TWI727558B - 觸控電路、觸控顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

公開了一種觸控顯示面板及其驅動方法。觸控顯示裝置包含顯示面板、設置於顯示面板中的複數觸控電極、連接到複數觸控電極並被提供無負載驅動訊號的複數觸控電路。每個觸控電路儲存觸控電路的偏移電壓，被提供來自觸控電極的無負載驅動訊號，基於偏移電壓校正無負載驅動訊號，並輸出校正的無負載驅動訊號。

Description

觸控電路、觸控顯示裝置及其驅動方法
本發明的實施例係關於一種觸控顯示裝置及其驅動方法。
隨著資訊化社會的進步，可以顯示影像的顯示裝置的需求已在各種類型中增加，且例如液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)裝置、電漿顯示面板(Plasma Display Panel，PDP)裝置及有機發光顯示(Organic Light-Emitting Display，OLED)裝置的各種類型的顯示裝置已被提供。
這些顯示裝置提供基於觸控的輸入系統，讓用戶可以容易地、直觀地且方便地輸入訊息或指令，而不是使用按鈕、鍵盤、滑鼠等普通的輸入系統。提供基於觸控的輸入系統的顯示裝置被稱為觸控顯示裝置。觸控顯示裝置採用電容觸控系統，其中複數個觸控電極(例如，水平電極和垂直電極)形成在顯示面板上，及根據該些觸控電極之間的電容變化，或是該些觸控電極及一指標(例如手指)之間的電容變化判斷是否有偵測到觸控、觸控座標等。當觸控可以被精準偵測到時，觸控顯示裝置可以偵測精細的觸控，並且這種觸控可以被應用於各種應用。因此，觸控顯示裝置需要判斷是否存在一觸控並準確地偵測觸控座標及觸控強度。
本公開的實施例的目的是提供一種能夠準確地檢測觸控的觸控顯示裝置及其驅動方法。
本公開實施例的另一目的是提供一種可應用被應用於各種應用的觸控顯示裝置及其驅動方法。
依據本公開一實施例的觸控顯示裝置，包含：一顯示面板；複數個觸控電極，佈置於該顯示面板中；以及複數個觸控電路，連接於該複數個觸控電極並被供予一無負載驅動訊號，其中每一該觸控電路儲存該觸控電路的一偏移電壓；被供予來自該觸控電極的該無負載驅動訊號；依據該偏移電壓校正該無負載驅動訊號；以及輸出校正後的該無負載驅動訊號。
依據本公開另一實施例的觸控電路，包含：一比較器，基於一輸入電壓產生一輸出電壓，並比較該輸入電壓與該輸出電壓；一儲存單元，儲存對應於該輸入電壓及從該比較器輸出的該輸出電壓之間的一電壓差的一偏移電壓；以及一開關單元，基於儲存於該儲存單元的該偏移電壓校正該輸入電壓。
依據本公開又另一實施例的驅動觸控顯示裝置的方法，適用於包含連接於複數條觸控線並向其輸出一觸控感測訊號的複數個觸控電路的一觸控顯示裝置，該方法包含：感測該複數個觸控電路的一偏移電壓；儲存感測到的該偏移電壓於該觸控電路；以及感測一觸控並基於儲存的該偏移電壓校正輸入到該些觸控電路的該些觸控電極所帶的電壓。
依據本公開的實施例，可以提供能夠準確地檢測觸控的觸控顯示裝置及其驅動方法。
根據本公開的實施例，可以提供可以應用於各種應用的觸控顯示裝置及其驅動方法。。
以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
並且，在描述本公開的元件時，可能會使用到諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等術語。這些術語是用來區分一元件與另一元件。然而，元件的性質、順序、序列或數量並不受限於這些術語。如果描述到一元件「連接」或「耦接」至另一元件時，應當理解成此元件是直接連接或耦接至另一元件，但這兩個元件之間也有可能安插其他元件，或者這兩個元件是透過其他元件來「連接」或「耦接」。
圖1係根據本公開的實施例所繪示的觸控顯示裝置的配置圖。
參考圖1，觸控顯示裝置100包含一顯示面板110、一資料驅動器130、一閘極驅動器140、一觸控感測器120及一控制器150。
在顯示面板110中，複數條閘極線GL1，…，GLn及複數條資料線DL1，…，DLm相互交叉設置。顯示面板110更包含複數個子像素(SP)101，其形成以對應於複數條閘極線GL1，...，GLn和複數條資料線DL1，...，DLm彼此交叉的區域。複數個子像素101包括發射紅光的子像素，發射綠光的子像素，發射藍光的子像素，以及發射白光的子像素。從子像素101射出的光的顏色不限於此。
設置於顯示面板110內的線不限於複數條閘極線GL1，...，GLn和複數條資料線DL1，...，DLm。
