TWI717836B - 觸控顯示驅動裝置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控顯示驅動裝置及其操作方法。一個顯示幀期間被分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間。顯示驅動電路在這些顯示驅動期間驅動觸控顯示面板。觸控驅動電路在這些觸控驅動期間偵測觸控顯示面板的多個共同電極列。這些共同電極列平行於觸控顯示面板的多個閘極線。這些共同電極列的每一個做為目前共同電極列，其中所述目前共同電極列覆蓋這些閘極線中的多個對應閘極線。所述目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間在時序上不鄰接所述多個對應閘極線被驅動的顯示驅動期間。

Description

觸控顯示驅動裝置及其操作方法
本發明是有關於一種觸控裝置，且特別是有關於一種觸控顯示驅動裝置及其操作方法。
具有觸控及顯示功能的電子裝置(例如：手機、平板電腦、筆記型電腦等)越來越普及。因應電子裝置的薄型化，內嵌式(in-cell)觸控顯示面板便應運而生。在內嵌式觸控顯示面板的結構中，像素電路的共同電極層(VCOM)被切分為多個區塊(多個共同電極)做為觸控感測電極，以便於偵測觸碰事件。在顯示驅動期間，此共同電極層被電性連接到共同電壓(或稱為VCOM電壓)，以確保像素液晶可以在操作在正確的電壓。在觸控驅動期間，此共同電極層被電性連接到觸控感測電路，以便進行觸控感測。因此，共同電極層以分時的方式進行顯示操作或觸控感測操作。
觸控感測操作的一個觸控幀被分為多個觸控驅動期間，而顯示操作的一個顯示幀被分為多個顯示驅動期間。這些觸控驅 動期間被安插在這些顯示驅動期間之間。一般而言，觸控感測操作的更新頻率大於顯示操作的更新頻率。舉例來說，顯示操作的更新頻率為60Hz，而觸控感測操作的更新頻率為120Hz。因此，對於同一個共同電極而言，其在一個顯示幀內被掃描(感測)了兩次。無論如何，觸控顯示面板中除了共同電極層，還包含了資料線(源極線)以及掃描線(閘極線)。在同一個顯示幀中，當一個共同電極第一次被掃描(感測)時，這個共同電極所覆蓋的對應閘極線因為剛剛被掃描(驅動)而具有較多電荷，但是當這個共同電極第二次被掃描(感測)時，這個共同電極所覆蓋的對應閘極線因為很久沒有被掃描(驅動)而具有較少電荷。可想而知，因為所述對應閘極線的電荷差異，這個共同電極的第一次觸控感測的結果與第二次觸控感測的結果之間存在不容忽視的差異。對於觸控感測操作而言，這個差異如同雜訊(noise)訊號。這個差異會對觸控的判斷產生影響，進而影響觸控的精準度。
須注意的是，「先前技術」段落的內容是用來幫助了解本發明。在「先前技術」段落所揭露的部份內容(或全部內容)可能不是所屬技術領域中具有通常知識者所知道的習知技術。在「先前技術」段落所揭露的內容，不代表該內容在本發明申請前已被所屬技術領域中具有通常知識者所知悉。
本發明提供一種觸控顯示驅動裝置及其操作方法，以改 善觸控的精準度。
本發明的一實施例提供一種觸控顯示驅動裝置。所述觸控顯示驅動裝置包括顯示驅動電路以及觸控驅動電路。顯示驅動電路被配置為在顯示幀期間驅動觸控顯示面板的多個閘極線以顯示影像幀，其中顯示幀期間被分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間，顯示驅動電路在這些顯示驅動期間驅動觸控顯示面板。觸控驅動電路被配置為在這些觸控驅動期間偵測觸控顯示面板的多個共同電極列以偵測觸碰事件。其中，這些共同電極列平行於這些閘極線，這些共同電極列的每一個做為目前共同電極列，所述目前共同電極列覆蓋這些閘極線中的多個對應閘極線，以及所述目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間在時序上不鄰接所述多個對應閘極線被驅動的顯示驅動期間。
本發明的一實施例提供一種觸控顯示驅動裝置的操作方法。所述操作方法包括：將顯示幀期間分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間；由顯示驅動電路在這些顯示驅動期間驅動觸控顯示面板的多個閘極線以顯示影像幀；以及由觸控驅動電路在這些觸控驅動期間偵測觸控顯示面板的多個共同電極列以偵測一觸碰事件。其中，這些共同電極列平行於這些閘極線，這些共同電極列的每一個做為目前共同電極列，所述目前共同電極列覆蓋這些閘極線中的多個對應閘極線，以及所述目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間在時序上不鄰接所述多個對應閘極線被驅動的顯示驅動期間。
