TWI749689B - 用於觸控顯示裝置之驅動系統、感測方法及驅動電路 - Google Patents

用於觸控顯示裝置之驅動系統、感測方法及驅動電路 Download PDF

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Abstract

一種驅動系統，用於一觸控顯示裝置，其包含有一時序控制器，用來輸出複數個第一資料，並且接收複數個第二資料；以及一驅動模組，耦接至該時序控制器，其包含有：一顯示驅動模組，用來根據該時序控制器所輸出的該複數個第一資料以輸出複數個輸出電壓；以及一感測模組，用來接收複數個顯示感測資料以及複數個觸控感測資料，以產生該複數個第二資料至該時序控制器。

Description

用於觸控顯示裝置之驅動系統、感測方法及驅動電路
本發明係指一種用於一觸控顯示裝置之一驅動系統、一感測方法及一驅動電路，尤指一種整合觸控顯示裝置之一顯示感測電路及一觸控感測電路之一驅動系統、一感測方法及一驅動電路。
請參考第1圖，第1圖為現有的一二極體(organic light-emitting diode，OLED)顯示系統10之示意圖。OLED顯示器系統10包含一時序控制器以及一顯示積體電路(integrated circuit，IC)驅動器，其中顯示IC驅動器包含用於偵測一OLED及一薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)的一顯示感測電路，時序控制器包含用於OLED及TFT的一補償演算法電路。
請參考第2圖及第3圖，第2圖及第3圖分別為用於顯示系統10的一現有觸控系統20、30之示意圖。觸控系統20包含一觸控控制器IC，其包含一觸控感測電路，觸控控制器IC用來執行一演算法，以消除一觸控裝置的雜訊及萃取觸控裝置的座標。與觸控系統20不同，觸控系統30的一觸控感測電路被整合於顯示系統10的顯示IC驅動器。
然而，當OLED顯示系統10與觸控系統進行整合時，用於顯示感測及觸控感測的類比前端(analog front end，AFE)電路以及類比數位轉換(analog-to-digital conversion，ADC)電路同時被包含於觸控系統的顯示IC驅動器中或觸控控制器IC中，即觸控系統包含多餘的硬體電路，而增加顯示系統的成本。因此，現有技術有改進的必要。
本發明提供一種用於一觸控顯示裝置之一驅動系統、一感測方法及一驅動電路，以提整合觸控顯示裝置之一顯示感測電路與一觸控感測電路之架構。
本發明實施例揭露一種驅動系統，用於一觸控顯示裝置，其包含有一時序控制器，用來輸出複數個第一資料，並且接收複數個第二資料；以及一驅動模組，耦接至該時序控制器，其包含有一顯示驅動模組，用來根據該時序控制器所輸出的該複數個第一資料以輸出複數個輸出電壓；以及一感測模組，用來接收複數個顯示感測資料以及複數個觸控感測資料，以產生該複數個第二資料至該時序控制器。
本發明實施例另揭露一種感測方法，用於一觸控顯示裝置，其包含有在該觸控顯示裝置之一顯示器之一幀內之一第一區間感測複數個觸控感測資料；以及在該觸控顯示裝置之該顯示器之該幀內之一第二區間感測複數個顯示感測資料；其中在該幀內，該第一區間與該第二區間不重疊。
本發明實施例還揭露一種驅動電路，用於具有一時序控制器之一觸 控顯示裝置，以輸出複數個第一資料並且接收複數個第二資料，該驅動電路包含有一顯示驅動電路，用來根據該時序控制器所輸出之該複數個第一資料，輸出複數個輸出電壓；以及一感測電路，用來接收複數個顯示感測資料及複數個觸控感測資料，以產生該複數個第二資料至該時序控制器。
10、20、30:觸控系統
40、50:驅動系統
402、502:時序控制器
404、504:驅動模組
406、506:顯示驅動模組
408、508:感測模組
60:感測流程
600-606:步驟
ADC:類比數位轉換電路
AFE:類比前端電路
CH1-CHj:輸出電壓
DAC:數位類比轉換電路
Digital:數位區塊
GMA1-GMAi:伽瑪輸入
Latch:閂鎖器
LVSHT:電位轉換器
MUX_1、MUX_2、MUX_3、MUX_4:多工器
O_CH1-O_CHk:顯示感測資料
OP_1-OP_j:運算輸出緩衝器
RX:接收器
T_CH1-T_CHn:觸控感測資料
TX:發送器
第1圖為一現有的二極體(organic light-emitting diode，OLED)顯示系統之示意圖。
第2圖及第3圖為現有用於顯示系統的觸控系統之示意圖。
第4圖為本發明實施例之一驅動系統之示意圖。
第5圖為本發明另一實施例之驅動系統之示意圖。
第6圖為本發明實施例之一感測流程之示意圖。