觸控感測器120響應於顯示面板110的觸控輸出一觸控感測訊號。在這裡，觸控包含顯示面板110與例如手指或筆的觸控體的直接碰觸，以及在預定距離內的接近。觸控感測器120包含複數個觸控電極及處理從觸控電極輸出的觸控訊號的一觸控電路。觸控訊號可以包含一觸控驅動訊號及一觸控感測訊號。
觸控電路感測一觸控感測訊號，其響應於施加到對應的觸控電極的觸控驅動訊號被發送，觸控電路並輸出對應於觸控感測訊號的一電壓或一電流。觸控感測器120包含連接觸控電極到觸控電路的觸控線。觸控感測器120感測觸控電極所帶的電壓的變化，並輸出對應於帶電電壓的訊號。在觸控感測器120中，被供予觸控驅動訊號的每一觸控電極被以一預定電壓充電，並輸出觸控感測訊號以對應充電電壓。觸控電路可以由一積體電路實現。
資料驅動器130提供資料訊號到複數條資料線DL1，...，DLm。資料訊號對應到灰階並且資料訊號的電壓準位係基於對應的灰階決定。資料訊號的電壓被稱為資料電壓。
資料驅動器130的數量在圖中被繪示為一個，然本公開不以此為限。資料驅動器130的數量可以是兩個或多個以對應解析度。資料驅動器130可以由積體電路實現。
閘極驅動器140提供閘極訊號到複數條閘極線GL1，...，GLn。對應於被施加閘極訊號的複數條閘極線GL1，...，GLn的子像素101可以被供予資料訊號。閘極驅動器140提供一感測訊號到子像素101。被供予從閘極驅動器140輸出的感測訊號的子像素101可以被供予從資料驅動器130輸出的感測電壓。這裡，閘極驅動器140的數量在圖中被繪示為一個，然本公開不以此為限。閘極驅動器140的數量可以是兩個或多個。
閘極驅動器140可以被設置在顯示面板110的兩側。一個閘極驅動器140可以連接於複數條閘極線GL1，...，GLn中的奇數條閘極線，而另一個閘極驅動器140可以連接於複數條閘極線GL1，...，GLn中的偶數條閘極線。本公開不以此為限。每一閘極驅動器140可以由積體電路實現。每一閘極驅動器140包含一閘極訊號產生電路及提供訊號與/或電壓到閘極訊號產生電路的一位準偏移器(Level Shifter)。閘極驅動器140的閘極訊號產生電路可以設置在顯示面板110上。
控制器150控制觸控感測器120。控制器150可以提供觸控驅動訊號到觸控感測器120，並可以基於與提供給其的觸控驅動訊號對應的觸控感測訊號來感測一觸控點的位置。控制器150控制資料驅動器130及閘極驅動器140。
控制器150提供對應於資料訊號的一影像訊號給資料驅動器130。影像訊號可以是數位訊號。控制器150校正影像訊號並提供校正後的影像訊號給資料驅動器130。控制器150的運作不以此為限。控制器150可以包含觸控控制電路。控制器150可以包含時序控制器。觸控控制電路控制觸控感測器120而時序控制電路控制資料驅動器130及閘極驅動器140。然而，控制器150的配置不以此為限。控制器150可以由積體電路實現。
圖2係繪示圖1的子像素的第一示例的電路圖。
參考圖2，多個子像素(SP)101的子像素101a包含有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode)OLED及子像素電路。子像素電路包含提供驅動電流以對應到資料訊號的一第一電晶體M1a，提供資料訊號到第一電晶體M1a以對應到閘極訊號的一第二電晶體M2a，以及儲存資料訊號的一儲存電容器Csta。有機發光二極體OLED被供予來自第一電晶體M1a的驅動電流並發射光線。
在第一電晶體M1a中，一閘極電極連接於一第一節點N1a，一第一電極連接於第一電力源EVDD，以及一第二電極連接於一第二節點N2a。在第二電晶體M2a中，一閘極電極連接於對應的閘極線GL，一第一電極連接於對應的資料線DL，以及一第二電極連接於第一節點N1a。在儲存電容器Csta中，一第一電極接於第一節點N1a且一第二電極連接於第二節點N2a。在有機發光二極體OLED中，一陽極電極連接於第二節點N2a而一陰極電極連接於一第二電力源EVSS。第一電晶體M1a提供一驅動電流到第二節點N2a以對應到對應於供予第一節點N1a的資料訊號的資料電壓Vdata。
第二電晶體M2a響應於供予到對應的閘極線GL的閘極訊號而提供資料訊號到第一節點N1a。儲存電容器Csta儲存第一節點N1a與第二節點N2a之間的電壓，並保持第一電晶體M1a的閘極電極與第二電極之間的電壓以使驅動電流在其中流動。有機發光二極體OLED響應於從第二節點N2a提供的驅動電流而發射光線。在有機發光二極體OLED中，一陽極電極連接於第二節點N2a而一陰極電極連接於第二電力源EVSS。在這裡，被供予陰極電極的電壓被稱為一陰極電壓。
圖3係繪示圖1的子像素的第二示例的電路圖。
