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CN103838046A - 具有光感应输入的显示驱动电路 - Google Patents

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CN103838046A
CN103838046A CN201310573826.2A CN201310573826A CN103838046A CN 103838046 A CN103838046 A CN 103838046A CN 201310573826 A CN201310573826 A CN 201310573826A CN 103838046 A CN103838046 A CN 103838046A
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line
data line
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data
pixel
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CN201310573826.2A
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黄乃杰
廖胜泰
张营辉
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Integrated Digital Technologies Inc
Original Assignee
Integrated Digital Technologies Inc
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Abstract

一种具有光感应输入的显示驱动电路包括像素区、像素电极、栅极线、数据线、至少一光检测器单元与至少一条读取线。像素区以矩阵方式排列，栅极线与数据线彼此互相交错设置，数据线包括第一数据线与第二数据线彼此相邻设置，且第一数据线与第二数据线之间无设置任一数据线。光检测器单元与一条栅极线电性连接。读取线与光检测器单元电性连接，读取线设置于第一数据线与第二数据线之间，读取线与第一数据线之间具有第一间距，读取线与第二数据线之间具有第二间距，第一间距大于或等于第二间距，且第一间距小于或等于第二间距的三倍。

Description

具有光感应输入的显示驱动电路
技术领域
本发明涉及一种显示驱动电路，特别是涉及一种具有光感应输入的显示驱动电路。
背景技术
近年来触控感应技术迅速地发展，许多消费性电子产品例如移动电话(mobile phone)、卫星导航系统(GPS navigator system)、平板计算机(tablet PC)、笔记型计算机(laptop PC)以及桌上型计算机(desktop PC)等均有与触控功能结合的产品推出。在上述各电子产品中，主要是在原先显示面板的区域赋予触控感应的功能，也可说是将原先单纯的显示面板替换成具有触控辨识功能的触控显示面板。依据触控显示面板的结构设计上的不同，一般可区分为外挂式(out-cell)与内嵌式(in-cell/on-cell)触控显示面板。其中，外挂式触控显示面板是将独立的触控面板与一般的显示面板组合而成，而内嵌式触控显示面板则是将触控感应装置直接设置在显示面板中基板的内侧或外侧上。举例来说，可将触控感应装置设置在一般液晶显示面板的彩色滤光片基板(colorfilter substrate)或薄膜晶体管阵列基板(TFT array substrate)上，用以形成in-cell内嵌式触控显示面板。
请参考图1，图1示出了现有的具有光感应输入的显示驱动电路100的示意图。此显示驱动电路100一般是设置于阵列基板上，而显示驱动电路100除了包括一般驱动电路中互相交错设置的栅极线110与数据线120以及对应的显示切换元件160之外，还设置了光检测器单元140以及对应的读取线130，利用光检测器单元140来进行触控检测，并利用读取线130来传递光感应讯号。然而，在一般的设计上，读取线130会与一条数据线120相邻设置且大体上互相平行。因此，读取线130所传递的光感应讯号容易受到数据线120传递的显示数据讯号干扰而影响到光感应讯号的判读，导致触控讯号处理上的复杂化并加重相关集成电路(integrated circuit,IC)的运算负担。
发明内容
本发明的主要目的之一在于提供一种具有光感应输入的显示驱动电路。利用改变读取线的设置位置，加大读取线与数据线之间的间距，进而减少读取线与数据线之间彼此的讯号干扰现象，达到提升光感应讯号判读的准确性以及降低相关电路运算负担的目的。
为实现上述目的，本发明的一较佳实施例提供一种具有光感应输入的显示驱动电路，包括多个像素区、多个像素电极、多条栅极线、多条数据线、至少一光检测器单元以及至少一条读取线。像素区是以一矩阵方式排列。像素电极分别设置于各像素区中。栅极线沿一第一方向延伸并彼此互相平行设置，数据线沿一第二方向延伸并彼此互相平行设置，且栅极线与数据线彼此互相交错设置。数据线包括一第一数据线与一第二数据线彼此相邻设置，且第一数据线与第二数据线之间无设置任一数据线。光检测器单元至少部分设置于一个像素区中，且光检测器单元与一条栅极线电性连接。读取线与光检测器单元电性连接，且读取线设置于第一数据线与第二数据线之间。读取线与第一数据线之间具有一第一间距，读取线与第二数据线之间具有一第二间距，第一间距大于或等于第二间距，且第一间距小于或等于第二间距的三倍。
附图说明
