TWI472995B - 觸控顯示裝置、觸控顯示裝置的驅動方法、觸控資訊取得程式及記錄媒體 - Google Patents

Description

觸控顯示裝置、觸控顯示裝置的驅動方法、觸控資訊取得程式及記錄媒體

本發明有關於觸控顯示裝置，且特別有關於具有交流驅動的顯示裝置與週期性讀取輸入介面觸控資訊的觸控感測器的觸控顯示裝置。

過去在靜電電容結合式觸控顯示裝置中，不設置觸控感測器專用的感測器用基板，而在液晶顯示裝置的彩色濾光基板上直接形成觸控感測器，再將此具有觸控感測器的彩色濾光片基板與薄膜電晶體陣列基板進行組立，形成一具有觸控功能之液晶顯示裝置。這種所謂的內嵌式觸控顯示裝置(in-cell touch panel)可參照專利文獻1。

內嵌式觸控顯示裝置70與具有額外搭載觸控感測器基板的觸控顯示裝置相比，少了一片玻璃基板，因此具有能夠薄型化、提昇透過率、減低成本等優點。

[先行技術文獻]

專利文獻1：特開2008-32756號公報

然而，上述的內嵌式觸控顯示裝置的構造靠近薄膜電晶體(TFT，Thin Film Transistor)陣列基板，因此容易受到電晶體動作的影響，容易發生耦合雜訊，因此相對地會有觸控資訊的檢出感度下降的問題。

因此，本發明的目的係提供一種能夠減低顯示裝置的驅動對觸控感測器造成影響的雜訊，並以高S/N比檢出觸控資訊的觸控顯示裝置、觸控顯示裝置的驅動方法、觸控資訊取得程式及記錄媒體。

為了達成上述目的，有關的觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與週期性讀取輸入介面之觸控資訊的觸控感測器，該觸控顯示裝置包括：觸控資訊檢出裝置，將該觸控感測器的讀取週期與該顯示裝置的圖框週期同步起始，檢測每個圖框週期的該觸控資訊；以及觸控資訊計算裝置，對於連續偶數個該圖框週期計算該觸控資訊的平均，取得一觸控資訊統計值。

有關觸控顯示裝置的驅動方法中，該觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與週期性讀取輸入介面之觸控資訊的觸控感測器，該驅動方法包括：觸控資訊檢出步驟，將該觸控感測器的讀取週期與該顯示裝置的圖框週期同步起始，檢測每個圖框的該觸控資訊；以及觸控資訊計算步驟，對於連續偶數個該圖框計算該觸控資訊的平均，取得一觸控資訊統計值。

根據本發明，能夠獲得雜訊較少的觸控資訊。

[實施例1]

第1圖係本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例之剖面構造圖。第1圖中，實施例1的觸控顯示裝置70具備觸控感測器10、觸控感測器控制器20、彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。

觸控感測器10及觸控感器測控制器20構成觸控感測器模組，彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60構成顯示裝置。觸控感測器10形成於的彩色濾光片基板40上，並且該彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60及觸控感器測控制器20組立，形成一內嵌式的觸控顯示裝置70。觸控感測器10以例如ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等透明電極層構成，並且與彩色濾光片等元件層共同形成於彩色濾光片基板40的同一側。內嵌式的觸控顯示裝置70沒有設置觸控感測器10專用的基板，具有能夠薄型化、提昇透過率、減低成本等優點。

彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50之間填滿液晶，構成液晶顯示裝置。液晶顯示裝置藉由顯示裝置驅動電路60的驅動顯示影像。在此，因為觸控感測器10非常地靠近薄膜電晶體陣列基板50的薄膜電晶體陣列，所以很容易受到薄膜電晶體驅動時所發生的雜訊影響。特別是在觸控感測器10為靜電電容式觸控感測器的情況下，此構造容易發生耦合雜訊並使S/N比下降。

觸控感測器控制器20為驅動、控制觸控感測器的裝置。本實施例的觸控顯示裝置70中，藉由在觸控感測器控制器20搭載各種後述的機能，就能夠在第1圖所示的內嵌式觸控顯示裝置70中實現高S/N比。

第2圖係本發明實施例1觸控感測器10的電極構造的一例之平面圖。觸控感測器10矩陣狀地配置了在(縱)垂直方向延伸的X檢出電極11，以及在(橫)水平方向延伸的Y檢出電極12。第2圖中，X檢出電極11有M條，Y檢出電極12有N條，構成M×N(M行N列)的矩陣。

矩陣狀配置的X檢出電極11與Y檢出電極12被設定感測器座標系。在第2圖中，觸控感測器10的左下角被設定為(1,1)，右上角被設定為(M,N)。而雖然第2圖以平面來描繪，但X檢出電極10與Y檢出電極12是以上下具有間隔的方式對向配置。當手指或觸控筆觸控觸控感測器10的輸入介面時，若是靜電電容式觸控感測器，X檢出電極11與Y檢出電極12之間的靜電電容會產生變化，若是阻抗膜式觸控感測器，會利用導通的檢出來檢出觸控位置。

