TWI530855B - 運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於影像壓縮之技術領域,尤指一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統。
近年來,在顯示裝置上安裝觸碰偵測裝置,而能藉由觸碰顯示裝置而進行資訊的輸入。該顯示裝置可為液晶顯示裝置,而觸碰偵測裝置是一種所謂的觸摸面板。亦即將觸摸面板集成在液晶顯示裝置上,並在該顯示裝置顯示各種按鈕圖像,用以取代習知的機械按鈕。該顯示裝置具有該觸碰偵測裝置後,則無需再設置輸入裝置,例如鍵盤、滑鼠。因此具有觸摸面板的顯示螢幕已經廣泛地運用在手持式裝置上。
光學偵測方法和電阻偵測法已經存在於觸碰偵測裝置依段時間。特別地,靜電電容式觸碰偵測裝置由於具有相對簡單的結構,並且能夠實現低功耗目的,因此常運用於手持式裝置中。
圖1係習知具有電容式觸碰偵測裝置的顯示裝
置之時序圖。其在時間段(time period)A、B、C、D中進行顯示,在時間段E中進行觸碰偵測,然後又在時間段F中進行顯示。如圖1所示,當要進行觸碰偵測時,需將與顯示相關的電路暫時停止運作,因此容易在顯示相關的電路產生電荷累積,進而造成雜訊。故,習知具有觸碰偵測裝置的顯示裝置實仍有改善的空間。
本發明之目的主要係在提供一運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,以在進行觸碰偵測時,可減少雜訊的影響,同時因在進行觸碰偵測可進行插黑(black frame insertion),以節省另行插黑所需的時間。
依據本發明之一特色,本發明提出一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,該系統包含一薄膜電晶體層、一觸碰偵測元件、一觸控顯示控制子系統。該薄膜電晶體層具有多數個顯示元件,每一個顯示元件依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號以執行顯示操作。該觸碰偵測元件依據一觸控驅動訊號而感應是否有一外部物件接近。該觸控顯示控制子系統連接至該薄膜電晶體層、及該觸碰偵測元件,該觸控顯示控制子系統依序供應該顯示驅動訊號至該多數個顯示元件,用以將對應之該多數個顯示元件開啟,以及供應該顯示像素訊號至該多數個顯示元件,用以執行顯示操作,該觸控顯示控制子系統依序供應
該觸控驅動訊號至該觸碰偵測元件,並由該觸碰偵測元件取樣感應電壓,用以偵測是否有該外部物件接近;其中,於一顯示圖框的一第一時間段(time period),該觸控顯示控制子系統同時提供該顯示驅動訊號、該顯示像素訊號、及該觸控驅動訊號,以同時進行顯示操作及觸控偵測操作,於該第一時間段中,該顯示像素訊號係為一恒定信號,以進行插黑(black frame insertion),於一顯示圖框的一第二時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號、及該顯示像素訊號,以進行顯示操作。
200‧‧‧運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統
210‧‧‧薄膜電晶體層
220‧‧‧觸碰偵測元件
230‧‧‧觸控顯示控制子系統
211‧‧‧顯示元件
G1,G2,...,Gn×p+n‧‧‧閘極驅動線
S1,S2,...,SL‧‧‧源極驅動線
231‧‧‧源極驅動裝置
232‧‧‧閘極驅動裝置
233‧‧‧觸控驅動訊號產生裝置
234‧‧‧感測裝置
235‧‧‧組可程式增益放大器
236‧‧‧類比至數位轉換器
237‧‧‧座標判斷裝置
238‧‧‧控制裝置
2381‧‧‧顯示時序控制器
2382‧‧‧觸控時序控制器
2341‧‧‧感測電路
2343‧‧‧放大器
2345‧‧‧電阻
221‧‧‧第一導體線
223‧‧‧第二導體線
221-1~221-M‧‧‧第一導體線
223,1~223,N‧‧‧第二導體線
圖1係習知具有電容式觸碰偵測裝置的顯示裝置之時序圖。
圖2係本發明一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統之方塊圖。
圖3係本發明之觸碰偵測元件的一示意圖。
圖4係本發明之感測電路的電路圖。
圖5係本發明運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統的一時序示意圖。
圖6A至圖6C係本發明運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統的一時序表之示意圖。
圖2係本發明一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統200之方塊圖。該系統200包含一薄膜電晶體層210、一觸碰偵測元件220、及一觸控顯示控制子系統230。