基於上述，本發明諸實施例所述觸控顯示驅動裝置及其操作方法將顯示幀期間分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間。其中，目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間在時序上不鄰接被所述目前共同電極列所覆蓋的對應閘極線被驅動的顯示驅動期間。因此，在同一個顯示幀中，假設觸碰事件沒有發生，所述目前共同電極列的第一次觸控感測的結果可以盡可能地接近所述目前共同電極列的第二次觸控感測的結果。因此，所述觸控顯示驅動裝置可以改善觸控的精準度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10:觸控顯示面板
100:觸控顯示驅動裝置
110:顯示驅動電路
120:觸控驅動電路
D1、D2、D3、D4、D5、D6:顯示驅動期間
DF:顯示幀期間
G1、G2、G3、G4、G5、Gm、Gm+1、Gm+2、Gn-1、Gn:閘極線
RX1~RX54:共同電極
S410~S440:步驟
T1-1、T1-2、T1-3、T2-1、T2-2、T2-3:觸控驅動期間
TF1、TF2:觸控幀期間
VSYNC:垂直同步訊號
圖1是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置的電路方塊(circuit block)示意圖。
圖2是依照本發明的一實施例說明圖1所示觸控顯示面板的共同電極的布局示意圖。
圖3是依照本發明的一實施例說明圖1所示觸控顯示驅動裝置的驅動時序示意圖。
圖4是依照本發明的一實施例說明觸控顯示驅動裝置的操作方法的流程示意圖。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件(element)的名稱，或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量的上限或下限，亦非用來限制元件的次序。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是依照本發明的一實施例所繪示的一種觸控顯示裝置的電路方塊(circuit block)示意圖。圖1所示觸控顯示裝置包括觸控顯示面板10以及觸控顯示驅動裝置100。觸控顯示驅動裝置100包括顯示驅動電路110以及觸控驅動電路120。本實施例並不限制顯示驅動電路110的實施細節。舉例來說，顯示驅動電路110可以是習知的顯示驅動電路或是其他顯示驅動電路。依照設計需求，在一些實施例中，顯示驅動電路110以及觸控驅動電路120可以是不同的兩個積體電路。在另一些實施例中，顯示驅動電路110以及觸控驅動電路120可以被整合在同一個積體電路中。整合了顯示驅動電路110以及觸控驅動電路120的積體電路一般被稱 為觸控顯示驅動整合(Touch with Display Driver Integration，TDDI)晶片。
顯示驅動電路110耦接至觸控顯示面板10的資料線(源極線)以及掃描線(閘極線)。顯示驅動電路110可以在一個顯示幀期間經由資料線以及掃描線去驅動觸控顯示面板10的像素矩陣以顯示影像幀。
圖2是依照本發明的一實施例說明圖1所示觸控顯示面板10的共同電極的布局示意圖。觸控顯示面板10的共同電極層(一般稱為VCOM)被切分為多個區塊(多個共同電極)而形成一個電極矩陣。在圖2所示實施例中，共同電極層被切分為54個共同電極RX1~RX54。在顯示驅動期間，這些共同電極RX1~RX54被電性連接到共同電壓(或稱為VCOM電壓)，以確保像素液晶可以在操作在正確的電壓。在觸控驅動期間，這些共同電極RX1~RX54(做為觸控感測電極)被電性連接到觸控顯示驅動裝置100的觸控感測電路120，以便偵測觸碰事件。亦即，觸控顯示面板10的這些共同電極RX1~RX54以分時的方式進行顯示操作與觸控感測操作。
共同電極RX1~RX54的每一列(row)可以被稱為所述共同電極列。舉例來說，共同電極RX1、RX10、RX19、RX28、RX37與RX46是第一個共同電極列，而共同電極RX2、RX11、RX20、RX29、RX38與RX47是第二個共同電極列。其餘共同電極列可以依此類推。觸控顯示驅動裝置100的觸控感測電路120 可以掃描這些共同電極列，以完成一個觸控幀的觸控感測操作。
在圖2所示實施例中，觸控顯示面板10具有閘極線G1、G2、G3、G4、G5、...、Gm、Gm+1、Gm+2、...、Gn-1、Gn。這些閘極線G1~Gn平行於這些共同電極列。這些共同電極列覆蓋這些閘極線G1~Gn。當觸控感測電路120掃描至所述第一個共同電極列時，這個第一個共同電極列可以被稱為目前共同電極列，而被這個第一個共同電極列覆蓋的這些閘極線G1~G5可以被稱為對應閘極線。當觸控感測電路120掃描至所述第五個共同電極列(共同電極RX5、RX14、RX23、RX32、RX41與RX50)時，這個第五個共同電極列可以被稱為目前共同電極列，而被這個第五個共同電極列覆蓋的這些閘極線Gm、Gm+1、Gm+2可以被稱為對應閘極線。其餘共同電極列與其餘閘極線可以依此類推。