本實施例中使用靜電電容式觸控感測器為例子來說明。在靜電電容式觸控感測器中，按(1,1)→(2,1)→…(M,1)→(1,2)→…(M-1,N)→(M,N)的順序沿線依序1個1個地掃描座標點，讀取每個座標點的觸控資訊再將其檢出。當一條線結束後換下一條線，各線依序進行掃描，最後全部線的全部的座標之觸控資訊都被檢出，也就是觸控感測器10的輸入介面(觸控面)整面的觸控資訊被檢出。因為由含有觸控有無的觸控強度資料、檢出座標能夠特定出觸控位置，所以觸控資訊包括觸控位置的資料。而在2值資料的情況下，無法檢出觸控的強度，僅能檢出觸控的有無。

第3圖係本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例之構造方塊圖。第3圖中，僅顯示實現機能所必要的組成要素。

第3圖中，實施例1的觸控顯示裝置70具備觸控感測器10、觸控感測器控制器20、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。觸控感測器10具備X檢出電極11、Y檢出電極12。觸控感測器控制器具備觸控資訊檢出裝置21、觸控資訊計算裝置25。而觸控資訊檢出裝置21具備讀取裝置22、時序控制裝置23、記憶裝置24。

關於觸控感測器10、薄膜電晶體陣列基板50已在第1圖中說明，故標記相同元件符號而省略說明。

顯示裝置驅動電路60用來驅動觸控顯示裝置70的顯示裝置，由驅動器IC等構成，本實施例的顯示裝置是以面反轉方式來驅動。

第4圖係用來說明面反轉方式的驅動示意圖。第4圖中，顯示了信號週期2T的資料信號源電壓波形的例子。如第4圖所示，施加於顯示裝置的資料信號電壓為每一週期正負極性交互反轉一次的交流電壓波形。如第4圖所示，由於施加的電壓信號大小(亮度)不同，造成V1、V2、V3的差異，但三者都在同一週期T反轉。而週期T與顯示裝置顯示一張畫面的1圖框(frame)週期為相同時間長度。一般來說，顯示裝置以60Hz驅動，因此圖框週期為1/60=0.01666...=16.6msec。也就是說，每16.6msec極性反轉的同時，也顯示一張新的畫面，因此構成顯示連續影像的顯示裝置。

而在本實施例中為了容易理解，而舉出每一個圖框週期畫面全體的子畫素以反轉至同一極性這種面反轉驅動方式為例來說明，但也包括每一個圖框相鄰的子畫素反轉至彼此不同的正負極性這樣的點反轉驅動方式、或每一個圖框以線為單位反轉至彼此不同的正負極性這樣的線反轉驅動方式。不管是哪一種反轉驅動方式，以畫素單位來說，每一個圖框週期做一次極性反轉，正極性資料信號電壓與負極性資料信號電壓交互施加這樣的交流驅動這點是相同的。而線反轉驅動方式中除了每列反轉至彼此不同的正負極性這樣的列反轉驅動方式、以及每行反轉至彼此不同的正負極性這樣的行反轉驅動方式外，還包括H線反轉驅動方式、V線反轉驅動方式等各種線反轉驅動方式。點反轉驅動方式也不限於相鄰的子畫素的反轉，還包括2點反轉驅動方式等各種的點反轉驅動方式。

回到第3圖，顯示裝置驅動電路60依序驅動薄膜電晶體陣列基板50上的薄膜電晶體陣列，使得顯示裝置以每1.66msec的週期顯示一張畫面。

觸控資訊檢出裝置21與顯示裝置的圖框週期同步起始的狀態下開始觸控感測器10的讀取動作，在每個圖框檢測出往觸控感測器10的觸控資訊。習知技術的觸控顯示裝置70中，顯示裝置驅動電路60與觸控感測器控制器20彼此獨立動作，但本實施例的觸控顯示裝置70中，讀取觸控感測器10的觸控資訊的動作會與顯示裝置的圖框週期同步起始。

讀取裝置22為讀取輸入觸控感測器10的輸入介面的觸控資訊的裝置。如第2圖中所說明，沿著Y檢出電極12或X檢出電極11進行掃描，依序讀取各座標的觸控資訊。具體來說，是讀取各線的靜電電容來依序檢出觸控資訊，再將讀取的觸控資訊的資料記憶於記憶裝置24。讀取裝置22藉由讀取全電極11、12而完成全面的掃描，因此也具有既定的讀取週期。

時序控制裝置23為控制讀取裝置22的讀取動作開始時序的裝置。在本實施例的觸控顯示裝置70中，使讀取裝置22的讀取動作與顯示裝置的圖框週期同步起始。因此，時序控制裝置23由顯示裝置驅動電路60取得顯示裝置的圖框週期，並使讀取裝置22的讀取動作與圖框週期同步起始。

記憶裝置24為將讀取裝置讀取的觸控資訊依序儲存的裝置。記憶裝置24最低的限度可以是觸控感測器10的一個檢出介面容量的緩衝器，在一個圖框週期會取得複數的觸控資訊的情況下，也能夠記憶更多的觸控資訊。而記憶裝置24可以是用於電腦等的一般記憶體所組成。

