[go: up one dir, main page]

TW202311914A - 控制觸控面板之觸控筆的方法 - Google Patents

控制觸控面板之觸控筆的方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202311914A
TW202311914A TW111125156A TW111125156A TW202311914A TW 202311914 A TW202311914 A TW 202311914A TW 111125156 A TW111125156 A TW 111125156A TW 111125156 A TW111125156 A TW 111125156A TW 202311914 A TW202311914 A TW 202311914A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
voltage
touch panel
gate
uplink control
control signal
Prior art date
Application number
TW111125156A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI847176B (zh
Inventor
陳泓翔
陳瑋凱
唐煌欽
Original Assignee
聯詠科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 聯詠科技股份有限公司 filed Critical 聯詠科技股份有限公司
Publication of TW202311914A publication Critical patent/TW202311914A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI847176B publication Critical patent/TWI847176B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
    • G09G3/3655—Details of drivers for counter electrodes, e.g. common electrodes for pixel capacitors or supplementary storage capacitors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0209—Crosstalk reduction, i.e. to reduce direct or indirect influences of signals directed to a certain pixel of the displayed image on other pixels of said image, inclusive of influences affecting pixels in different frames or fields or sub-images which constitute a same image, e.g. left and right images of a stereoscopic display
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0233—Improving the luminance or brightness uniformity across the screen
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/06—Handling electromagnetic interferences [EMI], covering emitted as well as received electromagnetic radiation
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2354/00—Aspects of interface with display user
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，包含有下列步驟：在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆；以及在該上行控制期間內輸出一直流電壓至該觸控面板之一閘極線。

Description

控制觸控面板之觸控筆的方法
本發明係指一種控制觸控面板之觸控筆的方法，尤指一種可在輸出上行控制訊號的上行控制期間控制觸控面板之觸控筆的方法。
主動式觸控筆是一種常見的週邊設備，用於具有觸控面板的電子裝置，如行動電話或筆記型電腦等。一般來說，觸控面板包含有多個感測電極，其可整合或設置於觸控面板上，且具有手指觸控感測及觸控筆感測之功能。
現代的主動式觸控筆皆具有雙向通訊功能，觸控面板可輸出上行控制訊號至主動式觸控筆，此上行控制訊號用來控制主動式觸控筆的操作模式及／或對主動式觸控筆進行頻率設定。主動式觸控筆即可根據其位置來發送下行訊號至至少一感測電極，以將主動式觸控筆的位置資訊回報給觸控面板的控制電路。
