TWI829611B - 觸控顯示裝置 - Google Patents
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Abstract
本公開的實施例關於觸控顯示裝置及觸控感測電路,其將與觸控驅動訊號之間有相位差或振幅差的無負載驅動訊號施加至觸控顯示面板。根據本公開的實施例,電磁雜訊抗擾度可以被改善,且觸控準確度可以增加。觸控感測電路包含:觸控驅動電路,用於輸出脈衝類型的觸控驅動訊號至設置在觸控顯示面板上的多個觸控電極的至少一者;以及無負載驅動訊號輸出電路,用於輸出頻率相同於觸控驅動訊號且與觸控驅動訊號之間有相位差或振幅差的至少一無負載驅動訊號的至少一無負載驅動訊號。
Description
本公開的實施例是關於觸控顯示裝置及觸控感測電路。
隨著資訊社會的發展,用於顯示影像的各種形式的顯示裝置的需求亦逐漸增加,且近年來使用了各種顯示裝置(例如液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置)。
近來,一種在顯示器中提供簡易觸控輸入方法的觸控顯示裝置已被使用,脫離了傳統的輸入方法,例如按鈕、滑鼠及鍵盤。
因輸入方便且可以被應用於各種技術領域,故觸控顯示裝置具有高使用率。在一些情況下,觸控顯示裝置可以用於設置各種電子裝置的環境中。
同時,觸控顯示裝置周圍可能存在各種顯電子裝置。當電子裝置相鄰於觸控顯示裝置時,觸控顯示裝置的觸控準確度可能因觸控顯示裝置及周邊電子裝置發出的電磁波雜訊而降低。
本公開可以提供一種觸控顯示裝置及一種觸控感測電路,具有改善的磁阻(resistance to electromagnetic)雜訊。
本公開可以提供一種觸控顯示裝置及一種觸控感測電路,能夠在不另外加入電容元件的情況下,透過降低截止頻率移除電磁雜訊,並增加觸控準確度。
根據本公開的面向,一種觸控顯示裝置包括:一觸控顯示面板,包括多個觸控電極、多條資料線、多條閘極線及多個子像素;一資料驅動電路,用於驅動該些資料線;一閘極驅動電路,用於驅動該些閘極線;以及一觸控感測電路,用於輸出脈衝類型的一觸控驅動訊號至該些觸控電極的至少一者。在該觸控驅動訊號被輸出至該至少一觸控電極時,一閘極線無負載驅動訊號被施加至所有或部分的該些閘極線,一資料線無負載驅動訊號被施加至所有或部分的該些資料線,或一觸控電極無負載驅動訊號被施加至該些觸控電極中除了該至少一觸控電極以外的剩餘的所有或部分的觸控電極。該閘極線無負載驅動訊號、該資料線無負載驅動訊號及該觸控電極無負載驅動訊號的至少一無負載驅動訊號具有與該觸控驅動訊號相同的頻率,且該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間具有一相位差或一振幅差。
該觸控顯示裝置可以更包括一相位延遲電路,用於延遲該閘極線無負載驅動訊號、該資料線無負載驅動訊號、該觸控電極無負載驅動訊號及該觸控驅動訊號的至少一者的相位。
該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間的該相位差可以大於0(零),且小於該觸控驅動訊號的一波長的一半。
相較於該閘極線無負載驅動訊號,該觸控驅動訊號與該資料線無負載驅動訊號可以為相位被延遲的訊號。該觸控驅動訊號與該閘極線無負載驅動訊號之間的一相位差可以小於該資料線無負載驅動訊號與該閘極線無負載驅動訊號之間的一相位差。該資料線無負載驅動訊號與該閘極線無負載驅動訊號之間的該相位差可以小於該觸控驅動訊號的一波長的一半。
該至少一觸控電極、相鄰於該至少一觸控電極的一外圍圖案,以及電性連接該至少一觸控電極及該觸控感測電路的一感測線可以構成一低通濾波器。該低通濾波器的一截止頻率可以係根據該觸控電極與該外圍圖案之間的一電容以及該感測線的一電阻決定。該外圍圖案可以包括該些閘極線中被施加該閘極線無負載驅動訊號的一閘極線、該些資料線中被施加該資料線無負載驅動訊號的一資料線,及該些觸控電極中被施加該觸控電極無負載驅動訊號的一觸控電極的至少一者。隨著該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間的該相位差或該振幅差大於零,該低通濾波器的該截止頻率可以變小。
該觸控顯示裝置可以更包括一位準偏移器,用於轉換該閘極線無負載驅動訊號、該資料線無負載驅動訊號、該觸控電極無負載驅動訊號及該觸控驅動訊號的至少一者的一振幅。
當該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號具有該相位差時,根據該觸控顯示面板中被施加該觸控驅動訊號的該觸控電極的一位置,該至少一無負載驅動訊號的振幅可以大於該觸控驅動訊號的振幅,或該至少一無負載驅動訊號的振幅可以小於該觸控驅動訊號的振幅。
當該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號具有該相位差時,該觸控顯示裝置的一運作時段可以包括:一第一時間段,在其中該至少一無負載驅動訊號的振幅小於該觸控驅動訊號的振幅;以及一第二時間段,在其中該至少一無負載驅動訊號的振幅大於該觸控驅動訊號的振幅。
該第一時間段可以至少部分重疊該第二時間段。
根據本公開的另一面向,一種觸控感測電路,包括:一觸控驅動電路,用於輸出脈衝類型的一觸控驅動訊號至設置在一觸控顯示面板上的多個觸控電極的至少一者;以及一無負載驅動訊號輸出電路,用於輸出至少一無負載驅動訊號,其中該至少一無負載驅動訊號的頻率等於該觸控驅動訊號的頻率,且該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間具有一相位差或一振幅差。
該無負載驅動訊號輸出電路可以包括一閘極驅動電路,用於驅動設置在該觸控顯示面板上的多條閘極線。在這個情況下,該至少一無負載驅動訊號可以包括一閘極線無負載驅動訊號,該閘極線無負載驅動訊號被施加至所有或部分的該些閘極線。
該無負載驅動訊號輸出電路可以包括一資料驅動電路,用於驅動設置在該觸控顯示面板上的多條資料線。在這個情況下,該至少一無負載驅動訊號可以包括一資料線無負載驅動訊號,該閘極線無負載驅動訊號被施加至所有或部分的該些資料線。
該無負載驅動訊號輸出電路可以包括一電路,用於施加該至少一無負載驅動訊號至該些觸控電極中除了該至少一觸控電極外的剩餘的所有或部分的觸控電極。在這個情況下,該至少一無負載驅動訊號可以包括一觸控電極無負載驅動訊號,施加至剩餘的所有或部分的觸控電極。
該觸控感測電路可以更包括一相位延遲電路,用於產生該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間的該相位差。
該觸控感測電路可以更包括一位準偏移器,用於產生該至少一無負載驅動訊號與該觸控驅動訊號之間的該振幅差。
根據本公開的實施例,能夠提供一種觸控顯示裝置及一種觸控感測電路,具有改善的磁阻雜訊。
根據本公開的實施例,能夠提供一種觸控顯示裝置及一種觸控感測電路,可以在不另外加入電容元件的情況下,透過降低截止頻率移除電磁雜訊,並增加觸控準確度。
在以下對本發明的例子或實施例的描述中,將參考其中以舉例說明的方式示出了可以實施的具體例子或實施例的附圖,其中相同的參考標號及符號可以用來表示相同或相似的部件,即使它們在不同的附圖中示出。此外,在本發明的例子或實施例的以下描述中,當判斷描述內容可能使本發明的一些實施例中的主題變得不清楚時,將省略對包含於此的習知功能和組件的詳細描述。這裡使用的例如「包括」、「具有」、「包含」及「構成」之類的術語通常旨在允許添加其他元件,除非這些術語與術語「僅」一起使用。如本文所用,單數形式旨在包括複數形式,除非上下文另有明確指示。
在此可以使用例如「第一」、「第二」、「A」、「B」、「(A)」或「(B)」之類的術語來描述本發明的元件。這些術語中的每一個都不用於定義元件的本質、順序、排序或數量等,而僅用於將對應的元件與其他要元件分開來。