讀取裝置22、時序控制裝置23、及記憶裝置24構成在觸控顯示裝置70的每一個圖框週期檢出觸控資訊的觸控資訊檢出裝置21。

觸控資訊計算裝置25從觸控資訊檢出裝置21檢出的每圖框週期的讀取資料中對連續的偶數個圖框計算出平均，用來取得雜訊抵銷的觸控資訊統計值。其平均的計算方法可以例如是從對每個圖框週期從連續的既定數量的平均讀取資料中算出平均的移動平均法，也可以是不對每個圖框週期都取得算出觸控資料，而在累積了連續的偶數個觸控資訊的圖框週期下取得算出觸控資訊，訂下區間的總平均法。也就是說，想要精密地取得每個圖框週期的觸控資訊統計值時，可用移動平均法來計算平均，而想要減少資料數並減輕計算負擔時，可用訂下區間的總平均法來取得觸控資訊統計值。減輕計算負擔可以縮小計算電路的規模並且減低成本。因此，觸控資訊計算裝置25的觸控資訊統計值的計算方法可以因應用途而採用不同種類的平均方法。

第5圖係用來說明觸控資訊計算裝置25所進行的計算處理。第5(A)圖係顯示受到雜訊影響的狀態下所檢出的觸控感測器10的讀取資料的一例。第5(B)圖係顯示觸控資訊計算裝置25的觸控資訊統計值的一例。

第5(A)圖中，顯示裝置正極性驅動時觸控感測器10的檢出資料101顯示在正極，負極性驅動時觸控感測器10的檢出資料102顯示在負極。正極的檢出資料101由顯示裝置驅動時的正極雜訊81與觸控感測器10的觸控資訊資料91所構成，負極的檢出資料102由顯示裝置驅動時的負極雜訊82與觸控感測器10的觸控資訊資料92所構成。而原本正極性與負極性的驅動在不同圖框週期發生，所以正極性與負極性不會在同一個圖框週期裡，但為了容易理解，第5(A)圖中在同一個圖框週期內顯示出正極性圖框週期的觸控感測器10的檢出資料101與負極性圖框週期的觸控感測器10的檢出資料102。

正極性與負極性檢出資料101、102中，正極性圖框週期的觸控資訊資料91受到正極雜訊81的影響。而負極性圖框週期的觸控資訊資料92受到負極雜訊82的影響。也就是說，觸控資訊資料91、92分別受到相對應的圖框週期極性的雜訊影響。

在此，正極雜訊81與負極雜訊82是幾乎相同的波形，僅極性不同。而觸控資訊資料91、92則是幾乎相同的波形且也都是正極性資料。因此，將正極性的檢出資料101加上負極性的檢出資料102時，僅正極雜訊81與負極雜訊82會互相抵銷，觸控資訊資料91、92會在正極性相加，最後獲得雜訊消除的乾淨的信號。

第5(B)圖顯示檢出資料101與檢出資料102相加後的算出資料103。如第5(B)圖所示，正極性雜訊81與負極性雜訊82相抵銷，算出資料103是純觸控資訊資料91、92的和而沒有雜訊。

像這樣將顯示裝置的正極性圖框驅動時的觸控感測器10的檢出資料101加上負極性圖框驅動時的觸控感測器10的檢出資料102，再以移動平均法取得觸控資訊統計值，能夠獲得雜訊抵銷後的高S/N比的觸控資訊信號。

在第5(B)圖中雖顯示完全沒有雜訊狀態的算出資料103的波形，但在影片的情況下，因為連續的圖框週期所寫入的資料並不相同，所以雜訊並非完全是零。然而，因為在連續的圖框週期下寫入極端不同的資料的影像非常少，所以雜訊也大多實質地互相抵銷。

回到第3圖，觸控資訊計算裝置25進行的計算處理，如第5圖所說明地，將同步起始於正極性圖框所檢出的讀取資料與同步起始於負極性圖框所檢出的讀取資料相加，並算出其移動平均。藉此能夠取得少雜訊的觸控資訊統計值。

第3圖中，觸控資訊檢出裝置21與觸控資訊計算裝置25是可以進行上述各種計算處理的手段，例如包含ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的電子電路、讀取程式進行動作的CPU(Center Processing Unit，中央處理器)或電腦等。而觸控資訊檢出裝置21與觸控資訊計算裝置25的機能可以由使電腦動作的程式、或是將該程式記錄於電腦可讀取的記錄媒體來實現。

第6圖係說明本發明實施例1的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。第6圖中，顯示了顯示裝置的圖框週期的觸控感測器10同步起始的各種動作時序。具體來說，配合顯示裝置的圖框與驅動時序，顯示了觸控感測器掃描時序、雜訊影響、資料平均值、平均後雜訊影響。

首先，顯示裝置顯示關閉時，僅取得各座標(1,1)～(M,N)的掃描基準資料。取得掃描基準資料是為了抵銷自然發生的雜訊來做校正。掃描基準資料會被利用在之後的觸控資訊資料算出時。而在這個階段顯示裝置還沒有驅動，不會發生雜訊影響。

