TWI709886B

TWI709886B - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TWI709886B
Application number: TW108115276A
Authority: TW
Inventors: 張哲嘉; 李家圻; 莊銘宏; 鍾俊甫; 陳政德; 劉貴文; 杜宗諺
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-05-02
Filing date: 2019-05-02
Publication date: 2020-11-11
Also published as: TW202042025A; CN110989868A; CN110989868B

Abstract

一種觸控顯示裝置，包含觸控電極陣列、驅動電路、控制訊號產生電路和觸控多工電路。觸控電極陣列包含複數個觸控電極。驅動電路用以輸出複數個第一控制訊號。控制訊號產生電路電性耦接驅動電路，用以根據第一控制訊號產生複數個第二控制訊號。觸控多工電路電性耦接觸控電極和控制訊號產生電路，用以根據第二控制訊號輸出複數個偵測訊號至觸控電極進行觸控偵測。其中第二控制訊號的數量大於第一控制訊號的數量。

Description

觸控顯示裝置

本揭示內容是關於一種觸控顯示裝置，且特別是一種具有觸控多工電路的觸控顯示裝置。

隨著科技發展，觸控顯示裝置的需求越來越廣泛。由於將晶片中的電路移到玻璃(Glass)製程中可降低晶片成本，對於需要多晶片架構的應用將有所幫助。然而，由於移入玻璃製程的晶片電路的接腳(pin)數量有限，無法支援需要多個控制訊號的多工電路運作。

因此，如何在接腳數量有限的情況下輸出多工電路所需的控制訊號，是目前設計的考量和挑戰。

本揭示內容的一種實施態樣係關於一種觸控顯示裝置，包含觸控電極陣列、驅動電路、控制訊號產生電路和觸控多工電路。觸控電極陣列包含複數個觸控電極。驅動電路用以輸出複數個第一控制訊號。控制訊號產生電路電性耦接驅動電路，用以根據第一控制訊號產生複數個第二控制訊號。觸控多工電路電性耦接觸控電極和控制訊號產生電路，用以根據第二控制訊號輸出複數個偵測訊號至觸控電極進行觸控偵測。其中第二控制訊號的數量大於第一控制訊號的數量。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧驅動電路

120‧‧‧觸控電極陣列

130‧‧‧控制訊號產生電路

132‧‧‧起始電路

134‧‧‧結束電路

136‧‧‧上拉電路

138‧‧‧下拉電路

140‧‧‧觸控多工電路

140a~140n‧‧‧觸控多工單元

150‧‧‧畫素陣列

160‧‧‧閘極驅動電路

170‧‧‧切換電路

P[1]、P[2]~P[n]、P[n+1]、P[n+2]~P[2n]…P[6n]‧‧‧觸控電極

C1~Cn‧‧‧觸控電極列

L1、L2、L3、L4、L5‧‧‧連接線

PX‧‧‧畫素

A1~A6‧‧‧區域

Rx1~Rx6‧‧‧輸出端

S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G、S[k]、S[k]G‧‧‧第二控制訊號

Sgd‧‧‧重置訊號

M1~M6、M1’~M6’‧‧‧電晶體

Tf、Td、Tr、Tt、t1~t6‧‧‧期間

Vcom‧‧‧共通電壓準位

Vgd‧‧‧重置電壓準位

Sen‧‧‧偵測電壓

TPSR[1]~TPSR[6]、TPSR[k]‧‧‧移位暫存單元

SRc‧‧‧移位暫存電路

Inv‧‧‧反向電路

T1~T18‧‧‧電晶體

R1、R2‧‧‧電阻

Q‧‧‧節點

TP_CK、TP_XCK‧‧‧時脈訊號

TP_STV、S[k-1]‧‧‧起始訊號

TP_END、S[k+1]‧‧‧結束訊號

TPSW‧‧‧選擇訊號

VGH‧‧‧高參考電壓準位

VSS‧‧‧低參考電壓準位

GOFF‧‧‧閘極驅動結束訊號

第1A圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控顯示裝置的示意圖。

第1B圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示另一種觸控顯示裝置的示意圖。

第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控電極陣列的示意圖。

第3圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控多工電路的示意圖。

第4圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控多工單元的示意圖。

第5圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種控制訊號和觸控電極運作的時序示意圖。

第6圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種控制訊號產生電路的示意圖。

第7圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種移位暫存單元的示意圖。

第8圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種控制訊號產生電路的訊號時序示意圖。

第9圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元的示意圖。

第10圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元的示意圖。

第11圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元的訊號時序示意圖。

第12圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元的示意圖。

第13圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元的示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所描述的具體實施例僅用以解釋本案，並不用來限定本案，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭示內容所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

