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TWI566140B - 高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置 - Google Patents

高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置 Download PDF

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TWI566140B
TWI566140B TW104107533A TW104107533A TWI566140B TW I566140 B TWI566140 B TW I566140B TW 104107533 A TW104107533 A TW 104107533A TW 104107533 A TW104107533 A TW 104107533A TW I566140 B TWI566140 B TW I566140B
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Taiwan
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touch
sensing
circuit
display
sensitivity
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李祥宇
金上
林丙村
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速博思股份有限公司
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Description

高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置
本發明係關於觸控顯示之技術領域，尤指一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置。
傳統之觸控顯示裝置為將一觸控面板貼合於一顯示面板上，其工序繁複且材料成本不菲，透光度下降以致顯示品質惡化，且額外的體積與重量種種皆不利於行動電子裝置輕、薄、短小、節能減碳之趨勢與需求。故內嵌式觸控顯示面板已是業界競相投注研發之重點與市場的明日之星。
習知之內嵌式觸控顯示面板為了克服公共電極與感應電極間巨大電容之難題，便將公共電極切割成複數個電極並兼作觸控電極。又為了解決從薄膜電晶體層交連來的顯示訊號造成之嚴重訊號雜訊比惡化問題，只好以分時法在非顯示操作之短暫顯示靜音時段(垂直或水平同步時段)作觸控偵測。請參考LG display公司相關專利文如TW 1456459B、TW 1467298B、TW 201349052A。在上述習知之內 嵌式觸控顯示面板中，當螢幕之解像度提升時，顯示操作便難以騰出足夠時間給觸控使用。同理，當螢幕的尺寸加大時，觸控點數驟增便需要更多時間來掃描觸控感應電極。如此，時區分割成了難解之議題，不僅阻礙了內嵌式觸控螢幕之解像度提升，同時也侷限了螢幕的尺寸大小。因此，習知的內嵌式觸控螢幕仍有改善之空間。
本發明之目的主要係在提供一高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其係利用觸控電路擁有專用之獨立電源迴路，並以公共電極為觸控電路與顯示電路之共同接點，因彼此之間並無電流迴路，故不相互影響各自之相對電位的特性。並輔以反射偏向電極使降低電極間雜散電容、並提升感測距離，又藉此提供各感應暨公共電極相對穩定一致之電荷，使觸控操作對顯示均質性之擾動降至最小，顯示與觸控分區而平行作業，提高觸控電路及顯示電路之操作效率。
依據本發明之一特色，本發明提出一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，包括一第一基板、一第二基板、一薄膜電晶體層、一感應暨公共電極層、一顯示控制電路、及一觸控電路。該第二基板與該第一基板呈平行配置，並將一顯示材料層夾置其間。該薄膜電晶體層佈植於該第二基板面向顯示材料層之一面，該薄膜電晶體層包含有複數個薄膜電晶體、複數個畫素電極與複數條閘極驅動線及複 數條源極驅動線。該感應暨公共電極層包含複數個感應暨公共電極，其中，每一個感應暨公共電極係與一個以上之畫素電極相對應，且該複數個感應暨公共電極依序輪流區分為顯示區域與觸控區域，該顯示區域與該觸控區域同時平行地分別執行顯示操作與觸控偵測操作。該顯示控制電路包含有一顯示訊號驅動電路及一顯示電源迴路；該顯示電源迴路係顯示專用或與其他功能電路共用。該觸控電路包含有一獨立之觸控專用電源迴路、及複數個觸控選擇開關電路。該獨立之觸控專用電源迴路於觸控操作模式時，其與該顯示控制電路間無任何電流迴路。該複數個觸控選擇開關電路依序或動態地將部分該複數個感應暨公共電極選定為至少一個感應電極組。其中，該顯示控制電路與該觸控電路各別施加顯示共通訊號至顯示區域之感應暨公共電極，施加觸控感應訊號至觸控區域之感應暨公共電極。