在第一個圖框週期，顯示裝置被施加正極性的資料電壓驅動。觸控感測器10與正極性圖框週期同步起始，透過觸控資訊檢出裝置21的讀取裝置22開始讀取。讀取動作可以透過依序掃描每條線的掃描動作來實行。讀取裝置22的讀取動作開始時序由時序控制裝置23來控制。

一般來說，觸控感測器10的資料讀取週期會比顯示裝置的一個圖框週期的表示期間16.6msec來得短，因為一般讀取速度(頻率)比60Hz快，所以在顯示裝置的第一個圖框週期結束前，觸控感測器10的觸控資訊就已經讀取完畢。在此，即使讀取完畢，也不會進行下一次掃描，而是等待顯示裝置的第一個圖框週期的結束。所讀取到的檢出資料RAW[1]儲存於記憶裝置24。另外，此讀取獲得的資料會受到顯示裝置的正極性雜訊所影響。

在第二個圖框週期，顯示裝置被施加負極性的資料電壓驅動。觸控感測器10與負極性圖框週期同步起始，開始讀取動作。此時，觸控資訊的資料受到顯示裝置的負極性雜訊所影響。所讀取到的檢出資料RAW[2]與儲存於記憶裝置24的RAW[1]的移動平均(RAW[1]+RAW[2])/2被觸控資訊計算裝置25算出，並將此值做為檢出資料平均值AVG[1]。檢出資料平均值AVG[1]的雜訊會因正極性驅動的第1個圖框與負極性驅動的第2個圖框抵銷，因此能夠取得不受雜訊影響的觸控資訊統計值。

在第三個圖框，顯示裝置被施加正極性的資料電壓驅動。與第一、二個圖框週期相同地，觸控感測器10與正極性圖框驅動開始的時序同步起始，開始讀取掃描，檢出觸控資訊的資料。此時，觸控資訊的資料雖受到顯示裝置的正極性雜訊所影響，但與受到負極性雜訊影響的第二個圖框的資料計算出移動平均(RAW[2]+RAW[3])/2，則正負雜訊互相抵銷，而取得不受雜訊影響的檢出資料平均值AVG[2]，亦為觸控資訊統計值。

同樣地，在負極性資料電壓施加的第四個圖框中，會與之前正極性資料電壓施加的第三個圖框週期算出移動平均，取得檢出資料平均值AVG[3]。而在正極性驅動的第五個圖框週期中，會與之前負極性驅動的第四個圖框週期算出移動平均，取得檢出資料平均值AVG[4]。像這樣，因為顯示裝置前後連續的圖框的驅動極性一定是正負的組合，所以算出前後連續的圖框所檢出的觸控資訊資料的平均值，可以取得雜訊被抵銷掉的觸控資訊統計值。

第7圖係顯示本發明實施例1的觸控顯示裝置70及其驅動方法的每個圖框週期的處理流程的一例。

步驟100中，觸控感測器10與顯示裝置的圖框週期同步起始，開始觸控資訊的讀取。讀取動作是透過觸控資訊檢出裝置21的讀取裝置22來實行。讀取開始的時序由時序控制裝置23來控制。而讀取開始時序沒有與顯示裝置完全同步已可，可以在稍微延後的時間點上起始。觸控感測器的掃描週期大多比起顯示裝置的圖框週期來得短，所以只要能在圖框週期內將觸控資訊資料檢測出來即可。

在步驟110中，在同步起始的圖框週期中的觸控感測器10的觸控資訊被檢出。檢出的觸控資訊資料被儲存在記憶裝置24。

在步驟120中，對於包括步驟110中進行檢出的圖框週期的連續偶數個圖框週期，計算檢出資料的移動平均，因為將已經檢出的觸控資訊做為對象，所以當然在步驟100～110中進行檢出的圖框週期之前的圖框週期所取得的檢出資料會成為對象。藉此，能夠將顯示裝置的雜訊影響抵銷，取得高S/N比的觸控資訊統計值。而移動平均的計算則由觸控資訊計算裝置25來實行。

在實施例1中，雖然對連續的兩個圖框算出檢出資料的移動平均，但只要包括相同數量的正極性驅動與負極性驅動圖框週期的話，也可以對連續的四個、六個圖框週期計算移動平均取得觸控資訊檢出資料的平均值。而增加平均化的資料數目，能夠取得更精密的觸控資訊統計值。增加平均化對象的圖框週期數目的具體實施例將於後述。

依序對每個圖框實行步驟100～120，就能夠獲得少雜訊的觸控資訊。

在實施例1中，算出檢出資料的移動平均，並對各圖框週期取得觸控資訊統計值，但也可以對每一對連續的二個正極性驅動與負極性驅動圖框取得平均得到觸控資訊統計值。雖然每空隔一個圖框才算出一次觸控資訊統計值，但在資料數為圖框週期數一半也相當足夠的情況下，可以對每兩個圖框週期的區間取得觸控資訊統計值。藉此，能夠減輕計算處理的負擔並使觸控資訊計算裝置的構造簡單。若想要再進一步減低計算處理的負擔，可以不對每二個圖框週期算出平均，而對每四個圖框週期取得一個觸控資訊統計值，或對每六個圖框取得一個觸控資訊統計值。做為算出平均值範圍的區間只要是連續的偶數個圖框週期，可以有相當多選擇。