當提到第一元件「連接或耦合到」、「重疊」第二元件時,應該解釋為,第一元件不僅可以「直接連接或耦合到」或「直接接觸或重疊」第二元件,但第三元件也可以「插入」在第一和第二元件之間,或者第一和第二元件可以透過第四元件彼此「連接或耦合」、「重疊」。這裡,第二元件可以包括在彼此「連接或耦合」、「接觸或重疊」等的兩個或多個元件中的至少一個中。
當使用「之後」、「接著」、「下一步」、「之前」等時間相關術語來描述元件或配置的過程或運作,或運作、加工、製造中的流程或步驟時,這些術語可用於描述非連續或非依序的過程或操作,除非與「直接」或「立即」這兩個術語一起使用。
此外,當提及任何尺寸、相對尺寸等時,應考慮元件或特徵的數值或對應資訊(例如,等級、範圍等)包括容差或誤差範圍,即使未指定相關描述,也可能由各種因素(例如,流程因素、內部或外部影響、雜訊等)而引起。此外,術語「能夠(may)」完全包含術語「可以(can)」的所有含義。
圖1係根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的系統配置圖。圖2係為根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的運作時段的影像顯示時段DS及觸控時段TS的時序圖。
參考圖1,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100包括其上設置有多條資料線DL及多條閘極線GL的一觸控顯示面板110、用於提供資料電壓至該些資料線DL的一資料驅動器120、用於提供掃描訊號至該些閘極線GL的一閘極驅動器130,及用於分別根據資料控制訊號DCS及閘極控制訊號GCS控制資料驅動器120及閘極驅動器130的一顯示控制器140。該些子像素SP可以形成在該些資料線DL及該些閘極線GL彼此交錯的區域中。
顯示控制器140可以透過提供各種控制訊號至資料驅動器120及閘極驅動器130,控制資料驅動器120及閘極驅動器130。
顯示控制器140可以根據實現在每一幀中的時序開始掃描。顯示控制器140可以根據掃描運作控制資料驅動。顯示控制器140可以將從外部(例如,主機系統)輸入的輸入影像資料轉換成符合一資料訊號格式,其中該資料訊號格式是由資料驅動器120使用,以輸出轉換後的影像資料訊號DATA。
在顯示控制器140的控制下,閘極驅動器130可以提供導通位準電壓或關斷位準電壓的掃描訊號至該些閘極線GL。
當特定的閘極線GL被閘極驅動器130驅動及導通時,資料驅動器120可以將從顯示控制器140接收的影像資料訊號DATA轉換成影像類比訊號,並提供對應轉換後的影像類比訊號的資料訊號至該些資料線DL。
顯示控制器140可以為用於典型的顯示器技術中的一時序控制器,可以為除了執行時序控制器的功能外,更執行其他控制功能的控制裝置,或可以為不同於時序控制器的控制裝置。
顯示控制器140可以實現為獨立於資料驅動器120的元件,或可以實現為與資料驅動器120整合再一起的積體電路。
資料驅動器120可以透過提供資料訊號至該些資料線DL而驅動該些資料線DL。資料驅動器120是指資料驅動電路或源極驅動器。
資料驅動器120可以包括至少一源極驅動器積體電路(source driver integrated circuit,SDIC)。每一源極驅動器積體電路可以包括一移位暫存器、一鎖存電路(latch circuit)、一數位類比轉換器(digital-to-analog converter,DAC)、一輸出緩衝電路等。在一些情況下,每一源極驅動器積體電路可以更包括一類比數位轉換器(analog-to-digital converter,ADC)。
每一源極驅動器積體電路可以透過捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding,TAB)方法或玻璃覆晶結合(Chip On Glass,COG)方法連接於觸控顯示面板110,或可以直接設置在觸控顯示面板110上。可替代地,每一源極驅動器積體電路可以直接整合進及設置在觸控顯示面板110上。可替代地,每一源極驅動器積體電路可以透過覆晶結合(Chip On Film,COF)方法實現為安裝在連接於觸控顯示面板110的膜上。
閘極驅動器130可以透過提供掃描訊號至該些閘極線GL而驅動該些閘極線GL。於此,閘極驅動器130亦稱為閘極驅動電路或掃描驅動器。
於此,掃描訊號可以包括一關斷位準閘極電壓及一導通位準閘極電壓,關斷位準閘極電壓用於關斷連接於對應閘極線GL的電晶體,導通位準閘極電壓用於導通連接於對應閘極線GL的電晶體。
當電晶體為N型電晶體時,關斷位準閘極電壓可以為一低位準閘極電壓VGL,而導通位準閘極電壓可以為一高位準閘極電壓VGH。當電晶體為P型電晶體時,關斷位準閘極電壓可以為一高位準閘極電壓VGH,而導通位準閘極電壓可以為一低位準閘極電壓VGL。在下文中,為了便於說明,關斷位準閘極電壓為低位準閘極電壓VGL,而導通位準閘極電壓為高位準閘極電壓VGH。
閘極驅動器130可以包括至少一閘極驅動器積體電路(gate driver integrated circuit,GDIC)。每一閘極驅動器積體電路可以包括一移位暫存器、一位準偏移器等。
閘極驅動器130可以透過捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding,TAB)方法或玻璃覆晶結合(Chip On Glass,COG)方法連接於觸控顯示面板110的接合墊。可替代地,閘極驅動器130可以直接整合進及設置在觸控顯示面板110上。可替代地,閘極驅動器130可以透過面板內閘極(Gate In Panel,GIP)方式實現而設置在觸控顯示面板110上。可替代地,閘極驅動器130透過覆晶結合(Chip On Film,COF)方法實現為安裝在連接於觸控顯示面板110的膜上。
如圖1中所示,資料驅動器120可以僅位於觸控顯示面板110的一側上(例如,上側或下側)。在一些情況中,根據驅動方法、面板設計方法等,資料驅動器120可以位於觸控顯示面板110的兩側上(例如,上側及下側)。
如圖1中所示,閘極驅動器130可以僅位於觸控顯示面板110的一側上(例如,左側或右側)。在一些情況中,根據驅動方法、面板設計方法等,閘極驅動器130可以位於觸控顯示面板110的兩側上(例如,左側及右側)。
根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以更包括多個觸控電極TE及一觸控感測電路150,以提供觸控感測功能觸控感測功能。觸控感測電路150可以驅動該些觸控電極TE的至少一者及感測該些觸控電極TE的至少一者。觸控感測電路150可以使用感測結果,偵測觸控及/或觸控座標是否存在。觸控感測電路150可以從顯示控制器140接收訊號(例如,觸控同步訊號Tsync(參考圖4)等),所述訊號用於控制觸控感測電路150的驅動時序。觸控感測電路150可以指包括輸出用於提供觸控感測功能的訊號的兩個或多個電路的電路。
設置在觸控顯示面板110上的該些觸控電極TE可以為專用的觸控感測器,用於感測觸控。可替代地,設置在觸控顯示面板110上的該些觸控電極TE可以作為觸控感測器,用於觸控感測,及作為顯示驅動電極,用於驅動影像的顯示。舉例而言,當該些觸控電極TE作為觸控感測器及顯示驅動電極時,在影像顯示時段DS期間,用於驅動影像的顯示的共通電壓(common voltage)可以被施加至該些觸控電極TE,而在觸控時段TS期間,觸控驅動訊號可以被施加至該些觸控電極TE的一或多個。觸控顯示面板110可以包括一顯示面板及一觸控面板,該顯示面板包括多個子像素SP,而該包括多個觸控電極TE。該觸控面板可以為不同於顯示面板的獨立的面板。在這個情況下,觸控面板接合至顯示面板,且可以稱為外掛式(add-on type)觸控面板。可替代地,觸控面板可以存在顯示面板內部。在這個情況下,觸控面板可以在製造顯示面板的過程期間形成,且可以稱為內建式(built-in type)觸控面板。
