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TWI655565B - 驅動電路與觸控顯示裝置 - Google Patents

驅動電路與觸控顯示裝置 Download PDF

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TWI655565B
TWI655565B TW106137241A TW106137241A TWI655565B TW I655565 B TWI655565 B TW I655565B TW 106137241 A TW106137241 A TW 106137241A TW 106137241 A TW106137241 A TW 106137241A TW I655565 B TWI655565 B TW I655565B
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amplifier
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姜亨遠
金範陳
李洪周
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南韓商樂金顯示科技股份有限公司
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Abstract

一種觸控顯示裝置與驅動電路於此揭露，其中驅動電路被包含於觸控顯示裝置中。驅動電路可藉由配置放大器使其通過開關電性耦接回授電容以減少晶片尺寸及電能消耗，所述放大器係設置於資料電壓的輸出端，且驅動電路可致能顯示驅動及觸控感測而使所述顯示驅動及觸控感測透過開關的啟/閉控制來被執行。進一步地，可以藉由調整開關的啟/閉運作以及電性耦接回授電容的放大器之數量來改善觸控感測的精準度與執行。且可藉由使用驅動電路內的放大器及數位類比轉換器於觸控驅動期間內產生無負載驅動電壓，以進一步地簡化觸控驅動的電路結構。

Description

驅動電路與觸控顯示裝置
本發明之實施例係關於一種觸控顯示裝置及所述觸控顯示裝置內的驅動電路。
隨著資訊社會的發展，各種針對顯示影像的顯示裝置的需求增加，且各種類型的顯示裝置，例如液晶顯示裝置、電漿顯示裝置及有機發光顯示裝置已經被應用。
為了顯示裝置的使用者的便利性及提供各種功能，近來的顯示裝置伴隨有觸控感測功能，用以辨識使用者於顯示面板上的觸碰且對應地執行輸入程序。
提供此觸控感測功能的觸控顯示裝置係通過顯示面板提供顯示功能及觸控感測功能。為此，在觸控顯示裝置內設置有驅動位於顯示面板上的資料線的資料驅動電路、設置於顯示面板上的觸控電極以及驅動觸控感測線的觸控驅動電路。
因此，設置用來執行顯示功能及觸控感測功能的驅動電路導致晶片尺寸與電能消耗增加的問題，且在設計小尺寸顯示裝置(例如行動顯示裝置)的驅動電路以及每個驅動電路的通道時，遭遇許多的困難。
本發明實施例的一面向係極小化觸控顯示裝置內的驅動電路之尺寸，且提供一種驅動電路，使包含有該驅動電路的觸控顯示裝置內執行顯示驅動與觸控驅動。
本發明實施例的一面向係提供一種觸控顯示裝置與驅動電路，可以減少執行顯示驅動與觸控驅動的驅動電路所感測到之觸控感測資料的雜訊，且改善觸控感測資料的準確度。
本發明實施例的一面向係提供一種驅動電路，所述的驅動電路可產生無負載(load-free)驅動電壓，而不需要在觸控顯示裝置內另外設置一個電路用於在觸控驅動期間內產生所述的無負載(load-free)驅動電壓。
在一面向中，本發明之實施例提供一種觸控顯示裝置，包含：一觸控顯示面板，其上設置有多個閘極線與多個資料線、設置於該些閘極線與該些資料線相交的區域的多個子畫素、多個觸控電極以及電性耦接該些觸控電極的多個觸控感測線；以及一驅動電路，其於顯示驅動期間內驅動資料線且於觸控驅動期間內驅動觸控感測線。
觸控顯示裝置的驅動電路包含多個放大器，具有輸入端及輸出端，該些放大器的輸入端電性耦接一輸出端以輸出類比電壓，且該些放大器的的輸出端電性耦接資料線。
進一步地，驅動電路內的多個放大器中至少一放大器電性耦接一回授電容，而該回授電容通過一開關電性耦接該些觸控感測線中至少一個，而該開關係於觸控驅動期間被開啟。
與回授電容電性耦接的放大器於顯示驅動期間內輸出資料電壓，且於觸控驅動期間內輸出觸控感測信號，而觸控感測信號係通過觸控感測線而輸入。
驅動電路的多個放大器具有一結構，於該結構中，N個相鄰的放大器組成一群組且該群組內的該N個放大器其中之一電性耦接回授電容。
可選擇地，該些放大器可具有一結構，於該結構中，該些放大器組成一群組且該群組內的N個放大器通過一或多個開關電性耦接回授電容，所述的一或多個開關電性耦接回授電容且於觸控驅動期間內被開啟。且所述的一或多個開關電性耦接對應的放大器。
在所述群組內的該N個放大器電性耦接回授電容的結構中，該N個放大器可於觸控驅動期間內依序地電性耦接回授電容。
可選擇地，該N個放大器可於觸控驅動期間內同時電性耦接回授電容。
所述的驅動電路可包含第一放大器與第二放大器。第一放大器具有輸入有第一電壓的輸入端，第二放大器具有輸入有第二電壓的輸入端。其中，於觸控驅動期間內所輸出的無負載驅動電壓可藉由第一放大器所輸出的電壓及第二放大器所輸出的電壓而產生。