參考圖3，多個子像素(SP)101的子像素101b包含第一電晶體M1b、儲存電容器Cstb及液晶LC。在第一電晶體M1b中，一閘極電極連接於閘極線GL，一第一電極連接於資料線DL，及一第二電極連接於第一節點N1b。在儲存電容器Cstb中，一第一電極連接於第一節點N1b且一第二電極連接於供應一共同電壓Vcom的電力供應線。儲存電容器Cstb的第一電極被稱為像素電極，而儲存電容器Cstb的第二電極被稱為共同電極。液晶LC並聯連接於儲存電容器Cstb 。因此，液晶LC依據像素電極及共同電極之間的電壓運作。第一電晶體M1b將響應於經閘極線GL提供的閘極訊號而被提供給資料線DL的資料訊號供予第一節點N1b。提供給第一節點N1b的資料訊號被儲存電容器Cstb維持住，且液晶LC運作以對應到資料訊號。
圖4係繪示根據本公開的實施例的觸控顯示裝置所採用的觸控感測器的平面圖。
參考圖4，觸控電極被設置在顯示面板110上且包含複數個第一觸控電極TED及複數個第二觸控電極TES。複數個第一觸控電極TED被稱為觸控驅動電極，複數個第二觸控電極TES被稱為觸控感測電極。複數個第一觸控電極TED中的每一個藉由連接部份BL在行方向上連接以形成複數個電極行，且複數個第二觸控電極TES中的每一個藉由連接部份BL在列方向上連接以形成複數個電極列。於此，複數個第一觸控電極TED及複數個第二觸控電極TES被設置為4x3的矩陣，但本公開不以此為限。
第一觸控電極TED被供予觸控驅動訊號，而第二觸控電極TES提供對應於觸控驅動訊號的觸控感測訊號。第一觸控電極TED及第二觸控電極TES係形成於顯示面板110上的同一層。然而，本公開不以此為限。
每一個連接部份BL將第一觸控電極TED連接到另一個第一觸控電極TED。每一個連接部份BL將第二觸控電極TES連接到另一個第二觸控電極TES。多個連接部份BL彼此交叉。為了防止第一觸控電極TED及第二觸控電極TES彼此直接連接，連接第一觸控電極TED的連接部份BL形成在與第一觸控電極TED和第二觸控電極TES不同的層中，且連接部份BL通過通孔連接第一觸控電極TED。連接第二觸控電極TES的連接部份BL形成在與第一觸控電極TED和第二觸控電極TES相同的層中並連接第二觸控電極TES。因此，一絕緣膜(未繪示)被設置在連接第一觸控電極TED的連接部份BL與連接第二觸控電極TES的連接部份BL之間。
第一觸控電極TED與第二觸控電極TES通過圖案化(Patterning)具有導電性的金屬層而形成。第一觸控電極TED與第二觸控電極TES由例如鎳銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)的透明材料形成。圖案化的第一觸控電極TED及圖案化的第二觸控電極TES包含形成在網格中的電極圖案，且第一觸控電極TED與第二觸控電極TES包括複數個開口。從顯示裝置發出的光經由鎳銦錫氧化物(ITO)形成的第一觸控電極TED及第二觸控電極TES或是包含在第一觸控電極TED及第二觸控電極TES中的複數個開口發出到外部。
形成為網格的第一觸控電極TED及第二觸控電極TES的圖案被稱為觸控電極線。第一觸控電極TED連接到提供一觸控驅動訊號到觸控電極TED的觸控驅動線TEDL，而第二觸控電極TES連接到提供響應於觸控驅動訊號而產生的一觸控感測訊號的觸控感測線TESL。
圖5係繪示根據本公開的實施例的觸控顯示裝置所採用的觸控感測器單元的平面圖。
參考圖5，觸控電極包含複數個觸控電極TE。複數個觸控電極TE設置在顯示面板110上，且具有預定面積的複數個觸控電極TE以5x4矩陣佈置在顯示面板110上，然本公開不以此為限。每一觸控電極TE連接於觸控線TEL。每一觸控線TEL被設置在觸控電極下或上且與觸控電極TE的一區域接觸。觸控線TEL提供觸控驅動訊號到觸控電極TE，且被供予來自觸控電極TE的觸控感測訊號。觸控驅動訊號及觸控感測訊號被稱為觸控訊號。由於觸控電極TE及觸控線TEL被安裝在顯示面板110中且觸控顯示裝置100在顯示面板110上不包含單獨的觸控面板，因此可以達到降低顯示面板110的厚度。
圖6係繪示根據本公開的實施例的驅動觸控顯示裝置的時序圖。
參考圖6，觸控顯示裝置100可以在顯示週期Td及觸控週期Ts中分別運作。在顯示週期Td中，觸控顯示裝置100中的每一子像素101可以被施加一資料訊號並發射光線。觸控顯示裝置100可以取決於觸控同步訊號Tsync分別在顯示週期Td及觸控週期Ts中運作。當觸控同步訊號Tsync是在低態時，觸控顯示裝置100在顯示週期Td中運作，而當觸控同步訊號Tsync是在高態時，觸控顯示裝置100在觸控週期Ts中運作。