參考圖2,根據本公開的實施例的觸控顯示裝置100的運作時段可以包括影像顯示時段DS及觸控時段TS。在觸控顯示裝置100中,影像顯示時段DS及觸控時段TS可以為分時的。據此,影像顯示驅動及觸控驅動可以交替地執行。可替代地,影像顯示時段DS及觸控時段TS可以重疊。據此,影像顯示驅動及觸控驅動可以同時執行。在下文中,為了便於說明,將假設觸控顯示裝置100的運作時段被分時成影像顯示時段DS及觸控時段TS。
圖3係根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的截面圖。
舉例而言,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以為各種類型的顯示裝置,例如液晶顯示裝置(crystal liquid display device)及有機發光二極體顯示裝置(organic light emitting display device)。據此,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的觸控顯示面板110可以為顯示面板,例如液晶示面板及有機發光二極體顯示面板。
圖3示例性地示出當根據本公開實施例的觸控顯示裝置100為液晶顯示裝置時,為液晶顯示面板的觸控顯示面板110的截面圖。
設置在觸控顯示面板110上的每個子像素SP可以包括一或多個電路元件(例如,電晶體、電容器等)。
舉例而言,當觸控顯示面板110為液晶顯示面板時,像素電極可以設置在每個子像素SP中,而電晶體可以電性連接於像素電極與資料線DL之間。電晶體可以被掃描訊號導通,其中所述掃描訊號透過閘極線GL被供至閘極節點。當電晶體被導通時,透過資料線DL被供至電晶體的源極節點(或汲極節點)的資料訊號可以被輸出至電晶體的汲極節點(或源極節點)。輸出至電晶體的汲極節點(或源極節點)的資料訊號可以被傳輸至電性連接於電晶體的汲極節點(或源極節點)的像素電極。電場可以形成在被施加資料訊號的像素電極與被施加共通電壓的共通電極(common electrode)之間。
根據面板的類型、提供的功能、設計方法等,每個子像素SP的結構可以為各種結構。
參考圖3,根據本公開的實施例的觸控顯示面板110可以為一液晶顯示面板。
當觸控顯示面板110為液晶顯示面板時,觸控顯示裝置100可以包括觸控顯示面板110底下的一背光(backlight)單元。背光單元可以提供光至觸控顯示面板110。
參考圖3,觸控顯示面板110可以包括一下基板310、一上基板320及位於下基板310與上基板320之間的液晶層。於此,下基板310及上基板320各可以為玻璃基板或塑膠基板。背光單元可以位於下基板310底下。用於配置子像素SP的薄膜電晶體(thin film transistor)及電容器可以形成在下基板310上,而用於驅動子像素SP的各種訊號導線可以形成在下基板310上。液晶對齊(alignment)層可以位於下基板310上。此外,濾色器(color filter)CF及液晶對齊層可以位於下基板310與上基板320之間。
被施加共通電壓的共通電極可以設置在下基板310或上基板320上。在水平電場驅動方法中,例如平面轉換(In-Plane Switching,IPS)模式及邊緣電場切換(Fringe Field Switching,FFS)模式,共通電極可以與像素電極一起形成在下基板310上。在垂直電場驅動方法中,例如扭曲向列(Twisted Nematic,TN)液晶模式及垂直排列向列(Vertical Aligned Nematic,VA)液晶模式,像素電極可以形成在下基板310上,而共通電極可以形成在上基板320上。
觸控顯示面板110可以更包括濾色器CF,用於取得彩色影像。舉例而言,觸控顯示面板110可以使用紅色、綠色及藍色濾色器CF取得彩色影像。
觸控顯示面板110可以更包括一極化板(polarizing plate)330,設置在下基板310及上基板320的一或多者的外部上。
極化板330可以具有單層結構或多層結構。舉例而言,當極化板330具有多層結構時,極化板330可以包括一第一支撐、一第二支撐及一極化材料層。所述極化材料層可以位於第一支撐與第二支撐之間,且可以包括極化入射光的一聚合物極化材料。
觸控顯示面板110可以更包括一覆蓋玻璃(cover glass)350,設置在上基板320上的極化板330上。極化板330及覆蓋玻璃350可以被黏合劑340黏合。黏合劑340可以為透明黏合劑,且可以包括,例如,透明光學膠(Optically Clear Adhesive,OCA)、透明光學樹脂(Optically Clear Resin,OCR)等。
形成在下基板310上的每個薄膜電晶體可以設置在每個子像素SP中,且可以作為用於將驅動每個子像素SP所需的資料訊號從資料線DL轉移至子像素SP的開關。
每條資料線DL可以設置在觸控顯示面板110的第一方向,且可以將從資料驅動器120輸出的資料訊號傳輸至對應的子像素SP。每條閘極線GL可以設置在觸控顯示面板110的不同於第一方向的第二方向,且可以將從閘極驅動器130輸出的閘極訊號傳輸至子像素SP中的薄膜電晶體的閘極節點。
同時,在觸控時段TS期間,用於感測觸控的脈衝類型的觸控驅動訊號TDS(見圖6)可以被施加至觸控電極TE。
在觸控時段TS期間,脈衝類型的觸控驅動訊號TDS被施加至觸控電極TE,而因外部的手指或觸控筆的觸控所引起的觸控電容C
F可以形成在觸控電極TE中。觸控感測電路150可以感測因觸控電容C
F引起的觸控電極TE的電容變化程度,以偵測觸控及/或觸控座標是否存在。
在觸控時段TS期間,寄生電容可以形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE中。舉例而言,在觸控時段TS期間,閘極線寄生電容Cp(G)可以形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE與閘極線GL之間。在觸控時段TS期間,資料線寄生電容Cp(D)可以形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE與資料線DL之間。在觸控時段TS期間,觸控電極寄生電容Cp(T)可以形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE與相鄰的未被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE之間。
亦即,透過該些資料線DL、該些閘極線GL及相鄰的觸控電極TE的至少一者,寄生電容可以形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE中。
隨著寄生電容Cp(G)、Cp(D)及Cp(T)形成在觸控電極TE中,觸控驅動訊號TDS的相位可能被延遲,或觸控驅動訊號TDS的振幅可能被降低。亦即,隨寄生電容Cp(G)、Cp(D)及Cp(T)作為觸控電極TE上的負載,觸控驅動訊號TDS的相位可能被延遲,或觸控驅動訊號TDS的振幅可能被降低。此現象可能為觸控感測的準確度降低的主要因素之一。
據此,為了降低形成在觸控電極TE中的寄生電容Cp(G)、Cp(D)及Cp(T),觸控驅動訊號TDS或對應其的訊號可以被施加至所有或一部分的該些資料線DL、該些閘極線GL及剩餘的觸控電極TE的每一者。於此,觸控驅動訊號TDS或對應施加至所有或一部分的該些資料線DL、該些閘極線GL及剩餘的觸控電極TE的每一的觸控驅動訊號TDS的訊號可以被稱為無負載驅動訊號。為了避免寄生電容的形成,其中無負載驅動訊號被施加至所有或一部分的該些資料線DL、該些閘極線GL及剩餘的觸控電極TE的每一者的驅動係稱為無負載驅動。
在無負載驅動的情況中,與觸控驅動訊號TDS之間不具有無負載驅動訊號相位差或振幅差的無負載驅動訊號可被施加至整體或一部分的該些資料線DL、該些閘極線GL及剩餘的觸控電極TE。
