像訊號，提供對應的資料電壓至內部的畫素電路，進而呈現出預期的亮度或色彩。此外，顯示面板還能設置有觸控電路，用以偵測使用者的觸控動作，以具備輸入裝置之功能。如何整合或控制畫素電路與觸控電路，將直接影響到顯示面板的品質。

本揭示內容之一態樣為一種觸控顯示裝置。觸控顯示裝置包含處理單元、顯示面板及開關電路。處理單元包含第一接腳。第一接腳電性連接於第一資料線及檢測線，使得處理單元透過第一接腳及第一資料線，傳送第一資料訊號，且透過第一接腳及檢測線，傳送第一檢測訊號。顯示面板包含第一畫素電路及觸控單元。第一畫素電路電性連接於第一資料線，用以接收第一資料訊號。觸控單元電性連接於檢測線，用以接收第一檢測訊號。開關電路電性連接於第一接腳及檢測線，且根據控制訊號，將第一接腳導通於檢測線。

本揭示內容係透過同一個接腳傳送資料訊號及檢測訊號至資料線及檢測線，故處理單元可配置較少的接腳，順利驅動顯示面板，並使顯示面板執行觸控檢測功能。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧處理單元

110A‧‧‧前端電路

120‧‧‧顯示面板

121A‧‧‧畫素電路

121B‧‧‧畫素電路

121C‧‧‧畫素電路

121D‧‧‧畫素電路

122A‧‧‧觸控單元

122B‧‧‧觸控單元

122(n-1)‧‧‧觸控單元

122n‧‧‧觸控單元

123‧‧‧供電電路

130A~130E‧‧‧開關電路

130X‧‧‧開關電路

130Y‧‧‧開關電路

130G1~130G3‧‧‧開關電路組

B1~Bn‧‧‧接腳

DL1~DL9‧‧‧資料線

TP1~TP5‧‧‧檢測線

TPX‧‧‧檢測線

TPY‧‧‧檢測線

TPY1‧‧‧驅動線

TPY2‧‧‧驅動線

CL‧‧‧控制線

CL1~CL3‧‧‧控制線

Sd1‧‧‧第一資料訊號

Sd2‧‧‧第二資料訊號

St1‧‧‧檢測訊號

Vt‧‧‧操作電壓

Vcom‧‧‧電極電壓

T1‧‧‧第一開關單元

T2‧‧‧第二開關單元

TR1‧‧‧開關阻抗

TR2‧‧‧開關阻抗

G1‧‧‧第一檢測區域

G2‧‧‧第二檢測區域

G3‧‧‧第三檢測區域

Sc‧‧‧控制訊號

Sc1‧‧‧控制訊號

Sc2‧‧‧控制訊號

Sc3‧‧‧控制訊號

SG1~SG3‧‧‧訊號

P1‧‧‧顯示週期

P2‧‧‧檢測週期

FA‧‧‧扇出區

第1圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的示意圖。

第2圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的局部示意圖。

第3圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的開關電路的等效示意圖。

第4圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的示意圖。

第5圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的訊號波形圖。

第6圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的局部示意圖。

第7圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置的示意圖。

以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本揭示內容部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

請參閱第1圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置100的示意圖。目前，觸控電路依照結構可區分為外掛式「out-cell」與內嵌式，其中內嵌式又包含了「in-cell」及「on-cell」兩種。在部份實施例中，觸控顯示裝置100應用為「in-cell」的觸控結構，但並不以此為限。

如第1圖所示，觸控顯示裝置100包含處理單元110、顯示面板120及開關電路130A~130E。處理單元110可為觸控顯示裝置100中的處理器或運算電路，用以產生資料訊號及檢測訊號，使顯示面板120能執行顯示與觸控檢測等功能。在圖式中，僅重點式地繪示出顯示面板120上之各元件位置。由於顯示面板120中電路及元件的細部特徵，為本領域人士能理解者，故在此予以省略。