在觸控顯示裝置100中，圖2所示的陰極電極或圖3所示的共同電極可以在顯示週期Td中被供予具有一預定電壓準位的一直流(Direct Current，DC)電壓。觸控顯示裝置100基於提供到陰極電極和陽極電極的電壓提供一驅動電流以顯示影像，或是基於提供給共同電極的直流電壓及提供給陽極電極的資料電壓Vdata顯示影像。
在觸控顯示裝置100中，圖2所示的陰極電極或圖3所示的共同電極可以在觸控週期Ts中被施加一無負載驅動訊號。在觸控顯示裝置100中，複數條觸控線TEL中的一些觸控線被施加觸控驅動訊號，而其他觸控線被施加與觸控驅動訊號同步的無負載驅動訊號。因此，可以防止由於被施加觸控驅動訊號的部份觸控線及未被施加觸控驅動訊號的其他觸控線之間的訊號差而產生的寄生電容。因此，可以降低觸控顯示裝置100的功耗，以降低雜訊或其他等的影響，從而更準確地偵測觸控感測訊號。
顯示週期Td及觸控週期Ts被繪示為具有同樣的長度，然本公開不以此為限。觸控週期Ts可以是一空白週期。空白週期可以是垂直空白週期及水平空白週期的其中之一。然而，本公開不以此為限。由於被施加到觸控電極以感測觸控的觸控驅動訊號具有與提供給其他觸控電極以不被感測的無負載驅動訊號相同的相位及振幅，因此兩訊號可以是不相互區別的訊號。因此，在以下的描述中，觸控驅動訊號及無負載驅動訊號統稱為無負載驅動訊號。
圖7係繪示根據本公開的實施例的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的概念圖。
參考圖7，複數個觸控電極TE1，TE2，…，TE k -1及TE k經由觸控線TEL1，TEL2，…，TEL k -1及TEL k分別連接於觸控電路單元120a。更具體地，觸控電路單元120a包含複數個觸控電路121，122，…，12k-1及12k。複數個觸控電極TE1，TE2，…，TE k -1及TE k分別連接於複數個觸控電路121，122，…，12k-1及12k。複數個觸控電路121，122，…，12k-1及12k連接於複數個輸出端VO1，VO2，…，VOk-1及VOk。複數個輸出端VO1，VO2，…，VOk-1及VOk連接於多條觸控線。該多條觸控線表示連接控制器150的觸控控制電路到複數個輸出端VO1，VO2，…，VOk-1及VOk的線。
一個觸控電極被繪示成連接於一個觸控電路，然本公開不以此為限。複數個觸控電極可以是經由多工器MUX(Multiplexer，未繪示)連接於一個觸控電路。
複數個觸控電路121，122，…，12k-1及12k被施加無負載驅動訊號並提供無負載驅動訊號到複數個觸控電極TE1，TE2，…，TE k -1及TEk。複數個觸控電路121，122，…，12k-1及12k使用被施加的無負載驅動訊號及提供給複數個觸控電極TE1，TE2，…，TE k -1及TEk的無負載驅動訊號感測一觸控。一觸控的感測可以是偵測觸控強度及觸控點的座標，然本公開不以此為限。
圖8係繪示圖7所示的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的第一示例的電路圖。圖9係繪示圖8所示的觸控電路的操作的時序圖。
參考圖8，觸控電路121a經由觸控線TELa連接於觸控電極TEa。在這裡，觸控電極TEa與觸控線TELa可以分別是圖7示出的複數個觸控電極的其中之一與複數條觸控線的其中之一。
一觸控電容器CT與一寄生電容器CP連接於觸控電極TEa。觸控電容器CT可以是藉由一觸控而在觸控電極TEa中產生的電容，而寄生電容器CP是在觸控電極TEa中形成的寄生電容。本公開不以此為限。對應於觸控電容器CT與寄生電容器CP的電壓經由觸控線TELa被施加到觸控電路121a。
觸控電路121a包含放大器123a、反饋電容器Cfa、第一開關S1a及第二開關S2a。放大器123a經由一正輸入端(+)被施加共同電壓Vcom或無負載驅動訊號LFD。本公開不以此為限，且放大器123a可以經由正輸入端(+)被施加一陰極電壓或無負載驅動訊號LFD。共同電壓Vcom或陰極電壓在圖6示出的顯示週期Td中被施加到放大器123a的正輸入端(+)，無負載驅動訊號LFD在圖6示出的觸控週期Ts中被施加到放大器123a的正輸入端(+)。放大器123a的負輸入端(-)連接於觸控線TELa且被施加在觸控線TELa流動的一電流。
第一開關S1a及反饋電容器Cfa彼此串聯連接且被設置在放大器123a的一輸出端Vo及負輸入端(-)之間。第二開關S2a設置於輸出端Vo及負輸入端(-)之間且並聯連接於第一開關S1a及反饋電容器Cfa。