圖4係根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的無負載驅動系統的方塊圖。
參考圖4,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以包括一電力管理電路410、一觸控控制器420、一觸控驅動訊號產生器430及一觸控驅動電路440。
參考圖4,顯示控制器140可以輸出觸控同步訊號Tsync至觸控控制器420。觸控同步訊號Tsync可以為定義影像顯示時段DS及觸控時段TS的訊號。
參考圖4,電力管理電路410可以提供用於產生輸出至觸控驅動訊號產生器430的觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS(見圖5)的各種電壓(例如,VDD、VGH、VGL等)。
觸控控制器420可以根據收到的觸控同步訊號Tsync,在觸控時段TS期間產生觸控驅動產生訊號PWM,並可以將產生的觸控驅動產生訊號PWM施加至觸控驅動訊號產生器430及觸控驅動電路440。
在這個情況下,觸控控制器420可以輸出在由觸控同步訊號Tsync定義的觸控時段TS期間多次切換(toggled)的觸控驅動產生訊號PWM至觸控驅動電路440。
於此,觸控驅動產生訊號PWM在觸控時段TS期間切換的次數可以取決於在一個觸控時段TS期間被感測的觸控電極TE的數量及同時被觸控驅動電路440感測的觸控電極TE的數量而變化。
為了同步觸控控制器420、觸控驅動訊號產生器430及觸控驅動電路440的運作,觸控控制器420可以傳輸一時脈訊號CLK至觸控驅動訊號產生器430及觸控驅動電路440。觸控控制器420可以直接產生時脈訊號CLK,或可以從顯示控制器140接收時脈訊號CLK。
觸控驅動訊號產生器430可以根據觸控驅動產生訊號PWM產生觸控驅動訊號TDS,且可以輸出所產生的觸控驅動訊號TDS至觸控驅動電路440。
亦即,觸控驅動產生訊號PWM為用於產生觸控驅動訊號TDS的訊號,且可以決定觸控驅動訊號TDS的頻率、相位及振幅。觸控驅動訊號產生器430可以產生觸控驅動訊號TDS,其中所產生的觸控驅動訊號TDS的訊號波形對應於觸控驅動產生訊號PWM的訊號波形。
舉例而言,觸控驅動訊號產生器430可以產生具有與觸控驅動產生訊號PWM相同頻率的觸控驅動訊號TDS。亦即,能夠產生在觸控時段TS期間與觸控驅動產生訊號PWM被切換相同次數的觸控驅動訊號TDS。
在這個情況下,觸控驅動訊號產生器430可以接收觸控同步訊號Tsync,且根據所接收的觸控同步訊號Tsync,可以僅在觸控時段TS期間產生並輸出觸控驅動訊號TDS。
亦即,觸控驅動訊號產生器430可以避免觸控驅動訊號TDS被切換,儘管被切換的觸控驅動產生訊號PWM在非觸控時段TS期間被接收。
此外,在非觸控時段TS的時段期間,觸控驅動訊號產生器430可以輸出具有預定電壓位準的訊號至觸控驅動電路440。舉例而言,在除了觸控時段TS外的其他時段期間,觸控驅動訊號產生器430可以輸出驅動顯示所需的共通電壓至觸控驅動電路440。
同時,觸控驅動電路440可以在觸控時段TS期間,根據所收到的觸控同步訊號Tsync,透過提供觸控驅動訊號TDS至該些觸控電極TE以驅動該些觸控電極TE。觸控感測電路150可以包含觸控驅動電路440及一無負載驅動訊號輸出電路,用於輸出至少一無負載驅動訊號,其中所述至少一無負載驅動訊號的頻率等於觸控驅動訊號TDS的頻率,所述至少一無負載驅動訊號的與觸控驅動訊號TDS之間具有一相位差或一振幅差。無負載驅動訊號輸出電路可以包括閘極驅動電路及/或資料驅動電路。可替代地,無負載驅動訊號輸出電路可以包括用於施加至少一無負載驅動訊號LFDS至該些觸控電極中TE除了被施加觸控驅動訊號TDS的至少一觸控電極以外的剩餘的所有或部分的觸控電極。
作為該些觸控電極TE的驅動方法,觸控驅動電路440可以依序地驅動該些觸控電極TE的一或多個。作為該些觸控電極TE的另一驅動方法,觸控驅動電路440可以一起驅動所有的該些觸控電極TE。
透過從觸控控制器420接收觸控驅動產生訊號PWM,觸控驅動電路440可以準確地判斷提供觸控驅動訊號TDS至該些觸控電極TE的時序。
圖5示例性地繪示在根據本公開實施例的觸控顯示裝置中100,在影像顯示時段DS及觸控時段TS期間施加至觸控電極TE、資料線DL及閘極線GL的電壓。
在影像顯示時段DS期間,用於顯示影像資料的一資料訊號Vdata可以被施加至資料線DL。此外,在影像顯示時段DS期間,具有導通位準電壓VGH或關斷位準電壓VGL的掃描訊號Vgate可以被施加至閘極線GL。
在影像顯示時段DS期間,該些觸控電極TE可以作為共通電極,用於顯示影像。據此,用於顯示影像的共通電壓Vcom(DC電壓)在影像顯示時段DS期間可以被施加至該些觸控電極TE。
當觸控顯示面板110為液晶顯示面板時,施加至資料線DL的資料訊號Vdata可以與施加至子像素SP的像素電極的電壓相同。於此,像素電極可以為透明電極。據此,在影像顯示時段DS期間,施加至透明電極(其為子像素SP的像素電極)的電壓可以與資料訊號Vdata的電壓值相同。
在觸控時段TS期間,用於觸控感測驅動的觸控驅動訊號TDS可以被施加至至少一觸控電極TE。在觸控時段TS期間,無負載驅動可以在該些資料線DL、該些閘極線GL及其餘的觸控電極TE的全部或一部分上執行。
參考圖5,根據無負載驅動,在觸控時段TS期間,無負載驅動訊號LFDS可以被施加至資料線DL及閘極線GL的至少一者。無負載驅動訊號LFDS可以包括以下的至少一者:施加至資料線DL的資料線無負載驅動訊號DLFD、施加至閘極線GL的閘極線無負載驅動訊號GLFD及施加至未執行觸控感測的其餘觸控電極TE的所有或一部分的觸控電極無負載驅動訊號TLFD。
在觸控時段TS期間,隨資料線無負載驅動訊號DLFD被施加至資料線DL,觸控電極TE與資料線DL之間的電壓差可以被不斷地維持住。據此,觸控電極TE與該些資料線DL之間的資料線寄生電容Cp(D)可以被降低或消除。
在觸控時段TS期間,隨閘極線無負載驅動訊號GLFD被施加至閘極線GL,觸控電極TE與閘極線GL之間的電壓差可以被不斷地維持住。據此,觸控電極TE與該些閘極線GL之間的閘極線寄生電容Cp(G)可以被降低或消除。
在觸控時段TS期間,隨觸控電極無負載驅動訊號TLFD被施加至其餘觸控電極TE的所有或一部分,被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE與被施加觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其餘觸控電極TE之間的電壓差可以被不斷地維持住。據此,觸控電極寄生電容Cp(T)可以被降低或消除。被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE可以是觸控感測目標的觸控電極TE。被施加觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其餘觸控電極TE可以是非觸控感測目標的觸控電極。
如上所述,觸控顯示裝置100可以透過執行無負載驅動而抑制寄生電容作為負載。據此,觸控準確度可以增加。
圖6概念性地繪示根據本公開實施例的觸控顯示裝置100中低通濾波器LPF的配置。
參考圖6,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以包括一低通濾波器LPF,被設置在觸控顯示面板110上的金屬TE、610(外圍圖案)及SL(感測線)電性地形成。在等效電路方面,低通濾波器LPF可以為電阻-電容電路,包括一電阻器R及一電容器C
para。低通濾波器LPF的電容器C
para可以為寄生電容器,存在於觸控顯示面板110中,而僅形成非低通濾波器LPF的另外的電容器。低通濾波器LPF的電容器C
para可以吸收(阻擋)高頻訊號及通過低頻訊號。據此,低通濾波器LPF可以用於移除高頻雜訊。