在本文中所使用的用詞『包含』、『具有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及/或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

為便於說明起見，本揭示內容之觸控顯示裝置100的電路及元件分別繪示於第1A圖和第1B圖中。請參考第1A圖。第1A圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控顯示裝置100的示意圖。如第1A圖所示，觸控顯示裝置100包含驅動電路110、觸控電極陣列120、控制訊號產生電路130和觸控多工電路140。觸控電極陣列120包含排列成陣列的複數個觸控電極。在第1A圖之實施例中，觸控電極陣列120包含n個觸控電極列C1~Cn，每個觸控電極列包含6n個觸控電極。例如，第一觸控電極列C1包含觸控電極P[1]~P[6n]。其中，n為大於1的正整數。

結構上，驅動電路110電性耦接控制訊號產生電路130。控制訊號產生電路130電性耦接觸控多工電路140。觸控多工電路140電性耦接觸控電極陣列120中的複數個觸控電極。具體而言，驅動電路110透過連接線L1電性耦接控制訊號產生電路130。控制訊號產生電路130透過連接線L2電性耦接觸控多工電路140。觸控多工電路140透過連接線L3電性耦接觸控電極陣列120中的複數個觸控電極。

在部分實施例中，連接線L1的數量小於連接線L2的數量。舉例來說，連接線L1可為4條，連接線L2可為12條，但並不以此為限。此外，在部分實施例中，觸控電極陣列120中的每一個觸控電極接透過連接線L3中的單獨一條導線電性連接至觸控多工電路140。換言之，如第1A圖所示，觸控電極陣列120中總共包含6n乘n個觸控電極，則連接線L3包含6n乘n條相互獨立的導線。

操作上，驅動電路110用以輸出複數個第一控制訊號至控制訊號產生電路130。控制訊號產生電路130用以根據第一控制訊號產生複數個第二控制訊號，並將第二控制訊號輸出至觸控多工電路140。觸控多工電路140用以根據第二控制訊號輸出複數個偵測訊號至相應的觸控電極進行觸控偵測。其中，第二控制訊號的數量大於第一控制訊號的數量。

接著，請參考第1B圖。第1B圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示另一種觸控顯示裝置的示意圖。如第1B圖所示，觸控顯示裝置100更包含畫素陣列150、閘極驅動電路160和切換電路170。畫素陣列150包含排列成陣列的複數個畫素(如圖中PX所示)。閘極驅動電路160包含相互串聯的複數個移位暫存器(圖中未示)。切換電路170包含複數個開關(圖中未示)。結構上，驅動電路110透過連接線L4電性耦接閘極驅動電路160。閘極驅動電路160電性耦接畫素陣列150。驅動電路110透過連接線L5電性耦接切換電路170。切換電路170電性耦接觸控電極陣列120。在部分實施例中，觸控電極陣列120和畫素陣列150可重疊。例如，觸控電極陣列120可由畫素陣列150中的共通電極據以實施。

操作上，驅動電路110用以輸出複數個閘極控制訊號至閘極驅動電路160，閘極驅動電路160中的移位暫存器用以根據閘極控制訊號產生相應的閘極驅動訊號並將閘極驅動訊號輸出至畫素陣列150進行顯示。此外，驅動電路110用以輸出選擇訊號至切換電路170，切換電路170用以根據選擇訊號選擇性的導通或關斷內部的開關。具體而言，當觸控顯示裝置100進行顯示時，選擇訊號位於導通準位使得切換電路170導通內部開關以輸出共通電壓準位至觸控電極陣列120。當觸控顯示裝置100進行觸控偵測時，選擇訊號位於關斷準位使得切換電路170關斷內部開關。

在部分實施例中，閘極驅動電路160可由閘極驅動電路基板(gate on array，GOA)技術據以實施。值得注意的是，在部分實施例中，觸控顯示裝置100更包含源極驅動電路、資料多工電路及/或其他控制電路。第1A圖和第1B圖僅為方便說明之示例，並不非用以限制本案。