圖3是依照本發明的一實施例說明圖1所示觸控顯示驅動裝置100的驅動時序示意圖。垂直同步訊號VSYNC可以定義一個顯示幀期間DF。觸控顯示驅動裝置100的顯示驅動電路110可以在一個顯示幀期間DF完成一個顯示幀的顯示驅動操作。顯示幀期間DF被分為多個顯示驅動期間(例如D1、D2、D3、D4、D5與D6)以及多個觸控驅動期間(例如T1-1、T1-2、T1-3、T2-1、T2-2與T2-3)。圖3所示觸控驅動期間T1-1、T1-2與T1-3為一個觸控幀期間TF1，而觸控驅動期間T2-1、T2-2與T2-3為另一個觸控幀期間TF2。觸控顯示驅動裝置100的觸控感測電路120可以在一個觸控幀期間(例如TF1或TF2)完成一個觸控幀的觸控感測操作。
圖4是依照本發明的一實施例說明觸控顯示驅動裝置100的操作方法的流程示意圖。請參照圖1至4。步驟S410將顯示幀期間DF分為多個顯示驅動期間(例如D1~D6)以及多個觸控驅動期間(例如T1-1~T1-3與T2-1~T2-3)。顯示驅動電路110可以在一個顯示驅動期間(例如D1)驅動至少一條對應閘極線(步驟S420)。觸控驅動電路120在顯示驅動期間D1停止驅動觸控顯示面板10。然後，觸控感測電路120可以在一個觸控驅動期間(例如T1-1)偵測至少一條對應共同電極列(步驟S430)。顯示驅動電路110在觸控驅動期間T1-1停止驅動觸控顯示面板10。其中，步驟S430所偵測的對應共同電極列沒有覆蓋步驟S420所驅動的對應閘極線。
當一個顯示幀期間DF尚未結束時(步驟S440為「否」)，顯示驅動電路110可以在下一個顯示驅動期間(例如D2)驅動至少一條對應閘極線(步驟S420)，然後觸控感測電路120可以在下一個觸控驅動期間(例如T1-2)偵測至少一條對應共同電極列(步驟S430)。以此類推，直到顯示幀期間DF結束。在一個顯示幀期間DF結束後(步驟S440為「是」)，下一個顯示幀期間會被分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間(步驟S410)。
做為對比，在此假設觸控感測電路120是依照共同電極行(column)來循序掃描(偵測)這些共同電極。顯示驅動電路110可以在顯示驅動期間D1驅動至少一條對應閘極線(例如閘極線G1~G5)，然後觸控感測電路120可以在觸控驅動期間T1-1偵測 第一條共同電極行(共同電極RX1~RX9)與第六條共同電極行(共同電極RX46~RX54)、在觸控驅動期間T1-2偵測第二條共同電極行(共同電極RX10~RX18)與第五條共同電極行(共同電極RX37~RX45)、以及在觸控驅動期間T1-3偵測第三條共同電極行(共同電極RX19~RX27)與第四條共同電極行(共同電極RX28~RX36)。顯示驅動電路110可以在顯示驅動期間D4驅動至少一條對應閘極線(例如閘極線Gm~Gm+2)，然後觸控感測電路120可以在觸控驅動期間T2-1再一次偵測第一條共同電極行與第六條共同電極行、在觸控驅動期間T2-2再一次偵測第二條共同電極行與第五條共同電極行、以及在觸控驅動期間T2-3再一次偵測第三條共同電極行與第四條共同電極行。在同一個顯示幀期間DF中，當共同電極RX1在觸控驅動期間T1-1被掃描(偵測)時，這個共同電極RX1所覆蓋的對應閘極線G1~G5因為剛剛被掃描(驅動)而具有較多電荷，但是當這個共同電極RX1在觸控驅動期間T2-1被掃描(偵測)時，這個共同電極RX1所覆蓋的對應閘極線G1~G5因為很久沒有被掃描(驅動)而具有較少電荷。可想而知，因為在不同時間所述對應閘極線G1~G5的電荷差異，這個共同電極RX1在觸控驅動期間T1-1的觸控感測的結果與在觸控驅動期間T2-1的觸控感測的結果之間存在不容忽視的差異。對於觸控感測操作而言，這個差異如同雜訊(noise)訊號。這個差異會對觸控的判斷產生影響，進而影響觸控的精準度。
以下說明觸控感測電路120不依照這些共同電極列的位 置來偵測這些共同電極列的實現範例。亦即，在下述實施例中，目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間在時序上不鄰接對應閘極線(被目前共同電極列覆蓋的閘極線)被驅動的顯示驅動期間。舉例來說，目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間與所述對應閘極線被驅動的顯示驅動期間之間存在至少一個其他觸控驅動期間(以及/或是至少一個其他顯示驅動期間)。藉由使目前共同電極列所對應的觸控驅動期間遠離所述對應閘極線所對應的顯示驅動期間，可以使所述對應閘極線在不同時間的電荷差異盡可能地減小。亦即，在觸碰事件沒有發生的情況下，使同一個共同電極在不同時間的觸控感測結果的差異可以盡可能地減小。