於觸控驅動期間內，驅動電路內所產生的無負載驅動電壓可施加於驅動電路內的多個放大器的輸入端。
在另一面向中，本發明實施例提供一驅動電路，其包含：一類比電壓輸出單元，其接收數位信號的輸入且輸出類比信號；多個放大器，其具有輸入端與輸出端，所述輸入端電性耦接類比電壓輸出單元的輸出端，且所述輸出端電性耦接設置於觸控顯示面板內的資料線；以及一回授電容，電性耦接設置於觸控顯示面板內的觸控感測線，且通過於觸控驅動期間內被開啟的開關而電性耦接至該些放大器中的至少一放大器。
驅動電路更可包含無負載驅動電壓產生單元，所述之無負載驅動電壓產生單元包含：第一放大器，電性耦接類比電壓輸出單元的輸出端且輸入有第一電壓；以及第二放大器，電性耦接類比電壓輸出單元的輸出端且輸入有第二電壓，其中於觸控驅動期間內所輸出的無負載驅動電壓係藉由第一放大器所輸出的電壓及第二放大器所輸出的電壓而產生。
依據本發明的實施例，藉由使用通道以驅動位於驅動電路內的資料線以做為可接收接觸感測信號的通道，可減少晶片尺寸且提供一種能夠執行顯示驅動及觸控驅動的驅動電路以及包含相同驅動電路的觸控顯示裝置。
依據本發明的實施例，藉由使用驅動電路內的多個通道，可減少觸控感測資料的雜訊且提升觸控感測資料的精準度，所述通道能夠同時或是依序地接收觸控感測信號。
依據本發明之實施例，藉由放大器以及於驅動電路中輸出類比電壓的配置，可使得用於產生無負載驅動電壓的電路內建於驅動電路中，而不需要另外設置相同的電路，其中所述之無負載驅動電壓係於觸控驅動期間內所輸出。
在下文中，將參照附圖進行詳細描述本發明的一些實施例。在以附圖標記表示附圖的元件的情況下，即使在不同的附圖中示出相同的元件，也將用相同的附圖標記表示相同的元件。此外，在本發明的以下描述中，當對併入本文的已知功能和配置的詳細描述使本發明的主題相當不清楚時，則將省略該詳細描述。
此外，當描述本發明的組件時，本文可以使用諸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的術語。這些術語僅用於區分一個組件與其他組件，而相應組件的屬性、次序、順序等不受相應術語的限制。在描述某個結構元件“連接”“耦接”或“接觸”到另一個結構元件的情況下，應當理解，另一個結構元件可以“連接”、“耦接”或“接觸”於結構元件以及某些結構元件直接連接或直接接觸到其他結構元件。
圖1係依據本發明之一實施例所繪示的觸控顯示裝置100的配置示意圖。
請參照圖1，本發明之實施例的觸控顯示裝置100可執行顯示功能以顯示影像且可執行觸控功能以感測一指標(pointer)的觸碰，例如手指或筆。
本發明之實施例的觸控顯示裝置100可在顯示驅動期間內以一顯示模式運作以執行顯示功能，或是可在觸控驅動期間內以一觸控模式運作以執行觸控感測功能。
顯示驅動期間與觸控驅動期間可為時間分佈上分離，或是部份或完全地重合或重疊。
因此，針對顯示影像的顯示模式運作與針對觸控感測的觸控模式運作可分開執行，亦或是針對顯示影像的顯示模式運作與針對觸控感測的觸控模式運作可一起執行。
為了執行二個功能(顯示功能及觸控感測功能)，本發明之實施例的觸控顯示裝置100可包含觸控顯示面板110，其內設置有多個閘極線GL及多個資料線DL所定義的多個子畫素SP，以及多個觸控電極。
進一步地，觸控顯示裝置100可包含驅動觸控顯示面板110的閘極驅動電路120、資料驅動電路130、控制器140等，用於執行顯示功能。
進一步地，觸控顯示裝置100可包含驅動觸控顯示面板110的觸控驅動電路150，用於執行觸控感測功能。
閘極驅動電路120可在顯示驅動期間內驅動多個閘極線GL，且資料驅動電路130可在顯示驅動期間內驅動多個資料線DL。
控制器140可控制閘極驅動電路120的運作時序以及一或多個閘極驅動電路120與資料驅動電路130的運作及/或時序，且可控制電源的供應。
觸控驅動電路150可在觸控驅動期間內施加觸控驅動訊號TDS至多個觸控電極TE中的至少一觸控電極TE，且根據觸控感測信號TSS偵測觸碰與否及觸碰位置至少其一，所述的觸控感測信號TSS係通過施加有觸控驅動訊號TDS的每個觸控電極所偵測到的。
觸控驅動電路150可在觸控驅動期間內施加觸控驅動訊號TDS於多個觸控電極TE中至少一觸控電極，且根據每個觸控電極TE所偵測到的觸控感測信號TSS偵測觸碰與否及觸碰位置至少其一，所述的觸控電極TE施加有觸控驅動訊號TDS。
為了驅動多個觸控電極TE，感測單元151可提供觸控驅動訊號TDS至多個觸控電極TE且從施加有觸控驅動訊號TDS之對應的觸控電極TE接收觸控感測信號TSS。
感測單元151可傳送所接收到的觸控感測信號TSS或經由處理觸控感測信號TSS所得到的感測資料至觸控處理器152。
觸控處理器152可使用觸控感測信號或感測資料執行觸控演算法，且透過執行觸控演算法以判斷觸碰與否及觸碰位置。
於一些實施方式中，上述的閘極驅動電路120、資料驅動電路130、觸控驅動電路150等可分別在不同的元件中實施。然而，於其他實施方式中，閘極驅動電路120、資料驅動電路130與觸控驅動電路150中的任二或更多個可被整合且實施於單一元件中。
圖2係繪示一結構的一例子，其中觸控驅動電路150的感測單元151及觸控處理器152係設置於觸控顯示裝置100。