在部分實施例中，驅動電路110包含的部分接腳如下表一所示。

舉例來說，第6根接腳連接第1B圖中的連接線L5，用以提供選擇訊號至切換電路170。第7至16根接腳連接第1B圖中的連接線L4，用以提供訊號至閘極驅動電路160。第19至24根接腳用以提供訊號至資料多工電路或源極驅動電路。其中，剩下第1至5根接腳可提供觸控多工電路140所需的訊號。在本實施例中，藉由第2至5根接腳連接第1A圖中的連接線L1，以提供第一控制訊號至控制訊號產生電路130，再由控制訊號產生電路130根據第一控制訊號產生數量大於第一控制訊號數量的第二控制訊號以輸出至觸控多工電路140。如此一來，透過控制訊號產生電路130便能在接腳數量有限的情況下輸出觸控多工電路140所需的控制訊號。

關於控制訊號產生電路130如何產生第二控制訊號將於後續段落敘明，在此先說明觸控多工電路140如何根據第二控制訊號輸出偵測訊號至相應的觸控電極進行觸控偵測。請一併參考第2圖和第3圖。第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控電極陣列120的示意圖。如第2圖所示，觸控電極陣列120包含6個區域A1~A6。具體而言，觸控電極列C1~Cn中的第1至n個觸控電極位於區域A1。觸控電極列C1~Cn中的第n+1至2n個觸控電極位於區域A2。依此類推，觸控電極列C1~Cn中的第5n+1至6n個觸控電極位於區域A6。

第3圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控多工電路140的示意圖。如第3圖所示，觸控多工電路140包含複數個觸控多工單元140a~140n。結構上，觸控多工單元140a~140n分別連接驅動電路110中的輸出端Rx1~Rxn。觸控多工單元140a~140n透過12條導線(如第1A圖中的連接線L2)連接控制訊號產生電路130。以及，觸控多工單元140a~140n分別連接觸控電極陣列120中第一觸控電極列C1的觸控電極P[1]~P[6n]。

舉例來說，在本實施例中，觸控多工單元140a~140n係以一對六的多工器作為說明示例。因此，每個觸控多工單元分別連接到6個觸控電極。例如，觸控多工單元140a連接的是分別位於區域A1~A6中的觸控電極P[1]、P[n+1]、P[2n+1]、P[3n+1]、P[4n+1]、P[5n+1]。觸控多工單元140b連接的是分別位於區域A1~A6中的觸控電極P[2]、P[n+2]、P[2n+2]、P[3n+2]、P[4n+2]、P[5n+2]。依此類推，觸控多工單元140n連接的是分別位於區域A1~A6中的觸控電極P[n]、P[2n]、P[3n]、P[4n]、P[5n]、P[6n]。

值得注意的是，為了圖式繪製上的簡潔，在第3圖中觸控多工單元140a~140n所連接的觸控電極僅以符號標示。以及，雖然第2圖所繪示的觸控電極陣列120係以方格矩陣方式排列，但並非用以限制本案，本領域通常知識者可依實際需求進行設計和調整。此外，為了圖式繪製上的簡潔，在第3圖中僅繪示連接第一觸控電極列C1的觸控多工單元140a~140n。連接第2圖中其他觸控電極列C2~Cn的觸控多工單元與第3圖中的觸控多工單元140a~140n相似，在此不再贅述。

操作上，觸控多工單元140a~140n用以接收控制訊號產生電路130輸出的第二控制訊號S[1]~S[6]和S[1]G~S[6]G，並用以根據第二控制訊號S[1]~S[6]和S[1]G~S[6]G選擇性地將驅動電路110的輸出端Rx1~Rxn所傳送的訊號輸出至相應的觸控電極。

具體而言，請一併參考第4圖和第5圖。第4圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種觸控多工單元140a的示意圖。第5圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G的波形示意圖和觸控電極P[1]~P[6n]運作的時序示意圖。如第4圖所示，一對六的觸控多工單元140a包含電晶體M1~M6、M1’~M6’。電晶體M1~M6、M1’~M6’分別自控制訊號產生電路130接收相應的第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G，並且分別根據相應的第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G選擇性地導通或關斷。其中第二控制訊號S[1]~S[6]和S[1]G~S[6]G為相應的反向訊號。當第二控制訊號S[1]~S[6]位於導通準位 (第二控制訊號S[1]G~S[6]G位於關斷準位)時，電晶體M1~M6導通以將驅動電路110的輸出端Rx1所傳送的訊號輸出至相應的觸控電極。當第二控制訊號S[1]G~S[6]G位於導通準位(第二控制訊號S[1]~S[6]位於關斷準位)時，電晶體M1’~M6’導通以將重置訊號Sgd提供至相應的觸控電極。