图1示出了现有的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图2示出了本发明的第一较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图3示出了本发明的第一较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的等效电路图。
图4示出了本发明的第二较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图5示出了本发明的第二较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的等效电路图。
图6示出了本发明的第三较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图7示出了本发明的第四较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图8示出了本发明的第五较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
图9示出了本发明的第六较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。
附图符号说明
100、200、300、400、500、600、700    具有光感应输入的显示驱动电路
110、GL                  栅极线
120、DL                  数据线
130、RL                  读取线
140、220、320            光检测器单元
150、PE                  像素电极
160、210                 显示切换元件
211、221、321、331       栅极
212、222、322、332       源极
213、223、323、333       漏极
291                      耦合电容
292                      储存电容
CE                       共通电极
CS                       共通线
CS1                      第一共通线
CS2                      第二共通线
D1                       第一间距
D2                       第二间距
DL1                      第一数据线
DL2                      第二数据线
DL3                      第三数据线
PE1                      第一像素电极
PE2                      第二像素电极
PE3                      第三像素电极
PX                       像素区
PX1                      第一像素区
PX2                      第二像素区
PX3                      第三像素区
T1                       感光晶体管
T2                       切换晶体管
X                        第一方向
Y                        第二方向
Z                        垂直投影方向
具体实施方式
在说明书及后续的权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」或「连接」一词在此包含任何直接及间接的电气或结构连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接/连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气/结构连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气/结构连接至该第二装置。
请参考图2，图2示出了本发明的第一较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。为了方便说明，本发明的各附图仅为示意以更容易了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。如图2所示，本实施例提供一种具有光感应输入的显示驱动电路200，包括多个像素区PX、多个像素电极PE、多条栅极线GL、多条数据线DL、至少一光检测器单元220以及至少一条读取线RL。像素区PX是以一矩阵方式排列。像素电极PE分别设置于各像素区PX中。栅极线GL沿一第一方向X延伸并彼此互相平行设置，数据线DL沿一第二方向Y延伸并彼此互相平行设置，且栅极线GL与数据线DL彼此互相交错设置。在本实施例中，第一方向X较佳是大体上垂直第二方向Y，但并不以此为限。此外，在本实施例中，以矩阵方式排列的像素区PX大体上由互相交错设置的栅极线GL与数据线DL所定义，但并不以此为限。数据线DL包括一第一数据线DL1与一第二数据线DL2彼此相邻设置，且第一数据线DL1与第二数据线DL2之间无设置任一数据线DL。光检测器单元220至少部分设置于一个像素区PX中，且光检测器单元220与一条栅极线GL电性连接。读取线RL与光检测器单元220电性连接，用以读取并传递由光检测器单元220所接受到的讯号，藉此进行光感应结果的判读。本发明的光检测器单元220较佳可包括至少一光感应元件例如感光晶体管，但并不以此为限。值得说明的是，本发明的光检测器单元220可单纯用以检测环境光的状况与其变化，作为环境光强弱的检测器(Ambient Light Sensor)的应用，且显示驱动电路200亦可视需要设置多个光检测器单元220，藉由光检测器单元220的分布设计使得显示驱动电路200亦可具有触控检测定位或影像扫描阵列(Image Array)的功能。