一般來說，為了改善上行控制的效能，可將主動式觸控筆的筆殼接地。由於觸控面板經常用於大尺寸顯示裝置，當使用者使用主動式觸控筆在觸控面板上畫圖或書寫時，另一隻手的手掌、其它手指、或身體的一部分可能同時接觸觸控面板，如第1圖所示。在此情況下，觸控面板所輸出的上行控制訊號將透過使用者接觸的部分耦合至筆殼上。耦合至筆殼之上行控制訊號降低了上行控制的準確性和效能，也就是說，耦合至筆殼的訊號抵消主動式觸控筆所接收到的上行控制訊號的部分能量，導致主動式觸控筆可能在操作過程中與觸控面板斷線。
為解決此問題，可將上行控制訊號僅傳送至部分感測電極。第2圖為觸控面板上的一畫素陣列之示意圖，其繪示上行控制訊號的一種示例性實施方式。如第2圖所示，面板是一液晶顯示面板（Liquid Crystal Display，LCD），其中每一畫素皆包含由驅動電晶體（如薄膜電晶體（Thin-Film Transistor，TFT））驅動的液晶電容及／或儲存電容。每一驅動電晶體透過各別的閘極線受控於一閘極驅動裝置，以透過各別的資料線接收顯示資料。上述電容另耦接至一共同電極，此共同電極可作為用於手指及觸控筆感測之感測電極。如第2圖所示，上行控制訊號UL僅傳送至部分行的感測電極，其它行的感測電極則接收一接地電壓GND。
將上行控制訊號UL發送至部分感測電極並將其它感測電極接地以降低筆殼的耦合效應之方式可改善上行控制訊號UL的傳輸效率，然而上述方式導致視效問題的產生，其中，用來傳送上行控制訊號UL的感測電極區域以及接地的感測電極區域可能呈現不同亮度，如第3圖所示。一般來說，在上行控制期間須關閉顯示功能，然而，感測電極接到地端並接收接地電壓GND的區域可能會出現異常發光，造成面板上不同區域之間的亮度差異。
有鑑於此，習知技術實有改進之必要。
因此，本發明之主要目的即在於提出一種新式的主動式觸控筆控制方法及其觸控面板，以解決上述問題。
本發明之一實施例揭露一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法。該方法包含有下列步驟：在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆；以及在該上行控制期間內輸出一直流電壓至該觸控面板之一閘極線。
本發明之另一實施例揭露一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法。該方法包含有下列步驟：輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆。其中，該上行控制訊號起始於具有下降電壓之一向下脈衝。
本發明之另一實施例揭露一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法。該方法包含有下列步驟：在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一第一感測電極，以控制該觸控筆；以及在該上行控制期間內輸出一第一電壓至該觸控面板之一第二感測電極。其中，該第一電壓大於一接地電壓。
本發明之另一實施例揭露一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，該觸控面板被設定具有一閘極低電壓，該閘極低電壓在一顯示期間或一感測期間內具有一預設準位，用以關閉該觸控面板上的一驅動電晶體。該方法包含有下列步驟：在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆；以及在該上行控制期間內設定該閘極低電壓位於一第一準位，其中，該第一準位低於該預設準位。
第4圖繪示上行控制訊號傳送期間出現異常顯示的根本原因。如第4圖所示，面板上存在一第一畫素P1其對應的感測電極施加以一上行控制訊號UL，以及一第二畫素P2其電容耦接至接地端（GND）。第一畫素P1及第二畫素P2各自包含一驅動電晶體及至少一電容，其包括液晶電容及／或儲存電容。
在一上行控制期間內將上行控制訊號UL施加於感測電極時，上行控制訊號UL會透過觸控面板上的寄生電容耦合至閘極線。對於第一畫素P1而言，上行控制訊號UL可透過畫素的內部電容耦合至驅動電晶體之源極端，而相同的上行控制訊號UL亦耦合至對應的閘極線。因此，驅動電晶體之閘極電壓Vg與源極電壓Vs以相同的頻率及相位擺盪，使得驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs維持不變。在此情況下，第一畫素P1中的驅動電晶體不會在上行控制期間內開啟而造成異常發光。
對於第二畫素P2而言，其相對應的感測電極耦接至接地端，因此驅動電晶體之源極電壓Vs維持不變，同時因為上行控制訊號UL耦合至對應的閘極線而造成驅動電晶體之閘極電壓Vg上升。在此情況下，驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs上升且趨向於正值，可能造成驅動電晶體開啟而在上行控制期間出現異常發光。如第4圖所示，異常發光出現在感測電極接地的區域。
為了避免異常發光，本發明可控制用於閘極線的電壓及／或輸出至感測電極的電壓和訊號，以減少驅動電晶體在上行控制期間內被誤開的可能性。