第7圖為本發明實施例之用於具有一OLED顯示器的一in-cell內嵌式觸控顯示器之感測方法之時序圖。
第8圖為本發明實施例之用於一on-cell內嵌式觸控裝置或一外掛式(add-on)觸控裝置之感測方法之時序圖。
請參考第4圖，第4圖為本發明實施例之一驅動系統40之示意圖。驅動系統40可以用於一觸控顯示裝置(未繪示於第4圖)，並且包含一時序控制器402及一驅動模組404。觸控顯示裝置可包含一觸控裝置及一顯示器，其中觸控裝置可以是一in-cell內嵌式觸控裝置、一on-cell內嵌式觸控裝置或一add-on觸控裝置，並且觸控顯示裝置的顯示器可以是一二極體(organic light-emitting diode， OLED)顯示器或一薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)。時序控制器402用來輸出複數個第一資料及接收複數個第二資料，並且根據第二資料執行用於顯示的一補償方法及用於一觸控感測的座標萃取方法。驅動模組404包含一顯示驅動模組406及一感測模組408。顯示驅動模組406用來根據時序控制器402所輸出的第一資料，輸出複數個輸出電壓CH1-CHj。舉例來說，輸出電壓CH1-CHj為輸出至用來顯示的OLED顯示器或TFT-LCD顯示器。感測模組408用來接收來自顯示器的複數個顯示感測資料O_CH1-O_CHk以及來自觸控裝置的複數個觸控感測資料T_CH1-TCHn，以產生第二資料至時序控制器402。在一例中，感測模組408以一分時多工方法感測顯示感測資料O_CH1-O_CHk以及觸控感測資料T_CH1-TCHn。如此一來，本發明實施例的感測模組408整合驅動系統40的一系統架構以接收顯示感測資料及觸控感測資料，進而降低系統的硬體成本。
在一實施例中，顯示驅動模組406可進一步包含複數個運算輸出緩衝器OP_1-OP_j、一數位類比轉換(digital-to-analog，DAC)電路、一電位轉換器(level shifter)LVSHT、一閂鎖器(latch)、一數位區塊及一接收器RX，以接收來自時序控制器402之第一資料，接著將輸出電壓CH1-CHj輸出至顯示器(例如，OLED顯示器或TFT-LCD顯示器)。此外，複數個伽瑪電阻(或伽瑪電阻/緩衝器)連接於DAC電路，並且分別被優化為複數個伽瑪輸入GMA1-GMAi。
感測模組408包含複數個第一多工器MUX_1、複數個類比前端(analog front end，AFE)電路AFE、一第二多工器MUX_2、一類比數位轉換器(ADC)電路ADC及一發送器TX。第一多工器MUX_1用來接收來自OLED顯示器的顯示感測資料O_CH1-O_CHk，以及來自觸控裝置的觸控感測資料 T_CH1-TCHn，接著以分時多工方法，切換輸出顯示感測資料O_CH1-O_CHk及觸控感測資料T_CH1-TCHn。在一實施例中，顯示感測資料O_CH1-O_CHk可在顯示器的一垂直空白區間或複數個水平空白區間被感測，而觸控感測資料T_CH1-TCHn可以在顯示器的垂直空白區間被感測，使得第一多工器MUX_1以分時多工方法，處理顯示感測資料O_CH1-O_CHk及觸控感測資料T_CH1-TCHn。
類比前端電路AFE連接於第一多工器MUX_1，用來根據一感測模式訊號，接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk或觸控感測資料T_CH1-TCHn。具體而言，感測模式訊號相關於第一多工器MUX_1的一輸出。當感測模式訊號指示接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk時，第一多工器MUX_1基於分時多工方法，被切換至接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk的模式；當感測模式訊號指示接收觸控感測資料T_CH1-TCHn時，第一多工器MUX_1基於分時多工方法，被切換至接收觸控感測資料T_CH1-TCHn的模式。
第二多工器MUX_2用來切換輸出顯示感測資料或觸控感測資料至類比數位轉換器電路ADC。類比數位轉換器電路ADC用來將來自類比前端電路AFE的顯示感測資料O_CH1-O_CHk或觸控感測資料T_CH1-TCH，轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料。發送器TX耦接至類比數位轉換器電路ADC，並且用來將數位顯示感測資料或數位觸控感測資料傳送至時序控制器402。如此一來，感測模組408的類比前端電路AFE、第二多工器MUX_2、類比數位轉換器電路ADC及發送器TX可共用以處理顯示感測及觸控感測。