100,900‧‧‧高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置
110‧‧‧第一基板
120‧‧‧第二基板
130‧‧‧顯示材料層
140‧‧‧薄膜電晶體層
150‧‧‧感應暨公共電極層
160‧‧‧遮光層
170‧‧‧彩色濾光層
180‧‧‧偏光層
141‧‧‧薄膜電晶體
151‧‧‧感應暨公共電極
152‧‧‧畫素電極
161‧‧‧遮光線條
163‧‧‧透光區塊
310‧‧‧顯示控制電路
330‧‧‧觸控電路
311‧‧‧顯示訊號驅動電路
313‧‧‧顯示電源迴路
331‧‧‧觸控專用電源迴路
333‧‧‧觸控選擇開關電路
335‧‧‧觸控感應電路
337‧‧‧放大器
350‧‧‧感應電極組
370‧‧‧偏向電極組
333-6‧‧‧觸控選擇開關電路
a‧‧‧第一端點
b‧‧‧第二端點
c‧‧‧第三端點
E1~E16‧‧‧感應暨公共電極
d‧‧‧第四端點
410‧‧‧開關裝置
411‧‧‧開關元件
413‧‧‧高阻抗元件
T11-T14‧‧‧時段
335-1、335-2‧‧‧觸控感應電路
337-1、337-2‧‧‧放大器
315,317‧‧‧共同電壓驅動放大器
810‧‧‧平均值電路
333-1,333-5‧‧‧觸控選擇開關電路
圖1係本發明一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置之疊層示意圖。
圖2係遮光層的示意圖。
圖3係本發明感應暨公共電極層、顯示控制電路及觸控電路的示意圖。
圖4係本發明感應暨公共電極層、顯示控制電路及觸控電路的另一示意圖。
圖5A、圖5B、圖5C係本發明顯示控制電路及觸控電路的原理之示意。
圖6A、圖6B、圖6C、圖6D係本發明感應電極組及偏向電極組之工作原理之示意圖。
圖7係本發明顯示操作與觸碰感應操作之時序的示意圖。
圖8係本發明感應暨公共電極層、顯示控制電路及觸控電路的另一示意圖。
圖9係本發明一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置之另一疊層示意圖。
圖1係本發明一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置100之疊層示意圖。該高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置100具有一第一基板110、一第二基板120、一顯示材料層130、一薄膜電晶體層140、一感應暨公共電極層150、一遮光層160、一彩色濾光層170、及一偏光層180。
該第一基板110及該第二基板120較佳為玻璃基板或高分子薄膜基板，該第一基板110及該第二基板120以平行成對之配置將該顯示材料層130夾置於二基板110,120之間。該顯示材料層130為一液晶顯示層。
該薄膜電晶體層140佈植於該第二基板120面向顯示材料層130之一面。該薄膜電晶體層140包含有複數個薄膜電晶體141、複數個畫素電極與複數條閘極驅動線及複數條源極驅動線。該複數條閘極驅動線及該複數條源極驅 動線定義出複數個畫素區域，每一個畫素區域係對應至一個透光區塊。
薄膜電晶體141的閘極連接至一條閘極驅動線(圖未示)，依驅動電路設計的不同，薄膜電晶體141的汲/源極連接至一條源極驅動線(圖未示)，薄膜電晶體141的源/汲極連接至對應的一個畫素區域的畫素電極152。該畫素電極152與一對應的感應暨公共電極151形成一電容。藉由改變電容之電壓，進而改變液晶偏轉角度，由於閘極驅動線(gate line)及源極驅動線(source line)，係一般平面顯示器所具有之配置，故未於圖式中顯示。
該感應暨公共電極層150包含複數個感應暨公共電極(Vcom and sensing electrode)151，以感應一外部物件之觸碰或近接。其中，每一個感應暨公共電極151係與一個以上之畫素電極相對應，且該複數個感應暨公共電極151依序輪流區分為顯示區域與觸控區域，該顯示區域與該觸控區域同時平行地分別執行顯示操作與觸控偵測操作。於圖1中，其係IPS(In panel switching)面板為例說明，故該感應暨公共電極151係設置於薄膜電晶體141的側邊。且由於係IPS面板之故，該感應暨公共電極層150係佈植於該第二基板120與該顯示材料層130之間。