進一步詳細說明，如第5圖所示，在一個週期期間Tf中包含顯示期間Td和觸控偵測期間Tt。觸控偵測期間Tt包含重置期間Tr。在顯示期間Td，第二控制訊號S[1]~S[6]位於導通準位(如：高電壓準位)，第二控制訊號S[1]G~S[6]G位於關斷準位(如：低電壓準位)，使得電晶體M1~M6導通而電晶體M1’~M6’關斷。因此，驅動電路110將透過輸出端Rx1經由觸控多工單元140a提供共通電壓準位Vcom至觸控電極P[1]~P[6n]。如第5圖所示，在Td期間，觸控電極P[1]~P[n]、P[n+1]~P[2n]…P[5n+1]~P[6n]位於共通電壓準位Vcom。

在重置期間Tr，第二控制訊號S[1]~S[6]位於關斷準位(如：低電壓準位)，第二控制訊號S[1]G~S[6]G位於導通準位(如：高電壓準位)，使得電晶體M1~M6關斷而電晶體M1’~M6’導通。因此，觸控多工單元140a將重置訊號Sgd輸出至相應的觸控電極。如第5圖所示，在Td期間，觸控電極P[1]~P[n]、P[n+1]~P[2n]…P[5n+1]~P[6n]位於重置電壓準位Vgd。

觸控偵測期間Tt，第二控制訊號S[1]~S[6]依序位於導通準位(如：高電壓準位)，第二控制訊號S[1]G~S[6]G 依序位於關斷準位(如：低電壓準位)，使得電晶體M1~M6依序導通而電晶體M1’~M6’依序關斷。因此，驅動電路110得以透過輸出端Rx1經由觸控多工單元140a依序提供偵測訊號至觸控電極進行觸控偵測。如第5圖所示，在t1期間，觸控電極P[1]~P[n]用以接收偵測電壓Sen。接著，觸控電極P[n+1]~P[2n]用以接收偵測電壓Sen。依此類推，直到觸控電極P[5n+1]~P[6n]用以接收偵測電壓Sen。

如此一來，藉由如第5圖中所示的第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G，便能使觸控多工單元140a依序輸出的偵測訊號至相應的觸控電極P[1]~P[6n]進行觸控偵測。此外，第3圖中的觸控多工單元140b~140n與觸控多工單元140a的作動相似，在此不再贅述。

關於第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G如何產生，請參考第6圖。第6圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種控制訊號產生電路130的示意圖。如第6圖所示，控制訊號產生電路130包含複數個移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]。結構上，移位暫存單元TPSR[11~TPSR[6]彼此串聯。操作上，移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]用以輸出相應的第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G。

具體而言，移位暫存單元TPSR[1]用以根據起始訊號TP_STV和時脈訊號TP_CK輸出相應的第二控制訊號S[1]和S[1]G。移位暫存單元TPSR[2]用以根據前一級移位暫存單元TPSR[1]輸出的第二控制訊號S[1]作為起始訊號，並根據此起始訊號和時脈訊號TP_XCK輸出相應的第二控制訊號 S[2]和S[2]G。依此類推，移位暫存單元TPSR[6]用以根據前一級移位暫存單元TPSR[5]輸出的第二控制訊號S[5]作為起始訊號，並根據此起始訊號和時脈訊號TP_XCK輸出相應的第二控制訊號S[6]和S[6]G。換言之，移位暫存單元將自身輸出的第二控制訊號作為後一級移位暫存單元的起始訊號。

此外，移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]用以根據結束訊號以重置相應的第二控制訊號。具體而言，移位暫存單元TPSR[6]用以根據驅動電路110傳送的結束訊號TP_END重置第二控制訊號S[6]和S[6]G。移位暫存單元TPSR[1]用以根據後一級移位暫存單元TPSR[2]輸出的第二控制訊號S[2]作為結束訊號。依此類推，移位暫存單元TPSR[5]用以根據後一級移位暫存單元TPSR[6]輸出的第二控制訊號S[6]作為結束訊號。換言之，移位暫存單元將自身輸出的第二控制訊號作為前一級移位暫存單元的結束訊號。