第5圖為本發明實施例一顯示裝置50之示意圖。顯示裝置50包含有一觸控面板500及一控制電路502。觸控面板500具有設置於非主動區的一或多個陣列閘極驅動（Gate-On-Array，GOA）電路，且包含有用來執行觸控感測及觸控筆感測的複數個感測電極。控制電路502可以是獨立的觸控感測晶片或是與顯示功能整合之觸控及顯示驅動整合電路（Touch and Display Driver Integrated Circuit，TDDI IC）。如第5圖所示，顯示裝置50可以是行動電話，但不以此為限。舉例來說，在另一實施例中，顯示裝置亦可以是筆記型電腦、觸控板、簽名板、或任何具有整合顯示與觸控功能的觸控面板之裝置。
陣列閘極驅動電路耦接於觸控面板500上的閘極線，且用來輸出閘極控制訊號至觸控面板500。輸出至閘極線的閘極控制訊號可在二電壓準位之間切換，如高準位及低準位。由於觸控面板上畫素中的驅動電晶體是NMOS電晶體，高準位可用來開啟驅動電晶體而低準位可用來關閉驅動電晶體。在陣列閘極驅動電路中，閘極控制訊號的高準位來自於一閘極高電壓VGHO，而閘極控制訊號的低準位來自於一閘極低電壓VGLO，其中，閘極高電壓VGHO及閘極低電壓VGLO係由控制電路502提供。舉例來說，控制電路502可決定閘極高電壓VGHO及閘極低電壓VGLO的數值，並透過穩壓器將該些電壓輸出至陣列閘極驅動電路。一般來說，控制電路502另可提供一閘極時脈訊號及一起始脈衝訊號予陣列閘極驅動電路，以實現顯示期間內觸控面板上的掃描操作，在不影響本實施例的說明之下，該些訊號省略於第5圖。
除此之外，控制電路502可輸出一控制訊號及／或電壓至觸控面板上的感測電極，並對應從感測電極接收感測訊號。在觸控面板500上，數個畫素之共同電極可互相耦接而形成一感測電極，且觸控面板500上的感測電極可用來實現觸控感測操作。在此例中，觸控面板500支援手指觸控感測及觸控筆感測之功能，因此控制電路502需輸出上行控制訊號至一主動式觸控筆（下文簡稱為主動筆），例如透過感測電極輸出上行控制訊號，以實現觸控筆感測。
第6圖為主動筆控制之時序圖。如第6圖所示，其操作具有三種狀態（或期間）：上行控制、顯示、以及筆／觸控感測。在此例中，由垂直同步訊號Vsync定義的一幀期間起始於一上行控制期間，接著是顯示期間與筆／觸控感測期間交替設置。在上行控制期間內，控制電路502可輸出一上行控制訊號UL至感測電極，若主動筆靠近或接觸到觸控面板500時，上行控制訊號UL可被傳送至主動筆。上行控制訊號UL可提供用於主動筆的指令及／或控制主動筆的操作模式。在顯示期間內，控制電路502可輸出一共同電壓VCOM至感測電極。需注意，感測電極為畫素之共同電極，因此，相對於共同電壓VCOM的顯示資料電壓可用來驅動畫素中的液晶電容以實現顯示操作，其詳細操作方式應為本領域具通常知識者所熟知，在此不贅述。在筆／觸控感測期間內，控制電路502可從感測電極接收下行感測訊號DL以執行主動筆感測，且／或輸出觸控感測訊號Tx至感測電極以執行觸控感測。下行感測訊號DL係來自於一主動筆，而觸控感測訊號Tx可由一觸控控制電路產生。
一般來說，在上行控制期間及筆／觸控感測期間內，源極線和閘極線皆被設定為浮空（floating，即高阻抗，簡稱為HiZ）或施加以一抗負載驅動（Load-Free Driving，LFD）訊號。抗負載驅動訊號是頻率、相位及／或振幅大致相同於觸控驅動訊號的頻率、相位及／或振幅之訊號。抗負載驅動訊號及浮空控制可避免或降低觸控感測操作之電容性負載。更明確來說，感測電極之電壓會隨著上行控制訊號UL或下行感測訊號DL或觸控感測訊號Tx而擾動，其可能是一連串的方波訊號或弦波訊號。為了避免或降低感測線、閘極線和資料線之間的寄生電容所產生的電容性負載，需要將抗負載驅動訊號施加至閘極線及資料線，且／或將閘極線及資料線設定為浮空。
在顯示期間內，陣列閘極驅動電路可輸出閘極控制訊號至閘極線，其中，閘極控制訊號係在閘極高電壓VGHO和閘極低電壓VGLO之間切換。控制電路502可對應輸出顯示資料至觸控面板500上的源極線（或稱資料線），根據閘極控制訊號的控制，每一顯示資料可由相對應的畫素接收。
需注意的是，第6圖中關於不同狀態的各期間之配置方式僅為本發明眾多實施方式的其中一種。在另一實施例中，期間配置及其相關操作亦可透過其它方式進行。舉例來說，一幀期間內可設置多個用來傳送上行控制訊號UL之上行控制期間，抑或連續多個幀期間內僅設置一個上行控制期間。
如上所述，本發明提出了多種用來降低驅動電晶體誤開的機率之方法，以避免上行控制訊號UL傳送之上行控制期間內的異常發光。在第一實施例中，在上行控制期間內，原先施加於閘極線的抗負載驅動訊號或浮空操作改由直流電壓（標示為DC）取代，如第7圖所示。因此，當控制電路502輸出上行控制訊號UL至感測電極以控制主動筆時，亦可同時輸出直流電壓至閘極線，而不是輸出抗負載驅動訊號或控制閘極線浮空。
輸出至閘極線的直流電壓可位於能夠控制畫素之驅動電晶體維持關閉狀態的任意準位，以避免上行控制期間內的異常發光。請回頭參考第4圖，驅動電晶體的誤開發生於共同電極拉至地端且浮空的閘極線被上行控制訊號UL向上耦合的情況。相反地，接收直流電壓的閘極線可將驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs維持在恆定的準位，以避免驅動電晶體被開啟。