在本實施例中，觸控顯示面板10的這些共同電極列可以被分為多群。例如，第一條共同電極列(共同電極RX1、RX10、RX19、RX28、RX37與RX46)、第二條共同電極列(共同電極RX2、RX11、RX20、RX29、RX38與RX47)與第三條共同電極列(共同電極RX3、RX12、RX21、RX30、RX39與RX48)被歸為第一群，第四條共同電極列(共同電極RX4、RX13、RX22、RX31、RX40與RX49)、第五條共同電極列(共同電極RX5、RX14、RX23、RX32、RX41與RX50)與第六條共同電極列(共同電極RX6、RX15、RX24、RX33、RX42與RX51)被歸為第二群，而第七條共同電極列(共同電極RX7、RX16、RX25、RX34、RX43與RX52)、第八條共同電極列(共同電極RX8、RX17、RX26、RX35、RX44與RX53)與第九條共同電極列(共同電極RX9、RX18、RX27、RX36、 RX45與RX54)被歸為第三群。觸控驅動電路120以某一個相同掃描順序(此掃描順序無關於這些共同電極列的位置)掃描在每一個群中的這些共同電極列。
舉例來說，觸控感測電路120在觸控驅動期間T1-1與T2-1驅動(偵測)第三條共同電極列、第六條共同電極列與第九條共同電極列；在觸控驅動期間T1-2與T2-2，觸控感測電路120驅動(偵測)第一條共同電極列、第四條共同電極列與第七條共同電極列；以及在觸控驅動期間T1-3與T2-3，觸控感測電路120驅動(偵測)第二條共同電極列、第五條共同電極列與第八條共同電極列。以共同電極RX1與其對應閘極線G1~G5做為觀查對象。顯示驅動電路110可以在顯示驅動期間D1驅動至少一條對應閘極線(例如閘極線G1~G5)，然後觸控感測電路120可以在觸控驅動期間T1-2與T2-2偵測共同電極RX1。當共同電極RX1在觸控驅動期間T1-2被偵測時，這個共同電極RX1所覆蓋的對應閘極線G1~G5因為很久沒有被掃描(驅動)而具有較少電荷。對應閘極線G1~G5在觸控驅動期間T1-2與T2-2的電荷差異已經被盡可能地減小。亦即，在觸碰事件沒有發生的情況下，使共同電極RX1在觸控驅動期間T1-2與T2-2的觸控感測結果的差異可以盡可能地減小。
依照不同的設計需求，上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120的方塊的實現方式可以是硬體(hardware)、韌體(firmware)、軟體(software，即程式)或是前述三者中的多者的組合形式。
以硬體形式而言，上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120的方塊可以實現於積體電路(integrated circuit)上的邏輯電路。上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120的相關功能可以利用硬體描述語言(hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合適的編程語言來實現為硬體。舉例來說，上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120的相關功能可以被實現於一或多個控制器、微控制器、微處理器、特殊應用積體電路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、數位訊號處理器(digital signal processor,DSP)、場可程式邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)及/或其他處理單元中的各種邏輯區塊、模組和電路。
以軟體形式及/或韌體形式而言，上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120的相關功能可以被實現為編程碼(programming codes)。例如，利用一般的編程語言(programming languages，例如C、C++或組合語言)或其他合適的編程語言來實現上述顯示驅動電路110以及(或是)觸控驅動電路120。所述編程碼可以被記錄/存放在記錄媒體中，所述記錄媒體中例如包括唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)、存儲裝置及/或隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)。