TWI774531B - 觸控顯示面板的控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種觸控顯示面板的控制方法，觸控顯示面板包括畫面顯示頻率與觸控偵測頻率，觸控面板的控制方法包括：於觸控顯示面板啟動時偵測畫面顯示頻率；若畫面顯示頻率小於預設頻率，觸控顯示面板進入省電模式，顯示幀當中包括垂直空白時間，且對應顯示幀的偵測週期內包括偵測週期以及省電週期；若畫面顯示頻率不小於預設頻率，於預設時間重新偵測畫面顯示頻率。

Description

觸控顯示面板的控制方法

本發明是關於一種觸控顯示面板的控制方法，特別是關於一種整合觸控顯示面板的像素驅動及觸控偵測的控制晶片，通過操作控制晶片的控制方法降低面板的耗電。

在移動式裝置的市場當中，不論是筆記型電腦、智慧型手機或是智慧型手表等，都會運用觸控顯示面板作為顯示及輸入的界面。在這些移動式裝置追求輕薄化的需求下，對於觸控顯示面板的尺寸、邊框有越來越多的要求，窄邊框設計的面板成為研發時重點考量的方向之一。

為達面板窄邊框的設計，原本設置驅動電路或控制電路的周邊區域面積受到明顯的壓縮，此時，設計包括觸控偵測電路及源極驅動電路的大型觸控驅動整合(Large Touch Driver Integration, LTDI)的整合型晶片，將是規劃這些電路以符合窄邊框面板的解決方案。然而，依據面板尺寸及解析度的要求，面板對應需要配置較多顆整合型晶片，造成在實際操作時，產生較多的電能消耗，反而對裝置的耗電產生不良的影響。

綜觀前所述，本發明之發明者思索並設計一種觸控顯示面板的控制方法，以期針對習知技術之問題加以改善，進而增進產業上之實施利用。

有鑑於先前技術所述之問題，本發明的目的在於提供一種觸控顯示面板的控制方法，藉由畫面顯示頻率的空白時間調整觸控偵測的時間，減少配置多顆整合型晶片產生的耗電問題。

基於上述目的，本發明提供一種觸控顯示面板的控制方法，適用於觸控顯示面板，觸控顯示面板包括畫面顯示頻率與觸控偵測頻率，觸控面板的控制方法包括：於觸控顯示面板啟動時偵測觸控顯示面板的畫面顯示頻率；若畫面顯示頻率小於預設頻率，觸控顯示面板進入省電模式，依據畫面顯示頻率形成的顯示幀當中包括垂直空白時間，且對應顯示幀的週期內包括偵測觸控狀態的偵測週期以及關閉狀態的省電週期；若畫面顯示頻率不小於預設頻率，觸控顯示面板於預設時間重新偵測畫面顯示頻率。

在本發明的實施例中，觸控顯示面板可於垂直空白時間中關閉像素驅動電路。

在本發明的實施例中，像素驅動電路可包括閂鎖電路、數位類比轉換器及訊號輸出電路。

在本發明的實施例中，觸控顯示面板可於省電週期中關閉觸控偵測電路。

在本發明的實施例中，觸控偵測電路可包括類比數位轉換器、取樣保持電路、積分電路、類比前端電路及多工器電路。

在本發明的實施例中，於顯示幀中，觸控顯示面板可於偵測週期之後執行省電週期。

在本發明的實施例中，於顯示幀中，觸控顯示面板可於省電週期之後執行偵測週期。

在本發明的實施例中，顯示幀可包括第一偵測週期及第二偵測週期。

在本發明的實施例中，觸控顯示面板可於第一偵測週期及第二偵測週期後執行省電週期。

在本發明的實施例中，觸控顯示面板可於省電週期後依序執行第一偵測週期及第二偵測週期。

在本發明的實施例中，省電週期可包括第一省電週期及第二省電週期，觸控顯示面板依序執行第一偵測週期、第一省電週期、第二偵測週期及第二省電週期。

在本發明的實施例中，省電週期可包括第一省電週期及第二省電週期，觸控顯示面板依序執行第一省電週期、第一偵測週期、第二省電週期及第二偵測週期。

承上所述，本發明之觸控顯示面板的控制方法，可將顯示畫面的像素驅動電路及觸控偵測的偵測電路設置於整合式的晶片當中，減少周邊電路的設置面積，達到降低面板邊框的需求。另外，通過觸控顯示面板的控制方式，偵測畫面顯示時間，在達到預設頻率後進入省電模式，關閉像素驅動電路並設置觸控偵測電路的省電週期，降低像素驅動電路與觸控偵測電路的耗電量，達到省電的效果。