該薄膜電晶體層210具有多數個顯示元件211,每一個顯示元件依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號用以執行顯示操作。
該薄膜電晶體層210具有n×p+n條閘極驅動線G1,G2,...,Gn×p+n及L條源極驅動線S1,S2,...,SL,該n×p+n條閘極驅動線G1,G2,...,Gn×p+n及該L條源極驅動線S1,S2,...,SL分別依據一第一方向(X)及一第二方向設置(Y),該n×p+n條閘極驅動線G1,G2,...,Gn×p+n及該L條源極驅動線S1,S2,...,SL交接處定義該多數個顯示元件中的一個顯示元件211,當中,n、p、L為正整數。
該觸碰偵測元件220依據一觸控驅動訊號而感應是否有一外部物件接近。圖3係本發明該觸碰偵測元件220的一示意圖。該觸碰偵測元件220較佳為透明之氧化銦錫材質(Indium Tin Oxide,ITO)形成行列交錯感測單元矩陣,以偵測得到精確的觸控位置。如圖3所示,該觸碰偵測元件220具有M條第一導體線(221-1~221-M)與N條第二導體線(223-1~223-M),該M條第一導體線與該N條第二導體線分別具有寄生電容及雜散電容。該M條第一導體線與該N條第二導體線之間的相疊處分別形成互感電容(mutual capacitance,Cm)。同時,該M條第一導體線(221-1~221-M)及
該N條第二導體線(223-1~223-N)的每一條導體線具有對地電容的自感電容(Cs)。
再請參照圖2所示,該觸控顯示控制子系統230連接至該薄膜電晶體層210、及該觸碰偵測元件220,該觸控顯示控制子系統230依序供應該顯示驅動訊號至該多數個顯示元件211,用以將對應之該多數個顯示元件211開啟,以及供應該顯示像素訊號至該多數個顯示元件211,俾以執行顯示操作。該觸控顯示控制子系統230依序供應該觸控驅動訊號至該觸碰偵測元件220,並由該觸碰偵測元件220取樣感應電壓,用以偵測是否有該外部物件接近。
該觸控顯示控制子系統230包含一源極驅動裝置231、一閘極驅動裝置232、一觸控驅動訊號產生裝置233、一感測裝置234、一組可程式增益放大器235、一組類比至數位轉換器236、一座標判斷裝置237、及一控制裝置238。
該源極驅動裝置231連接至該薄膜電晶體層210,以依據該顯示像素訊號驅動該薄膜電晶體層210。
該閘極驅動裝置232連接至該薄膜電晶體層210,用以產生該顯示驅動訊號,進而驅動該薄膜電晶體層210。
該觸控驅動訊號產生裝置233係用以產生該觸控驅動訊號(T1~TN),以及該觸控驅動訊號產生裝置233可
以產生互感電容(mutual capacitance)感測技術所需的觸控驅動訊號(T1~TN)。
該感測裝置234連接至該觸碰偵測元件220,用以感測該觸碰偵測元件220的訊號。
該控制裝置238包含一顯示時序控制器2381、及一觸控時序控制器2382。該控制裝置238連接至該源極驅動裝置231、該閘極驅動裝置232、該觸控驅動訊號產生裝置233、該感測裝置234、該組可程式增益放大器235、該組類比至數位轉換器236、及該座標判斷裝置237,以將該觸控驅動訊號提供至該N條第二導體線(223-1~223-N),設定該閘極驅動裝置232依序輸出該顯示驅動訊號至該n×p+n條閘極驅動線,及設定該源極驅動裝置231輸出該顯示像素訊號至該L條源極驅動線。
該顯示時序控制器2381連接至該源極驅動裝置231、及該閘極驅動裝置232,以供應該源極驅動裝置231及該閘極驅動裝置232輸出該顯示像素訊號及該顯示驅動訊號的時序。
該觸控時序控制器2382連接至該顯示時序控制器2381、該感測裝置234、及該觸控驅動訊號產生裝置233,用以將該觸控驅動訊號(T1~TN)提供至該該N條第二導體線(223-1~223-N),及讓該感測裝置234感測該觸碰偵測元件220上的M條第一導體線(221-1~221-M)的訊號。
該感測裝置234連接至該觸碰偵測元件220,用以感測該觸碰偵測元件220的訊號。該感測裝置234具有M個感測電路2341,每一個感測電路2341連接至該觸碰偵測元件220的該M條第一導體線(221-1~221-M)其中之一,用以偵測前述互感電容,進而產生相對應的M個偵測訊號。
圖4係本發明感測電路2341的電路圖。該感測裝置234的每一個感測電路2341係由一放大器2343及一電阻2345所組成,該電阻2345的一端連接至該放大器2343的輸出端,另一端連接至該放大器2343的負向輸出端,以及該放大器2343的正向輸入端連接至及該M條第一導體線(221-1,~221-M)其中之一。
該組可程式增益放大器235連接至該感測裝置234,用以對該M個偵測訊號進行放大,進而產生M個放大偵測訊號。該組類比至數位轉換器236連接至該組可程式增益放大器235,用以將該M個放大偵測訊號轉換為M個數位偵測訊號。
該座標判斷裝置237連接至該組類比至數位轉換器器236,依據該M個數位偵測訊號,以判斷該外部物件的座標位置。