參考圖6,從觸控感測電路150輸出的觸控驅動訊號TDS可以透過感測線SL被輸入至觸控電極TE。此外,寄生電容C
para可以形成在觸控顯示面板110中的觸控電極TE與外圍圖案(peripheral pattern)610之間。舉例而言,外圍圖案610可以包括資料線DL、閘極線GL或另一觸控電極TE。外圍圖案610可以設置為相鄰於觸控電極TE,且外圍圖案610可以設置為重疊觸控電極TE。
感測線SL可以為連接於觸控感測電路150及觸控電極TE的導線,且可以具有電阻R。
參考圖6,低通濾波器LPF可以由被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE、相鄰於觸控電極TE的外圍圖案610及電性連接於觸控電極TE及觸控感測電路150的感測線SL構成。舉例而言,低通濾波器LPF可以為第一階(first order)低通濾波器(low-pass filter,LPF)。
截止頻率f
c可以定義於低通濾波器LPF中。截止頻率f
c可以為訊號通過的頻帶的及訊號不通過的頻帶的邊界點。據此,低通濾波器LPF可以阻擋具有高於截止頻率f
c的頻率的訊號。觸控顯示裝置100可以透過低通濾波器LPF,移除具有高於截止頻率f
c的頻率f
EMI(見圖7)的電磁雜訊EMI。據此,電磁雜訊EMI的效應可以被減輕,以增加觸控感測的準確度。
電磁雜訊EMI可以為產生於觸控顯示裝置100內部的電磁波,或在觸控顯示裝置100外部產生並被引入觸控顯示裝置100的電磁波。舉例而言,當觸控顯示裝置100係設置在一車輛內部時,電磁雜訊EMI可以包括被從除了觸控顯示裝置100外的電子裝置引入觸控顯示裝置100的外部電磁波。
參考圖6,低通濾波器LPF的由電阻R及寄生電容C
para定義的截止頻率f
c可以透過以下的公式1計算。
[公式1]
參考公式1,截止頻率f
c可以分別與電阻R的大小及寄生電容C
para的大小成反比。亦即,隨寄生電容C
para的大小降低,截止頻率f
c可以增加。隨寄生電容C
para的大小增加,截止頻率f
c可以降低。
在觸控時段TS期間,當觸控驅動訊號TDS被施加至觸控電極TE時,無負載驅動可以被執行。根據無負載驅動,無負載驅動訊號LFDS可以被施加至該些資料線DL、該些閘極線GL及其餘的觸控電極TE的全部或一部分。於此,無負載驅動訊號LFDS可以與觸控驅動訊號TDS具有相同的頻率、振幅及相位。據此,形成在觸控電極TE中的寄生電容C
para的值可以降低。據此,低通濾波器LPF的截止頻率f
c可以增加。
據此,具有低於截止頻率f
c的頻率f
EMI的電磁波雜訊EMI無法被移除,並因此可能發生觸控顯示裝置100的觸控感測準確度下降的問題。亦即,對電磁雜訊的電磁耐受性(EMS)可能會降低。
圖7係用於解釋改善根據本公開實施例的觸控顯示裝置100中對電磁波雜訊的抗擾度的原理的圖。於此,對電磁波雜訊的抗擾度亦是指電磁耐受性(Electromagnetic Susceptibility,EMD)。
參考圖7,當無負載驅動LFD被執行時,低通濾波器LPF的截止頻率f
c可能高於電磁雜訊EMI的頻率f
EMI。據此,具有低於低通濾波器LPF的截止頻率f
c的頻率f
EMI的電磁雜訊EMI可能不會被移除。據此,電磁雜訊EMI可能影響觸控顯示裝置100的觸控感測準確度。
參考圖7,當進階無負載驅動ALFD被執行時,形成在被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE與外圍圖案610之間的寄生電容C
para的值可能在合理範圍內增加。據此,低通濾波器LPF的截止頻率f
c可以降低。於此,外圍圖案610為設置為相鄰於為觸控感測目標的觸控電極TE的圖案,且可以包括資料線DL、閘極線GL及另一觸控電極TE的至少一者。隨低通濾波器LPF的截止頻率f
c降低,亦即,隨截止頻率f
c的低於電磁雜訊EMI的頻率f
EMI的頻率被限界,具有高於低通濾波器LPF的截止頻率f
c的頻率f
EMI的電磁雜訊EMI可以被有效地移除。
另一方面,當寄生電容C
para因ALFD變得太大時,電磁雜訊EMI可以被移除,以增加觸控感測準確度。然而,當寄生電容C
para因ALFD變得太大時,負載增加太多,並因此可能發生觸控感測準確度降低的副作用。亦即,即使當執行ALFD時,當寄生電容C
para增加超過一定範圍時,觸控感測準確度可能反而降低。
觸控顯示裝置100可以透過執行LFD而降低寄生電容C
para,進而改善觸控感測準確度。然而,因高頻率的電磁雜訊EMI無法被移除,故LFD有降低觸控顯示裝置100的觸控感測準確度的副作用。
據此,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100執行進階無負載驅動ALFD。
根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以透過執行ALFD而移除電磁雜訊EMI。為了執行ALFD,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以透過控制寄生電容C
para的增加,而降低低通濾波器LPF的截止頻率f
c。根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以在合理範圍內增加寄生電容C
para,其中當控制寄生電容C
para的增加時,觸控電極TE的負載不會過度地增加。據此,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以提供能夠改善整體觸控敏感度的ALFD。
參考圖7,相較於LFD,根據本公開實施例的ALFD具有低截止頻率f
c,故電磁雜訊EMI可以被有效地移除。這是透過增加寄生電容C
para而變得可行的。
圖8A繪示了根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的相位差控制系統的圖。圖8B繪示了根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的振幅差控制系統的圖。
參考圖8A及8B,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以包括一相位差控制系統及/或一振幅差控制系統。參考圖8A,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的相位差控制系統可以包括一相位延遲電路810。相位延遲電路810可以透過延遲輸入訊號的相位而輸出一相位延遲訊號訊號。參考圖8B,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的振幅差控制系統可以包括一位準偏移器820。位準偏移器820可以輸出透過將輸入訊號的振幅調大或調小的訊號。
參考圖8A,相位延遲電路810可以位於觸控驅動訊號產生器430與資料驅動器120之間,或可以位於觸控驅動訊號產生器430與閘極驅動器130之間,或可以位於觸控驅動訊號產生器430與觸控驅動電路440之間。
相位延遲電路810可以位在觸控控制器420中,或可以位於觸控控制器420與觸控驅動訊號產生器430之間,或可以位在觸控驅動訊號產生器430中,或可以位在資料驅動器120、閘極驅動器130及/或觸控驅動電路440中。
參考圖8B,位準偏移器820可以位於觸控驅動訊號產生器430與資料驅動器120之間,或可以位於觸控驅動訊號產生器430與閘極驅動器130之間,或可以位於觸控驅動訊號產生器430與觸控驅動電路440之間。
位準偏移器820可以位在觸控控制器420中,或可以位於觸控控制器420與觸控驅動訊號產生器430之間,或可以位在觸控驅動訊號產生器430中,或可以位在資料驅動器120、閘極驅動器130及/或觸控驅動電路440中。
參考圖8A,相位延遲電路810可以延遲輸入訊號Vin的相位以輸出輸出訊號Vout。此外,相位延遲電路810可以透過不同的延遲等級(level),延遲二或多個輸入訊號Vin的相位以輸出輸出訊號Vout。