第8圖係顯示本實施例1的觸控感測器及其驅動方法的實施例。第8(A)圖顯示基準資料，第8(B)圖顯示顯示裝置在奇數的圖框週期時的觸控資訊檢出資料，第8(C)圖顯示顯示裝置在偶數的圖框週期時的觸控資訊檢出資料，第8(D)圖顯示平均觸控資訊檢出資料後取得的觸控資訊資料統計值。其中，與目前為止所說明的構成元素相同的元素會標示相同的參考符號。而各圖中，水平面為感測器座標(X,Y)，縱軸表示感測器信號位準。

第8(A)圖中，顯示裝置驅動開始前，檢出基準資料。因為顯示輸入畫面的顯示裝置還沒有驅動，所以在沒有觸控輸入的非觸控狀態下檢出基準資料。藉此，能夠保握各座標信號為零的狀態。

第8(B)圖顯示顯示裝置在奇數的圖框週期驅動時的觸控資訊檢出資料RAW[1]，第8(C)圖顯示顯示裝置在偶數的圖框週期驅動時的觸控資訊檢出資料RAW[2]。第8(B)、8(C)圖兩者皆檢出顯示手指觸控的手指影像以做為觸控資訊。比較兩者，手指影像的位置同樣都在面前的座標10的位置，且感測器信號位準都為負。另一方面，手指影像以外的部分在第8(B)、8(C)圖中山峰的位置彼此偏離。

為了會得雜訊消除的手指影像，進行如(1)式的計算。基準資料-(RAW[1]+RAW[2])/2=雜訊抵銷手指影像資料...(1)

第8(D)圖顯示經(1)式的計算後所算出的雜訊抵銷手指影像資料。如第8(D)圖所示，能夠獲得手指影像以外的雜訊被抵銷的高S/N比的手指影像。

像這樣，根據實施例1的觸控感測器與其驅動方法，平均兩個連續的圖框週期，並將此平均值從基準資料中扣除，能夠獲得高S/N比的鮮明手指影像。

[實施例2]

第9圖係說明本發明實施例2的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。第9圖中表示了與實施例1的第6圖相同格式的時序流程圖。其中，實施例2中與實施例1相同的構成元素會被標示相同的參考符號，並省略說明。

第9圖中，顯示裝置的圖框週期及驅動時序與第6圖相同。在實施例2中，將觸控感測器10的掃描開始時序晶顯示裝置的圖框週期同步起始，這點與實施例1相同。實施例2中，一個圖框週期內，進行兩次的觸控感測器10的觸控資訊讀取這點與實施例1不同。觸控感測器10的讀取週期一般比16.6msec短，讀取速度在60Hz以上這點已在實施例1說明。例如，將觸控感測器10的讀取速度設定在120Hz以上的話，如第9圖所示，1個圖框週期內可以循環2次的全面掃描。

在這個情況下，各個圖框週期檢出2個觸控資訊資料。而在這個情況下也是計算出前後連續的圖框週期的移動平均，來取得雜訊消除的觸控資訊統計值，此時，算出各圖框內週期相同順序所檢出的檢出資料之間的移動平均，例如第1個圖框週期的檢出資料RAW[1]與第2個圖框週期的檢出資料RAW[3]的移動平均，以及第1個圖框週期的檢出資料RAW[2]與第2個圖框週期的檢出資料RAW[4]的移動平均。也就是說藉由(RAW[X]+RAW[X-2])/2的式子計算出移動平均。

顯示裝置的第一個圖框週期為寫入第一個畫面的時間，因此由垂直方向的上方寫入畫面時，在圖框週期的前半為上半畫面的寫入，在圖框週期的後半為下半畫面的寫入。若不將相同領域的畫面之間的觸控感測器的檢出資料相加，就無法取得圖框週期內的同步，而變成不同資料之間的相加，檢出資料就變得沒意義。因此，從第1個圖框週期的第一次讀取的檢出資料RAW[1]與第二個圖框週期的第一次讀取的檢出資料RAW[3]的移動平均取得檢出資料平均值AVG[1]，從第一個圖框週期的第二次讀取的檢出資料RAW[2]與第二個圖框週期的第二次讀取的檢出資料RAW[4]的移動平均取得檢出資料平均值AVG[2]。透過這樣的計算，能夠取得消除雜訊影響的檢出資料平均值AVG[1]及AVG[2]。之後，可以將AVG[1]及AVG[2]做為對應兩個第二圖框週期的資料來使用，或是利用(AVG[1]+AVG[2])/2算出平均值後做為對應第二圖框週期的觸控資訊統計值來使用。

而在之後的第三圖框以後，也是使用相同的處理方式，能夠從多個檢出資料中算出精密的觸控資訊統計值。根據實施例2的觸控顯示裝置70與其驅動方法，能夠每個圖框週期使用兩個資料來獲得精密的觸控資訊統計值。