如此一來，藉由控制訊號產生電路130中相互串聯的移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]，便能根據數量較少的第一控制訊號(如：TP_STV、TP_CK、TP_XCK、TP_END)產生數量較多的第二控制訊號(如：S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G)。

進一步詳細說明，請參考第7圖。第7圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種移位暫存單元TPSR[k]的示意圖。在部分實施例中，第6圖中的移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]可由第7圖中的移位暫存單元TPSR[k]據以實施。值得注意的是，在此使用的元件編號或訊號編號中的小寫英文索引k，是指稱所屬元件群組或訊號群組中不特定的任一元件或訊號。換言之，元件編號TPSR[k]指稱的對象是移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]中不特定的任意移位暫存單元，而訊號編號S[k]指稱的對象是第二控制訊號S[1]~S[6]中相應於移位暫存單元TPSR[k]的第二控制訊號。

如第7圖所示，移位暫存單元TPSR[k]包含移位暫存電路SRc和反向電路Inv。移位暫存電路SRc耦接驅動電路110，用以自驅動電路110接收起始訊號TP_STV、結束訊號TP_END、時脈訊號TP_CK或TP_XCK，並用以輸出相應的第二控制訊號S[k]。反向電路Inv耦接移位暫存電路SRc，用以自移位暫存電路SRc接收第二控制訊號S[k]，並用以根據第二控制訊號S[k]輸出相應的反向控制訊號S[k]G。

具體而言，移位暫存電路SRc包含起始電路132、結束電路134、上拉電路136、下拉電路138和節點Q。操作上，起始電路132用以根據起始訊號TP_STV輸出高電壓準位至節點Q。結束電路134用以根據結束訊號TP_END將節點Q拉至低電壓準位。上拉電路136用以根據節點Q的電壓準位和時脈訊號TP_CK或TP_XCK，輸出導通準位的第二控制訊號S[k]。下拉電路138用以將第二控制訊號S[k]重置到關斷準位。

移位暫存電路SRc包含電晶體T1~T10和電阻R1。其中，起始電路132包含電晶體T1。結束電路134包含電晶體T2。上拉電路136包含電晶體T8、T9。下拉電路138包含電晶體T4、T5、T6、T10。

電晶體T1的第一端耦接高參考電壓準位VGH。電晶體T1的第二端耦接節點Q。電晶體T1的控制端用以接收起始訊號TP_STV，並用以根據起始訊號TP_STV導通以輸出高電壓準位至節點Q。

電晶體T2的第一端耦接電晶體T1的第二端和節點Q。電晶體T2的第二端用以接收選擇訊號TPSW(如上述段落中的表一所示)。電晶體T2的控制端用以接收結束訊號TP_END，並用以根據結束訊號TP_END將節點Q拉至低電壓準位。

電晶體T3的第一端和控制端耦接高參考電壓準位VGH。電晶體T3的第二端耦接電阻R1的第一端。電晶體T4的第一端耦接電阻R1的第二端。電晶體T4的第二端用以接收選擇訊號TPSW。電晶體T4的控制端耦接節點Q，用以根據節點Q的電壓準位選擇性導通或關斷。

電晶體T5的第一端耦接節點Q。電晶體T5的控制端耦接電阻R1的第二端。電晶體T6的第一端耦接電晶體T5的第二端。電晶體T6的控制端耦接電阻R1的第二端。電晶體T6的第二端用以接收選擇訊號TPSW。

電晶體T7的第一端耦接節點Q。電晶體T7的控制端耦接高參考電壓準位VGH，用以將節點Q的電壓準位輸出。電晶體T8的第一端用以接收時脈訊號TP_CK或TP_XCK。電晶體T8的控制端耦接電晶體T7的第二端，用以接收節點Q的電壓準位。電晶體T9的第一端耦接電晶體T8的第二端。電晶體T9的控制端耦接電晶體T7的第二端，用以接收節點Q的電壓準位，並用以根據節點Q的電壓準位選擇性地導通以透過電晶體 T9的第二端輸出第二控制訊號S[k]。

電晶體T10的第一端耦接電晶體T9的第二端。電晶體T10的第二端用以接收選擇訊號TPSW。電晶體T10的控制端耦接電阻R1的第二端。電晶體T10用以將第二控制訊號S[k]重置到關斷準位。