為利瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

在附圖中，為了淸楚起見，放大了基板、面板、區域、線路等的厚度或寬度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如基板、面板、區域或線路的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反地，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的「連接」，其可以指物理及/或電性的連接。再者，「電性連接」或「耦接」係可為二元件間存在其它元件。此外，應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，其係用於將一個元件、部件、區域、層及/或部分與另一個元件、部件、區域、層及/或部分區分開。因此，僅用於描述目的，而不能將其理解為指示或暗示相對重要性或者其順序關係。

除非另有定義，本文所使用的所有術語具有與本發明所屬技術領域的通常知識者通常理解的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地如此定義。

觸控顯示面板可以包括驅動像素顯示畫面的源極驅動電路以及偵測面板觸控狀態的觸控偵測電路，源極驅動電路與觸控偵測電路可共同設置於整合型晶片當中以減少周邊電路的空間，進而降低觸控顯示面板的邊框寬度。為減少整合型晶片的耗電問題，在本實施例中提出對於觸控顯示面板的控制方法。請參閱第1圖，其為本發明實施例之觸控顯示面板的控制方法的流程圖。如圖所示，觸控顯示面板的控制方法包括以下步驟(S1~S4)：

步驟S1：於觸控顯示面板啟動時偵測觸控顯示面板的畫面顯示頻率。在觸控顯示面板啟動後，觸控顯示面板會依據設定的畫面顯示頻率來驅動面板中的各個像素，例如當畫面顯示頻率為60Hz時，每一個顯示幀的顯示時間為16.67ms。在這顯示時間當中，源極驅動電路會傳送控制訊號來提供觸控顯示面板當中各個像素顯示時所需的電壓。另一方面，觸控顯示面板也會依據設定的觸控偵測頻率，由觸控偵測電路傳送偵測訊號至各個像素，再依據接收到的訊號來判斷面板觸控的位置或壓力。為判斷觸控顯示面板的操作狀態，首先於面板啟動時，偵測觸控顯示面板的畫面顯示頻率。

步驟S2：判斷畫面顯示頻率是否小於預設頻率。若是，進入步驟S3；若否，則進入步驟S4。依據前一步驟的偵測結果，當觸控顯示面板的畫面顯示頻率小於預設頻率時，例如當畫面顯示頻率小於60Hz，使得觸控顯示面板進入步驟S3的省電模式；相對地，當畫面顯示頻率不小於預設頻率時，觸控顯示面板進入步驟S4，維持原有的操作模式，即以設定的畫面顯示頻率及觸控偵測頻率持續驅動觸控顯示面板，當經過預設時間後重新檢測畫面顯示頻率以判斷是否進入省電模式。

步驟S3：觸控顯示面板進入省電模式。當包括觸控顯示面板的電子裝置在閒置時或是進入休眠期間，原有畫面顯示頻率的需求降低，此時觸控顯示面板可進入省電模式，通過降低畫面顯示頻率，使得畫面更新的頻率降低，進而降低源極驅動電路的耗電量。在本實施例中，當畫面顯示頻率降低，每一個顯示幀的顯示時間增加，在源極驅動電路完成訊號驅動後，顯示幀當中會包括一段的垂直空白(V-Blanking)時間，在此垂直空白時間當中，觸控顯示面板可關閉驅動像素的源極驅動電路，降低電力的消耗。