電腦、中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微處理器可以從所述記錄媒體中讀取並執行所述編程碼，從而達成相關功能。作為所述記錄媒體，可使用「非臨時的電腦可讀取媒體(non-transitory computer readable medium)」，例如可使用帶(tape)、碟(disk)、卡(card)、半導體記憶體、可程式設計的邏輯電路等。而且，所述程式也可經由任意傳輸媒體(通信網路或廣播電波等)而提供給所述電腦(或CPU)。所述通信網路例如是互聯網(Internet)、有線通信(wired communication)、無線通信(wireless communication)或其它通信介質。
綜上所述，本發明諸實施例所述觸控顯示驅動裝置100及其操作方法可以將顯示幀期間DF分為多個顯示驅動期間D1~D6以及多個觸控驅動期間T1-1~T1-3與T2-1~T2-3。其中，目前共同電極列被偵測的觸控驅動期間(例如T1-2與T2-2)在時序上不鄰接對應閘極線(被目前共同電極列覆蓋的閘極線)被驅動的顯示驅動期間(例如D1)。因此，在同一個顯示幀期間DF中，假設觸碰事件沒有發生，所述目前共同電極列的第一次觸控感測的結果可以盡可能地接近所述目前共同電極列的第二次觸控感測的結果。因此，所述觸控顯示驅動裝置100可以改善觸控的精準度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
S410～S440：步驟

Claims (8)

  1. 一種觸控顯示驅動裝置，包括： 一顯示驅動電路，被配置為在一顯示幀期間驅動一觸控顯示面板的多個閘極線以顯示一影像幀，其中該顯示幀期間被分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間，該顯示驅動電路在該些顯示驅動期間驅動該觸控顯示面板；以及 一觸控驅動電路，被配置為在該些觸控驅動期間偵測該觸控顯示面板的多個共同電極列以偵測一觸碰事件，其中該些共同電極列平行於該些閘極線，該些共同電極列的每一個做為一目前共同電極列，該目前共同電極列覆蓋該些閘極線中的多個對應閘極線，以及該目前共同電極列被偵測的該觸控驅動期間在時序上不鄰接所述多個對應閘極線被驅動的該顯示驅動期間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示驅動裝置，其中該顯示驅動電路在該些觸控驅動期間停止驅動該觸控顯示面板，以及該觸控驅動電路在該些顯示驅動期間停止驅動該觸控顯示面板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示驅動裝置，其中該目前共同電極列被偵測的該觸控驅動期間與該些對應閘極線被驅動的該顯示驅動期間之間存在至少一個其他觸控驅動期間或是至少一個其他顯示驅動期間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控顯示驅動裝置，其中該些共同電極列被分為多群，該觸控驅動電路以一相同掃描順序掃描在該些群的每一個中的該些共同電極列。
  5. 一種觸控顯示驅動裝置的操作方法，包括： 將一顯示幀期間分為多個顯示驅動期間以及多個觸控驅動期間； 由一顯示驅動電路在該些顯示驅動期間驅動一觸控顯示面板的多個閘極線以顯示一影像幀；以及 由一觸控驅動電路在該些觸控驅動期間偵測該觸控顯示面板的多個共同電極列以偵測一觸碰事件，其中該些共同電極列平行於該些閘極線，該些共同電極列的每一個做為一目前共同電極列，該目前共同電極列覆蓋該些閘極線中的多個對應閘極線，以及該目前共同電極列被偵測的該觸控驅動期間在時序上不鄰接所述多個對應閘極線被驅動的該顯示驅動期間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的操作方法，更包括： 由該顯示驅動電路在該些觸控驅動期間停止驅動該觸控顯示面板；以及 由該觸控驅動電路在該些顯示驅動期間停止驅動該觸控顯示面板。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的操作方法，其中該目前共同電極列被偵測的該觸控驅動期間與該些對應閘極線被驅動的該顯示驅動期間之間存在至少一個其他觸控驅動期間或是至少一個其他顯示驅動期間。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的操作方法，其中該些共同電極列被分為多群，該觸控驅動電路以一相同掃描順序掃描在該些群的每一個中的該些共同電極列。
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