請參照圖2，資料驅動電路130與觸控驅動電路150可設置於印刷電路基板或是可撓性印刷電路基板。
資料驅動電路130可通過資料線DL電性耦接設置於觸控顯示面板110內的子畫素SP。
資料驅動電路130可將控制器140所輸入的影像資料轉換為類比電壓，然後依據時序通過資料線DL提供此類比電壓至子畫素SP，所述時序係為掃描訊號施加於子畫素SP的時序，從而使得每個子畫素SP根據該影像資料顯示灰度。
資料驅動電路130可包含數位類比轉換器DAC與多個放大器。數位類比轉換器DAC將從控制器140輸入的數位訊號轉換成類比電壓，且所述的多個放大器放大自數位類比轉換器DAC輸出的資料電壓。
資料驅動電路130內的多個放大器電性耦接對應的資料線DL，且可放大及輸出施加於資料線DL的資料電壓。
觸控驅動電路150可包含上述的感測單元151及觸控處理器152。
舉例來說，二個感測單元151可設置於資料驅動電路130的二側。
感測單元151通過觸控感測線TSL電性耦接設置於觸控顯示面板110內的多個觸控電極TE。
感測單元151在觸控驅動期間內通過觸控感測線TSL施加觸控驅動訊號TDS至對應的觸控電極TE，且感測單元151自被施加有觸控驅動訊號TDS的觸控電極TE接收觸控感測信號TSS。
進一步地，感測單元151將所接收的觸控感測信號TSS或觸控感測資料傳送至觸控處理器152，觸控感測資料係通過處理觸控感測信號所產生，且感測單元151致能觸控處理器152以判斷觸碰與否、觸碰位置等。
在一些實施方式中，資料驅動電路130的顯示驅動及觸控驅動電路150的觸控驅動可同時地部份或完全執行，但於其他實施方式中，顯示驅動與觸控驅動可分別於顯示驅動期間及觸控驅動期間內執行，所述的顯示驅動期間及觸控驅動期間於時間上係被劃分且隔離開來。
特別地，當在顯示驅動期間內施加有共電壓的共電極作為觸控電極TE時，顯示驅動期間與觸控驅動期間於時間上係被劃分開來。
因此，本發明之實施例的觸控顯示裝置100提供一種驅動電路，其藉由資料驅動電路130的內部配置致能觸控感測，可以減少晶片尺寸與電能消耗，且執行顯示驅動與觸控驅動。
圖3A與圖3B係依據本發明之實施例所繪示的能夠於觸控顯示裝置100中執行顯示驅動與觸控驅動的驅動電路300的配置示意圖。
請參照圖3A，於本發明之實施例的觸控顯示裝置100，驅動電路300可包含數位類比轉換器DAC、多個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310及類比數位轉換器ADC。所述數位類比轉換器DAC將數位訊號轉換為類比電壓，所述的多個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310包含有310a、310b、310c，由數位類比轉換器DAC所輸出的電壓會被輸入至前述的多個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310，而類比數位轉換器ADC電性耦接每個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310。
數位類比轉換器DAC可將自控制器140輸入的影像資料轉換成類比電壓，且於顯示驅動期間內輸出該類比電壓。
數位類比轉換器DAC可輸出無負載驅動電壓，該無負載驅動電壓係為在觸控驅動期間中由內部所產生或是從外部所接收。
開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310可包含多個放大器、對應之放大器的輸入端以及對應之放大器的輸出端，對應之放大器的輸入端與數位類比轉換器DAC的輸出端電性耦接，對應之放大器的輸出端與資料線DL電性耦接。
因此，於顯示驅動期間內，自數位類比轉換器DAC輸出的資料電壓可透過開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的放大器而放大，且可被施加於對應的資料線DL。
進一步地，開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310可包含電性耦接觸控感測線TSL的回授電容Cfb(圖4)。
回授電容Cfb可通過開關電性耦接開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的該些放大器中至少一放大器。
在這樣的實施方式中，開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的多個放大器可在顯示驅動期間內與對應的資料線DL形成通道。然而，觸控驅動期間內所需要的通道可能較少於顯示驅動期間內所需要的通道，且每N個放大器組成一開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310。
進一步地，驅動電路300藉由提供一結構而在觸控驅動期間內致能所接收的觸控感測信號TSS以使其通過放大器輸出，於該結構中，開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310的放大器電性耦接回授電容Cfb，回授電容Cfb電性耦接觸控感測線TSL。