關於本發明之該觸控顯示控制子系統230的工作原理係為:當該觸控顯示控制子系統230供應該觸控驅動訊號時,同時提供為恒定信號(constant signal)的該顯示像素
訊號,如此則無需對一液晶顯示螢幕進行插黑(black frame insertion),用以節省另行插黑所需的時間,同時由於進行觸碰偵測時,該顯示驅動訊號為恒定信號,故不會對觸碰偵測產生雜訊。
圖5係本發明運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統200的一時序示意圖。於一顯示圖框(display frame)中的一第一時間段(time period,T1),該觸控顯示控制子系統230同時提供該顯示驅動訊號、該顯示像素訊號、及該觸控驅動訊號,用以同時進行顯示操作及觸控偵測操作,其中,於該第一時間段中,該顯示像素訊號係為一恒定信號(constant signal)。於一顯示圖框中的一第二時間段(T2),該觸控顯示控制子系統230提供該顯示驅動訊號、及該顯示像素訊號,用以進行顯示操作。當中,該第二時間段(T2)之長度係大於或等於該第一時間段(T1)之長度。
在第一時間段(T1)中,該恒定信號(constant signal)係表示該顯示像素訊號的值為固定。亦即在第一時間段(T1)中係進行固定樣型(fix display pattern)之顯示,也就是說,該顯示像素訊號為一灰階訊號。當該顯示像素訊號的大小為8位元時,該顯示像素訊號的值為0即表示進行插黑(black insertion),當其值為255時表示進行插白(white insertion)。又,在第二時間段(T2)時,該觸控顯示控制子系統230提供正常的顯示像素訊號。其中,該顯示像素訊號係一方波訊號,該觸控驅動訊號係一方波訊號,且該觸控驅
動訊號之頻率大於或等於該顯示像素訊號之頻率。於其他實施例中,該觸控驅動訊號係一連續訊號,且該觸控驅動訊號之頻率大於或等於該顯示像素訊號之頻率。
如圖5之(A)部分所示,該顯示圖框(display frame)分為一個第一時間段(T1)及一個第二時間段(T2)。於圖5之(A)部分中,當該顯示圖框一開始時,進行插黑及觸碰偵測,以及第二時間段(T2)進行正常顯示。
如圖5之(B)部分所示,該顯示圖框(display frame)分為一個第一時間段(T1)及二個第二時間段(T2)。於圖5之(B)部分中,當該顯示圖框一開始時,先進行正常顯示,之後,接著進行插黑及觸碰偵測,最後,則進行正常顯示。
如圖5之(C)部分所示,該顯示圖框(display frame)分為二個個第一時間段(T1)及二個第二時間段(T2)。於圖5之(C)部分中,當該顯示圖框一開始時,先進行插黑及觸碰偵測,接著進行正常顯示,之後,進行插黑及觸碰偵測,最後,則進行正常顯示。由圖5之(A)-(C)部分所示,該觸控顯示控制子系統230可在一顯示圖框(display frame)中進行至少一次插黑及觸碰偵測,其中此插黑及觸碰偵測可在該顯示圖框(display frame)中的任何時間位置。
在進行插黑及觸碰偵時,該觸控顯示控制子系統230可依序開啟相關的閘極驅動線對應的顯示元件211,或是同時開啟相關的閘極驅動線對應的顯示元件211。
當該觸控顯示控制子系統230依序開啟相關的閘極驅動線對應的顯示元件211時,於一第i個第一時間段(time period),該觸控顯示控制子系230統提供該顯示驅動訊號至該第n(i-1)+1至第n×i個閘極驅動線,該觸控顯示控制子系統230同時提供為恒定信號(constant signal)的該顯示像素訊號至該L條源極驅動線,當中,i為正整數,1≦i≦p。於一第i個第二時間段(time period),該觸控顯示控制子系統230提供該顯示驅動訊號至第n(i-1)+1至第n×i個閘極驅動線,以及該觸控顯示控制子系統同時提供該顯示像素訊號至該L條源極驅動線。
圖6A至圖6C係本發明運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統200的一時序表之示意圖。其係在觸碰偵時,該觸控顯示控制子系統230依序開啟相關的閘極驅動線對應的顯示元件211。如圖6A所示,在一第1個第一時間段(T11)中,第1至第n個閘極驅動線依序標示"H",表示第1至第n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,而源極驅動線則標示固定樣型(fix display pattern)顯示。在第1個第一時間段(T11)中,則同時進行觸碰偵測。在一第1個第二時間段(T21)中,第1至第n個閘極驅動線依序標示"H",表示第1至第n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,而源極驅動線則標示則進行正常顯示。由於在第1個第二時間段(T21)中,第1至第n個閘極驅動線進行正常顯示,故在T(n+1)時,第1個閘極驅動線標示"H",用以表示