在一示例性實施例中，施加至閘極線的直流電壓可以是閘極低電壓VGLO，此閘極低電壓VGLO係顯示期間內用來產生閘極控制訊號的電壓。事實上，直流電壓可以是任何可控制驅動電晶體維持關閉的足夠低的電壓。
第8圖為用來控制閘極線的控制電路502之一輸出電路80之示意圖。如第8圖所示，輸出電路80可用來輸出閘極低電壓VGLO至觸控面板500（如輸出至觸控面板500上的陣列閘極驅動電路），其包含有一穩壓器802、一多工器（Multiplexer，MUX）804、以及開關器SW1及SW2。穩壓器802可用來產生閘極低電壓VGLO，在一較佳實施例中，穩壓器802可以是一低壓差線性穩壓器（Low-Dropout Regulator，LDO Regulator）。多工器804可接收一選擇訊號SEL，以選擇輸出接地電壓GND或抗負載驅動訊號LFD。一電容C1耦接於開關器SW1及SW2之間，此電容C1可設置於輸出電路80中、觸控面板500上、或設置有輸出電路80之電路板上。
詳細來說，在上行控制期間內，控制電路502可輸出上行控制訊號UL及／或接地電壓GND至感測電極，其中，上行控制訊號UL被傳送至部分感測電極而接地電壓GND被傳送至其它感測電極，如第2圖所示之實施方式。一直流電壓施加於閘極線上，在第8圖之實施例中，直流電壓是閘極低電壓VGLO，因此開關器SW1及SW2開啟，且多工器804根據選擇訊號SEL而輸出接地電壓GND，使得輸出電路80可輸出恆定的閘極低電壓VGLO至陣列閘極驅動電路，進而使陣列閘極驅動電路輸出直流電壓至閘極線。
在顯示期間內，感測電極接收共同電壓VCOM，且閘極線接收閘極控制訊號，因此輸出電路80需提供閘極低電壓VGLO至陣列閘極驅動電路。在此情況下，開關器SW1及SW2仍開啟，且多工器804根據選擇訊號SEL的控制而輸出接地電壓GND，使得輸出電路80輸出閘極低電壓VGLO。需注意的是，閘極控制訊號係在閘極高電壓VGHO和閘極低電壓VGLO之間切換，其中，閘極低電壓VGLO是由輸出電路80輸出，控制電路502可包含另一穩壓器，用來產生並輸出閘極高電壓VGHO。
在筆／觸控感測期間，感測電極可接收一下行感測訊號DL或輸出一觸控感測訊號Tx。閘極線可接收抗負載驅動訊號或控制為浮空（即HiZ），以降低觸控感測操作之電容性負載。抗負載驅動訊號及浮空控制可由輸出電路80執行。若施加以抗負載驅動訊號時，開關器SW1關閉而開關器SW2開啟，且多工器804根據選擇訊號SEL的控制而輸出抗負載驅動訊號（標示為LFD）。抗負載驅動訊號可透過電容C1耦合至輸出電路80的輸出端，進而輸出至閘極線。若進行浮空控制時，開關器SW1關閉而開關器SW2關閉，因此輸出電路80的輸出端為浮空狀態，即可控制閘極線浮空。
上述關於控制電路502之操作方式可歸納為一流程90，如第9圖所示。流程90包含有下列步驟：
步驟900：  開始。
步驟902：  在上行控制期間內輸出上行控制訊號UL至觸控面板500之一感測電極，以控制觸控筆。
步驟904：  在上行控制期間內輸出一直流電壓至觸控面板500之一閘極線。
步驟906：  結束。
在第二實施例中，由控制電路502輸出至感測電極之上行控制訊號UL起始於具有下降電壓之一向下脈衝。第10A圖為一般上行控制訊號UL1及耦合至閘極線的訊號之波形圖。在上行控制期間內，上行控制訊號UL1被傳送至一感測電極。如第10A圖所示，一般上行控制訊號UL1起始於向上脈衝。一般來說，當時序進入上行控制期間，感測電極位於共同電壓VCOM，其等於-1V，此時上行控制訊號UL1的脈衝從-1V上升至+5V，若閘極線浮空的情況下，上升的脈衝被耦合至閘極線而提高閘極線的電壓（以及驅動電晶體之閘極電壓Vg），進而增加了畫素中的驅動電晶體被誤開而產生異常發光的機率。
第10B圖為本發明實施例新式的一上行控制訊號UL2及耦合至閘極線的訊號之波形圖。如第10B圖所示，新式的上行控制訊號UL2起始於向下脈衝。亦即，當時序進入上行控制期間，感測電極位於共同電壓VCOM，其等於-1V，此時控制電路502所輸出的上行控制訊號UL2具有向下脈衝，其從-1V下降至-7V。若閘極線浮空的情況下，下降的脈衝被耦合至閘極線而降低閘極線的電壓。在此情況下，閘極電壓Vg被拉至更低的準位，因此驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs將更遠離其開啟準位。如此一來，驅動電晶體將不會被誤開。
上述關於控制電路502之操作方式可歸納為一流程110，如第11圖所示。流程110包含有下列步驟：
步驟1100：      開始。
步驟1102：      輸出上行控制訊號UL至觸控面板500之一感測電極，以控制觸控筆，其中，上行控制訊號UL起始於具有下降電壓之一向下脈衝。
步驟1104：      結束。
在第三實施例中，感測電極可被拉到較高準位，以提高驅動電晶體之源極電壓Vs，進而降低驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs。