該遮光層160係位於該第一基板110之面對該顯示材料層130一側的表面。圖2係遮光層的示意圖。如圖2所示，該遮光層160係由複數條遮光線條161所構成。該複數條遮光線條161設置於一第一方向(X-軸方向)及一第二 方向(Y-軸方向)，以形成複數個透光區塊163。該等複數條遮光線161係由黑色絕緣材質所構成。該複數條遮遮光線161係依該薄膜電晶體層140的閘極驅動線與源極驅動線的相對位置而設置。該第一方向與該第二方向係互相垂直，故該遮光層160在一般習知之平面顯示器中又稱為黑矩陣(black matrix)。
該彩色濾光層170位於該遮光層160之面向該顯示材料層130一側。該偏光層180位於該第一基板110之面向該顯示材料層130之另一側。
該高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置100更包含一顯示控制電路310及一觸控電路330。圖3係本發明感應暨公共電極層150、顯示控制電路310及觸控電路330的示意圖。如圖3所示，該感應暨公共電極層150包含16個感應暨公共電極151，此僅為說明之便，並不以此為限。
該顯示控制電路310具有一顯示訊號驅動電路311及一顯示電源迴路313。
該觸控電路330包含一獨立之觸控專用電源迴路331、複數個觸控選擇開關電路333、一觸控感應電路335、及至少一增益大於零之放大器337。該獨立之觸控專用電源迴路331於觸控操作模式時，其與該顯示控制電路310間無任何電流迴路。該複數個觸控選擇開關電路333依序或動態地將該複數個感應暨公共電極151區分為至少一個感應電極組、及至少一個偏向電極組。其中，該顯示控制電路310施加顯示共通訊號(Vcom)至顯示區域之感應暨公共電極151，該 觸控電路330施加觸控感應訊號至觸控區域之感應暨公共電極151。
該複數個觸控選擇開關電路333依序或動態地將該複數個感應暨公共電極151區分為至少一個感應電極組350、及至少一個偏向電極組370。如圖3所示，觸控選擇開關電路333-6的第一端點a與第三端點c連接，其餘的觸控選擇開關電路333的第一端點a與第二端點b連接，藉此，感應電極組則包含感應暨公共電極151-E6，偏向電極組則包含感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)。
由圖3所示，該複數個觸控選擇開關電路333將選定之感應電極組350上的感應暨公共電極151(E6)之電氣信號交連到相對應之至少一個增益大於零的放大器337的輸入端，並將該至少一個放大器337輸出的反射偏向信號交連到該偏向電極組370的感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)。亦即，感應電極組的感應暨公共電極151(E6)與該觸控感應電路335電性連接，以進行觸碰感測。偏向電極組的感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)則與該至少一增益大於零之放大器337的輸出端電性連接，以接收該至少一個放大器337輸出的反射偏向信號。
於圖3中，感應電極組350僅包含一個感應暨公共電極151(E6)，於其他實施例中，感應電極組350亦可包含多個感應暨公共電極151。如圖3所示，該偏向電極組370係由其相對應之感應電極組350的感應暨公共電極151(E6)以外之所有感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)所組 成。
該顯示訊號驅動電路311及該顯示電源迴路313的接地端為一第一接地(GDISP)。該顯示訊號驅動電路311連接至該薄膜電晶體層140的複數條閘極驅動線及複數條源極驅動線，以進行影像之顯示。
圖4係本發明感應暨公共電極層150、顯示控制電路310及觸控電路330的另一示意圖。該觸控電路330更可包含一開關裝置410。其中，該開關裝置410係為一可切換兩端導通與否之開關元件411，或是包括該開關元件411及跨接於其兩端之一高阻抗元件413，於本實施例中，該開關裝置410係包括有該開關元件411及跨接於其兩端之高阻抗元件413。
該觸控電路330係由一不同於該顯示電源迴路313之觸控專用電源迴路331供電，該觸控電路330及該觸控專用電源迴路331的接地端為一第二接地(GTH)。該觸控感應電路335連接至該複數個感應暨公共電極151，以驅動該感應暨公共電極151，俾感應手指之接觸。其中，當進行觸控感應操作時，該顯示電源迴路313及該觸控專用電源迴路331之間無直接之電流迴路，或經由一高阻抗元件形成微弱之電流迴路。