在平均的計算當中，可以訂下要平均的區間後對每個既定的圖框週期算出總平均來取得觸控資訊統計值這點與實施例1相同。

[實施例3]

第10圖係說明本發明實施例3的觸控感測器10與觸控感測器10的驅動方法。第10圖中顯示了與實施例1的第6圖與實施例2的第9圖相同格式的時序流程圖。

實施例2中，一個圖框週期進行兩次讀取，但在實施例3中，一個圖框週期進行三次讀取這點與實施例2不同。此時，讀取裝置22的讀取速度會設定在180Hz以上。如此一來，如第10圖所示，一個圖框週期內能夠取得三個檢出資料。

觸控資訊計算裝置25所進行的雜訊消除計算在前後連續的圖框週期實行這點與先前相同，與實施例2的說明相同地，對三個檢出資料的每一個來說，分別算出各圖框週期內相同檢出順序下所讀出的檢出資料之間的移動平均。也就說，算出第一個圖框週期的檢出資料RAW[1]與第二個圖框週期的檢出資料RAW[4]的移動平均、第一個圖框週期的檢出資料RAW[2]與第二個圖框週期的檢出資料RAW[5]的移動平均、以及第一個圖框週期的檢出資料RAW[3]與第二個圖框週期的檢出資料RAW[6]的移動平均。藉此能夠算出雜訊消除的檢出資料平均值AVG[1]、AVG[2]、AVG[3]，並做為第二圖框的觸控資料統計值。一個圖框週期內的三個資料可以直接用於之後的計算，在一個圖框週期只要一個資料的情況下，也可以算出三個資料的平均(AVG[1]+AVG[2]+AVG[3])/3，作為觸控資訊統計值。

而在之後的第三圖框週期以後，也是使用相同的處理方式，在一個圖框週期內取得三個觸控資訊資料，藉此，能夠使用多數的資料來獲得精密的觸控資訊。

實施例2中說明了一個圖框週期內觸控感測器10掃描兩次，實施例3中說明了一個圖框週期內觸控感測器10掃描三次，但如果觸控感測器10的讀取速度更快的話，一個圖框週期內也可以掃描更多次。

而平均的計算方法不只是移動平均，可以使用訂下區間的總平均法來對每個既定數目的圖框週期取得算出觸控資訊統計值，這點與實施例1及實施例2相同。

根據實施例2、3的觸控顯示裝置70與其驅動方法，在一個圖框週期內觸控感測器10掃描複數次，能夠獲得精密的觸控資訊資料統計值。

[實施例4]

第11圖係說明本發明實施例4的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。第11圖中顯示了與實施例1的第6圖、實施例2的第9圖、與實施例3的第10圖相同格式的時序流程圖。

實施例4中，觸控感測器10的掃描時序、觸控資訊資料的檢出方法與實施例1相同。而第2圖框與第3圖框週期的檢出資料平均值AVG[1]、AVG[2]的算出方法也與實施例1相同。

在實施例4的第4圖框中，要算出檢出資料平均值AVG[3]時，算出第1～第4圖框四個圖框週期所分別檢出的四個檢出資料RAW[1]、RAW[2]、RAW[3]、RAW[4]的移動平均這點與實施例1不同。第1圖框為正極性驅動，第2圖框為負極性驅動，第3圖框為正極性驅動，第4圖框為負極性驅動，正負驅動的數目相同。在面反轉驅動方式的顯示裝置中，正極性與負極性的驅動必定交替，所以連續的偶數個圖框週期正負驅動數目一定相同。因此，對四個以上連續的偶數個圖框週期算出檢出資料的平均值的情況下，也能正負抵銷顯示裝置帶來的雜訊，獲得雜訊消除的觸控資料統計值。

在第11圖中，第五圖框週期以後，也是同樣地使用連續四個圖框週期檢出的檢出資料RAW[2]～RAW[5]、RAW[3]～RAW[6]，算出檢出資料平均值AVG[4]、AVG[5]，作為觸控資料統計值。其中，移動平均的一般式如第(2)式所示。(RAW[X]+RAW[X-1]+RAW[X-2]+RAW[X-3])/4...(2)

如上述，藉由增加資料數目算出平均值，可以提昇平均精度，並修正受到顯示裝置影響而帶來的耦合雜訊、或熱雜訊等。

實施例4中，有關第二圖框週期與第三圖框週期，為了不減少資料數目，而採用與實施例1相同的方法從連續的兩個圖框週期計算出檢出資料AVG[1]、AVG[2]，但也可以全體都使用第(2)式，由第四圖框週期開始算出檢出資料平均值。這樣的計算處理的細節可以因應用途而做各種設定。

根據實施例4的觸控顯示裝置70與其驅動方法，使用連續的四個以上的偶數個檢出資料，能夠增加算出平均值的取樣資料數，並獲得更少雜訊的精密的觸控資訊統計值。

在實施例4中，每集合連續的四個以上的偶數個檢出資料算出一次平均值。儘管全體的資料數目減少，但能夠充分提高算出的觸控資訊統計值的精度，並且大幅減低計算處理的負擔。

[實施例5]