於觸控驅動期間內，通過開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310輸出的觸控感測信號TSS透過類比數位轉換器ADC被傳送至觸控處理器152，因此觸控處理器152可判斷觸碰與否以及觸碰的位置等。
因此，依據本發明之實施例，用於顯示驅動的所述多個放大器被配置而形成一群組，且用於觸控感測的回授電容Cfb被提供至每個群組，因而提供了能夠執行顯示驅動及觸控驅動的驅動電路300。
藉此，可以減少因資料驅動電路130與觸控驅動電路150分開配置所導致的晶片尺寸與電能消耗的增加。
在驅動電路300中，用於觸控感測的電路配置可被設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310與類比數位轉換器ADC之間。
請參照圖3B，在本發明之實施例的觸控顯示裝置100中，驅動電路300可包含數位類比轉換器DAC、開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310以及類比數位轉換器ADC，其中積分器320a、320b與320c以及取樣保持電路330a、330b與330c可設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310與類比數位轉換器ADC之間。
積分器320a、320b與320c可針對放大器所輸出的輸出訊號進行積分並隨後輸出積分值，所述放大器係為設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310的多個放大器中通過開關電性耦接觸控感測線TSL的放大器。
取樣保持電路330a、330b與330c可儲存積分器320a、320b與320c所輸出的積分值。
也就是說，藉由觸控驅動期間內預設的積分次數，積分器320a、320b與320c可針對設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310的放大器所輸出之該些訊號進行積分且輸出該些訊號，且取樣保持電路330a、330b與330c可針對積分器320a、320b與320c所輸出的該些訊號進行取樣且儲存該些訊號。
類比數位轉換器ADC可讀取取樣保持電路330a、330b與330c所儲存的訊號，且將所讀取的訊號轉換為對應數位訊號的感測值，且輸出該些感測值至觸控處理器152。
觸控處理器152根據類比數位轉換器ADC所傳送的該些感測值判斷觸碰與否以及觸碰位置。
以下將針對開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310的結構進行詳細描述，其能夠在驅動電路300內執行顯示驅動與觸控感測。
圖4係依據本發明之第一實施例所繪示的觸控顯示裝置100內的驅動電路300的結構。
請參照圖4，其示出驅動電路300內所述多個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310其中之一的結構。
開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310可包含具有輸入端、輸出端及回授電容Cfb的多個放大器。輸入端電性耦接數位類比轉換器DAC且輸出端電性耦接資料線DL且回授電容Cfb電性耦接觸控感測線TSL。
對應的放大器之輸出端可於顯示驅動期間內通過與所述輸出端電性耦接的開關電性耦接資料線DL，且可於觸控驅動期間內電性耦接類比數位轉換器ADC。
具體來說，開關Std1、Std2、Std3、Std4及Std5係設置於對應的放大器之輸出端內，所述開關Std1、Std2、Std3、Std4及Std5控制放大器所輸出的電壓或是訊號的輸出。
開關Sod1、Sod2、Sod3、Sod4、Sod5被設置於Std1、Std2、Std3、Std4、Std5與資料線DL之間，所述開關Sod1、Sod2、Sod3、Sod4、Sod5係控制輸入於資料線DL的資料電壓。
進一步地，開關Sad1、Sad2、Sad3、Sad4及Sad5被設置電性連接於所述二類型的開關，且開關Sad1、Sad2、Sad3、Sad4及Sad5控制放大器所輸出的訊號使其提供至類比數位轉換器ADC。
該些放大器中的一放大器電性耦接回授電容Cfb，而所述回授電容Cfb通過於觸控驅動期間內開啟的開關Sp1及Sn1電性耦接觸控感測線TSL。
回授電容Cfb通過於觸控驅動期間內開啟的開關Sot電性耦接觸控感測線TSL。
因此，於顯示驅動期間內，輸入至每個放大器的類比電壓被放大且施加於與對應的放大器電性耦接的資料線DL。
進一步地，於觸控驅動期間內通過觸控感測線TSL所接收到的觸控感測信號TSS，係被與回授電容Cfb電性耦接的放大器所放大，且傳送至 類比數位轉換器ADC。
對應地，藉由致能在驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的顯示驅動及觸控感測，能夠提供晶片尺寸與電能消耗減少的驅動電路。
以下將參照圖5與圖6，針對本發明之第一實施例的驅動電路300於顯示驅動期間及觸控驅動期間內運作的具體架構進行描述。