該獨立之觸控專用電源迴路331於非觸控操作模式時，係經由特定開關裝置410交連至該顯示電源迴路313及顯示控制電路310，俾傳遞同步訊息與觸控資訊或作電源 之充電。
該開關裝置410係連接於該顯示電源迴路313的接地端及該觸控專用電源迴路331的接地端之間，用以控制該顯示電源迴路313的接地端及該觸控專用電源迴路331的接地端之斷開或連接。亦即當進行觸控感應操作時，該顯示電源迴路313及該觸控專用電源迴路331之間係呈斷開而無共同之電流迴路。當非進行觸控感應操作時，該顯示電源迴路313及該觸控專用電源迴路331之間係呈連接而有共同之電流迴路。
該開關裝置410至少包含一開關元件411，其為電晶體開關元件。該開關裝置或者更包含一高阻抗元件413，該高阻抗元件413係跨接於該開關元件411，以防止該顯示控制電路310與該觸控電路330之間形成靜電位差。該高阻抗元件413可為100KΩ以上的電阻。該開關元件411之閉合或斷開係由該觸控感應電路335控制。在其它實施例中，該開關元件241之閉合或斷開可由顯示訊號驅動電路311所控制。如圖4所示，該偏向電極組370係由其相對應之感應電極組350周邊之複數個感應暨公共電極151(E1~E3,E5,E7,E9~E11)所組成。該偏向電極組370係同時電氣連結至觸控電路330之反射偏向信號與顯示控制電路310之第一顯示共通信號Vcom1。其餘感應暨公共電極151(E4、E8、E12、E13~E16)可組合成另一偏向電極組，其係同時電氣連結至觸控電路330之第二接地GTH與顯示控制電路310之第 二顯示共通信號Vcom2。其中，Vcom1與Vcom2係同電位信號；且由於Vcom1與Vcom2分別由各自獨立之共同電壓驅動放大器317、315輸出，故由觸控電路端看去可視為開路(無電流迴路)。如圖4所示，相對於感應暨公共電極151(E4、E8、E12、E13~E16)的另一偏向電極組的觸控選擇開關電路333，觸控選擇開關電路333的第一端點a與第四端點d連接。
圖5A係本發明顯示控制電路310及觸控電路330的原理之示意。其中左側電流迴路電路之A點與右側電流迴路電路之B點係電氣連接在一起，亦即兩不共地且不共電源之電路之間僅有一共點(A/B)；即A點可視同為B點；如圖5A所示，該A點相對於第二接地(GTH)的電壓為(9V*R2)/(R1+R2)，該B點相對於第一接地(GDISP)的電壓為(5V*R4)/(R3+R4)。亦即右側電路之電源5V對左側電路並無影響，同時左側電路之電源9V對右側電路亦無影響。
圖5B係本發明顯示控制電路310及觸控電路330的原理之另一示意圖。如圖5B所示，左右兩側不共地之電路僅有一點相連接(C點即D點)，左側電路包含有一交流訊號源Vt，其係一三角波訊號；右側電路包含有另一交流訊號源Vd，其係一正弦波訊號；由於左右兩電路之間並無共同電流迴路，故示波器A相對於第二接地點(GTH)在C點所量測到的為一三角波訊號，其振幅為(Vt*Z2)/(Z1+Z2)，其中並無右側正弦波訊號源的成份。同樣的示波器B相對於第一接地點(GDISP)在D點所量測到的為一正弦波訊號，其 振幅為(Vd*Z4)/(Z3+Z4)，其中並無左側三角波訊號源的成份。亦即左右兩側電路中的交流訊號彼此不會互相影響。
圖5C係本發明顯示控制電路310及觸控電路330的原理之又一示意圖。如圖5C所示左右兩側電路不共地，無共同電流迴路且無任何連接點。Ct為左側電路的E點與右側電路的F點之間的雜散電容，Ctdg為左側電路之地點(第二接地點)與右側電路之地點(第一接地點)之間的雜散電容。左側電路包含有一交流訊號源Vt，其係一三角波訊號；右側電路包含有一交流訊號源Vd，其係一正弦波訊號；當Ctdg極小時，其阻抗幾近無限大，故示波器A相對於第二接地(GTH)在E點所量測到的為一三角波訊號，其振幅為(Vt*Z2)/(Z1+Z2)，其中並無右側正弦波訊號源的成份；同樣的示波器B相對於第一接地點(GDISP)在F點所量測到的為一正弦波訊號，其振幅為(Vd*Z4)/(Z3+Z4)，其中並無左側三角波訊號的成份。亦即左右兩側電路中的交流訊號彼此不會互相影響。
在圖5B與圖5C中，左右兩側之交流訊號源Vt與Vd可代表無共同電流迴路的兩個電路各別之作動訊號以及疊加在雙方電源上的雜訊，其可能為各種頻率與各式波形訊號之組合，圖例中的三角波與正弦波只是為方便描述說明，並非以此為限。
由圖5A、圖5B與圖5C可知，當進行觸控感應操作時，由於該顯示電源迴路313及該觸控專用電源迴路 331之間無共同之電流迴路，因此該顯示控制電路310上的訊號或雜訊不會對該觸控電路330造成影響，因此可降低該觸控電路330上的雜訊，進而提高該觸控電路330觸控感應操作時的靈敏性與準確度。同理，加諸各感應暨公共電極的觸控信號也不會干擾顯示控制電路310，亦不影響各共同電極相對顯示電極電位之均值性。