舉例而言,相位延遲電路810可以分別接收第一輸入訊號S11及第二輸入訊號S12,且可以輸出被以不同相位值執行相位延遲的第一輸出訊號S21及第二輸出訊號S22。
可替代地,相位延遲電路810可以分別接收第一輸入訊號S11及第二輸入訊號S12,可以輸出相對於第一輸入訊號S11為非相位延遲訊號的第一輸出訊號S21,且可以輸出相對於第二輸入訊號S12為相位延遲訊號的第二輸出訊號S22。
於此,第一輸出訊號S21及第二輸出訊號S22的任一者可以為觸控驅動訊號TDS或關聯於觸控驅動訊號TDS的輸出時序的訊號。第一輸出訊號S21及第二輸出訊號S22的另一者可以為閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其中一者,或可以為關聯於閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其中一者的輸出時序的訊號。
閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD、觸控電極無負載驅動訊號TLFD及觸控驅動訊號TDS的至少一者可以為其相位被相位延遲電路810延遲的訊號。
據此,閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的至少其中一者可以與觸控驅動訊號TDS之間有相位差。
參考圖8B,位準偏移器820可以透過轉換輸入訊號Vin的振幅而輸出輸出訊號Vout。此外,位準偏移器820可以透過以不同的轉換程度轉換二或多個輸入訊號Vin的振幅,以輸出輸出訊號Vout。
舉例而言,位準偏移器820可以分別接收第三輸入訊號S31及第四輸入訊號S32,且可以分別輸出振幅被放大或降低至不同轉換程度的第三輸出訊號S41及第四輸出訊號S42。第三輸入訊號S31的振幅及第四輸入訊號S32的振幅可以相同。然而,第三輸出訊號S41轉換後的振幅及第四輸出訊號S42轉換後的振幅可以彼此不同。
此外,位準偏移器820可以接收第三輸入訊號S31及第四輸入訊號S32,可以輸出振幅未被從第三輸入訊號S31進行轉換的第三輸出訊號S41,且可以輸出振幅被從第四輸入訊號S32進行轉換的第四輸出訊號S42。第三輸入訊號S31的振幅及第四輸入訊號S32的振幅可以相同。然而,第三輸入訊號S31的振幅及第四輸出訊號S42轉換後的振幅可以彼此不同。
於此,第三輸出訊號S41及第四輸出訊號S42的任一者可以為觸控驅動訊號TDS,或關聯於觸控驅動訊號TDS的振幅的訊號。第三輸出訊號S41及第四輸出訊號S42的另一者可以為閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其中一者,或可以為關聯於閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的其中一者的振幅的訊號。
閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD、觸控電極無負載驅動訊號TLFD及觸控驅動訊號TDS的至少一者可以為其振幅被位準偏移器820進行轉換的訊號。
據此,閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD的至少一者與觸控驅動訊號TDS之間可以有振幅差。
據此,當觸控電極TE與該些資料線DL、該些閘極線GL及其餘的觸控電極TE的全部或一部分形成寄生電容C
para時,寄生電容C
para可以以合理的程度增加。
無負載驅動訊號LFDS可以包括以下的至少一者:施加至該些閘極線GL的閘極線無負載驅動訊號GLFD、施加至該些資料線DL的資料線無負載驅動訊號DLFD及施加至其餘觸控電極TE的所有或一部分的觸控電極無負載驅動訊號TLFD。
觸控顯示裝置100可以在觸控時段TS期間提供具有相位差的觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS至觸控顯示面板110。據此,移除電磁波雜訊所需的寄生電容Cpara可以形成在觸控電極TE中。
進階無負載驅動ALFD可以是指其中輸出與觸控驅動訊號之間具有預定相位差或預訂振幅差的至少一無負載驅動訊號LFDS的驅動。至少一無負載驅動訊號LFDS可以包括以下的至少一者:閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控電極無負載驅動訊號TLFD。相位延遲電路810及/或位準偏移器820可以設置在觸控感測電路150中,且亦可以與觸控感測電路150分開設置。
圖9繪示了當依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的進階無負載驅動(ALFD)進行相位差控制時的閘極線無負載驅動訊號GLFD及觸控驅動訊號TDS的圖。
參考圖9,舉例而言,閘極線無負載驅動訊號GLFD可以在相較於時脈訊號CLK延遲一第一時間t1後被施加至該些閘極線GL。此外,觸控驅動訊號TDS可以被與不同於第一時間t1的相較於時脈訊號CLK的第二時間t2延遲,並施加至觸控電極TE。如上所述,觸控驅動訊號TDS及閘極線無負載驅動訊號GLFD的每一者可以被彼此不同的第一時間t1及第二時間t2延遲。據此,觸控驅動訊號TDS及閘
極線無負載驅動訊號GLFD可以具有對應於延遲時間差的相位差△t_12。
於此,舉例而言,第一時間t1可以為0(零)。在這個情況下,閘極線無負載驅動訊號GLFD可以為相位未被延遲的訊號。
時脈訊號CLK可以為從觸控控制器420輸出並輸入至觸控驅動訊號產生器430的訊號、輸入至觸控驅動電路440的訊號,或輸入至相位延遲電路810的訊號。
同時,當無負載驅動訊號LFDS與觸控驅動訊號TDS之間有很大的相位差時,寄生電容Cpara增加至期望的程度或更多,導致負載增加的副作用,進而使觸控感測準確度下降。
據此,可能需要將無負載驅動訊號LFDS與觸控驅動訊號TDS之間的相位差設定在適當的程度。觸控驅動訊號TDS與無負載驅動訊號LFDS之間的相位差取決於觸控顯示裝置100的使用環境而可能不同。舉例而言,若觸控驅動訊號TDS與無負載驅動訊號LFDS之間的相位差不超過觸控驅動訊號TDS的波長(λ)的一半,則寄生電容Cpara可以以合理的程度增加。請參閱圖9,其繪示了觸控驅動訊號TDS的一半波長(λ/2)。
舉例而言,當閘極線無負載驅動訊號GLFD與觸控驅動訊號TDS之間的相位差△t_12b係形成為不超過觸控驅動訊號TDS的一半波長λ/2,則對電磁雜訊(EMI)的抗擾度(EMS)可以被改善,並負載的增加程度可以被最小化。據此,整體的觸控感測準確度可以被改善。
圖10繪示了當依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的進階無負載驅動ALFD進行相位差控制時的閘極線無負載驅動訊號GLFD、資料線無負載驅動訊號DLFD及觸控驅動訊號TDS的圖。
參考圖10,與觸控驅動訊號TDS之間有相位差的閘極線無負載驅動訊號GLFD可以被施加至閘極線GL,而與觸控驅動訊號TDS之間有相位差的資料線無負載驅動訊號DLFD可以被施加至資料線DL。
基於時脈訊號CLK,閘極線無負載驅動訊號GLFD可以為被以第一時間t1延遲的訊號,觸控驅動訊號TDS可以為被以第二時間t2延遲的訊號,而資料線無負載驅動訊號DLFD可以為被以第三時間t3延遲的訊號。於此,舉例而言,對應於閘極線無負載驅動訊號GLFD的延遲時間的第一時間t1可以為零。
此時,閘極線無負載驅動訊號GLFD及資料線無負載驅動訊號DLFD分別與觸控驅動訊號TDS之間具有相位差,故適當程度的寄生電容Cpara可以形成在觸控電極TE中。
參考圖10,閘極線無負載驅動訊號GLFD延遲的第一時間t1可以小於觸控驅動訊號TDS延遲的第二時間t2。此外,資料線無負載驅動訊號DLFD延遲的第三時間t3可以大於觸控驅動訊號TDS延遲的第二時間t2。