圖5係依據本發明之第一實施例所繪示的驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310於顯示驅動期間內運作的狀態。
請參照圖5，多個放大器之一透過在觸碰驅動期間當中被開啟的開關Sp1與Sn1電性耦接至觸控感測線TSL以及回授電容Cfb。
進一步地，電性耦接放大器之對應的輸出端的開關Sod1、Sod2、Sod3、Sod4與Sod5以及開關Std1、Std2、Std3、Std4與Std5被開啟。
進一步地，其餘的開關則為關閉。
因此，自數位類比轉換器DAC輸出的資料電壓通過該些放大器被施加於資料線DL，所述的資料線DL係電性耦接對應的放大器。
也就是說，通過開關電容增益放大器群組SC-GA Group內的310開關的啟/閉控制，與資料驅動電路130相同的運作可於顯示驅動期間內被執行。
透過開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的開關之啟/閉控制，觸控感測可於觸控驅動期間內被執行。
圖6係繪示驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group於觸控驅動期間內運作的狀態。
請參照圖6，在觸控驅動期間內電性耦接回授電容Cfb與放大器的開關Sp1及Sn1被開啟，且控制回授電容Cfb與觸控感測線TSL之間的電性耦接的開關Sot亦被開啟。
對應地，通過觸控感測線TSL所接收的觸控感測信號TSS被輸入至放大器的輸入端，放大器於觸控驅動期間內與回授電容Cfb電性耦接。
進一步地，與對應之放大器的輸出端電性耦接的開關Std1被開啟，且控制類比數位轉換器ADC與放大器之間的電性耦接的開關Sad1、Sad2、Sad3、Sad4與Sad5亦被開啟。
進一步地，與回授電容Cfb電性耦接的開關Sfb動態地運作以重置回授電容Cfb，且其餘的開關被關閉。
因此，輸入至與回授電容Cfb電性耦接的放大器之輸入端的觸控感測信號TSS於觸控驅動期間內由放大器傳送至類比數位轉換器ADC。
依據本發明實施例，藉由提供一結構，觸控感測信號TSS可於觸控驅動期間內被接收，於所述的結構中，於顯示驅動期間內輸出資料電壓的N個放大器被包含於單一群組中，且與觸控感測線TSL電性耦接的回授電容Cfb電性耦接於該N個放大器其中之一。
對應地，用於執行顯示驅動及觸控驅動的驅動電路300的晶片尺寸可以減少且電能的消耗亦可以減少。
同時，當觸控顯示裝置100的尺寸增加時，設置於觸控顯示面板110上的觸控感測線TSL的電阻以及觸控電極TE的寄生電容增加，因此觸控感測的精準度可能會降低。
本發明之實施例的觸控顯示裝置100的驅動電路300提供一種結構，其致能顯示驅動與觸控驅動，且進一步地提供一種驅動架構與結構，其使的觸控感測的精準度可以改善。
圖7係依據本發明之第二實施例的觸控顯示裝置100內的驅動電路300之結構。
請參照圖7，於本發明之第二實施例的驅動電路300中，每個開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310可包含多個放大器及回授電容Cfb。所述多個放大器具有輸入端及輸出端，輸入端電性耦接數位類比轉換器DAC且輸出端電性耦接資料線DL。回授電容Cfb電性耦接觸控感測線TSL。
進一步地，對應的放大器之輸出端可在顯示驅動期間內通過開關電性耦接資料線DL，開關係電性耦接於輸出端，且可以在觸控驅動期間內電性耦接類比數位轉換器ADC。
此時，一開關電容增益放大器群組放大器SC-GA Group 310內的放大器具有與其電性耦接的對應之開關Sfb1、Sfb2、Sfb3、Sfb4及Sfb5。
進一步地，每個放大器可電性耦接回授電容Cfb，所述回授電容Cfb係設置於開關電容增益放大器群組放大器SC-GA Group 310內。
舉例來說，放大器AMP1可依據開關sp1及sn1的啟/閉狀態電性耦接至回授電容Cfb，且放大器AMP2可依據開關sp2及sn2的啟/閉狀態電性耦接至回授電容Cfb。
類似地，其餘的放大器AMP3、AMP4及AMP5可通過與其電性耦接的對應的開關Sp3與Sn3、Sp4與Sn4、以及Sp5與Sn5電性耦接回授電容Cfb。
因此，由於要控制與對應之放大器電性耦接的開關的啟/閉，與回授電容Cfb電性耦接的放大器可以係一或多個，所述之回授電容Cfb係於觸控驅動期間電性耦接觸控感測線TSL。
以下請參照圖8至圖10，其係描述依據本發明之第二實施例的驅動電路300在顯示驅動期間及觸控驅動期間內運作的具體架構圖。
圖8係依據第二實施例所繪示的驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310於顯示驅動期間內運作的狀態。
請參照圖8，在開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310中，電性耦接對應之放大器的開關Sfb1、Sfb2、Sfb3、Sfb4及Sfb5在顯示驅動期間內被開啟。
進一步地，電性耦接放大器之輸出端的開關Std1、Std2、Std3、Std4及Std5被開啟，且電性耦接資料線DL的開關Sod1、Sod2、Sod3、Sod4及Sod5亦被開啟。
進一步地，其餘的開關則為關閉。