圖6A、圖6B、圖6C、圖6D係本發明感應電極組350及偏向電極組370之工作原理之示意圖。如圖6A所示，當感應暨公共電極151(E6)上有觸控感應訊號、感應暨公共電極151(E5、E7)沒有觸控感應訊號時，電力線由感應暨公共電極151(E6)射向感應暨公共電極151(E5、E7)。如圖6B所示，當感應暨公共電極151(E6)上有觸控感應訊號、感應暨公共電極151(E5、E7)有與感應暨公共電極151(E6)同極性之觸控感應訊號時，基於同性相斥之原理，感應暨公共電極151(E6)發出之電力線受感應暨公共電極151(E5、E7)發出之電力線排斥而向更遠處延伸。如圖6C所示，當感應暨公共電極151(E6)上有觸控感應訊號、感應暨公共電極151(E5、E7)有較大觸控感應訊號時，電力線由感應暨公共電極151(E5、E7)射向感應暨公共電極151(E6)。如圖6D所示，當感應暨公共電極151(E6)上有觸控感應訊號、感應暨公共電極151(E5、E7)有同極性之較小觸控感應訊號時，電力線由感應暨公共電極151(E6、E5、E7)往外射出，且電力線被感應暨公共電極151(E7)的觸控感應訊號推擠而向感應暨公共電極151(E5)方向偏過去，因此感應暨公共電極151(E6)發出 之電力線受到偏轉而向感應暨公共電極151(E5)上方延伸。
由圖6B可知，當該複數個觸控選擇開關電路333將選定之感應電極組350上的感應暨公共電極151(E6)之電氣信號交連到相對應之該至少一個增益大於零的放大器337的輸入端，並將該至少一個放大器337輸出的反射偏向信號交連到該偏向電極組370的感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)時，若增益G1=G2=1，則感應暨公共電極151(E6)與感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)有相同的電氣訊號，因此，感應暨公共電極151(E6)與感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)之間的等效電容為零，因此當感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)進行顯示操作、且當感應暨公共電極151(E6)進行觸碰感應操作時，可消除經由感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)與感應暨公共電極151(E6)之間雜散電容交連來的雜訊。同時，感應暨公共電極151(E6)其上的電力線會被向上提昇，因此其感測範圍變大，進而可提高該觸控電路330觸控感應操作時的靈敏性與準確度。該至少一個增益大於零的放大器337之增益值為可程式調控。
圖7係本發明顯示操作與觸碰感應操作之時序的示意圖。為方便說明起見，將感應暨公共電極151(E1~E4)分成為列1、將感應暨公共電極151(E5~E8)分成為列2、將感應暨公共電極151(E9~E12)分成為列3、將感應暨公共電極151(E13~E16)分成為列4。如圖7所示，於時段T11-T14時，列2係輪流進行觸碰感應操作與顯示操作，列1、列3、列4則同時進行顯示操作。於時段T12時，感應暨公共電極151(E6) 係進行觸碰感應操作，此時，觸控選擇開關電路333-6的第一端點a與第三端點c連接，其餘的觸控選擇開關電路333的第一端點a與第二端點b連接。即在T12時段僅感應暨公共電極151(E6)所涵蓋之區域為觸控區域，其餘感應暨公共電極151(E1~E5與E7~E15)為顯示區域。此時感應暨公共電極151(E6)僅有觸控感應電路施予的觸控信號，其餘感應暨公共電極151(E1~E5與E7~E16)同時有顯示控制電路施予的共同電壓訊號Vcom與觸控電路施與的反射偏向訊號。於本發明中，由於該顯示電源迴路313及該觸控專用電源迴路331之間無共同之電流迴路，故同時施加在感應暨公共電極151(E1~E5、E7~E16)上的共同電壓訊號Vcom與反射偏向訊號互不干涉，即顯示操作與觸碰感應操作可同時進行而不會互相影響。在T11時段只有感應暨公共電極151(E5)作觸控感應操作，其餘感應暨公共電極151(E1~E4與E6~E16)皆作顯示操作兼反射偏向電極。在T13時段僅有感應暨公共電極151(E7)作觸控感應操作。在T14時段僅感應暨公共電極151(E8)作觸控感應操作。同理可任意規劃複數個感應暨公共電極151為感應電極組350(E1~E2，E3~E4...兩兩一組或E1~E2及E5~E6，E3~E4及E7~E8...每四個一組等等)，使該感應電極組350內之觸控暨公共電極151相對應之該等選擇開關電路333之接點a都接至接點c之觸控信號，作觸控偵測操作。其餘之觸控暨公共電極之相對應選擇開關電路之a接點都接到b接點，作顯示操作兼反射偏向電極。相關之觸控與顯示區域之分區，其面積大小及偵測順序可依序輪流或動態分區以提升報點率並節 約能源之消耗。