在另一實施例中，請參考第5圖，第5圖為本發明實施例之一驅動系統50之示意圖。驅動系統50可用於一觸控顯示裝置(未繪示於第5圖)，其包含 一時序控制器502及一驅動模組504。時序控制器502用來輸出複數個第一資料及接收複數個第二資料，並且根據第二資料執行用於顯示的一補償方法及用於一觸控感測的座標萃取方法。驅動模組504包含一顯示驅動模組506及一感測模組508。顯示驅動模組506具有與顯示驅動模組406相同的功能，因此沿用與顯示驅動模組406具有相同功能的元件符號，而不在此贅述。與驅動系統40不同的地方在於，驅動系統50的感測模組508共享一ADC電路與一發送器TX以降低硬體成本。
詳細而言，感測模組508包含複數個顯示感測AFE電路以分別接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk。進一步地，感測模組508包含複數個第三多工器MUX_3以分別接收觸控感測資料T_CH1-TCHn，複數個觸控感測AFE電路用來接收來自第三多工器MUX_3的觸控感測資料T_CH1-TCHn。感測模組508的一第四多工器MUX_4根據一感測模式訊號，以一分時多工方法接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk及觸控感測資料T_CH1-TCHn，其中感測模式訊號相關於第四多工器MUX_4的輸出。舉例來說，當感測模式訊號指示接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk時，第四多工器MUX_4基於分時多工方法被切換至接收顯示感測資料O_CH1-O_CHk；當感測模式訊號指示接收觸控感測資料T_CH1-TCHn時，第四多工器MUX_4基於分時多工方法，被切換至接收觸控感測資料T_CH1-TCHn。
在第四多工器MUX_4輸出顯示感測資料O_CH1-O_CHk或觸控感測資料T_CH1-TCHn至類比數位轉換器電路ADC之後，類比數位轉換器電路ADC將來自AFE電路的顯示感測資料O_CH1-O_CHk或觸控感測資料T_CH1-TCHn轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料。感測模組508的發送 器TX耦接至類比數位轉換器電路ADC，並且用來發送數位顯示感測資料或數位觸控感測資料至時序控制器502。在一實施例中，顯示感測資料O_CH1-O_CHk是在顯示器的垂直空白區間或水平空白區間內被感測，並且觸控感測資料T_CH1-TCHn是在顯示器的垂直空白區間內被感測，使得第四多工器MUX_4以分時多工方法處理顯示感測資料O_CH1-O_CHk及觸控感測資料T_CH1-TCHn。如此一來，感測模組508中的類比數位轉換器電路ADC及發送器TX可共用以降低硬體成本。
上述示例的用於觸控顯示裝置的感測方法可被歸納為第6圖所示的一感測流程60。感測流程60包含下列步驟：
步驟600：開始。
步驟602：在觸控顯示裝置之一顯示器之一幀內之一第一區間感測觸控感測資料。
步驟604：在觸控顯示裝置之顯示器之幀內之一第二區間感測顯示感測資料。
步驟606：結束。
基於感測流程60，假設觸控顯示裝置是具有一OLED顯示器的一in-cell內嵌式觸控裝置，其感測方法之一時序圖描繪於第7圖。如第7圖的上半部所示，當觸控顯示裝置的顯示器的第一區間是一垂直空白區間時，觸控感測資料在垂直空白區間內被感測，接著顯示器的電壓被輸出以用於顯示，並且在觸控顯示裝置的顯示器的一幀內，以分時多工方法執行OLED的顯示感測。
第7圖的下半部，當第一區間為包含觸控顯示裝置的顯示器的複數個 水平空白區間時，觸控感測資料在水平空白區間內被感測，顯示器的電壓分別在水平空白區間之間被輸出，並且在觸控顯示裝置的顯示器的一幀內，以分時多工方法執行OLED的顯示感測。
在另一實施例中，假設觸控顯示裝置為一on-cell內嵌式觸控裝置或一外掛式(add-on)觸控裝置，其感測方法之一時序圖描繪於第8圖。在此情形下，觸控感測及OLED感測以分時多工方法執行。
如此一來，本發明實施例之驅動模組整合顯示感測與觸控感測，以降低硬體成本。此外，本領域的技術人員可根據不同需求適當設計驅動模組，例如，顯示驅動模組不限於上述實施例，其他顯示驅動模組也適用於本發明。
綜上所述，本發明提供一種用於一觸控顯示裝置之一驅動系統、一感測方法及一驅動電路，以提整合觸控顯示裝置之一顯示感測電路與一觸控感測電路之架構，進而降低其硬體成本。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
40:驅動系統
402:時序控制器
404:驅動模組
406:顯示驅動模組
408:感測模組