參考圖9，一觸控電路運作週期Ta包含一重置週期Treseta及一觸控驅動週期TLFDa。本公開不以此為限。重置週期Treseta可以被包含於圖6示出的顯示週期Td中，觸控驅動週期TLFDa可以是對應於圖6示出的觸控週期Ts的週期。本公開不以此為限。
在重置週期Treseta中，反饋電容器Cfa被重置。在重置週期Treseta中，第一開關S1a及第二開關S2a通過被施加處於高態的訊號S1及S2而被導通。當第一開關S1a及第二開關S2a被導通時，反饋電容器Cfa的第一電極及第二電極具有相同的電壓，反饋電容器Cfa因此被重置。
在觸控驅動週期TLFDa中，第一開關S1a被施加處於高態的訊號S1並保持在導通狀態，第二開關S2a被施加處於低態的訊號S2並被關閉。當第一開關S1a被導通時，無負載驅動訊號LFD經由正輸入端(+)被施加到放大器123a。放大器123a經負輸入端(-)提供經由正輸入端(+)被施加的無負載驅動訊號LFD到觸控電極TEa。
放大器123a基於藉由比較經正輸入端(+)提供的無負載驅動訊號LFD與被施加到觸控電極TEa的無負載驅動訊號LFD，以及依據該比較結果在反饋電容器Cfa中儲存一預定電壓，而在觸控電極TEa中產生的電容變化，將觸控訊號輸出到輸出端Vo。也就是說，放大器123a計算經由觸控而在觸控電極TEa的觸控電容器CT及寄生電容器CP中產生的帶電的電壓的變化而輸出觸控訊號。
圖10係繪示圖7所示的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的第二示例的電路圖。圖11係繪示圖10所示的觸控電路的操作的時序圖。
參考圖10，儲存其偏移電壓的觸控電路121b被施加來自於觸控電極的無負載驅動訊號，基於偏移電壓校正無負載驅動訊號，並輸出校正後的無負載驅動訊號。觸控電路121b在儲存偏移電壓之前先感測偏移電壓。觸控電路121b藉由比較被輸入到觸控電路121b且具有一預定直流電壓準位的輸入電壓，與響應於該輸入電壓而被從觸控電路121b輸出的一輸出電壓，以感測偏移電壓。
觸控電路121b響應於輸入電壓產生輸出電壓，且包含比較輸入電壓與輸出電壓的一比較器，儲存基於輸入電壓及從比較器輸出的輸出電壓之間的電壓差的偏移電壓的一儲存單元，以及基於儲存於儲存單元的偏移電壓校正輸入電壓的一開關單元。觸控電路121b經由觸控線TELb連接於觸控電極TEb。於此，觸控電極TEb及觸控線TELb可以分別是圖7所示出的觸控電極TE1，TE2，…，TE k -1及TEk的其中之一，與觸控線TEL1，TEL2，…，TELk -1及TELk的其中之一。
比較器包含放大器123b，放大器123b的正輸入端(+)被提供一預定電壓，負輸入端(-)連接於觸控電極TEb，且輸出端Vo連接於負輸入端(-)，以及設置於負輸入端(-)與輸出端Vo之間且彼此串聯連接的第一電容器Cfb及第一開關S1b。比較器包含重置第一電容器Cfb的第二開關S2b。當第一開關S1b及第二開關S2b被導通時，第一電容器Cfb兩端的電壓相同且第一電容器Cfb因此被重置。
放大器123b經由正輸入端(+)被提供共同電壓Vcom或無負載驅動訊號LFD。本公開不以此為限，且放大器123b可以經由正輸入端(+)被提供一陰極電壓或無負載驅動訊號LFD。共同電壓Vcom或陰極電壓在圖6示出的顯示週期Td中被提供，而無負載驅動訊號LFD在圖6示出的觸控週期Ts中被提供。
放大器123b的負輸入端(-)連接於觸控線TELb且被提供流動於觸控線TELb中的電流。放大器123b包含複數個元件，且其輸出的電壓取決於該些元件的特徵而偏移。輸出的該電壓的偏移稱為偏移電壓。因此，即使當圖7示出的複數個觸控電路被經由複數條觸控線TEL1，TEL2，…，TELk -1及TELk提供相同的無負載驅動訊號LFD時，從該些觸控電路輸出的訊號仍因放大器123b的偏移電壓而偏移。因此產生在感測觸控時發生偏差而不能精準偵測到觸控的問題。
為了解決上述問題，觸控電路121b包含儲存偏移電壓的一儲存單元以及連接於儲存單元和比較器之間的一開關單元並使用儲存的偏移電壓校正偏移電壓。儲存單元包含一第二電容器Coffset。開關單元包含第三開關S3b到第六開關S6b。本公開不以此為限。
放大器123b的偏移電壓可以藉由連接放大器123b到第二電容器Coffset，經由操作第三開關S3b到第六開關S6b將偏移電壓儲存到第二電容器Coffset，並接著使用偏移電壓移除提供到觸控電極的無負載驅動訊號的偏移。當偏移電壓被校正後，感測觸控中的偏移的問題可以被解決，且觸控感測器120可以達到更精準地感測觸控。觸控感測器120可以準確感測觸控。當觸控感測器120可以更準確地計算觸控輸入的強度及位置時，在觸控顯示裝置100中被驅動的各種應用程序例如繪圖可以使用更準確的觸控結果。