一般來說，在上行控制期間開始之前，感測電極位於共同電壓VCOM的準位。當時序進入上行控制期間，位於共同電壓VCOM準位（如-1V）的感測電極被拉到接地電壓GND。接著，部分感測電極維持在接地電壓GND，如第12A圖所示，其它感測電極則接收上行控制訊號UL。需注意的是，畫素的共同電極可作為感測電極用以執行觸控筆及觸控感測。如上所述，對於耦接至被拉到接地電壓GND的感測電極之畫素中的驅動電晶體而言，其源極電壓Vs維持不變而閘極電壓Vg因上行控制訊號UL的耦合而上升，使得閘極對源極電壓Vgs上升，因此該驅動電晶體在上行控制期間內可能被誤開而產生異常發光。
第12B圖為本發明實施例一畫素中感測電極接收大於接地電壓GND的一電壓之示意圖。在上行控制期間內，當上行控制訊號UL被傳送至其它感測電極時，可將大於接地電壓之一電壓輸出至一特定感測電極。在此情況下，可降低驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs，進而降低驅動電晶體誤開的機率。
輸出至共同電極（即感測電極）的電壓可由控制電路502之一穩壓器進行控制。在一實施例中，穩壓器可在顯示期間內輸出共同電壓VCOM，並且在上行控制期間內輸出大於接地電壓GND之一正電壓。
在第12A圖之示例中，當共同電極的電壓從共同電壓VCOM上升至接地電壓GND時，此上升脈衝被耦合至驅動電晶體之源極端，以在源極端產生一上升準位
Figure 02_image001
。相較之下，在第12B圖之實施例中，共同電極的電壓從共同電壓VCOM上升至大於接地電壓GND且具有一偏移
Figure 02_image003
之一正電壓。因此，驅動電晶體之源極端可透過一上升準位
Figure 02_image005
進行向上耦合。即使驅動電晶體之閘極電壓Vg仍可能被上行控制訊號UL向上耦合，但從共同電壓VCOM提高的向上耦合能力可提升驅動電晶體之源極電壓Vs，進而降低驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs，使得驅動電晶體誤開而產生異常發光的機率下降。
在一示例性實施例中，所有感測電極（即觸控面板上所有畫素的共同電極）在上行控制期間開始時皆上升至一第一電壓，此第一電壓為大於接地電壓GND的任意且適當的正電壓。用來接收定電壓的該些感測電極在上行控制期間內維持在第一電壓；而用來接收上行控制訊號UL的該些感測電極在上行控制期間開始時從第一電壓上升，即上行控制訊號UL從第一電壓的準位起始。換言之，上行控制訊號UL可在較高的準位上進行切換。在此情況下，每一畫素中的驅動電晶體之源極電壓Vs皆可被耦合至較高準位。
上述關於控制電路502之操作方式可歸納為一流程130，如第13圖所示。流程130包含有下列步驟：
步驟1300：      開始。
步驟1302：      在上行控制期間內輸出上行控制訊號UL至觸控面板500之一第一感測電極，以控制觸控筆。
步驟1304：      在上行控制期間內輸出一第一電壓至觸控面板500之一第二感測電極，其中，該第一電壓大於接地電壓GND。
步驟1306：      結束。
需注意的是，觸控面板500上設置有在上行控制期間內傳送上行控制訊號UL之一第一區域的感測電極，亦設置有在上行控制期間內耦合至大於接地電壓GND的第一電壓之一第二區域的感測電極，以降低筆殼上的耦合效果並實現改善訊號傳輸效率的目的。在流程130中，第一感測電極位於用來傳送上行控制訊號UL至觸控筆之第一區域，而第二感測電極位於用來接收大於接地電壓GND的第一電壓之第二區域。
在上述實施例中，驅動電晶體之源極電壓Vs係透過感測電極耦合至較高準位。在另一實施例中，為了避免驅動電晶體誤開，亦可將閘極電壓Vg下降至較低準位。更明確來說，在傳送上行控制訊號UL的上行控制期間內，可將閘極低電壓VGLO設定於低於其預設準位之一準位，此預設準位是一般觸控面板中顯示期間或筆／觸控感測期間內用來關閉畫素之驅動電晶體的準位。需注意的是，一般觸控面板被設定具有一閘極高電壓VGHO及一閘極低電壓VGLO，其中，閘極高電壓VGHO的預設準位輸出至閘極線可用來開啟驅動電晶體，而閘極低電壓VGLO的預設準位輸出至閘極線可用來關閉驅動電晶體。
第14A圖為一上行控制訊號UL及耦合至或施加於閘極線的電壓之波形圖。類似於第10A圖之示例，閘極線之電壓以及驅動電晶體之閘極電壓Vg透過上行控制訊號UL而向上耦合，其包含有從-1V上升至5V的一連串脈衝。在此例中，在上行控制期間開始時，閘極線被拉到閘極低電壓VGLO的預設準位，接著再控制其浮空或施加以抗負載驅動訊號。或者，閘極線可在上行控制期間之前的顯示期間結束時被拉到閘極低電壓VGLO的預設準位，接著再於時序進入後續的筆／觸控感測期間或上行控制期間時控制其浮空或施加以抗負載驅動訊號。因此，在上行控制期間內，閘極線之電壓（或驅動電晶體之閘極電壓Vg）係從閘極低電壓VGLO的預設準位進行向上耦合或上拉。
第14B圖為本發明實施例一上行控制訊號UL及耦合至或施加於閘極線的電壓之波形圖。在此例中，當時序進入上行控制期間，閘極低電壓VGLO被設定位於低於其預設準位之一特定準位。因此，當閘極線在上行控制期間內被向上耦合或上拉時，起始點是該特定準位。在此情況下，即使閘極電壓Vg被上行控制訊號UL1向上耦合或者被抗負載驅動訊號上拉，其仍然位於相當低的準位，使得驅動電晶體之閘極對源極電壓Vgs較遠離其開啟準位，不易開啟驅動電晶體而產生異常發光。