為了在觸控電極TE中形成適當程度的寄生電容Cpara,根據為閘極線無負載驅動訊號GLFD的延遲時間的第一時間t1與為資料線無負載驅動訊號DLFD的延遲時間的第三時間t3之間的差的相位
差△t_13可以小於觸控驅動訊號TDS的一半波長λ/2。
舉例而言,為觸控驅動訊號TDS的延遲時間的第二時間t2可以大於為閘極線無負載驅動訊號GLFD的延遲時間的第一時間t1。為資料線無負載驅動訊號DLFD的延遲時間的第三時間t3可以大於為觸控驅動訊號TDS的延遲時間的第二時間t2。閘極線無負載驅動訊號GLFD與資料線無負載驅動訊號DLFD之間的相位差△t_13(=t3-t1)可以大於0或小於觸控驅動訊號TDS的一半波長λ/2。在這個情況下,寄生電容Cpara可以以合理的程度增加。據此,觸控顯示裝置100的觸控感測準確度可以增加。
總結上述關於相位差說明,相較於閘極線無負載驅動訊號GLFD,觸控驅動訊號TDS及資料線無負載驅動訊號DLFD的每一者可以有延遲的相位。觸控驅動訊號TDS與閘極線無負載驅動訊號GLFD之間的相位差(t2-t1)可以小於資料線無負載驅動訊號DLFD與閘極線無負載驅動訊號GLFD之間的相位差(t3-t1)。資料線無負載驅動訊號DLFD與閘極線無負載驅動訊號GLFD之間的相位差(t3-t1)可以小於觸控驅動訊號TDS的一半波長λ/2。在這個情況下,觸控感測準確度可以增加。
圖11繪示了依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置100的進階無負載驅動ALFD的振幅差控制,及根據振幅差控制繪示了觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS。
參考圖8A、8B及11,根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以更包括位準偏移器820,其產生與觸控驅動訊號TDS具有
不同電壓為準(或振幅)的無負載驅動訊號LFDS。
參考圖11,當無負載驅動訊號LFDS的振幅大於觸控驅動訊號TDS時,具有較大的寄生電容Cpara的觸控電極TE可以被包括在該些觸控電極TE中。並且,當無負載驅動訊號LFDS的振幅小於觸控驅動訊號TDS時,具有較大的寄生電容Cpara的觸控電極TE可以被包括在該些觸控電極TE中。
如上所述,當觸控驅動訊號TDS被施加至感測目標觸控電極TE時,施加至欲被感測的觸控電極TE的外圍圖案610無負載驅動訊號LFDS的振幅可以不同於觸控驅動訊號TDS的振幅。據此,欲被感測的觸控電極TE的寄生電容Cpara可以增加。根據觸控顯示面板110上欲被感測的觸控電極TE的位置,施加至設置在相鄰於欲被感測的觸控電極TE的外圍圖案610無負載驅動訊號LFDS的振幅變化程度可以被不同地控制。舉例而言,取決於觸控顯示面板110中被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE的位置,與觸控驅動訊號TDS之間有振幅差的無負載驅動訊號LFDS可以具有大於觸控驅動訊號TDS的振幅,或可以具有小於觸控驅動訊號TDS的振幅。
觸控顯示裝置100的觸控時段TS可以包括一第一時段「時序1」及一第二時段「時序2」。在第一時段「時序1」中,振幅小於觸控驅動訊號TDS的無負載驅動訊號LFDS可以被施加至觸控顯示面板110。在第二時段「時序2」中,振幅大於觸控驅動訊號TDS的無負載驅動訊號LFDS觸控驅動訊號TDS可以被施加至觸控顯示面板110。
於此,第一時段「時序1」及第二時段「時序2」可以為彼此不重疊的時段。可替代地,第一時段「時序1」及第二時段「時序2」的至少一部分可以重疊。
舉例而言,為施加至閘極線GL的無負載驅動訊號LFDS的閘極線無負載驅動訊號GLFD及觸控驅動訊號TDS之間可以有振幅差。
在觸控時段TS的第一時段「時序1」中施加至閘極線GL的閘極線無負載驅動訊號GLFD的振幅可以小於觸控驅動訊號TDS的振幅。在第一時段「時序1」期間,隨振幅小於觸控驅動訊號TDS的閘極線無負載驅動訊號GLFD被施加至閘極線GL,觸控電極TE與閘極線GL之間的寄生電容Cpara可以合理的程度增加,以不降低觸控敏感度。
此外,在第二時段「時序2」中施加至閘極線GL的閘極線無負載驅動訊號GLFD的振幅可以大於觸控驅動訊號TDS的振幅。在第二時段「時序2」期間,隨振幅大於觸控驅動訊號TDS的閘極線無負載驅動訊號GLFD被施加至閘極線GL,觸控電極TE與閘極線GL之間的寄生電容Cpara可以合理的程度增加,以不對觸控敏感度造成惡化。
根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以包括一第一區域及一第二區域。第一區域可以為在觸控時段TS期間振幅小於觸控驅動訊號TDS的無負載驅動訊號LFDS被施加的區域,而第二區域可以為振幅大於觸控驅動訊號TDS的無負載驅動訊號LFDS被施加的區
域。因此,根據被施加觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE所位在的區域,施加至閘極線GL、資料線DL或其餘的觸控電極TE的無負載驅動訊號LFDS可以有不同振幅,其中閘極線GL、資料線DL或其餘的觸控電極TE為相鄰於觸控電極TE的外圍圖案610。
圖12係根據本公開實施例的觸控顯示裝置100中的觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS的波形的示例圖。
依據根據本公開實施例的進階無負載驅動(ALFD),供至觸控顯示面板110的觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS具有相同的頻率,但可以有相位差或振幅差。在本公開中,供應與觸控驅動訊號TDS之間有相位差或振幅差的無負載驅動訊號LFDS至觸控顯示面板110是指進階無負載驅動ALFD。
舉例而言,觸控驅動訊號TDS及無負載驅動訊號LFDS的每一者的波形可以為正弦波(sine wave)、方波(square wave)或三角波(triangular wave)等。取決於波形,因相位差或振幅差的觸控電極TE的負載的增加程度可能不同。
並且,取決於波形,對因相位差或振幅差的電磁雜訊的抗擾度(EMS)的改善程度可能會改變。
圖13示出根據本公開實施例的進階無負載驅動ALFD及無負載驅動LFD的每一者對電磁波雜訊具有抗擾度的圖。
根據本公開實施例的觸控顯示裝置100可以透過執行增加寄生電容Cpara的進階無負載驅動(ALFD),改善對電磁雜訊的抗擾度(EMS),而不需另外加入其他實體的電容器元件。
因此,當進階無負載驅動ALFD被執行時,相較於執行無負載驅動LFD的狀況,在觸控驅動流程期間的高頻率的電磁雜訊(EMI)可以被移除,故觸控感測準確度(觸控靈敏度)可以被改善。
具體地,在於根據本發明實施例的觸控顯示裝置100中執行的進階無負載驅動ALFD中,觸控驅動訊號TDS與無負載驅動訊號LFDS之間存在相位差及/或振幅差。相反的,在無負載驅動LFD中,觸控驅動訊號TDS與無負載驅動訊號LFDS之間可以不存在相位差及/或振幅差。因此,在進階無負載驅動ALFD的狀況中,相較於無負載驅動LFD,寄生電容Cpara可能增加。這可能造成觸控靈敏度降低大約7-8%。
然而,在進階無負載驅動ALFD中,因寄生電容Cpara的增加,高頻率的電磁雜訊(EMI)的移除執行可以被改善。據此,在進階無負載驅動ALFD中,相較於無負載驅動LFD,電磁雜訊(EMI)可以降低大約90%。據此,在進階無負載驅動ALFD中,對電磁雜訊的抗擾度(EMS)可以被顯著地改善。
當執行進階無負載驅動ALFD以合理程度增加寄生電容Cpara時,因對電磁雜訊EM的抗擾度增加而導致的觸控靈敏度的增加可以顯著地大於因寄生電容Cpara的增加而導致的觸控靈敏度的降低。因此,當執行進階無負載驅動ALFD時,整體的觸控靈敏度可以被改善。