ADC:類比數位轉換電路
AFE:類比前端電路
CH1-CHj:輸出電壓
DAC:數位類比轉換電路
Digital:數位區塊
GMA1-GMAi:伽瑪輸入
Latch:閂鎖器
LVSHT:電位轉換器
MUX_1、MUX_2:多工器
O_CH1-O_CHk:顯示感測資料
OP_1-OP_j:運算輸出緩衝器
RX:接收器
T_CH1-T_CHn:觸控感測資料
TX:發送器

Claims (24)

  1. 一種驅動系統，用於一觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置包含一觸控裝置及一顯示器，其中該驅動系統包含有：一時序控制器，用來輸出複數個第一資料，並且接收複數個第二資料；以及一驅動模組，耦接至該時序控制器，其包含有：一顯示驅動模組，用來根據該時序控制器所輸出的該複數個第一資料以輸出複數個輸出電壓至該觸控顯示裝置之該顯示器；以及一感測模組，用來接收來自該觸控顯示裝置之該顯示器之複數個顯示感測資料以及來自該觸控顯示裝置之該觸控裝置之複數個觸控感測資料，以產生該複數個第二資料至該時序控制器。
  2. 如請求項1所述之驅動系統，其中該複數個顯示感測資料係於該觸控顯示裝置之一顯示器之一垂直空白區間或複數個水平空白區間被感測，並且該複數個觸控感測資料係於該顯示器之該垂直空白區間被感測。
  3. 如請求項2所述之驅動系統，其中該複數個顯示感測資料及該複數個觸控感測資料在該觸控顯示裝置之該垂直空白區間內，以一分時多工方法被感測。
  4. 如請求項1所述之驅動系統，其中該時序控制器係用來根據該複數個第二資料，執行用於顯示的一補償方法及用於觸控感測的一座標萃取方法。
  5. 如請求項1所述之驅動系統，其中該感測模組包含：複數個第一多工器，用來接收並以一分時多工方法切換輸出該複數個顯示感測資料與該複數個觸控感測資料。
  6. 如請求項5所述之驅動系統，其中該感測模組另包含：複數個類比前端(analog front end，AFE)電路，用來根據一感測模式訊號，接收來自該複數個第一多工器之該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料；一第二多工器，用來切換輸出該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料；一類比數位轉換(analog to digital converter，ADC)電路，用來將來自複數個類比前端電路的該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料，轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料；以及一發送器，耦接至該類比數位電路，並且用來發送該複數個數位顯示感測資料或該複數個數位觸控感測資料至該時序控制器；其中該感測模式訊號相關於複數個第一多工器之一輸出。
  7. 如請求項1所述之驅動系統，其中該感測模組包含：複數個顯示感測類比前端電路，用來接收該複數個顯示感測資料；複數個第三多工器，用來接收該複數個觸控感測資料；複數個觸控感測類比前端電路，耦接至該複數個第三多工器，並且用來接收來自該複數個第三多工器的該複數個觸控感測資料；以及一第四多工器，耦接至該複數個顯示感測類比前端電路及該複數個觸控感測類比前端電路，並且用來根據一感測模式訊號，輸出該複數個顯示 感測資料或該複數個觸控感測資料。
  8. 如請求項7所述之驅動系統，其中該感測模組另包含：一類比數位轉換電路，耦接至該第四多工器，並且用來將來自該第四多工器之該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料，轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料；以及一發送器，耦接至該類比數位電路，並且用來發送該複數個數位顯示感測資料或該複數個數位觸控感測資料至該時序控制器。
  9. 如請求項1所述之驅動系統，其中該觸控顯示裝置之一顯示器係一二極體(organic light-emitting diode，OLED)顯示器或一薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)。
  10. 一種感測方法，用於一觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置包含一觸控裝置及一顯示器，其中該感測方法包含有：在該觸控顯示裝置之一顯示器之一幀內之一第一區間感測來自該觸控顯示裝置之該觸控裝置之複數個觸控感測資料；以及在該觸控顯示裝置之該顯示器之該幀內之一第二區間感測來自該觸控顯示裝置之該顯示器之複數個顯示感測資料；其中在該幀內，該第一區間與該第二區間不重疊。