此外，在第7圖之實施例中，反向電路Inv用以根據電阻R2之第二端的電壓準位輸出反向控制訊號S[k]G。反向電路Inv包含電晶體T11、T12和電阻R2。電晶體T11之第一端和控制端耦接高參考電壓準位VGH。電晶體T11之第二端耦接電阻R2之第一端。電晶體T12之第一端耦接電阻R2之第二端。電晶體T12之第二端用以接收選擇訊號TPSW。電晶體T12之控制端耦接移位暫存電路SRc中的電晶體T9之第二端。

接著，請一併參考第7圖和第8圖。第8圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種控制訊號產生電路130的訊號時序示意圖。如第8圖所示，在顯示期間Td，選擇訊號TPSW、起始訊號TP_STV、結束訊號TP_END、時脈訊號TP_CK和TP_XCK位於高電壓準位，使得電晶體T1、T2、T3、T4、T7、T8、T9、T11、T12導通而電晶體T5、T6、T10關斷。因此，節點Q被上拉至高電壓準位，第二控制訊號S[k]輸出高電壓準位而第二控制訊號S[k]G輸出低電壓準位。如此一來，如第4圖和第5圖所示，當第二控制訊號S[1]~S[6]皆為高電壓準位而第二控制訊號S[1]G~S[6]G皆為低電壓準位時，電晶體M1~M6皆導通而電晶體M1’~M6’皆關斷，使得驅動電路110能夠透過輸出端(如Rx1)提供共通電壓準位Vcom至觸控電極。

請繼續參考第7圖和第8圖，在觸控偵測期間Tt中的重置期間Tr，選擇訊號TPSW轉為低電壓準位，起始訊號TP_STV位於高電壓準位而結束訊號TP_END位於低電壓準位，使得電晶體T1、T3、T4、T7導通而電晶體T2、T5、T6、T10關斷。因此，節點Q被上拉至高電壓準位，使得電晶體T8、T9導通。接著，在觸控偵測期間Tt中的期間t1，由於時脈訊號TP_CK轉為高電壓準位，因此電晶體T8、T9根據高電壓準位的時脈訊號TP_CK輸出高電壓準位的第二控制訊號S[1]。此外，由於第二控制訊號S[1]為高電壓準位，電晶體T11、T12導通，因此第二控制訊號S[1]G被輸出為低電壓準位。

同時，在觸控偵測期間Tt中的期間t1，位於高電壓準位的第二控制訊號S[1]將作為下一級移位暫存單元TPSR[2]的起始訊號，使得移位暫存單元TPSR[2]的節點Q被上拉至高電壓準位。相似地，在觸控偵測期間Tt中的期間t2，由於時脈訊號TP_XCK轉為高電壓準位，因此移位暫存單元TPSR[2]根據高電壓準位的時脈訊號TP_XCK輸出高電壓準位的第二控制訊號S[2]。

此外，在觸控偵測期間Tt中的期間t2，位於高電壓準位的第二控制訊號S[2]將作為上一級移位暫存單元TPSR[1]的結束訊號，使得電晶體T2導通。此時，由於電晶體T2、T3、T5、T6、T7、T10導通而電晶體T1、T4關斷，所以節點Q的電壓準位將被下拉至低電壓準位。當節點Q的電壓準位位於低電壓準位，電晶體T8、T9關斷，使得第二控制訊號S[1]重置到低電壓準位。另外，由於第二控制訊號S[1]為低電壓準位，電晶體T12關斷而電晶體T11導通，因此第二控制訊號S[1]G被輸出為高電壓準位。

換言之，每一級移位暫存單元TPSR[k]接收上一級移位暫存單元TPSR[k-1]的第二控制訊號S[k-1]作為起始訊號，以將移位暫存單元TPSR[k]的節點Q充電。在相應的期間tk時，移位暫存單元TPSR[k]所輸出的第二控制訊號S[k]轉為高電壓準位。直到移位暫存單元TPSR[k]接收到下一級移位暫存單元TPSR[k+1]的第二控制訊號S[k+1]作為結束訊號，以將移位暫存單元TPSR[k]的節點Q下拉使得第二控制訊號S[k]重置為低電壓準位。