請參考圖3，該複數個觸控選擇開關電路333為場效電晶體電路，其係實現(implement)在該觸控電路330內。於其他實施例中，該複數個觸控選擇開關電路333為薄膜電晶體電路，其係實現(implement)在該感應暨公共電極層150內。
圖8係本發明感應暨公共電極層150、顯示控制電路310及觸控電路330的另一示意圖。如圖8所示，該感應暨公共電極層150包含八個感應暨公共電極151，並分為列1及列2。該觸控電路330包含一獨立之觸控專用電源迴路331、複數個觸控選擇開關電路333、兩觸控感應電路335-1、335-2、至少一增益大於零之放大器337-1、337-2、及一平均值電路810。
如圖8所示，其可同時由列1及及列2進行觸碰感應操作。觸控選擇開關電路333-1及333-5的第一端點a與第三端點c連接，其餘的觸控選擇開關電路333的第一端點a與第二端點b連接，列1的感應暨公共電極151(E1)及列2的感應暨公共電極151(E5)則可進行觸碰感應操作。此時感應暨公共電極151(E1)為第一感應電極組，且感應暨公共電極151(E2~E4)組成第一偏向電極組與其對應；感應暨公共電極151(E5)為第二感應電極組，且感應暨公共電極151(E6~E8)組成第二偏向電極組與其對應。在圖8中，第一偏向電極組(E2~E4)與第一感應電極組(E1)畫在同一列，第二偏向電極組(E6~E8)與第二感應電極組(E5)畫在同一列僅為繪圖說明方 便，並不以此為限。實務上，偏向電極組之感應暨公共電極當以環繞其相對應之感應電極組為較佳配置。
該複數個觸控選擇開關電路333將選定之一個以上感應電極組上的感應暨公共電極151(E1、E5)的電氣信號交連到該平均值電路810取平均值後，再將此平均值訊號Vave交連到相對應之至少一個增益大於零的放大器337-1、337-2的輸入端，並將該等放大器337-1、337-2輸出的反射偏向信號分別交連到該第一偏向電極組(E2~E4)與該第二偏向電極組(E6~E8)。於此同時，源自共通信號驅動放大器315、317之顯示共通信號Vcom1與Vcom2亦各自電器交連至第一偏向電極組、第二偏向電極組；即該兩偏向電極組之電極(E2~E4與E6~E8)於該兩感應電極組執行觸控操作之同時兼作顯示操作。同理可利用選擇開關電路333將感應暨偏向電極151(E1~E2)選為第一感應電極組且將感應暨公共電極151(E5~E6)選為第二感應電極組；又把感應暨公共電極151(E3~E4)選為第一偏向電極組且將感應暨公共電極151(E7~E8)選為第二偏向電極組。依此類推，彈性調整感應電極組之大小可調整觸控偵測之解析度。同時選定一組以上之感應電極組則可再增高觸控報點率。
如圖8所示，放大器337-1及觸控感應電路335-1靠近列1，此僅是示意之圖，並非該放大器337-1及觸控感應電路335-1一定是實現(implement)在該感應暨公共電極層150內。於其他實施例中，該放大器337-1及觸控感應電路亦可實現(implement)在該觸控電路330內。
圖9係本發明一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置900之另一疊層示意圖。其與圖1主要差別在於該感應暨公共電極層150係佈植於該第一基板110與該顯示材料層130之間。其主要應用於VA形式的液晶顯示面板。
針對習知的內嵌式觸控顯示面板之缺失，本發明提出一種觸控與顯示可分區平行作業且大幅增進訊號雜訊比之解決方案。不僅突破了內嵌式觸控螢幕解像度與螢幕尺寸之侷限性，又避免了觸控與顯示相互干擾的困擾，既提高了觸控報點率與正確性，更改善了顯示品質。
本發明係利用觸控電路擁有專用之獨立電源迴路，並以感應暨公共電極為觸控電路與顯示電路之共同接點，因彼此之間並無電流迴路，故不相互影響各自之相對電位的特性。再輔以反射偏向電極使降低電極間雜散電容並提升感測距離，又藉此提供各感應暨公共電極相對穩定一致之電荷，使觸控操作對顯示均質性之擾動降至最小，顯示與觸控分區而平行作業，提高彼此之操作效率。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
150‧‧‧感應暨公共電極層
310‧‧‧顯示控制電路
330‧‧‧觸控電路
311‧‧‧顯示訊號驅動電路
313‧‧‧顯示電源迴路
331‧‧‧觸控專用電源迴路
333‧‧‧觸控選擇開關電路
335‧‧‧觸控感應電路
337‧‧‧放大器
315,317‧‧‧共同電壓驅動放大器