對於觸控偵測電路而言，原本是依據設定的觸控偵測頻率來偵測觸控顯示面板的觸控狀態，但當畫面顯示頻率下降而進入省電模式時，觸控偵測電路也可在對應顯示幀的週期當中設定正常觸控偵測狀態的偵測週期以及關閉觸控狀態的省電週期。在偵測週期當中，觸控偵測電路依據原本的觸控偵測頻率進行觸控偵測，在省電週期當中，觸控顯示面板可將觸控偵測電路關閉，減少驅動偵測電路的耗電量，進一步提升省電的效果。偵測週期與省電週期的配置方式，將在後續實施例中進一步說明。

在本實施例中，觸控偵測電路於顯示幀當中可執行偵測週期後才執行省電週期，但本揭露不以此為限。在其他實施例中，觸控偵測電路於顯示幀中也可先執行省電週期後才執行偵測週期。

步驟S4：觸控顯示面板於預設時間重新偵測畫面顯示頻率。若是偵測到的畫面顯示頻率並為小於啟動省電模式的預設頻率，則觸控顯示面板維持原有的設定，由源極驅動電路驅動各個像素，以畫面顯示頻率來呈現畫面，觸控偵測電路則以觸控偵測頻率來偵測面板觸控狀態。當操作維持一段預設時間後，重新回到步驟S1，再次偵測觸控顯示面板的畫面顯示頻率，經由與預設頻率的比較來判斷是否進入省電模式。

請參閱第2圖，其為本發明實施例之整合式晶片的示意圖。如圖所示，整合式晶片10包括源極驅動電路11與觸控電路12，整合式晶片10適用於驅動觸控顯示面板，通過源極驅動電路11傳送訊號至掃描訊號線S，將所需要的電壓傳送至各個像素來驅動像素顯示對應的灰階亮度。觸控電路12則傳送訊號至感測訊號線SX，通過接收訊號來判斷觸控顯示面板上各個像素的觸控狀態。

在本實施例中，源極驅動電路11包括轉換器111、像素邏輯電路112以及像素驅動電路113，其中，轉換器111為訊號傳輸的轉換介面，像素邏輯電路112則為驅動像素顯示的核心電路。通過核心電路產生的控制訊號，讓像素驅動電路113傳送掃描訊號至各個掃描訊號線S，提供電壓以驅動觸控顯示面板上的各個像素。像素驅動電路包括閂鎖(latch)電路114、數位類比轉換器(D/A converter)115以及訊號輸出(SD OP output)電路116，訊號輸出電路116耦接於掃描訊號線S。如同前述實施例所述的省電模式，當畫面顯示頻率小於預設頻率時，源極驅動電路11進入省電模式，關閉像素驅動電路113。即在垂直空白時間當中，將閂鎖電路114、數位類比轉換器115及訊號輸出電路116關閉，降低源極驅動電路11的耗電。

觸控電路12則包括觸控邏輯電路121以及觸控偵測電路122，觸控邏輯電路121為觸控的核心電路，通過核心電路產生控制訊號，由觸控偵測電路122傳送偵測訊號到感測訊號線SX，偵測觸控顯示面板的觸控狀態。觸控偵測電路122包括類比數位轉換器(ADC)123、取樣保持(S/H)電路124、積分電路(integrator)125、類比前端(AFE)電路126以及多工器(SX MUX)電路127。在進入省電模式時，觸控偵測電路122於偵測週期當中依據設定的觸控偵測頻率傳送偵測訊號，在省電週期時，觸控電路12關閉觸控偵測電路122，即關閉類比數位轉換器123、取樣保持電路124、積分電路125、類比前端電路126以及多工器電路127，藉由減少觸控電路12的耗電，進一步減少整個整合式晶片10的耗電量，達到省電的效果。

請參閱第3圖，其為本發明第一實施例之省電模式的示意圖。如圖所示，當觸控顯示面板啟動後，觸控顯示面板依據設定的60Hz的畫面顯示頻率來驅動面板中的各個像素，如第一幀畫面F1所示。觸控偵測電路則依據120Hz的觸控偵測頻率傳送偵測訊號以偵測觸控顯示面板的觸控狀態，依據頻率的設定，第一幀畫面F1當中包括第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2。在本實施例中，觸控顯示面板在每一個顯示幀中執行兩次觸控偵測，但本揭露不侷限於此，畫面顯示頻率與觸控偵測頻率可依據觸控顯示面板的需求而進行調整。