在一實施例中，可設定閘極低電壓VGLO持續位於低於其預設準位之特定準位。更明確來說，在上行控制期間、顯示期間及筆／觸控感測期間內，閘極低電壓VGLO被設定具有低於預設準位的相同電壓準位。舉例來說，如第15圖所示，閘極低電壓VGLO被設定在整個幀期間內皆位於較低準位（具有
Figure 02_image001
的壓降）。
在另一實施例中，可設定閘極低電壓VGLO僅在上行控制期間內位於低於其預設準位之特定準位。舉例來說，如第16圖所示，閘極低電壓VGLO被設定在上行控制期間內具有較低準位（具有
Figure 02_image001
的壓降）；在顯示期間及筆／觸控感測期間，閘極低電壓VGLO可回復到其預設準位。在此情況下，仍可實現上行控制期間內降低驅動電晶體誤開機率之功效。
上述閘極低電壓VGLO之實施方式亦可利用控制電路502之穩壓器來實現。舉例來說，請回頭參考第8圖，穩壓器802係用來產生閘極低電壓VGLO。若閘極低電壓VGLO被設定具有可選擇輸出的一預設準位及一較低準位時，可在穩壓器802額外設置一選擇機制以改變其輸出準位。舉例來說，控制電路502可產生一控制訊號來控制穩壓器802，以在上行控制期間內輸出具有較低準位的閘極低電壓VGLO，並且在其它期間內輸出具有預設準位的閘極低電壓VGLO。
上述關於控制電路502之操作方式可歸納為一流程170，如第17圖所示。流程170包含有下列步驟：
步驟1700：      開始。
步驟1702：      在上行控制期間內輸出上行控制訊號UL至觸控面板500之一感測電極，以控制觸控筆。
步驟1704：      在上行控制期間內設定閘極低電壓VGLO位於一第一準位，其中，第一準位低於預設準位。
步驟1706：      結束。
值得注意的是，本發明之目的在於提出一種控制主動筆及觸控面板的方法以降低上行控制期間內驅動電晶體誤開的機率。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。舉例來說，本發明提出了多種方式，在上行控制期間內使驅動電晶體之閘極電壓Vg盡可能降低且／或使驅動電晶體之源極電壓Vs盡可能升高，進而降低閘極對源極電壓Vgs。因此，上述實施例當中的任意二者或多者可彼此結合以進一步提升效能。舉例來說，在一實施例中，閘極低電壓VGLO可被設定位於低於其預設準位之一特定準位，同時閘極線在上行控制期間開始時被拉到特定準位，接著在上行控制期間內接收一直流電壓以維持恆定。在此情況下，可將閘極電壓Vg維持在極低的準位且不會向上耦合，可進一步最小化驅動電晶體的誤開機率。
另外，當閘極低電壓VGLO位於較低準位的情況下，可在輸出上行控制訊號UL之上行控制期間內控制閘極線浮空或施加以一抗負載驅動訊號。可替換地或額外地，亦可將大於接地電壓準位的直流電壓施加至感測電極以提高源極電壓Vs，並採用一連串的向下脈衝來產生上行控制訊號，以在閘極線形成向下耦合。本說明書提出的各種實施及操作方式皆可選擇性結合以降低上行控制期間內驅動電晶體的誤開機率，避免其產生異常發光。
更明確來說，在第一實施例中，可在上行控制期間內將一直流電壓施加至閘極線，以避免閘極電壓透過上行控制訊號而向上耦合；在第二實施例中，上行控制訊號起始於向下脈衝而非向上脈衝，使得上行控制期間內閘極電壓被向下耦合至較低準位；在第三實施例中，在上行控制期間開始時，感測電極的電壓被拉到較高準位（如高於接地電壓），使得驅動電晶體之源極電壓被耦合至較高準位以避免驅動電晶體開啟；在第四實施例中，閘極低電壓被設定具有低於其預設準位之一較低準位（該預設準位係在顯示操作中用來關閉驅動電晶體），而降低的閘極低電壓可輸出至閘極線以降低驅動電晶體之閘極電壓。在另一實施例中，上述實施例之二或多者可彼此結合以進一步最小化驅動電晶體的誤開機率，進而提升對主動筆進行上行控制的效能。 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。
UL, UL1, UL2:上行控制訊號 GND:接地電壓 P1:第一畫素 P2:第二畫素 Vg:閘極電壓 Vs:源極電壓 Vgs:閘極對源極電壓 50:顯示裝置 500:觸控面板 502:控制電路 VGHO:閘極高電壓 VGLO:閘極低電壓 Vsync:垂直同步訊號 VCOM:共同電壓 DL:下行感測訊號 Tx:觸控感測訊號 HiZ:浮空 LFD:抗負載驅動 DC:直流電壓 80:輸出電路 802:穩壓器 804:多工器 SW1, SW2:開關器 SEL:選擇訊號 LDO:低壓差線性穩壓器 C1:電容 90, 110, 130, 170:流程 900～906, 1100～1104, 1300～1306, 1700～1706:步驟
第1圖繪示當使用者接觸觸控面板時主動式觸控筆與觸控面板斷線的情形。 第2圖為觸控面板上的一畫素陣列之示意圖。 第3圖繪示面板上不同區域之間的亮度差異。 第4圖繪示上行控制訊號傳送期間出現異常顯示的根本原因。 第5圖為本發明實施例一顯示裝置之示意圖。 第6圖為主動筆控制之時序圖。 第7圖為本發明實施例主動筆控制之時序圖。 第8圖為用來控制閘極線的控制電路之一輸出電路之示意圖。 第9圖為本發明實施例一流程之流程圖。 第10A圖為一般上行控制訊號及耦合至閘極線的訊號之波形圖。 第10B圖為本發明實施例新式的一上行控制訊號及耦合至閘極線的訊號之波形圖。 第11圖為本發明實施例一流程之流程圖。 第12A圖為畫素中感測電極被拉至接地電壓之示意圖。 第12B圖為本發明實施例一畫素中感測電極接收大於接地電壓的一電壓之示意圖。 第13圖為本發明實施例一流程之流程圖。 第14A圖為一上行控制訊號及耦合至或施加於閘極線的電壓之波形圖。 第14B圖為本發明實施例一上行控制訊號及耦合至或施加於閘極線的電壓之波形圖。 第15圖繪示閘極低電壓被設定在整個幀期間內位於較低準位。 第16圖繪示閘極低電壓被設定在上行控制期間內位於較低準位。 第17圖為本發明實施例一流程之流程圖。