在本实施例中，读取线RL设置于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间。读取线RL较佳是与数据线DL互相平行设置，也就是说，读取线RL较佳是大体上与栅极线GL正交，但并不以此为限。读取线RL与第一数据线DL1之间具有一第一间距D1，而读取线RL与第二数据线DL2之间具有一第二间距D2。第一间距D1大于或等于第二间距D2，且第一间距D1小于或等于第二间距D2的三倍。较佳地，第一间距D1小于或等于第二间距D2的两倍，但并不以此为限。换句话说，若将两相邻的数据线DL之间的距离视为各像素区PX于第一方向X上的宽度，则读取线RL与相邻数据线DL之间的距离大于或等于各像素区PX于第一方向X上的宽度的四分之一，且读取线RL与相邻数据线DL之间的距离小于或等于各像素区PX于第一方向X上的宽度的四分之三。较佳地，读取线RL与相邻数据线DL之间的距离大于或等于各像素区PX于第一方向X上的宽度的三分之一，且读取线RL与相邻数据线DL之间的距离小于或等于各像素区PX于第一方向X上的宽度的三分之二，但并不以此为限。藉由上述方式控制读取线RL与相邻数据线DL之间的距离，可减少读取线RL与数据线DL之间彼此的讯号干扰现象，进而提升由光检测器单元220所接受到的光感应讯号进行判读的准确性，并可降低相关电路的运算负担。值得说明的是，如图2所示，第一间距D1较佳可大体上等于第二间距D2，藉此使得读取线RL对于两相邻数据线DL所可能造成的影响彼此相近，但并不以此为限。此外，读取线RL是于一垂直投影方向Z上与像素电极PE至少部分重迭。垂直投影方向Z较佳是大体上垂直第一方向X与第二方向Y，但并不以此为限。
更进一步说明，如图2所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路200可还包括多个显示切换元件210，分别设置于各像素区PX中，各显示切换元件210与一条栅极线GL、一条数据线DL以及一个像素电极PE电性连接。在本实施例中，像素区PX可包括一第一像素区PX1、一第二像素区PX2以及一第三像素区PX3沿第一方向X交替排列设置，而像素电极PE可包括一第一像素电极PE1、一第二像素电极PE2以及一第三像素电极PE3分别对应设置于第一像素区PX1、第二像素区PX2以及第三像素区PX3中。换句话说，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2沿第一方向X上彼此相邻设置，且第一像素电极PE1、第二像素电极PE2以及第三像素电极PE3沿第一方向X交替排列设置。此外，数据线DL可还包括至少一第三数据线DL3与第二数据线DL2于第一方向X上相邻设置。第一数据线DL1、第二数据线DL2以及第三数据线DL3分别与第一像素区PX1、第二像素区PX2以及第三像素区PX3中的显示切换元件210连接，藉此将数据讯号分别传输到各像素区PX的显示切换元件210。值得说明的是，藉由相对的彩色滤光片(图未示)或有机发光元件(图未示)的设置，第一像素区PX1、第二像素区PX2以及第三像素区PX3可分别用以显示蓝光、红光与绿光，并藉由彼此的混色来达到全彩显示的效果。本实施例的光检测器单元220设置于用以显示蓝光的第一像素区PX1中，但本发明并不以此为限，而亦可视需要将光检测器单元220设置于其他像素区PX或设置于所有像素区PX中。
请参考图2与图3。图3示出了本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路200的等效电路图。如图2与图3所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路200可还包括多条共通线CS，沿第一方向X延伸并彼此互相平行设置。各显示切换元件210较佳可包括一个由一栅极211、一源极212以及一漏极213所组成的薄膜晶体管。显示切换元件210的栅极211连接于一栅极线GL，而源极212则连接于一数据线DL。一具有共电压Vcom的共通电极(common electrode)CE与像素电极PE及夹设于共通电极CE与像素电极PE之间的材料例如液晶材料(图未示)形成一耦合电容291，而漏极213与共通线CS以及夹设于漏极213与共通线CS之间材料例如介电材料(图未示)形成一储存电容292。此外，本实施例的光检测器单元220较佳可包括一个由一栅极221、一源极222以及一漏极223所组成的感光晶体管，藉由感光晶体管中半导体层例如非晶硅层具有的光致电流特性来检测外界光线的有无以及强度。值得说明的是，光检测器单元220的栅极221连接于一栅极线GL，而光检测器单元220的漏极223亦连接于栅极线GL，也就是说栅极221与漏极223彼此短路。此外，共通线CS与读取线RL彼此正交，且光检测器单元220的源极222连接于读取线RL。当光检测器单元220检测到一光讯号时，光检测器单元220产生一电流讯号并通过读取线RL提供给一运算电路(图未示)进行分析判读。因此，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路200可藉由显示切换元件210控制显示状况，此外，由一个光源(例如触控用的光笔或电筒)或是由触控笔或手指移动所造成的阴影或反射光强度变化所产生的光讯号，可以被光检测器单元220所检测，并且将检测到的光讯号作为输入讯号，使得本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路200在进行显示的同时，也可以接受由光感应所进行的输入。