此外,根據本發明實施例的觸控顯示裝置100可以透過訊號控制降低低通濾波器LPF的截止頻率fc,其中低通濾波器LPF可以在不另外加入實體的電容器元件的情況下被配置。據此,對觸控靈敏
度有很大的負面影響的電磁雜訊(EMI)可以被有效地移除。
以上描述是為了使本領域具有通常知識者能夠實現及使用本發明的技術思想,並且是在特定應用及其要求的上下文中提供的。對所描述的實施例的各種修改、添加及替換對於本領域具有通常知識者來說將是顯而易見的,並且在不脫離本發明的精神和範圍的情況下,這裡定義的一般原理可以應用於其他實施例和應用。以上描述和附圖僅出於說明的目的提供了本發明的技術思想的示例。即,所公開的實施例旨在說明本發明的技術思想的範圍。因此,本發明的範圍不限於所示的實施例,而是與與專利範圍一致的最寬範圍相一致。本發明的保護範圍應以所附專利範圍為準,凡在其等同範圍內的技術思想,均應理解為包含在本發明的範圍內。
100:觸控顯示裝置
110:觸控顯示面板
120:資料驅動器
130:閘極驅動器
140:顯示控制器
150:觸控感測電路
310:下基板
320:上基板
330:極化板
340:黏合劑
350:覆蓋玻璃
410:電力管理電路
420:觸控控制器
430:觸控驅動訊號產生器
440:觸控驅動電路
610:外圍圖案
810:相位延遲電路
820:位準偏移器
SP:子像素
DL:資料線
GL:閘極線
SL:感測線
DCS:資料控制訊號
GCS:閘極控制訊號
DATA:影像資料訊號
VGL:低位準閘極電壓
VGH:高位準閘極電壓
TE:觸控電極
DS:影像顯示時段
TS:觸控時段
CF:濾色器
TDS:觸控驅動訊號
CF:觸控電容
Cpara:電容器
Cp(G):閘極線寄生電容
Cp(D):資料線寄生電容
Cp(T):觸控電極寄生電容
R:電阻器
Tsync:觸控同步訊號
PWM:觸控驅動產生訊號
CLK:時脈訊號
LFDS:無負載驅動訊號
DLFD:資料線無負載驅動訊號
GLFD:閘極線無負載驅動訊號
TLFD:觸控電極無負載驅動訊號
ALFD:進階無負載驅動
Vdata:資料訊號
Vgate:掃描訊號
Vcom:共通電壓
LPF:低通濾波器
EMI:電磁波雜訊
fc:截止頻率
fEMI:頻率
Vin:輸入訊號
Vout:輸出訊號
S11:第一輸入訊號
S12:第二輸入訊號
S21:第一輸出訊號
S22:第二輸出訊號
S31:第三輸入訊號
S32:第四輸入訊號
S41:第三輸出訊號
S42:第四輸出訊號
t1:第一時間
t2:第二時間
t3:第三時間
△t_12,△t_13:相位差
λ/2:一半波長
透過以下結合附圖的詳細描述,本公開的上述及其他方面、特徵及優點將更加明顯,其中:
圖1係根據本公開實施例的觸控顯示裝置的系統配置圖;圖2係為根據本公開實施例的觸控顯示裝置的運作時段的影像顯示時段及觸控時段的時序圖;圖3係根據本公開實施例的觸控顯示裝置的截面圖;圖4係根據本公開實施例的觸控顯示裝置的無負載驅動系統的方塊圖; 圖5示例性地繪示在根據本公開實施例的觸控顯示裝置中,在觸控時段及影像顯示時段期間施加至觸控電極、資料線及閘極線的電壓;圖6概念性地繪示根據本公開實施例的觸控顯示裝置中低通濾波器的配置;圖7係用於解釋改善根據本公開實施例的觸控顯示裝置中對電磁波雜訊的抗擾度的原理的圖;圖8A繪示了根據本公開實施例的觸控顯示裝置的相位差控制系統的圖;圖8B繪示了根據本公開實施例的觸控顯示裝置的振幅差控制系統的圖;圖9繪示了當依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置的進階無負載驅動進行相位差控制時的閘極線無負載驅動訊號及觸控驅動訊號的圖;圖10繪示了當依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置的進階無負載驅動進行相位差控制時的閘極線無負載驅動訊號、資料線無負載驅動訊號及觸控驅動訊號的圖;圖11繪示了依據根據本公開實施例的觸控顯示裝置的進階無負載驅動的振幅差控制,及根據振幅差控制繪示了觸控驅動訊號及無負載驅動訊號;圖12係根據本公開實施例的觸控顯示裝置中的觸控驅動訊號及無負載驅動訊號的波形的示例圖;以及圖13示出根據本公開實施例的進階無負載驅動及無負載驅動的每一者對電磁波雜訊具有抗擾度的圖。
120:資料驅動器
130:閘極驅動器
430:觸控驅動訊號產生器
440:觸控驅動電路
810:相位延遲電路
Vin:輸入訊號
Vout:輸出訊號
S11:第一輸入訊號
S12:第二輸入訊號
S21:第一輸出訊號
S22:第二輸出訊號
Claims (13)
- 一種觸控顯示裝置,包含: 一觸控顯示面板,包括多個觸控電極、多條資料線、多條閘極線、多條感測線及多個子像素;一資料驅動電路,連接於該些資料線;一閘極驅動電路,連接於該些閘極線;以及一觸控感測電路,用於透過該些感測線中的至少一對應感測線輸出一觸控驅動訊號至該些觸控電極的至少一觸控電極,其中在該觸控驅動訊號被輸出至該至少一觸控電極時,一第一驅動訊號用於被施加至該些閘極線的至少一閘極線,且其中該第一驅動訊號具有與該觸控驅動訊號相同的頻率,及該第一驅動訊號與該觸控驅動訊號之間具有一相位差。
- 如請求項1所述的觸控顯示裝置,其中該閘極驅動電路用於提供該第一驅動訊號至該至少一閘極線。
- 如請求項1所述的觸控顯示裝置,其中在該觸控驅動訊號被輸出至該至少一觸控電極時,一第二驅動訊號用於被施加至該些資料線的至少一資料線,或一第三驅動訊號用於被施加至該些觸控電極中該至少一觸控電極以外的一或多個觸控電極。
- 如請求項3所述的觸控顯示裝置,其中該資料驅動電路用於提供該第二驅動訊號至該至少一資料線。
- 如請求項3所述的觸控顯示裝置,其中該觸控感測電路用於透過該些感測線中對應的一或多條感測線提供該第三驅動訊號至該些觸控電極中該至少一觸控電極以外的該一或多個觸控電極。
- 如請求項3所述的觸控顯示裝置,其中該觸控驅動訊號及該第二驅動訊號為相較於該第一驅動訊號相位被延遲的訊號,及 其中該觸控驅動訊號與該第一驅動訊號之間的該相位差或該觸控驅動訊號與該第二驅動訊號之間的相位差小於該第二驅動訊號與該第一驅動訊號之間的相位差。
- 如請求項6所述的觸控顯示裝置,其中該第二驅動訊號與該第一驅動訊號之間的該相位差小於該觸控驅動訊號的波長的一半。
- 如請求項3所述的觸控顯示裝置,其中該至少一觸控電極、相鄰於該至少一觸控電極的一外圍圖案,以及電性連接該至少一觸控電極及該觸控感測電路的該至少一對應感測線構成一低通濾波器, 其中該低通濾波器的一截止頻率係根據該至少一觸控電極與該外圍圖案之間的一電容以及根據該至少一對應感測線的一電阻決定,其中該外圍圖案包括該些閘極線中被施加該第一驅動訊號的至少一閘極線、被施加該第二驅動訊號的該至少一資料線,及被施加該第三驅動訊號的該一或多個觸控電極的至少一者,及其中隨該觸控驅動訊號與該第一驅動訊號、該第二驅動訊號及該第三驅動訊號的至少一者之間的相位差大於零,該低通濾波器的該截止頻率變小。
- 如請求項8所述的觸控顯示裝置,其中該外圍圖案設置為重疊該至少一觸控電極。
- 如請求項3所述的觸控顯示裝置,其中該觸控驅動訊號及該第一驅動訊號、該第二驅動訊號及該第三驅動訊號的至少一者的每一者的波形為正弦波、方波或三角波。
- 如請求項1所述的觸控顯示裝置,更包含一相位延遲電路,用於延遲該第一驅動訊號的相位。
- 如請求項11所述的觸控顯示裝置,更包含: 一觸控驅動訊號產生器,用於根據一觸控驅動產生訊號產生該觸控驅動訊號及用於輸出產生的該觸控驅動訊號至該觸控感測電路的一觸控驅動電路,其中該相位延遲電路設置在該資料驅動電路、該閘極驅動電路及該觸控驅動電路的其中一者與該觸控驅動訊號產生器之間。
- 如請求項1所述的觸控顯示裝置,其中該第一驅動訊號與該觸控驅動訊號之間的該相位差大於零且小於該觸控驅動訊號的波長的一半。
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