如此一來，透過控制訊號產生電路130中彼此串聯的複數個移位暫存單元TPSR[1]~TPSR[6]，便能產生觸控多工電路140所需的第二控制訊號S[1]~S[6]、S[1]G~S[6]G。

在其他部分實施例中，移位暫存單元TPSR[k]中的反向電路Inv包含不同電路。請參考第9圖。第9圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元TPSR[k]的示意圖。在第9圖之實施例中，與第7圖相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第7圖相比，在第9圖之實施例中，反向電路Inv中的電晶體T11的控制端耦接電阻R1的第二端。如此一來，電晶體T11僅在節點Q為低電壓準位時導通，而非恆開狀態，得以減緩元件劣化的速度。此外，在本實施例中，由於電晶體T11 的控制端是接收電阻R1的第二端的電壓準位，因此，反向電路Inv所輸出的反向控制訊號S[k]G在高電壓準位時，將相近於高參考電壓準位VGH而不會產生一個臨界電壓的壓降。例如，若高參考電壓準位VGH約為8.5V，第7圖之實施例中高準位的反向控制訊號S[k]G約為8.5V減去電晶體T11的臨界電壓，而第9圖之實施例中高準位的反向控制訊號S[k]G約為8.5V。

請參考第10圖。第10圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元TPSR[k]的示意圖。在第10圖之實施例中，與第7圖相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第7圖相比，在第10圖之實施例中，反向電路Inv中的電晶體T11的控制端耦接表一中第12根接腳提供的訊號GOFF，電晶體T12的第二端耦接低參考電壓準位VSS。其中，訊號GOFF是驅動電路110提供至閘極驅動電路160的閘極控制訊號中作為最後一級的結束訊號。訊號GOFF的電壓準位如第11圖所示，在顯示期間Td為低電壓準位，在觸控偵測期間Tt為高電壓準位。此外，相似於第9圖之實施例，由於電晶體T11的控制端是接收訊號GOFF的電壓準位，因此，反向電路Inv所輸出的反向控制訊號S[k]G在高電壓準位時，將相近於高參考電壓準位VGH而不會產生一個臨界電壓的壓降。

請參考第12圖。第12圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元TPSR[k]的示意圖。在第12圖之實施例中，與第7圖相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第7圖相比，在第12圖之實施例中，反向電路Inv包含電晶體T13、T14、T15和T16。電晶體T13的第一端和控制端耦接於高參考電壓準位VGH。電晶體T14的第一端耦接電晶體T13的第二端。電晶體T14的控制端耦接移位暫存電路SRc中的電晶體T9之第二端。電晶體T14的第二端用以接收選擇訊號TPSW。電晶體T15的第一端耦接高參考電壓準位VGH。電晶體T15的控制端耦接於電晶體T13的第二端。電晶體T16的第一端耦接電晶體T15的第二端。電晶體T16的控制端耦接移位暫存電路SRc中的電晶體T9之第二端。電晶體T16的第二端用以接收選擇訊號TPSW。在本實施例中，反向電路Inv用以根據電晶體T15之第二端的電壓準位輸出反向控制訊號S[k]G。

如此一來，由於在第12圖之實施例中，係透過電晶體T13、T14和T16導通而電晶體T15關斷以產生反向訊號，因此，反向電路Inv輸出的反向控制訊號S[k]G在低電壓準位時，將相近於選擇訊號TPSW的低電壓準位而不會被分壓值拉高。例如，若選擇訊號TPSW的低電壓準位約為-8.0V，第7圖之實施例中低準位的反向控制訊號S[k]G約為-8.0V加上一個分壓值，而第12圖之實施例中低準位的反向控制訊號S[k]G約為-8.0V。

請參考第13圖。第13圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種移位暫存單元TPSR[k]的示意圖。在第13圖之實施例中，與第7圖相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第7圖相比，在第13圖之實施例中，反向電路Inv包含電晶體T17和T18。電晶體T17的第一端耦接高參考電壓準位VGH。電晶體T17的控制端耦接移位暫存電路SRc中的電晶體T9之第二端。電晶體T18的第一端耦接電晶體T17的第二端。電晶體T18的控制端耦接移位暫存電路SRc中的電晶體T9之第二端。電晶體T18的第二端耦接低參考電壓準位VSS。在本實施例中，反向電路Inv用以根據電晶體T17之第二端的電壓準位輸出反向控制訊號S[k]G。