當觸控顯示面板偵測到畫面顯示頻率小於預設的60Hz後，觸控顯示面板可進入省電模式，如圖中的第二幀畫面F2所示。在此顯示幀當中，畫面顯示頻率降到48Hz，由於顯示頻率降低，每一幀地顯示時間增加，為了維持顯示亮度，在顯示幀中加入垂直空白時間VB，在此垂直空白時間VB當中將像素驅動電路關閉，降低源極驅動電路的耗電量，達到省電的效果。同樣在第二幀畫面F2當中，觸控偵測頻率維持不變，同樣包括第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2，但在增加的時間不增加偵測週期，而是關閉觸控偵測電路的省電週期T1。在此顯示幀當中，此省電週期T1為240Hz，也就是觸控偵測電路可減少4.17ms的耗電時間，進一步達到省電的效果。

若是畫面顯示頻率降到40Hz，垂直空白時間VB進一步增加，如第三幀畫面F3所示，此時第一偵測週期TX1與第二偵測週期TX2之後的省電週期T2為120Hz(8.3ms)。後續以此類推，在第四幀畫面F4當中，畫面顯示頻率為30Hz，省電週期T3為60Hz(16.67ms)；在第五幀畫面F5當中，畫面顯示頻率為24Hz，省電週期T4為40Hz(25ms)。當畫面顯示頻率降的越低，垂直空白時間VB越長，省電週期也越長，相應的節省的電量也越多，省電的效率更高。

在本實施例中，觸控偵測電路於顯示幀當中是執行第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2之後才執行省電週期(T2~T4)，但本揭露不以此為限。在其他實施例中，觸控偵測電路於顯示幀中也可先執行省電週期後(T2~T4)才執行第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2。

請參閱第4圖，其為本發明第二實施例之省電模式的示意圖。如圖所示，當觸控顯示面板啟動後，觸控顯示面板依據設定的60Hz的畫面顯示頻率來驅動面板中的各個像素，如第一幀畫面F1所示。觸控偵測電路則依據120Hz的觸控偵測頻率傳送偵測訊號以偵測觸控顯示面板的觸控狀態，依據頻率的設定，第一幀畫面F1當中包括第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2。在本實施例中，觸控顯示面板在每一個顯示幀中執行兩次觸控偵測，但本揭露不侷限於此，畫面顯示頻率與觸控偵測頻率可依據觸控顯示面板的需求而進行調整。

與前述實施例類似，當觸控顯示面板偵測到畫面顯示頻率小於預設的60Hz後，觸控顯示面板可進入省電模式，如圖中的第二幀畫面F2所示。在此顯示幀當中，畫面顯示頻率降到48Hz，由於顯示頻率降低，每一幀地顯示時間增加，為了維持顯示亮度，在顯示幀中加入垂直空白時間VB，在此垂直空白時間VB當中將像素驅動電路關閉，降低源極驅動電路的耗電量，達到省電的效果。同樣在第二幀畫面F2當中，觸控偵測頻率維持不變，同樣包括第一偵測週期TX1及第二偵測週期TX2，但關閉觸控偵測電路的省電週期包括第一省電週期T11及第二省電週期T12。在此顯示幀當中，觸控偵測電路依序執行第一偵測週期TX1、第一省電週期T11、第二偵測週期TX2及第二省電週期T12。第一省電週期T11及第二省電週期T12均為480Hz，兩個省電週期總共可減少4.17ms的耗電時間，達到省電的效果。

若是畫面顯示頻率降到40Hz，垂直空白時間VB進一步增加，如第三幀畫面F3所示，此時第一偵測週期TX1與第二偵測週期TX2之後分別包括第一省電週期T21及第二省電週期T22，兩者均為240Hz，總共節省8.3ms的耗電量。後續以此類推，在第四幀畫面F4當中，畫面顯示頻率為30Hz，第一省電週期T31及第二省電週期T32均為60Hz，總共節省16.67ms的耗電量；在第五幀畫面F5當中，畫面顯示頻率為24Hz，第一省電週期T41及第二省電週期T42均為40Hz，總共節省25ms的耗電量。當畫面顯示頻率降的越低，垂直空白時間VB越長，加總的省電週期也越長，相應的節省的電量也越多，省電的效率更高。