下文将针对本发明的不同实施样态进行说明，且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同之处进行详述，而不再对相同之处作重复赘述。此外，本发明的各实施例中相同的元件以相同的标号进行标示，以利于各实施例间互相对照。
请参考图4与图5。图4示出了本发明的第二较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。图5示出了本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的等效电路图。如图4与图5所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路300包括多个像素区PX、多个像素电极PE、多条栅极线GL、多条数据线DL、多条共通线CS、至少一光检测器单元320以及至少一条读取线RL。光检测器单元320至少部分设置于一个像素区PX中，且光检测器单元320与一条栅极线GL电性连接。读取线RL与光检测器单元320电性连接，用以读取并传递由光检测器单元320所接受到的讯号，藉此进行光感应结果的判读。与上述第一较佳实施例的不同处在于，本实施例的光检测器单元320是与一条共通线CS电性连接。更明确地说，光检测器单元320可包括一感光晶体管T1以及一切换晶体管T2，切换晶体管T2连接于感光晶体管T1用以控制感光晶体管T1的开启或关闭。更进一步说明，感光晶体管T1的栅极321连接于一条共通线CS，而感光晶体管T1的漏极323也连接于同一条共通线CS，也就是说栅极321与漏极323彼此短路。此外，切换晶体管T2的栅极331连接于栅极线GL，切换晶体管T2的源极332连接于读取线RL，而切换晶体管T2的漏极333则连接于感光晶体管T1的源极322。当感光晶体管T1检测到一光讯号时，而该光讯号由一个光源(例如触控用的光笔或电筒)或是由触控笔或手指移动所造成的阴影或反射光强度变化所产生，同时栅极线GL被选择而导通切换晶体管T2时，由感光晶体管T1所产生的电流讯号即可提供给读取线RL。此外，在本实施例中，显示切换元件210以及切换晶体管T2可连接于同一条栅极线GL，因此在开启或关闭显示切换元件210时亦可一并开启或关闭切换晶体管T2，使得与同一条读取线RL相连的光检测器单元320可在时间上分时被开启进行光检测，进而可于第二方向Y上进行光讯号位置的判读，并实现多点触控的功能。
请参考图6，图6示出了本发明的第三较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。如图6所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路400与上述第一较佳实施例不同的地方在于，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2设置于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间，第一像素电极PE1与第二像素电极PE2之间无设置任一像素电极PE与任一数据线DL，且第二数据线DL2与第三数据线DL3之间无设置任一数据线DL与任一像素电极PE。读取线RL设置于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间，读取线RL与第一数据线DL1之间的第一间距D1大于或等于读取线RL与第二数据线DL2之间的第二间距D2，且第一间距D1小于或等于第二间距D2的三倍。较佳地，第一间距D1小于或等于第二间距D2的两倍，但并不以此为限。读取线RL与相邻数据线DL之间的距离大于或等于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间于第一方向X上的距离的四分之一，且读取线RL与相邻数据线DL之间的距离小于或等于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间于第一方向X上的距离的四分之三。较佳地，读取线RL与相邻数据线DL之间的距离大于或等于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间于第一方向X上的距离的三分之一，且读取线RL与相邻数据线DL之间的距离小于或等于第一数据线DL1与第二数据线DL2之间于第一方向X上的距离的三分之二，但并不以此为限。值得说明的是，如图6所示，第一间距D1较佳可大体上等于第二间距D2，读取线RL较佳是设置于第一像素电极PE1与第二像素电极PE2之间，藉此使得读取线RL对于两相邻数据线DL所可能造成的影响彼此相近，但并不以此为限。藉由本实施例的线路设置方式，可在扩大读取线RL与相邻数据线DL之间距离的同时避免读取线RL的设置影响到像素区PX的开口率，进而同时达到提升光感应效果以及显示效果的目的。
请参考图7，图7示出了本发明的第四较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。如图7所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路500与上述第三较佳实施例不同的地方在于，光检测器单元320与一条共通线CS电性连接。关于光检测器单元320的细部特征已于上述第二较佳实施例中说明，故在此并不再赘述。