開關單元包含設置於放大器123b的正輸入端(+)及第二電容器Coffset的第一電極之間的第三開關S3b，設置於放大器123b的輸出端Vo及第二電容器Coffset的第二電極之間的第四開關S4b，設置於放大器123b的負輸入端(-)及第二電容器Coffset的第一電極之間的第五開關S5b，以及設置於第二電容器Coffset的第二電極及接地層之間的第六開關S6b。
第一電容器Cfb與第二電容器Coffset並聯設置於放大器123b的輸出端Vo及負輸入端(-)之間。第三開關S3b設置於放大器123b的正輸入端(+)及負輸入端(-)之間並且連接於放大器123b的正輸入端(+)及負輸入端(-)。
一帶電電壓去除電路設置於連接於觸控電路121b的觸控線TELb中。帶電電壓去除電路包含帶電電壓去除電容器Ccr與帶電電壓去除開關Scr。當觸控線TELb中帶的電壓過高時，觸控電路121b和/或觸控電極TEb可能受損，帶電電壓去除電路使觸控線TELb放電以降低觸控線TELb中所帶的電壓。當帶電電壓去除電路的帶電電壓去除開關Scr導通時，帶電電壓去除電容器Ccr被導通以對觸控線TELb帶的電壓放電。帶電電壓去除電路亦可以被應用於圖8所示出的觸控電路121a。
參考圖11，觸控電路驅動週期Tb包含一重置週期Tresetb，一取樣週期Tsamb，以及一觸控驅動週期TLFDb。重置週期Tresetb和取樣週期Tsamb包含在圖6示出的顯示週期Td內，而觸控驅動週期TLFDb包含在圖6所示出的觸控週期Ts內。本公開不以此為限。
在重置週期Tresetb中，第一電容器Cfb被重置。在取樣週期Tsamb中，第二電容器Coffset感測放大器123b的偏移電壓並儲存感測到的偏移電壓。在觸控驅動週期TLFDb中，基於放大器123b的偏移電壓的一偏移被從無負載驅動訊號LFD移除，使偏移電壓對應到無負載驅動訊號LFD並且輸出結果的訊號。在重置週期Tresetb和取樣週期Tsamb中，放大器123b的正輸入端(+)被供予具有一預定電壓準位的一直流電壓。具有預定電壓準位的直流電壓可以是在圖6示出的顯示週期Td中所提供的共同電壓Vcom或陰極電壓。本公開不以此為限。
在重置週期Tresetb中，第一開關S1b和第二開關S2b被供予在高態的訊號S1和S2並且被導通。第三開關S3b到第六開關S6b被供予在低態的訊號S3和S4並且被關斷。當第一開關S1b和第二開關S2b被被供予在高態的訊號而導通時，第一電容器Cfb的第一電極和第二電極具有相同的電壓，第一電容器Cfb並因此被重置。
在取樣週期Tsamb中，第一開關S1b被供予在低態的訊號S1，且第二開關S2b到第四開關S4b被供予在高態的訊號S2、S3及S4。第五開關S5b和第六開關S6b被供予在低態的訊號S5和S6。因此，第一開關S1b、第五開關S5b和第六開關S6b被關閉，而第二開關S2b到第四開關S4b被導通。當第一開關S1b被關閉時，第一電容器Cfb的第一電極進入浮態。當第二開關S2b被導通時，放大器123b的輸出端Vo和負輸入端(-)連接於彼此。
當第三開關S3b被導通時，放大器123b的正輸入端(+)連接到第二電容器Coffset的第一電極。當第四開關S4b被導通時，放大器123b的輸出端Vo連接到第二電容器Coffset的第二電極。當放大器123b的輸出端Vo和負輸入端(-)彼此連接且放大器123b的正輸入端(+)被供予一預定電壓時，放大器123b的輸出端Vo的電壓準位必須相同於放大器123b的正輸入端(+)的電壓準位。
然而，放大器123b的輸出端Vo和放大器123b的正輸入端(+)之間可能因為放大器123b的偏移電壓而發生電壓差。例如，放大器123b的輸出端Vo的電壓準位可以是藉由在放大器123b的正輸入端(+)的電壓準位加上偏移電壓的電壓準位而得到的一個值。第二電容器Coffset設置於放大器123b的輸出端Vo和放大器123b的正輸入端(+)之間，偏移電壓並因此儲存於第二電容器Coffset中。
在觸控驅動週期TLFDb中，第一開關S1b被供予在高態的訊號S1並維持在導通狀態，而第二開關S2b到第四開關S4b被供予在低態的訊號S2、S3和S4並且被關斷。第五開關S5b和第六開關S6b被供予在高態的訊號S5和S6並且被導通。當第一開關S1b被導通時，無負載驅動訊號LFD經由放大器123b的正輸入端(+)所提供。放大器123b經由負輸入端(-)將由正輸入端(+)提供的無負載驅動訊號LFD提供給觸控電極TEb。
放大器123b可以通過比較經由正輸入端(+)輸入的無負載驅動訊號LFD和提供給觸控電極TEb的無負載驅動訊號LFD，輸出與觸控電極TEb中產生的電壓差對應的訊號， 並且將預定電壓存儲在第一電容器Cfb中。也就是說，可以計算由觸控引起在觸控電極TE的觸控電容器CT和寄生電容器CP中所帶的電壓的變化。