Vsync:垂直同步訊號
VCOM:共同電壓
UL:上行控制訊號
DL:下行感測訊號
Tx:觸控感測訊號
DC:直流電壓
HiZ:浮空
LFD:抗負載驅動
VGHO:閘極高電壓
VGLO:閘極低電壓

Claims (9)

  1. 一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，包含有： 在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆；以及 在該上行控制期間內輸出一直流電壓至該觸控面板之一閘極線。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該直流電壓的數值實質上等於一顯示期間內用來產生一閘極控制訊號的一閘極低電壓。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該直流電壓用來控制一驅動電晶體維持在關閉狀態。
  4. 一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，包含有： 輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆； 其中，該上行控制訊號起始於具有下降電壓之一向下脈衝。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該向下脈衝耦合至該觸控面板之一閘極線以降低該閘極線之一電壓。
  6. 一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，包含有： 在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一第一感測電極，以控制該觸控筆；以及 在該上行控制期間內輸出一第一電壓至該觸控面板之一第二感測電極； 其中，該第一電壓大於一接地電壓。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該上行控制訊號之一脈衝係從大於該接地電壓之一電壓準位起始。
  8. 一種控制一觸控面板之一觸控筆的方法，該觸控面板被設定具有一閘極低電壓，該閘極低電壓在一顯示期間或一感測期間內具有一預設準位，用以關閉該觸控面板上的一驅動電晶體，該方法包含有： 在一上行控制期間內輸出一上行控制訊號至該觸控面板之一感測電極，以控制該觸控筆；以及 在該上行控制期間內設定該閘極低電壓位於一第一準位，其中，該第一準位低於該預設準位。
  9. 如請求項8所述之方法，另包含有在該上行控制期間內執行下列步驟中的至少一者： 輸出位於該第一準位的該閘極低電壓作為一直流電壓至該觸控面板之一閘極線； 當該閘極低電壓位於該第一準位時，施加一抗負載驅動（Load-Free Driving，LFD）訊號至該閘極線；以及 當該閘極線位於該第一準位時，控制該閘極線為浮空狀態。
TW111125156A 2021-09-06 2022-07-05 控制觸控面板之觸控筆的方法 TWI847176B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163241001P 2021-09-06 2021-09-06
US63/241,001 2021-09-06
US17/824,884 2022-05-25
US17/824,884 US11829549B2 (en) 2021-09-06 2022-05-25 Method of controlling stylus pen of touch panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202311914A true TW202311914A (zh) 2023-03-16
TWI847176B TWI847176B (zh) 2024-07-01

Family

ID=85384851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111125156A TWI847176B (zh) 2021-09-06 2022-07-05 控制觸控面板之觸控筆的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11829549B2 (zh)
CN (1) CN115774491A (zh)