在本實施例中，觸控偵測電路於顯示幀當中是依序執行第一偵測週期TX1、第一省電週期(T11~T41)、第二偵測週期TX2及第二省電週期(T12~T42)，但本揭露不以此為限。在其他實施例中，觸控偵測電路於顯示幀中也可依據第一省電週期(T11~T41)、第一偵測週期TX1、第二省電週期(T12~T42) 及第二偵測週期TX2的順序來執行。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1~S4:步驟 10:整合式晶片 11:源極驅動電路 12:觸控電路 111:轉換器 112:像素邏輯電路 113:像素驅動電路 114:閂鎖電路 115:數位類比轉換器 116:訊號輸出電路 121:觸控邏輯電路 122:觸控偵測電路 123:類比數位轉換器 124:取樣保持電路 125:積分電路 126:類比前端電路 127:多工器電路 F1:第一幀畫面 F2:第二幀畫面 F3:第三幀畫面 F4:第四幀畫面 F5:第五幀畫面 S:掃描訊號線 SX:感測訊號線 T1~T4:省電週期 T11~T41:第一省電週期 T12~T42:第二省電週期 TX1:第一偵測週期 TX2:第二偵測週期 VB:垂直空白時間

為使本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效更為顯而易見，茲將本發明配合以下附圖進行說明： 第1圖為本發明實施例之觸控顯示面板的控制方法的流程圖。 第2圖為本發明實施例之整合式晶片的示意圖。 第3圖為本發明第一實施例之省電模式的示意圖 第4圖為本發明第二實施例之省電模式的示意圖

S1~S4:步驟

Claims (11)

1. 一種觸控顯示面板的控制方法，係適用於一觸控顯示面板，該觸控顯示面板包含一畫面顯示頻率與一觸控偵測頻率，該觸控面板的控制方法包含：於該觸控顯示面板啟動時偵測該觸控顯示面板的該畫面顯示頻率；若該畫面顯示頻率小於一預設頻率，該觸控顯示面板進入一省電模式，依據該畫面顯示頻率形成的一顯示幀當中包含一垂直空白時間，且對應該顯示幀的週期內包含偵測觸控狀態的一偵測週期以及關閉狀態的一省電週期；若該畫面顯示頻率不小於該預設頻率，該觸控顯示面板於一預設時間重新偵測該畫面顯示頻率；其中，該觸控顯示面板於該省電週期中關閉一觸控偵測電路。
2. 如請求項1所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該觸控顯示面板於該垂直空白時間中關閉一像素驅動電路。
3. 如請求項2所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該像素驅動電路包含一閂鎖電路、一數位類比轉換器及一訊號輸出電路。
4. 如請求項1所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該觸控偵測電路包含一類比數位轉換器、一取樣保持電路、一積分電路、一類比前端電路及一多工器電路。
5. 如請求項1所述之觸控顯示面板的控制方法，其中於該顯示幀中，該觸控顯示面板於該偵測週期之後執行該省電週期。
6. 如請求項1所述之觸控顯示面板的控制方法，其中於該顯示幀中，該觸控顯示面板於該省電週期之後執行該偵測週期。
7. 如請求項1所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該顯示幀包含一第一偵測週期及一第二偵測週期。
8. 如請求項7所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該觸控顯示面板於該第一偵測週期及該第二偵測週期後執行該省電週期。
9. 如請求項7所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該觸控顯示面板於該省電週期後依序執行該第一偵測週期及該第二偵測週期。
10. 如請求項7所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該省電週期包含一第一省電週期及一第二省電週期，該觸控顯示面板依序執行該第一偵測週期、該第一省電週期、該第二偵測週期及該第二省電週期。
11. 如請求項7所述之觸控顯示面板的控制方法，其中該省電週期包含一第一省電週期及一第二省電週期，該觸控顯示面板依序執行該第一省電週期、該第一偵測週期、該第二省電週期及該第二偵測週期。

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