圖12係繪示根據本公開的實施例的驅動觸控顯示裝置的方法的示例的流程圖。
參考圖12，在驅動觸控顯示裝置的方法中，首先，觸控電路的一偏移電壓被感測到(S1200)。在觸控顯示裝置中，多個觸控電路連接於連接到複數個觸控電極的複數條觸控線。在觸控電路中，偏移電壓根據元件特性而變化，並且相同的觸控感測訊號可以根據偏移電壓而變化。為了防止觸控感測訊號由於該變化而變得不準確，感測觸控電路的偏移電壓。當觸控電路包括放大器且放大器的輸出端和負輸入端在放大器的正輸入端被提供預定直流電壓的狀態下彼此連接時，可能在放大器的正輸入端和放大器的輸出端之間的電壓準位依據偏移電壓而產生一電壓差。藉由感測此電壓差，偏移電壓可以被感測到。偏移電壓可以藉由比較具有預定直流電壓準位的輸入電壓和從觸控電路輸出的輸出電壓被感測到。
觸控電路的偏移電壓被儲存(S1210)。偏移電壓被儲存在觸控電路中。觸控電路包含放大器且藉由儲存放大器的輸出端和正輸入端之間的電壓以儲存偏移電壓。偏移電壓被儲存在電容器內。電容器設置於放大器的輸出端和正輸入端之間。
接著，一觸控被感測到(S1220)。在將觸控電路設置為可以感測到觸控的狀態之後，可以通過向觸控電極提供無負載驅動訊號來感測觸控。觸控電路可以藉由判斷基於無負載驅動訊號的電壓是否由於觸控而改變來感測觸控。於此，由於仰賴於觸控電極而在觸控線中流動的電流反映了所儲存的偏移電壓，因此基於偏移電壓的一偏移可以被從觸控感測訊號移除。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
100:觸控顯示裝置 101、101a、101b:子像素(SP) 110:顯示面板 120:觸控感測器 130:資料驅動器 140:閘極驅動器 150:控制器 DL、DL1，…，DLm:資料線 GL、GL1，…，GLn:閘極線 OLED:有機發光二極體 M1a、M1b:第一電晶體 M2a:第二電晶體 Csta、Cstb:儲存電容器 N1a、N1b:第一節點 N2a:第二節點 Vdata:資料電壓 Vcom:共同電壓 EVDD:第一電力源 EVSS:第二電力源 LC:液晶 TED:第一觸控電極 TES:第二觸控電極 BL:連接部分 TE、TEa、TEb、TE1，TE2，…，TE k-1，TEk:觸控電極 TEL、TELa、TELb、TEL1，TEL2，…，TELk-1，TELk:觸控線 TEDL:觸控驅動線 TESL:觸控感測線 121a、121b、121，122，…，12k-1，12k:觸控電路 VO1，VO2，…，VOk-1，VOk:輸出端 Td:顯示週期 Ts:觸控週期 Ta:觸控電路運作週期 Tb:觸控電路驅動週期 Treseta、Tresetb:重置週期 Tsamb:取樣週期 TLFDa、TLFDb:觸控驅動週期 Tsync:觸控同步訊號 S1、S2、S3、S4、S5、S6:訊號 120a:觸控電路單元 123a、123b:放大器 +:正輸入端 -:負輸入端 Vo:輸出端 Cfa:反饋電容器 CT:觸控電容器 CP:寄生電容器 Cfb:第一電容器 Coffset:第二電容器 Ccr:帶電電壓去除電容器 S1a、S1b:第一開關 S2a、S2b:第二開關 S3b:第三開關 S4b:第四開關 S5b:第五開關 S6b:第六開關 Scr:帶電電壓去除開關 LFD:無負載驅動訊號
圖1係根據本公開的實施例所繪示的觸控顯示裝置的配置的圖。 圖2係繪示圖1的子像素的第一示例的電路圖。 圖3係繪示圖1的子像素的第二示例的電路圖。 圖4係繪示根據本公開的實施例的觸控顯示裝置所採用的觸控感測器單元的平面圖。 圖5係繪示根據本公開的實施例的觸控顯示裝置所採用的觸控感測器單元的平面圖。 圖6係繪示根據本公開的實施例的驅動觸控顯示裝置的時序圖。 圖7係繪示根據本公開的實施例的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的概念圖。 圖8係繪示圖7所示的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的第一示例的電路圖。 圖9係繪示圖8所示的觸控電路的操作的時序圖。 圖10係繪示圖7所示的觸控電極及觸控電路之間的連接關係的第二示例的電路圖。 圖11係繪示圖10所示的觸控電路的操作的時序圖。 圖12係繪示根據本公開的實施例的驅動觸控顯示裝置的方法的示例的流程圖。
100:觸控顯示裝置
101:子像素(SP)
110:顯示面板