TW (1) TWI847176B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240164624A (ko) * 2023-05-10 2024-11-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그것의 구동 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101992882B1 (ko) 2011-11-17 2019-06-26 엘지디스플레이 주식회사 영상 표시장치의 구동장치와 그 구동방법
JP2017003976A (ja) 2015-06-15 2017-01-05 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
KR102456350B1 (ko) * 2016-01-28 2022-10-20 엘지디스플레이 주식회사 능동형 스타일러스 펜과 그를 포함한 터치 센싱 시스템
KR102570350B1 (ko) * 2017-12-05 2023-08-24 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치, 터치시스템, 구동회로 및 구동방법
KR102552745B1 (ko) * 2018-07-19 2023-07-06 주식회사 엘엑스세미콘 터치구동장치 및 디스플레이장치
KR102619961B1 (ko) * 2019-10-28 2024-01-02 엘지디스플레이 주식회사 터치 회로, 터치 디스플레이 장치 및 터치 구동 방법
KR102622367B1 (ko) * 2019-12-26 2024-01-08 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치, 터치구동회로, 터치컨트롤러 및 터치센싱방법
KR102858727B1 (ko) * 2020-09-15 2025-09-12 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치 및 전자 장치의 검사 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20230074418A1 (en) 2023-03-09
US11829549B2 (en) 2023-11-28
TWI847176B (zh) 2024-07-01
CN115774491A (zh) 2023-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11861089B2 (en) Driving circuit of a touch display panel for reducing parasitic capacitances
US10795473B2 (en) Display device including touch sensor
KR101424331B1 (ko) 터치 센싱 장치와 그 구동 방법
US9507460B2 (en) Touch sensing device, touch sensing circuit, data driving circuit, and display device driving method
US10175791B2 (en) Display device with integrated touch screen
CN103425365B (zh) 显示设备
US10324561B2 (en) Display device including touch screen and driving circuit for driving display device
EP3147762B1 (en) Driver integrated circuit and display apparatus including the same
US9619067B2 (en) Semiconductor device
CN104679364B (zh) 触摸和姿势感测系统及其驱动方法
CN113220164A (zh) 触摸显示装置
KR101077031B1 (ko) 데이터 구동회로 및 이를 포함하는 터치스크린 액정표시장치
KR20170088117A (ko) 터치 프로세서, 이를 포함하는 터치 ddi 칩 및 터치 프로세서의 동작방법
CN211554959U (zh) 具有指纹感测功能的电子装置
CN108415633B (zh) 触摸显示屏及触摸显示装置
TW202311914A (zh) 控制觸控面板之觸控筆的方法
KR20180079180A (ko) 터치 제어 회로, 터치 구동 회로 및 터치 표시 장치
CN109271054B (zh) 触控显示驱动电路
KR102595456B1 (ko) 터치표시장치 및 그 구동방법
US20250244846A1 (en) Touch display device and driver circuit
CN119785733B (zh) 扫描驱动电路和触控显示面板
CN118525326A (zh) 驱动信号输出装置、驱动信号输出方法以及显示装置
WO2019106422A1 (ja) 表示装置、表示パネルにおける電圧制御方法及び表示ドライバ