在部份實施例中，處理單元110位於開關電路130A~130E之上方，因此以虛線表示。意即，在開關電路130A~130E設置於觸控顯示裝置100中的非顯示區後，處理單元110再被設置於非顯示區上，使處理單元110與開關電路130A~130E重疊地設置於觸控顯示裝置100中的同一區域。然而，在其他部份實施例中，開關電路130亦能設置於觸控顯示裝置100中的扇出(fan out)區域FA。

顯示面板120包含多個畫素電路121A~121D及多個觸控單元122A、122B…122(n-1)、122n，其中畫素電路121A~121D及觸控單元122A、122B…122(n-1)、122n位於觸控顯示裝置100中的顯示區(Active Area)。處理單元110包含多個接腳B1~B10，用以輸出處理單元110產生的各種訊號。該些接腳B1~B10係電性連接於觸控顯示裝置100內的多條資料線DL1~DL9，用以將資料訊號由處理單元110傳遞至顯示面板120的畫素電路121A~121D。此外，該些接腳B1~B10透過開關電路130A~130E電性連接於觸控顯示裝置100內的多條檢測線TP1 ~TP5，用以將檢測訊號由處理單元110傳遞至顯示面板120的觸控單元122A、122B…122(n-1)、122n。

為便於理解，在此先說明其中一個開關電路130A及對應的接腳B1~B2、畫素電路121A~121D及觸控單元122A~122B的運作方式。請參閱第1及2圖所示。第2圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置100的局部示意圖。在部份實施例中，處理單元110包含第一接腳B1。第一接腳B1電性連接於第一資料線DL1及第一檢測線TP1，使得處理單元110透過第一接腳B1及第一資料線DL1，傳送第一資料訊號Sd1。該第一接腳B1還透過第一接腳B1及檢測線TP1，傳送第一檢測訊號St1。

顯示面板120包含第一畫素電路121A及觸控單元122A。第一畫素電路121A電性連接於第一資料線DL1，用以接收第一資料訊號Sd1。觸控單元122A電性連接於第一檢測線TP1，用以接收第一檢測訊號St1。由於本領域之人士能理解畫素電路的驅動原理以及觸控單元的觸控檢測原理，故在此不另贅述。

開關電路130A電性連接於第一接腳B1及第一檢測線TP1之間。開關電路130A能根據控制訊號Sc，將第一接腳B1導通於第一檢測線TP1。意即，當開關電路130A導通時，處理單元110方能將第一檢測訊號St1透過第一接腳B1、開關電路130A及第一檢測線TP1傳輸至觸控單元122A。在部份實施例中，控制訊號Sc係處理單元110產生，並透過控制線CL傳輸至開關電路130A。

如前所述，處理單元110透過同一個第一接腳B1傳輸第一資料訊號Sd1及第一檢測訊號St1。據此，即可減少處理單元110上所需配置的接腳數量，以改善觸控顯示裝置100的成本，同時，亦可縮減處理單元110的整體體積。

在習知的觸控顯示裝置中，處理單元需透過不同的接腳，分別傳輸資料訊號及檢測訊號，造成處理單元必須具有較多的接腳數量。因此，本揭示內容透過「共用接腳」的方式，改善處理單元110的生產成本。在部份實施例中，開關電路130A係於顯示週期中關斷，使處理單元110僅透過第一資料線DL1傳輸第一資料訊號Sd1。開關電路130A於檢測週期中導通，使處理單元110透過第一檢測線TP1傳輸第一檢測訊號St1，詳情將於後文詳述。

在部份實施例中，處理單元110還包含第二接腳B2。第二接腳B2電性連接於第二資料線DL2及第一檢測線TP1，使得處理單元110透過第二接腳B2及第二資料線DL2，傳送第二資料訊號Sd2，且透過第二接腳B2及第一檢測線TP1，傳送第一檢測訊號St1。

在部份實施例中，開關電路130A包含第一開關單元T1及第二開關單元T2。第一開關單元T1的第一端電性連接於第一檢測線TP1，第一開關單元T1的第二端電性連接於第一接腳B1。第一開關單元T1的控制端則電性連接於控制線CL，以使第一開關單元T1根據控制訊號Sc導通。例如：當控制訊號Sc為致能準位時，第一開關單元T1導通。反之，當控制訊號Sc為禁能準位時，第一開關單元T1關斷。