120:觸控感測器
130:資料驅動器
140:閘極驅動器
150:控制器
DL、DL1，...，DLm:資料線
GL、GL1，...，GLn:閘極線

Claims (12)

  1. 一種觸控顯示裝置，包含：一顯示面板；複數個觸控電極，佈置於該顯示面板中；以及複數個觸控電路，連接於該複數個觸控電極並被供予一無負載驅動訊號，其中每一該觸控電路儲存該觸控電路的一偏移電壓；被供予來自該觸控電極的該無負載驅動訊號；依據該偏移電壓校正該無負載驅動訊號；以及輸出校正後的該無負載驅動訊號，其中每一該觸控電路分別運作於儲存該偏移電壓的一顯示週期，以及被供予該無負載驅動訊號並依據該偏移電壓輸出該無負載驅動訊號的一觸控週期。
  2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中每一該觸控電路包含：一比較器，以一輸入電壓為基礎產生一輸出電壓，並比較該輸入電壓與該輸出電壓；一儲存單元，儲存對應於該輸入電壓及從該比較器輸出的該輸出電壓之間的一電壓差的該偏移電壓；以及 一開關單元，基於儲存於該儲存單元的該偏移電壓校正該無負載驅動訊號。
  3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中每一該觸控電路包含：一放大器，其一正輸入端被供予一預定電壓，其一負輸入端經由一觸控線連接於對應的該觸控電極，及其一輸出端連接於該負輸入端；一第一電容器；一第二電容器，並聯連接於該第一電容器；一第一開關，設置於該負輸入端及該第一電容器之間；一第二開關，連接於該負輸入端及該輸出端之間；一第三開關，設置於該正輸入端及該第二電容器之間；一第四開關，設置於該輸出端及該第二電容器之間；一第五開關，設置於該負輸入端及該第二電容器之間；以及一第六開關，設置於該第二電容器及一接地層之間。
  4. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中該正輸入端在該顯示週期內被供予具有一預定電壓準位的一直流電壓，及在該觸控週期內被供予該無負載驅動訊號。
  5. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，更包含：一資料驅動器，提供一資料訊號到該顯示面板；一閘極驅動器，提供一閘極訊號到該顯示面板；以及一控制器，控制該資料驅動器及該閘極驅動器，其中該控制器於該顯示週期中提供該資料訊號到該顯示面板並於該觸控週期中輸出該無負載驅動訊號到該些觸控電極。
  6. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，更包含對該觸控線所帶的一電壓放電的一帶電電壓去除電路。
  7. 一種觸控電路，包含：一比較器，基於一輸入電壓產生一輸出電壓，並比較該輸入電壓與該輸出電壓；一儲存單元，儲存對應於該輸入電壓及從該比較器輸出的該輸出電壓之間的一電壓差的一偏移電壓；以及一開關單元，基於儲存於該儲存單元的該偏移電壓校正該輸入電壓，其中該比較器包含： 一放大器，其一正輸入端被供予一預定電壓，其一負輸入端連接於對應的一觸控線，及其一輸出端連接於該觸控線；以及一第一開關及一第一電容器，設置於該放大器的該負輸入端及該輸出端之間並彼此串聯連接。
  8. 如請求項7所述的觸控電路，其中該儲存單元包含儲存該放大器的該輸出端與該放大器的該正輸入端之間的一電壓的一第二電容器。
  9. 如請求項8所述的觸控電路，其中該開關單元包含：一第三開關，設置於該放大器的該正輸入端及該第二電容器之間；一第四開關，設置於該放大器的該輸出端及該第二電容器之間；一第五開關，設置於該放大器的該負輸入端及該第二電容器之間；以及一第六開關，設置於該第二電容器及一接地層之間。
  10. 如請求項9所述的觸控電路，其中該正輸入端在一顯示週期內被供予具有一預定電壓準位的一直流電壓，及在一觸控週期內被供予一無負載驅動訊號。
  11. 如請求項7所述的觸控電路，更包含對該觸控線所帶的一電壓放電的一帶電電壓去除電路。
  12. 一種驅動觸控顯示裝置的方法，適用於包含連接於複數條觸控線並向其輸出一觸控感測訊號的複數個觸控電路的一觸控顯示裝置，該方法包含：感測該複數個觸控電路的一偏移電壓；儲存感測到的該偏移電壓於該觸控電路；以及感測一觸控並基於儲存的該偏移電壓校正輸入到該些觸控電路的該些觸控電極所帶的電壓，其中該偏移電壓係以比較具有一預定直流電壓準位的一輸入電壓與響應於該輸入電壓從該些觸控電路輸出的一輸出電壓來感測。
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