第12圖係顯示本發明實施例5的觸控感測器的電極組成的一例。第12(A)圖係顯示實施例5的觸控感測器的Y檢出電極層的一例的平面圖。第12(B)圖係顯示實施例5的觸控感測器的X檢出電極層的一例的平面圖。

實施例1的第2、3圖中雖使用線狀的X檢出電極11、Y檢出電極12來說明構成觸控感測器10的型態，但如第12(A)、12(B)圖所示，檢出電極可以是小正方形以串刺的方式連接來構成觸控感測器10。第12(A)圖中，顯示了Y檢出電極層14，具有橫方向串刺連接的Y檢出電極16。第12(B)圖中，顯示了X檢出電極層13，具有縱方向串刺連接的X檢出電極15。兩者的電極形狀皆與第2、3圖的X檢出電極11、Y檢出電極12不同，但第12(A)圖中在橫方向延伸的複數個Y檢出電極16平行地配置，第12(B)圖中在縱方向延伸的複數個X檢出電極15平行地配置，就配置的觀點來看與Y檢出電極12、X檢出電極11相同。

第13圖係顯示本發明實施例5的觸控感測器19的組成圖。第13(A)圖係顯示實施例5的觸控感測器19的內部電極層17的平面構造。第13(B)圖係顯示實施例5的觸控感測器19全體的立體圖。

第13(A)圖中，顯示電極層17的平面構造。X檢出電極15與Y檢出電極16不重疊地配置使表面積增大。

第13(B)圖中，顯示觸控感測器19的全體構造。Y檢出電極層14與X檢出電極層13積層後，玻璃蓋18覆蓋於其表面。可使用這種構造的觸控感測器19構成本實施例的觸控顯示裝置70。

此外，觸控感測器10、19的構造不論是內部電極構造或外部構造，都能夠因應用途來採用各種構造，使用各種觸控感測器10、19都能夠組成雜訊少的觸控顯示裝置70。

[實施例6]

第14圖係顯示本發明實施例6的觸控顯示裝置71的一例的剖面構造圖。在第14圖中，實施例6的觸控顯示裝置71包括觸控感測器10、觸控感測器控制器20、感測器玻璃30、彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。觸控感測器10、觸控感測器控制器20及感測器玻璃30構成觸控感測器模組，彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50及顯示裝置驅動電路60構成觸控顯示裝置71。

實施例6的觸控顯示裝置71中，顯示裝置的內部並沒有設置觸控感測器10，在彩色濾光片基板40上設置了感測器玻璃30，在感測器玻璃30上才設有以ITO等透明電極層所組成的觸控感測器10。也就是說，實施例6的觸控顯示裝置71與實施例1在第1圖所示內嵌式的觸控顯示裝置70不同，是採用將觸控感測模組獨立設於顯示裝置上的構造。

如此一來，本實施例的觸控顯示裝置71也可以是觸控感測器模組與顯示裝置相互獨立的構造。一般來說，在這樣模組個別獨立的觸控顯示裝置71中，雖然觸控感測器10與彩色濾光片基板40之間設有感測器玻璃30而提高了遮蔽效果，但若來自顯示裝置的雜訊影響較大的情況下，也可以採用本發明觸控顯示裝置71及其驅動方法來獲得雜訊較少的觸控資訊。

[實施例7]

做為實施例1的變形例，可採用外嵌式(on-cell)構造，同樣將觸控感測器10形成於彩色濾光片基板40上，但與彩色濾光片元件層形成於彩色濾光片基板40的不同側，以致當彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50組立時，觸控感測器10裸露於外側。外嵌式觸控顯示裝置70儘管在觸控感測器10與薄膜電晶體陣列基板50存在有彩色濾光片基板40，仍相當容易受到薄膜電晶體陣列基板50的薄膜電晶體陣列的影響。因此，本發明實施例也可適用外嵌式觸控顯示裝置70，藉此來獲得高S/N比的觸控資訊統計值。

如上所述，本發明的觸控顯示裝置及其驅動方法能夠適用於觸控感測器10、19會受到顯示裝置驅動雜訊影響的各種觸控顯示裝置。藉此能夠獲得雜訊少且高S/N比的觸控資訊統計值。

以上雖說明了本發明較佳的實施例，但本發明並不限於上述的實施例，在不脫離本發明的範圍內，可對上述的實施例做各種變形及置換。

例如，在本實施例中，雖舉出顯示裝置為液晶顯示裝置為例，但只要是交流驅動且施加於各畫素的驅動交流電壓會每個圖框週期極性反轉的顯示裝置的話，可以利用各種不同的顯示裝置。

[產業上利用的可能性]