在這樣的情形下，設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的放大器在顯示驅動期間中輸出資料電壓至對應的資料線DL。
在開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310中，觸控感測信號TSS可在觸控驅動期間中被傳送至類比數位轉換器ADC，每個放大器可電性耦接回授電容Cfb，且可使用各種的架構將觸控感測信號TSS傳送至類比數位轉換器ADC。
圖9A與圖9B係依據本發明之第二實施例所繪示之驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310於觸控驅動期間內的運作狀態示意圖。
請參照圖9A與圖9B，設置於開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內的每個放大器可於觸控驅動期間內依序地電性耦接回授電容Cfb，所述的回授電容Cfb電性耦接觸控感測線TSL。
請參照圖9A，電性耦接觸控感測線TSL及回授電容Cfb的開關Sot係於觸控驅動期間內被開啟。
進一步地，電性耦接放大器AMP1的開關Sp1及Sn1被開啟，且電性耦接放大器AMP1之輸出端的開關Std1以及電性耦接類比數位轉換器ADC的開關Sad1、Sad2、Sad3、Sad4及Sad5被開啟。
電性耦接放大器AMP1的開關Sfb1動態地運作以重置回授電容Cfb，且其餘的開關則為關閉。
對應地，透過觸控感測線TSL所接收的觸控感測信號TSS通過放大器AMP1被傳送至類比數位轉換器ADC。
當觸控感測信號TSS通過放大器AMP1被傳送後，放大器AMP2、AMP3、AMP4及AMP5可依序地電性耦接回授電容Cfb。
請參照圖9B，電性耦接觸控感測線TSL及回授電容Cfb的開關Sot於觸控驅動期間內被開啟。
進一步地，在觸控驅動期間內，電性耦接放大器AMP2的開關Sp2及Sn2被開啟，且電性耦接放大器AMP2之輸出端的開關Std2以及電性耦接類比數位轉換器ADC的開關Sad2、Sad3、Sad4及Sad5被開啟。
電性耦接放大器AMP2的開關Sfb2動態地運行以重置回授電容Cfb,，且其餘的開關則為關閉。
因此，透過觸控感測線TSL所接收到的觸控感測信號TSS通過放大器AMP2被傳送至類比數位轉換器ADC。
類似地，放大器AMP3、AMP4及AMP5依序地電性耦接回授電容Cfb，且已通過對應的放大器的觸控感測信號TSS係被傳送至類比數位轉換器ADC。
如同前述，由於觸控感測信號TSS通過不同的放大器被傳送至類比數位轉換器ADC，因此觸控處理器152可使用所接收到的觸控感測信號TSS執行觸控感測，而所述之觸控感測的誤差影響可以降至最低。
舉例來說，觸控處理器152可使用N個所接收到的觸控感測信號TSS之平均值執行觸控感測，或是排除該N個觸控感測信號TSS中最大與最小的偏差值來執行觸控感測。
因此，藉由使用N個觸控感測資料來執行觸控感測，可以避免觸控感測的精準度因觸控感測資料的誤差而下降。
進一步地，本發明之第二實施例的驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310可藉由使所有的放大器同時電性耦接回授電容Cfb，以增強觸控感測信號TSS的強度且傳送增強後的觸控感測信號TSS。
圖10係依據本發明之第二實施例所繪示的驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310於觸控驅動期間內另一運作的狀態示意圖。
請參照圖10，電性耦接觸控感測線TSL及回授電容Cfb的開關Sot在觸控驅動期間內被開啟。
進一步地，控制放大器AMP1與回授電容Cfb之間的電性耦接(electrical coupling)的開關Sp1及Sn1被開啟。
進一步地，控制放大器AMP2與回授電容Cfb之間的電性耦接(electrical coupling)的開關Sp2與Sn2被同時開啟，且控制其餘放大器AMP3、AMP4及AMP5與回授電容Cfb之間的電性耦接(electrical coupling)的所有開關Sp3、Sn3、Sp4、Sn4、Sp5及Sn5亦同時被開啟。
進一步地，與對應放大器之輸出端電性耦接的開關Std1、Std2、Std3、Std4及Std5被開啟，且與類比數位轉換器ADC電性耦接的開關Sad1、Sad2、Sad3、Sad4及Sad5亦被開啟。
與對應放大器電性耦接的開關Sfb1、Sfb2、Sfb3、Sfb4及Sfb5動態地運作以重置回授電容Cfb，且其餘的開關則被關閉。
因此，在觸控驅動期間內，自觸控感測線TSL所接收的觸控感測信號TSS可通過N個放大器而放大，且N次放大的訊號可被傳送至類比數位轉換器ADC。
因此，觸控感測信號TSS的強度可根據電性耦接回授電容Cfb的放大器的數量而被增強，從而改善觸控感測的執行。
本發明之實施例的驅動電路300利用一結構來減少晶片尺寸及電能消耗，所述結構係共用一通道來輸出資料電壓且共用一通道來接收觸控感測信號TSS，且驅動電路300藉由開關的啟/閉控制來改善觸控感測的執行及精準度，所述的開關係用於電性耦接放大器及回授電容Cfb。
再者，藉由使用驅動電路300內的一些放大器及數位類比轉換器(DAC)來於觸控驅動期間內產生無負載驅動電壓，可進一步地減少用於觸控感測的電路配置。