请参考图8，图8示出了本发明的第五较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。如图8所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路600与上述第四较佳实施例不同的地方在于，本实施例的共通线CS沿第二方向Y延伸并彼此互相平行设置，且光检测器单元320与一条共通线CS电性连接。此外，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路600可视需要还包括多个共通电极CE，分别设置于像素区PX中。各共通线CS与对应的共通电极CE相连以提供共通讯号，而光检测器单元320与至少一个共通电极CE电性连接。此外，藉由各像素区PX中的共通电极CE与像素电极PE之间所形成的电场以及对于像素电极PE的形状调整，可用以进行一IPS(in-plane switching)液晶驱动操作模式，但并不以此为限。
请参考图9，图9示出了本发明的第六较佳实施例的具有光感应输入的显示驱动电路的示意图。如图9所示，本实施例的具有光感应输入的显示驱动电路700与上述第五较佳实施例不同的地方在于，本实施例的共通线CS可包括多条沿第一方向X延伸的第一共通线CS1以及多条沿第二方向Y延伸的第二共通线CS2，各共通电极CE与第一共通线CS1以及第二共通线CS2相连以传递共通讯号。光检测器单元320与至少一个共通电极CE电性连接。
综合以上所述，本发明的具有光感应输入的显示驱动电路利用扩大读取线与相邻数据线之间的距离，减少读取线与数据线间彼此的讯号干扰现象，进而提升由光检测器单元所接受到的光感应讯号进行判读的准确性，并降低相关电路的运算负担。此外，本发明更进一步藉由调整数据线的配置方式，使得读取线与相邻数据线之间的距离可变大且不影响像素区的开口率，故可同时达到提升光感应效果与显示效果的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种具有光感应输入的显示驱动电路，包括：
多个像素区，以一矩阵方式排列；
多个像素电极，分别设置于各该像素区中；
多条栅极线，沿一第一方向延伸并彼此互相平行设置；
多条数据线，沿一第二方向延伸并彼此互相平行设置，其中这些栅极线与这些数据线彼此互相交错设置，这些数据线包括一第一数据线与一第二数据线彼此相邻设置，且该第一数据线与该第二数据线之间无设置任一该数据线；
至少一光检测器单元，至少部分设置于一个该像素区中，其中该光检测器单元与一条该栅极线电性连接；以及
至少一条读取线，与该光检测器单元电性连接，其中该读取线设置于该第一数据线与该第二数据线之间，该读取线与该第一数据线之间具有一第一间距，该读取线与该第二数据线之间具有一第二间距，该第一间距大于或等于该第二间距，且该第一间距小于或等于该第二间距的三倍。
2.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该第一间距等于该第二间距。
3.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该第一间距小于或等于该第二间距的两倍。
4.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中这些像素区是由互相交错的这些栅极线与这些数据线所定义，且该读取线于一垂直投影方向上与这些像素电极至少部分重迭。
5.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，还包括多条共通线，沿该第一方向延伸并彼此互相平行设置，其中该光检测器单元与一条该共通线电性连接。
6.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，还包括多条共通线，沿该第二方向延伸并彼此互相平行设置，其中该光检测器单元与一条该共通线电性连接。
7.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，还包括多个共通电极，分别设置于这些像素区中，其中该光检测器单元与至少一个该共通电极电性连接。
8.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，还包括多个显示切换元件，分别设置于各该像素区中，其中各该显示切换元件与一条该栅极线、一条该数据线以及一个该像素电极电性连接。
9.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中这些像素电极包括一第一像素电极以及一第二像素电极沿该第一方向上彼此相邻设置，且该第一像素电极与该第二像素电极之间无设置任一该像素电极与任一该数据线。
10.如权利要求9所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该第一像素电极与该第二像素电极设置于该第一数据线与该第二数据线之间。
11.如权利要求10所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该读取线设置于该第一像素电极与该第二像素电极之间。
12.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中这些数据线还包括至少一第三数据线与该第二数据线于该第一方向上相邻设置，且该第二数据线与该第三数据线之间无设置任一该数据线与任一该像素电极。
13.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该读取线与这些栅极线正交。
14.如权利要求1所述的具有光感应输入的显示驱动电路，其中该光检测器单元包括一光感应元件。
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