本發明可以全面地應用於在輸入介面以顯示裝置顯示影像，並藉由手指等的觸控來進行輸入操作的觸控顯示裝置。

10、19．．．觸控感測器

11、15．．．X檢出電極

12、16．．．Y檢出電極

13．．．X電極層

14．．．Y電極層

17．．．電極層

18．．．玻璃蓋

20．．．觸控感測器控制器

21．．．觸控資訊檢出裝置

22．．．讀取裝置

23．．．時序控制裝置

24．．．記憶裝置

25‧‧‧觸控資訊計算裝置

30‧‧‧感測器玻璃

40‧‧‧彩色濾光片基板

50‧‧‧薄膜電晶體陣列基板

60‧‧‧顯示裝置驅動電路

70、71‧‧‧觸控顯示裝置

81‧‧‧正極性雜訊

82‧‧‧負極性雜訊

91、92‧‧‧觸控資訊資料

101、102‧‧‧檢出資料

103‧‧‧算出資料

第1圖係本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例之剖面構造圖。

第2圖係本發明實施例1的觸控顯示裝置70的觸控感測器的電極構造的一例之平面圖。

第3圖係本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例之構造方塊圖。

第4圖係用來說明面反轉方式的驅動示意圖。

第5圖係用來說明觸控資訊計算裝置所進行的計算處理，其中第5(A)圖係顯示受到雜訊影響的狀態下所檢出的觸控感測器10的讀取資料的一例；第5(B)圖係顯示觸控資訊計算裝置25在計算處理後的觸控資訊的一例。

第6圖係說明本發明實施例1的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。

第7圖係顯示本發明實施例1的觸控顯示裝置70及其驅動方法的每個圖框的處理流程的一例。

第8圖係顯示本實施例1的觸控感測器及其驅動方法的實施例。

第9圖係說明本發明實施例2的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。

第10圖係說明本發明實施例3的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。

第11圖係說明本發明實施例4的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。

第12圖係顯示本發明實施例5的觸控感測器的電極組成的一例，其中第12(A)圖係顯示實施例5的觸控感測器的Y檢出電極層的一例的平面圖；第12(B)圖係顯示實施例5的觸控感測器的X檢出電極層的一例的平面圖。

第13圖係顯示本發明實施例5的觸控感測器的組成圖。其中第13(A)圖係顯示實施例5的觸控感測器19的內部電極層17的平面構造；第13(B)圖係顯示實施例5的觸控感測器19全體的立體圖。

第14圖係顯示本發明實施例6的觸控顯示裝置71的一例的剖面構造圖。

Claims (16)

1. 一種觸控顯示裝置，具備交流驅動的顯示裝置與週期性讀取輸入介面之觸控資訊的觸控感測器，該觸控顯示裝置包括：觸控資訊檢出裝置，將該觸控感測器的讀取週期與該顯示裝置的圖框週期同步起始，檢測每一圖框週期的該觸控資訊；以及觸控資訊計算裝置，對於連續偶數個該圖框週期計算該觸控資訊的平均，取得一觸控資訊統計值，其中該讀取動作是在一圖框週期期間複數次循環讀取該輸入介面的該觸控資訊的動作，該觸控資訊檢出裝置檢測各圖框週期中的複數個該觸控資訊，該觸控資訊計算裝置對各圖框週期檢測出的複數個該觸控資訊，計算出以相同順序檢測的該觸控資訊的平均。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控資訊統計值為該觸控資訊的移動平均。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該讀取動作是逐條掃描用以檢測該觸控資訊的矩陣狀配置的電極的動作。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控感測器是靜電電容式觸控感測器。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控顯示裝置為內嵌式觸控顯示裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該 觸控顯示裝置為外掛式觸控顯示裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該觸控感測器為形成於感測器玻璃上的獨立元件，該感測器玻璃設置於該顯示裝置上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該連續偶數個圖框週期是二個前後的圖框週期。
9. 如申請專利範圍第1至8項任一項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示裝置是液晶顯示裝置。
10. 一種觸控顯示裝置的驅動方法，該觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與週期性讀取輸入介面之觸控資訊的觸控感測器，該驅動方法包括：觸控資訊檢出步驟，將該觸控感測器的讀取週期與該顯示裝置的圖框週期同步起始，檢測每個圖框週期的該觸控資訊；以及觸控資訊計算步驟，對於連續偶數個該圖框週期計算該觸控資訊的平均，取得一觸控資訊統計值，其中該讀取動作是在一圖框週期期間複數次循環讀取該輸入介面的該觸控資訊的動作，在該觸控資訊檢出步驟中，檢測各圖框的複數個該觸控資訊，在該觸控資訊計算步驟中，對各圖框週期檢測出的複數個該觸控資訊，計算出以相同順序檢測的該觸控資訊的平均。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置的驅動方法，其中該觸控資訊統計值為該觸控資訊的平均為移動平均。
12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置的驅動方法，其中該讀取動作是逐條掃描用以檢測該觸控資訊的矩陣狀配置的電極的動作。
13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置的驅動方法，其中該觸控感測器是靜電電容式觸控感測器。
14. 如申請專利範圍第10項所述之觸控顯示裝置的驅動方法，其中該連續偶數個圖框週期是二個前後的圖框週期。
15. 一種記錄媒體，可被電腦所讀取，記錄了一程式，該程式用以實行如請專利範圍第10項至14項任一項所述之觸控顯示裝置的驅動方法。
16. 一種觸控資訊取得程式，用以實行如請專利範圍第10項至14項任一項所述之觸控顯示裝置的驅動方法。