第1個閘極驅動線對應的顯示元件211再度被開啟,進而進行正常顯示。
如圖6B所示,在一第2個第一時間段(T12)中,第1至第n個閘極驅動線依序標示"H",表示第n+1至第2n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,以及源極驅動線則標示固定樣型(fix display pattern)顯示。在第2個第一時間段(T12)中,則同時進行觸碰偵測。在一第2個第二時間段(T22)中,第n+1至第2n個閘極驅動線依序標示"H",表示第n+1至第2n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,而源極驅動線則標示則進行正常顯示。
如圖6C所示,在一第p+1個第一時間段(T1p+1)中,第n×p+1至第n×p+n個閘極驅動線依序標示"H",表示第n×p+1至第n×p+n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,而源極驅動線則標示固定樣型(fix display pattern)顯示。在第2個第一時間段(T1p+1)中,則同時進行觸碰偵測。在一第p+1個第二時間段(T2p+1)中,第n×p+1至第n×p+n個閘極驅動線依序標示"H",表示第n×p+1至第n×p+n個閘極驅動線對應的顯示元件211被依序開啟,以及源極驅動線則標示則進行正常顯示。
在進行插黑及觸碰偵時,該觸控顯示控制子系統230可同時開啟相關的閘極驅動線對應的顯示元件211。此時則是將相關的閘極驅動線同時標示"H",用以表示同時開啟對應的顯示元件211。
由前述說明可知,在整個顯示圖框(display frame)中,該觸控顯示控制子系統230持續提供該顯示驅動訊號及該顯示像素訊號,其中,當在供應該觸控驅動訊號時,該顯示像素訊號為恒定信號(constant signal)。而沒有供應該觸控驅動訊號時,該顯示像素訊號為正常顯示訊號。因此,該觸控顯示控制子系統230進行觸碰偵測時,可減少雜訊,不會受到顯示訊號的影響。由於該觸控顯示控制子系統230進行觸碰偵測時,該觸控顯示控制子系統230同時提供恒定信號(constant signal)的該顯示像素訊號,用以進行插黑(black frame insertion),進而節省另行插黑所需的時間。
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,而非僅限于上述實施例。
200‧‧‧運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統
210‧‧‧薄膜電晶體層
220‧‧‧觸碰偵測元件
230‧‧‧觸控顯示控制子系統
211‧‧‧顯示元件
G1,G2,...,Gn×p+n‧‧‧閘極驅動線
S1,S2,...,SL‧‧‧源極驅動線
231‧‧‧源極驅動裝置
232‧‧‧閘極驅動裝置
233‧‧‧觸控驅動訊號產生裝置
234‧‧‧感測裝置
235‧‧‧組可程式增益放大器
236‧‧‧類比至數位轉換器
237‧‧‧座標判斷裝置
238‧‧‧控制裝置
2381‧‧‧顯示時序控制器
2382‧‧‧觸控時序控制器
Claims (10)
- 一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,該系統包含:一薄膜電晶體層,其具有多數個顯示元件,係分別依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號用以執行顯示操作,其中,該薄膜電晶體層具有n×p+n條閘極驅動線及L條源極驅動線,該n×p+n條閘極驅動線及該L條源極驅動線分別依據一第一方向及一第二方向設置,該n×p+n條閘極驅動線及該L條源極驅動線交接處定義為該多數個顯示元件的其中之一,當中,n、p、L為正整數;一觸碰偵測元件,依據一觸控驅動訊號用以感應是否有一外部物件接近;以及一觸控顯示控制子系統,連接至該薄膜電晶體層、及該觸碰偵測元件,其係依序供應該顯示驅動訊號至該多數個顯示元件,用以將對應之該多數個顯示元件開啟,以及供應該顯示像素訊號至該多數個顯示元件,用以執行顯示操作,其中,該觸控顯示控制子系統依序供應該觸控驅動訊號至該觸碰偵測元件,並由該觸碰偵測元件取樣感應電壓,用以偵測是否有該外部物件接近;其中,於一顯示圖框中的一第一時間段,該觸控顯示控制子系統同時地提供該顯示驅動訊號、該顯示像素訊號、及該觸控驅動訊號,用以進行顯示操作及觸控偵測操作,於該第一時間段中,該顯示像素訊號係為一恒定信號,以進行插黑,於一第i個第一時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號至該第n(i-1)+1至第n×i個閘極驅動線,以及該觸控顯示控制子系統同時提供為恒定信號的該顯示像素訊號至該L條源極驅 動線,當中,i為正整數,1≦i≦p,以及於一顯示圖框中的一第二時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號與該顯示像素訊號,用以進行顯示操作,於一第i個第二時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號至該第n(i-1)+1至該第n×i個閘極驅動線,以及該觸控顯示控制子系統同時提供該顯示像素訊號至該L條源極驅動線。