  11. 如請求項10所述之感測方法，其另包含：輸出用於顯示的複數個電壓至該觸控顯示裝置之該顯示器。
  12. 如請求項11所述之感測方法，其中該第一區間是該觸控顯示裝置之該顯示器之一垂直空白區間，或該第一區間包含該觸控顯示裝置之該顯示器之複數個水平空白區間。
  13. 如請求項11所述之感測方法，其中該觸控顯示裝置之該顯示器是一in-cell內嵌式觸控顯示裝置。
  14. 如請求項10所述之感測方法，其中該第一區間係該觸控顯示裝置之該顯示器之一垂直空白區間。
  15. 如請求項14所述之感測方法，其中該觸控顯示裝置之該顯示器係一on-cell內嵌式觸控顯示裝置或一外掛式(add-on)觸控顯示裝置。
  16. 一種驅動電路，用於具有一時序控制器之一觸控顯示裝置，以輸出複數個第一資料並且接收複數個第二資料，其中該觸控顯示裝置包含一觸控裝置及一顯示器，該驅動電路包含有：一顯示驅動電路，用來根據該時序控制器所輸出之該複數個第一資料，輸出複數個輸出電壓至該觸控顯示裝置之該顯示器；以及一感測電路，用來接收來自該觸控顯示裝置之該顯示器之複數個顯示感測資料及來自該觸控顯示裝置之該觸控裝置之複數個觸控感測資料，以產生該複數個第二資料至該時序控制器。
  17. 如請求項16所述之驅動電路，該複數個顯示感測資料係於該觸控顯示裝置之一顯示器之一垂直空白區間或複數個水平空白區間被感測，並 且該複數個觸控感測資料係於該顯示器之該垂直空白區間被感測。
  18. 如請求項17所述之驅動電路，其中該複數個顯示感測資料及該複數個觸控感測資料在該觸控顯示裝置之該垂直空白區間內，以一分時多工方法被感測。
  19. 如請求項16所述之驅動電路，其中該時序控制器係用來根據該複數個第二資料，執行用於顯示的一補償方法及用於觸控感測的一座標萃取方法。
  20. 如請求項16所述之驅動電路，其中該感測電路包含：複數個第一多工器，用來接收並以一分時多工方法切換輸出該複數個顯示感測資料與該複數個觸控感測資料。
  21. 如請求項20所述之驅動電路，其中該感測電路另包含：複數個類比前端(analog front end，AFE)電路，用來根據一感測模式訊號，接收來自該複數個第一多工器之該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料；一第二多工器，用來切換輸出該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料；一類比數位轉換(analog to digital converter，ADC)電路，用來將來自複數個類比前端電路的該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料，轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料；以及一發送器，耦接至該類比數位電路，並且用來發送該複數個數位顯示感測 資料或該複數個數位觸控感測資料至該時序控制器；其中該感測模式訊號為相關於複數個第一多工器之一輸出。
  22. 如請求項16所述之驅動電路，其中該感測電路包含：複數個顯示感測類比前端電路，用來接收該複數個顯示感測資料；複數個第三多工器，用來接收該複數個觸控感測資料；複數個觸控感測類比前端電路，耦接至該複數個第三多工器，並且用來接收來自該複數個第三多工器的該複數個觸控感測資料；以及一第四多工器，耦接至該複數個顯示感測類比前端電路及該複數個觸控感測類比前端電路，並且用來根據一感測模式訊號，輸出該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料。
  23. 如請求項22所述之驅動電路，其中該感測電路另包含：一類比數位轉換電路，耦接至該第四多工器，並且用來將來自該第四多工器之該複數個顯示感測資料或該複數個觸控感測資料，轉換為複數個數位顯示感測資料或複數個數位觸控感測資料；以及一發送器，耦接至該類比數位電路，並且用來發送該複數個數位顯示感測資料或該複數個數位觸控感測資料至該時序控制器。
  24. 如請求項16所述之驅動電路，該觸控顯示裝置之一顯示器係一二極體(organic light-emitting diode，OLED)顯示器或一薄膜電晶體液晶顯示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)。
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