第二開關單元T2的第一端電性連接於第一檢測線TP1，第二開關單元T2的第二端電性連接於第二接腳B2。第二開關單元T2的控制端則電性連接於控制線CL，以使第二開關單元T2根據控制訊號Sc導通。例如：當控制訊號Sc為致能準位時，第二開關單元T2導通。反之，當控制訊號Sc為禁能準位時，第二開關單元T2關斷。

在部份實施例中，第一開關單元T1串接於第二開關單元R2，用以傳輸第一檢測訊號St1至觸控單元122A。在第一開關單元T1串接第二開關單元T2，且電性連接於同一條檢測線TP1的情況下，開關電路130A將能具有較小的阻抗，提昇驅動觸控單元122A之準確度。

請參閱第3圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的開關電路130A的觸控電路等效示意圖。如第2及3圖所示，第一開關單元T1及第二開關單元T2可等效為開關阻抗TR1、TR2。處理單元110透過前端電路110A產生檢測訊號St1，經由接腳B1~B2、開關阻抗TR1、TR2傳遞至第一檢測線TP1。本揭示內容與習知技術相比，將能減少觸控顯示裝置100在實現「觸控功能」時的電路走線數量。

請參閱第1圖所示，在部份實施例中，該些檢測線TP1~TP5還電性連接於供電電路123。供電電路123根據操作電壓Vt，對該些檢測線TP1~TP5施加供電電壓Vcom，確保顯示面板120上的所有區域皆被相同大小的電壓所驅動。

請參閱第4圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置100之示意圖，其中與第1圖相同的元件係以相同標號示意。請搭配第1及4圖，在部份實施例中，多個觸控單元係以陣列方式設置於顯示面板120上，且被分類為第一偵測區域G1、第二偵測區域G2及第三偵測區域G3。第一偵測區域G1與處理單元110間的距離係大於第二偵測區域G2與處理單元110間的距離。第二偵測區域G2與處理單元110間的距離係大於第三偵測區域G3與處理單元110間的距離；同理，在部份實施例中，偵測區域可分成垂直分區偵測。

承上，同樣地，在部份實施例中，開關電路根據其所驅動的觸控單元及對應的偵測區域，被區分為多個開關電路組130G1~130G3。開關電路組130G1~130G3分別對應於不同的控制線CL1~CL3。控制線CL1~CL3可同時傳送控制訊號Sc1~Sc3、亦可依序傳送控制訊號Sc1~Sc3。

在部份實施例中，觸控顯示裝置100係於不同時間區段中分別傳輸資料訊號及檢測訊號。請參閱第5圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置100的訊號波形圖。在第5圖中，Sc1~Sc3用以代表不同的控制線CL1~CL3所傳輸的控制訊號。SG1~SG3則用以代表不同檢測區域G1~G3中接收到的訊號，訊號來源可為檢測線TP1~TP5或資料線DL1~DL9。

如第5圖所示，處理單元110係於顯示週期P1中產生資料訊號，且於檢測週期P2中產生檢測訊號。請搭配第2圖所示，以開關電路130A為例，在顯示週期P1中，開關電路130A關斷。此時，處理單元110透過第一接腳B1及第一資料線DL，傳送第一資料訊號Sd1至第一畫素電路121A~121B。如第5圖所示，在顯示週期P1中，顯示面板120透過畫素電路接收到資料電壓，以呈現出各種色彩或亮度。

在檢測週期P2中，開關電路130A導通。此時，處理單元110透過第一接腳B1及檢測線TP1，傳送第一檢測訊號St1至觸控單元122A。在檢測週期P2中，第一接腳B1同樣會透過第一資料線DL，傳送第一檢測訊號St1至第一畫素電路121A~121B，但由於此時第一畫素電路121A~121B並未開啟(如：對應的掃描線並未導通)，因此第一檢測訊號St1並不會寫入第一檢測訊號St1。如第5圖所示，在檢測週期P2中，顯示面板120透過觸控單元接收到檢測訊號，以偵測使用者當前的觸控操作。