- 如申請專利範圍第1項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該第二時間段的長度係大於或等於該第一時間段的長度。
- 如申請專利範圍第1項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該顯示驅動訊號係為一方波訊號。
- 如申請專利範圍第3項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該觸控驅動訊號係一方波訊號,且該觸控驅動訊號之頻率大於或等於該顯示驅動訊號之頻率。
- 如申請專利範圍第4項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該觸控驅動訊號係一連續訊號,且該觸控驅動訊號之頻率大於或等於該顯示驅動訊號之頻率。
- 如申請專利範圍第1項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該觸碰偵測元件具有M條第一導體線與N條第二導體線,該M條第一導體線與該N條第二導體線分別具有寄生電容及雜散電容,以及該M條第一導體線與該N條第二導體線之間的相疊處分別形成互感電容。
- 如申請專利範圍第6項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該觸控顯示控制子系統具有一感測裝置,該感測裝置具有M個感測電路,用以偵測前述互感電容,進而產生相對應的M個偵測訊號。
- 如申請專利範圍第7項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該觸控顯示控制子系統更包含:一組可程式增益放大器,連接至該M個感測電路,用以放大該M個偵測訊號,進而產生M個放大偵測訊號;一組類比至數位轉換器,連接至該組可程式增益放大器,用以將該M個放大偵測訊號轉換為M個數位偵測訊號;以及一座標判斷裝置,連接至該組類比至數位轉換器,依據該M個數位偵測訊號,用以判斷該外部物件的座標位置。
- 如申請專利範圍第8項所述之運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,其中,該M個感測電路係分別由一放大器及一電阻所組成,該電阻的第一端連接至該放大器的負向輸入端,該電阻的第二端連接至該放大器的輸出端,以及該放大器的正向輸入端連接至該M條第一導體線其中之一。
- 一種運用在穩態顯示下的低噪音觸控驅動系統,該系統包含:一薄膜電晶體層,其具有多數個顯示元件,係分別依據一顯示像素訊號及一顯示驅動訊號用以執行顯示操作,其中,該薄膜電晶體層具有n×p+n條閘極驅動線及L條源極驅動線,該n×p+n條閘極驅動線及該L條源極驅動線分別依據一第一方向及一第二方向設置,該n×p+n條閘極驅動線及該L條源極驅動線交接處定義為該多數個顯示元件的其中之一,當中,n、p、L為正整數;一觸碰偵測元件,依據一觸控驅動訊號用以感應是否有一外部物件接近;以及一觸控顯示控制子系統,連接至該薄膜電晶體層、及該觸碰偵測元件,其係依序供應該顯示驅動訊號至該多數個顯示元件,用以將對應之該多數個顯示元件開啟,以及供應該顯示像 素訊號至該多數個顯示元件,用以執行顯示操作,其中,該觸控顯示控制子系統依序供應該觸控驅動訊號至該觸碰偵測元件,並由該觸碰偵測元件取樣感應電壓,用以偵測是否有該外部物件接近;其中,於一顯示圖框中的一第一時間段,該觸控顯示控制子系統同時地提供該顯示驅動訊號、該顯示像素訊號、及該觸控驅動訊號,用以進行顯示操作及觸控偵測操作,於該第一時間段中,該顯示像素訊號係為一恒定信號,以進行插黑,於該第一時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號至第1至第n個閘極驅動線,該觸控顯示控制子系統同時提供為該恒定信號的該顯示像素訊號至該L條源極驅動線,以及於一顯示圖框中的一第二時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號與該顯示像素訊號,用以進行顯示操作,於該第二時間段,該觸控顯示控制子系統提供該顯示驅動訊號至該第1至第n個閘極驅動線,以及該觸控顯示控制子系統同時提供該顯示像素訊號至該L條源極驅動線。
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