圖11係依據本發明之實施例所繪示的於驅動電路300內產生無負載驅動電壓的結構示意圖。
請參照圖11，本發明之實施例的驅動電路300可藉由使用數位類比轉換器DAC及二個放大器來產生無負載驅動電壓。
驅動電路300可使用第一電壓VREFH IN及第二電壓VREFL IN來產生無負載驅動電壓，所述的第一電壓VREFH IN及第二電壓VREFL IN係從數位類比轉換器DAC所輸出且具有不同電壓準位。
舉例來說，可使用8位元數位類比轉換器DAC所輸出之7伏特的第一電壓VREFH IN與4伏特的第二電壓VREFL IN。
數位類比轉換器DAC所輸出的第一電壓VREFH IN輸入至第一放大器1101，且第二電壓VREFL IN輸入至第二放大器1102。
第一電壓VREFH及第二電壓VREFL可分別透過第一放大器1101及第二放大器1102來輸出，且第一放大器1101及第二放大器1102所輸出的電壓其中之一可根據觸控驅動期間內輸出的無負載驅動電壓之時序來輸出，從而可以產生無負載驅動電壓。
驅動電路300施加所產生的無負載驅動電壓至對應放大器之輸入端，所述之對應放大器係配置於驅動電路300的開關電容增益放大器群組SC-GA Group 310內部。
因此，驅動電路300藉由使用放大器與數位類比轉換器DAC來產生無負載驅動電壓，而無需額外配置電路來產生所述的無負載驅動電壓，因此可以進一步地減少用於觸控驅動的電路結構，其中所述的無負載驅動電壓係於觸控驅動期間內被輸出。
依據本發明之實施例，透過驅動電路300內的開關電容增益放大器群組放大器SC-GA Group 310的結構，可減少晶片尺寸以及減少當致能顯示驅動與觸控感測時的電能消耗，其中於所述的開關電容增益放大器群組放大器SC-GA Group 310中，開關及回授電容Cfb電性耦接放大器，且所述之放大器係設置於資料電壓的輸出端。
除此之外，本發明之實施例提供驅動電路300，可以藉由增強觸控感測信號TSS的強度或是透過開關的啟/閉控制來使觸控感測信號TSS的誤差降至最低，從而改善觸控感測的精準度及執行，其中所述的開關電性耦接放大器與回授電容Cfb。
進一步地，一個優點係為藉由使用驅動電路300內的放大器及數位類比轉換器DAC來產生無負載驅動電壓，以簡化觸控驅動所需的電路結構，其中所述的無負載驅動電壓係於觸控驅動期間內所輸出的。
雖然已描述本發明的較佳實施例來說明本發明的目的，但是本領域技術人員了解在不脫離申請專利範圍所揭露之本發明的範圍和精神的情況下，可以進行各種修改，添加和替換。因此，為了簡潔和清楚，已經描述了本發明的示例性實施例。本發明的範圍應該以所附申請專利範圍為基礎進行理解，使得包括在與申請專利範圍等同的範圍內的所有技術思想都屬於本發明。
上述的各種實施例可以被組合以提供進一步的實施例。本說明書中提及和/或在應用數據表中列出的所有美國專利、美國專利申請公開、美國專利申請、外國專利、外國專利申請和非專利出版物通過引用整體併入本文。如果必要的話，可以修改實施例的方面以利用各種專利、申請和公開的概念來提供另外的實施例。
根據上面的詳細描述，可以對這些實施例做出這些和其他的改變。一般來說，在以下的申請專利範圍中，所使用的術語不應該被解釋為將申請專利範圍限制在說明書和申請專利範圍中所公開的具體實施例，而是應該被解釋為包括所有可能的實施例以及申請專利範圍之等效範圍。因此，申請專利範圍不受本揭露的限制。
100‧‧‧觸控顯示裝置
110‧‧‧觸控顯示面板
120‧‧‧閘極驅動電路
130‧‧‧資料驅動電路
140‧‧‧控制器
150‧‧‧觸控驅動電路
151‧‧‧感測單元
152‧‧‧觸控處理器
300‧‧‧驅動電路
320a~320c‧‧‧積分器
330a~330c‧‧‧取樣保持電路
Std1~Std5、Sad1~Sad5、Sod1~Sod5、Sot、Sp1~Sp5、Sn1~Sn5、Sfb1~sfb5‧‧‧開關
ADC#1~#M‧‧‧類比數位轉換器
AMP1~AMP5、1101‧‧‧放大器
Cfb‧‧‧回授電容
GL‧‧‧閘極線
DL‧‧‧資料線
DAC‧‧‧數位類比轉換器
SP‧‧‧子畫素
SC-GA Group#1~#M 、310、310a~310c‧‧‧開關電容增益放大器群組
TE‧‧‧觸控電極
TSL‧‧‧觸控感測線
TDS‧‧‧觸控驅動訊號
TSS‧‧‧觸控感測信號
VREFH、VREFH IN‧‧‧第一電壓
VREFL、VREFL IN‧‧‧第二電壓
結合以下的詳細描述與所附圖式，本發明之上述和其它目的、特徵和優點將更加明顯，其中：
圖1係依據本發明之實施例所繪示的觸控顯示裝置的配置示意圖。 圖2係依據本發明之實施例所繪示的觸控顯示裝置內的驅動電路的結構示意圖。 圖3A與圖3B係依據本發明之實施例所繪示的能夠於觸控顯示裝置中執行顯示驅動與觸控驅動的驅動電路的配置示意圖。 圖4係依據本發明之第一實施例所繪示的於觸控顯示裝置內致能顯示驅動及觸控驅動的驅動電路之結構示意圖。 圖5係依據本發明之第一實施例所繪示的驅動電路於顯示驅動期間內運作的狀態示意圖。 圖6係依據本發明之第一實施例所繪示的驅動電路於觸控驅動期間內運作的狀態示意圖。 圖7係依據本發明之第二實施例所繪示的於觸控顯示裝置內致能顯示驅動及觸控驅動的驅動電路之結構示意圖。 圖8係依據本發明之第二實施例所繪示的驅動電路於顯示驅動期間內運作的狀態示意圖。 圖9A與圖9B係依據本發明之第二實施例所繪示之驅動電路於觸控驅動期間內的運作狀態示意圖。 圖10係依據本發明之第二實施例所繪示的驅動電路於觸控驅動期間內另一運作的狀態示意圖。 圖11係依據本發明之實施例所繪示的於驅動電路內產生無負載驅動電壓的結構示意圖。