請搭配參閱第1及4圖，在此由另一個角度說明觸控顯示裝置100。在部份實施例中，觸控顯示裝置100包含處理單元110、顯示面板120及多個開關電路(即，開關電路130A~130E)。處理單元110包含多個接腳B1~Bn。該些接腳B1~B n為處理單元110的輸出接腳，電性連接於複數條資料線DL1~DL9及複數條檢測線TP1~TP5，用以發送複數個資料訊號及複數個檢測訊號。

顯示面板120包含複數個畫素電路121A~121D及複數個觸控單元122A、122B…122(n-1)、122n。該些畫素電路121A~121D透過該些資料線DL1~DL9接收該些資料訊號。該些觸控單元122A、122B…122(n-1)、122n透過該些檢測線TP1~TP5接收該些檢測訊號。在部份實施例中，該些畫素電路121A~121D係以陣列方式設置於顯示面板120上，每個畫素電路121A~121D用以分別顯示一個子畫素(sub-pixel)，例如：畫素電路121A顯示紅色、畫素電路121C顯示綠色。

在部份實施例中，該些接腳B1~B n的數量大於或等於顯示面板120上同一橫列(row)的該些畫素電路的數量(即，每一橫列的子畫素數量)。如第1及2圖所示，接腳B1~Bn的數量等於顯示面板120上同一橫列的畫素電路的數量。而在其他實施例中，開關電路130A中包含接腳B1、B2及第一開關單元T1，而不包含第二開關單元T2。接腳B1電性連接於第一開關單元T1的一端以及第一資料線DL1。接腳B2電性連接於第一開關單元T1的另一端以及檢測線TP1。

該些開關電路130A~130E電性連接於該些接腳B1~B10及該些檢測線TP1~TP5，且根據控制訊號Sc，將該些接腳B1~B10導通至該些檢測線TP1~TP5(如第1圖所示)。在其他部份實施例中，如第4圖所示，該些開關電路130A~130E被分類至不同的開關電路組130G1~130G3，且不同開關電路組130G1~130G3中的開關電路 130A~130E係電性連接至不同條的控制線CL1~CL3，用以根據不同的控制訊號Sc1~Sc3導通。

請參閱第6圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的觸控顯示裝置100之簡化示意圖。在部份實施例中，開關單元130X用以透過檢測線TPX，傳送檢測訊號至觸控單元122X。開關單元130Y用以透過檢測線TPY，傳送檢測訊號至觸控單元122Y。請搭配第4圖所示，觸控單元122X位於顯示面板120的第二檢測區域G2，觸控單元122Y位於顯示面板120的第一檢測區域G1。由於觸控單元122Y距離處理單元110較遠，因此，檢測線TPY還電性連接兩個驅動線TPY1、TPY2，再透過該些驅動線TPY1、TPY2電性連接至第一檢測區域G1中的觸控單元122Y。意即，第一偵測區域G1中的觸控單元可透過兩條或多條的驅動線，電性連接於對應的檢測線。

另，如第1圖所示，在部份實施例中，觸控顯示裝置100中的一個觸控單元122A，係透過檢測線TP1、TP2電性連接於至少兩個開關電路(如：開關電路130A、130B)。在其他部份實施例中，如第6圖所示，觸控單元122X可僅透過單一條檢測線TPX，電性連接於單一個開關電路130X。舉例而言，如第4圖所示，位於第一檢測區域G1中的觸控單元可電性連接於多個開關電路，位於第二檢測區域G2中的觸控單元則可電性連接一個開關電路。

如第1圖所示，在前述實施例中，開關電路130A~130E係與處理單元110重疊地設置於同一區域中，例如：開關電路130A~130E位於處理單元110下方。在其他實施例中，開關電路130A~130E亦可設置於觸控顯示裝置100的扇出區域(fan out area)FA。請參閱第7圖所示，於第7圖中，與第1圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第7圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。在該實施例中，開關電路130A位於扇出區域FA中，以分別電性連接於接腳B1、B2以及檢測線TP1、資料線DL1、DL2。據此，同樣能透過同一個接腳B1、B2，傳送資料訊號及檢測訊號。

前述各實施例中的各項元件、運作狀態或技術特徵，係可相互結合，而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。

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內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。