350‧‧‧感應電極組
370‧‧‧偏向電極組
333-6‧‧‧觸控選擇開關電路
a‧‧‧第一端點
b‧‧‧第二端點
c‧‧‧第三端點
151,E1~E16‧‧‧感應暨公共電極
d‧‧‧第四端點
410‧‧‧開關裝置
411‧‧‧開關元件
413‧‧‧高阻抗元件

Claims (15)

  1. 一種高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，包括：一第一基板；一第二基板，其與該第一基板呈平行配置，並將一顯示材料層夾置其間；一薄膜電晶體層，佈植於該第二基板面向顯示材料層之一面，該薄膜電晶體層包含有複數個薄膜電晶體、複數個畫素電極與複數條閘極驅動線及複數條源極驅動線；一感應暨公共電極層，包含複數個感應暨公共電極，其中，每一個感應暨公共電極係與一個以上之畫素電極相對應，且該複數個感應暨公共電極依序輪流或動態地區分為顯示區域與觸控區域，該顯示區域與該觸控區域同時平行地分別執行顯示操作與觸控偵測操作；一顯示控制電路，其包含有：一顯示訊號驅動電路；及一顯示電源迴路；以及一觸控電路，其包含有：一獨立之觸控專用電源迴路，於觸控操作模式時，其與該顯示控制電路間無任何電流迴路；及複數個觸控選擇開關電路，該複數個選擇開關依序或動態地將部分該複數個感應暨公共電極選定為至少一個感應電極組；其中，該顯示控制電路與該觸控電路各別施加顯示共通訊號至顯示區域之感應暨公共電極，施加觸控感應訊號至觸控區域之感應暨公共電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯 示裝置，其中，該複數個選擇開關更自選定的該至少一個感應電極組之外的感應暨公共電極中選出至少一個偏向電極組，該每一個偏向電極組包含至少一個感應暨公共電極。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控選擇開關電路為場效電晶體電路。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控選擇開關電路為薄膜電晶體電路。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，每一個該感應電極組包含至少一個感應暨公共電極。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該偏向電極組係由其相對應之感應電極組周邊之複數個感應暨公共電極所組成。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該偏向電極組係由其相對應之感應電極組除外之所有的感應暨公共電極所組成。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該觸控電路更包含有至少一增益大於零之放大器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控選擇開關電路將選定之感應電極組上的電氣信號交連到相對應之該至少一個增益大於零的放大器的輸入端，並將該至少一個放大器輸出的反射偏向信號交連到該偏向電極組。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該複數個觸控選擇開關電路將選定之一個以 上感應電極組上的電氣信號交連到一平均值電路取平均值後再將此平均值訊號交連到相對應之至少一個增益大於零的放大器輸入端，並將該等放大器輸出的反射偏向信號交連到該偏向電極組。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該至少一個增益大於零的放大器之增益值為可程式調控。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該感應暨公共電極層係佈植於該第二基板與該顯示材料層之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該感應暨公共電極層係佈植於該第一基板與該顯示材料層之間。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該顯示材料層為一液晶層。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之高靈敏度之內嵌式觸控顯示裝置，其中，該獨立之觸控專用電源迴路於非觸控操作模式時，係經由特定開關電路交連至該顯示電源迴路及其它功能電路，俾傳遞同步訊息與觸控資訊或作電源之充電。
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