Claims (17)

  1. 一種觸控顯示裝置，包含：一觸控顯示面板，設有多個閘極線及多個資料線、佈置於該些閘極線與該些資料線相交的區域內的多個子畫素、多個觸控電極，以及與該些觸控電極電性耦接的多個觸控感測線；以及一驅動電路，用以於一顯示驅動期間驅動該些資料線且於一觸控驅動期間驅動該些觸控感測線，該驅動電路更配置包含多個放大器，該些放大器具有電性耦接一輸出端以輸出一類比電壓的輸入端、且該些放大器具有電性耦接該些資料線的輸出端，且該些放大器的至少一者係電性耦接一回授電容，該回授電容通過於該觸控驅動期間被開啟的至少一開關而電性耦接該些觸控感測線的至少一者。
  2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該些放大器被配置使N個相鄰的放大器組成一群組，且該群組內的該N個放大器之一係電性耦接該回授電容。
  3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該些放大器被配置使N個相鄰的放大器組成一群組，且該群組內的該N個放大器通過一或多個開關而電性耦接該回授電容，該一或多個開關與對應的該些放大器電性耦接且於該觸控驅動期間內被開啟。
  4. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中在該觸控驅動期間內，該N個放大器依序地與該回授電容電性耦接。
  5. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中在該觸控驅動期間內，該N個放大器同時與該回授電容電性耦接。
  6. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中電性耦接該回授電容的該放大器用以在該顯示驅動期間內輸出一資料電壓，且在該觸控驅動期間內輸出由該些觸控感測線所輸入的一觸控感測信號。
  7. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該驅動電路配置更包含一第一放大器及一第二放大器，該第一放大器具有輸入一第一電壓的一輸入端，該第二放大器具有輸入一第二電壓的一輸入端，其中於該觸控驅動期間內所輸出的一無負載驅動電壓藉由該第一放大器所輸出的電壓及該第二放大器所輸出的電壓而產生。
  8. 如請求項7所述的觸控顯示裝置，其中該無負載驅動電壓用以於該觸控驅動期間內被施加於該驅動電路內的該些放大器的輸入端。
  9. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該驅動電路配置更包含：一積分器，用以對與該些觸控感測線電性耦接的該放大器所輸出的信號進行積分並輸出一積分值；以及一類比數位轉換器，用以將該積分器所輸出之該積分值轉換成一數位信號並輸出該數位信號。
  10. 一驅動電路，包含：一類比電壓輸出單元，用以接收一數位信號的輸入並輸出一類比電壓；多個放大器，具有輸入端及輸出端，該些放大器的輸入端電性耦接該類比電壓輸出單元的一輸出端，且該些放大器的輸出端電性耦接設置於一觸控顯示面板內的資料線；以及一回授電容，電性耦接設置於該觸控顯示面板內的一觸控感測線，且通過至少一開關而電性耦接該些放大器中至少一放大器，該至少一開關係於一觸控驅動期間內被開啟。
  11. 如請求項10所述的驅動電路，其中該些放大器被配置使N個相鄰的放大器組成一群組，單一回授電容設置於每一個群組。
  12. 如請求項11所述的驅動電路，其中該回授電容用以通過一開關而電性耦接該N個放大器中的一個放大器，該開關係於該觸控驅動期間內開啟。
  13. 如請求項11所述的驅動電路，其中該回授電容用以通過一開關而電性耦接該N個放大器中的每一個，該開關係於該觸控驅動期間內開啟。
  14. 如請求項13所述的驅動電路，其中該回授電容用以於該觸控驅動期間內依序地電性耦接該N個放大器。
  15. 如請求項13所述的驅動電路，該回授電容用以於該觸控驅動期間內同時電性耦接該N個放大器。
  16. 如請求項10所述的驅動電路，更包含一無負載驅動電壓產生單元配置包含：一第一放大器電性耦接該類比電壓輸出單元的一輸出端且輸入有一第一電壓；以及一第二放大器電性耦接該類比電壓輸出單元的該輸出端且輸入有一第二電壓，其中於該觸控驅動期間內的所輸出的一無負載驅動電壓藉由該第一放大器所輸出的電壓及該第二放大器所輸出的電壓而產生。
  17. 如請求項10所述的驅動電路，更包含：一積分器，用以對與該些觸控感測線電性耦接的該放大器所輸出的信號進行積分並輸出一積分值；以及一類比數位轉換器，用以將該積分器所輸出之該積分值轉換成一數位信號並輸出該數位信號。
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