如此一來，在第13圖之實施例中，電晶體T17僅在移位暫存電路SRc輸出高準位的第二控制訊號S[k]時導通，而非恆開狀態，得以減緩元件劣化的速度。此外，相似於第12圖之實施例，由於電晶體T17、T18並非透過電阻R2產生下拉的電壓準位，因此，反向電路Inv輸出的反向控制訊號S[k]G在低電壓準位時，將相近於低參考電壓準位VSS而不會被分壓值拉高。

值得說明的是，雖然在本揭示文件之實施例中，僅以一對六的觸控多工單元作為舉例說明，但本領域具有通常知識者依據實際需求對於不同訊號數量和種類的多工器進行設計調整，並不用以限制本案。

此外，需要說明的是，在不衝突的情況下，在本揭示內容各個圖式、實施例及實施例中的特徵與電路可以相互組合。圖式中所繪示的電路僅為示例之用，係簡化以使說明簡潔並便於理解，並非用以限制本案。此外，上述各實施例中的各個裝置、單元及元件可以由各種類型的數位或類比電路實現，亦可分別由不同的積體電路晶片實現，或整合至單一晶片。上述僅為例示，本揭示內容並不以此為限。

綜上所述，本案透過應用上述各個實施例中，藉由時序上的劃分，使得同一區域的顯示功能及觸控偵測功能可透過共用共通電極來實現，不必新增額外的元件。此外，藉由將電極陣列劃分為不同區域，使得在同一期間內，不同區域可同時分別進行顯示或觸控偵測。達到添加觸控功能而不會占用到原本的畫素充電時間，不會影響充電效率。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧觸控顯示裝置

110‧‧‧驅動電路

120‧‧‧觸控電極陣列

130‧‧‧控制訊號產生電路

140‧‧‧觸控多工電路

P[1]~P[6n]‧‧‧觸控電極

C1~Cn‧‧‧觸控電極列

L1、L2、L3‧‧‧連接線

Claims

一種觸控顯示裝置，包含：一觸控電極陣列，包含複數個觸控電極；一驅動電路，用以輸出複數個第一控制訊號；一控制訊號產生電路，電性耦接該驅動電路，用以根據該些第一控制訊號產生複數個第二控制訊號；以及一觸控多工電路，電性耦接該些觸控電極和該控制訊號產生電路，用以根據該些第二控制訊號輸出複數個偵測訊號至該些觸控電極進行觸控偵測，其中該些第二控制訊號的數量大於該些第一控制訊號的數量，其中該控制訊號產生電路包含複數個移位暫存單元，該些移位暫存單元彼此串聯，該些移位暫存單元用以輸出相應的該些第二控制訊號，該些移位暫存單元中每一者包含：一移位暫存電路，用以根據一起始訊號和一時脈訊號輸出該些第二控制訊號中相應一者；以及一反向電路，用以根據該些第二控制訊號中相應該者輸出一反向控制訊號。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該些移位暫存電路中之一者輸出相應的該第二控制訊號作為後一級之該移位暫存電路的該起始訊號，並輸出相應的該第二控制訊號作為前一級之該移位暫存電路的一結束訊號。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該移位暫存電路包含：一起始電路，用以根據該起始訊號輸出一高電壓準位至一節點；一結束電路，用以根據一結束訊號將該節點拉至一低電壓準位；一上拉電路，用以根據該節點的電壓準位和該時脈訊號輸出一導通準位的該第二控制訊號；以及一下拉電路，用以將該第二控制訊號重置到一關斷準位。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該反向電路包含：一電阻；一第一電晶體，該第一電晶體之一第一端耦接一高參考電壓準位，該第一電晶體之一第二端耦接該電阻之一第一端；以及一第二電晶體，該第二電晶體之一第一端耦接該電阻之一第二端，該第二電晶體之一控制端耦接該移位暫存電路並用以接收自該移位暫存電路輸出的該第二控制訊號，該反向電路用以根據該電阻之該第二端的電壓準位輸出該反向控制訊號。
如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該第一電晶體之一控制端耦接該第一電晶體之該第一端，該第二電晶體之一第二端耦接一選擇訊號。
如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該第一電晶體之一控制端耦接該移位暫存電路，該第二電晶體之一第二端耦接一選擇訊號。
如請求項4所述之觸控顯示裝置，其中該第一電晶體之一控制端耦接一閘極驅動結束訊號，該第二電晶體之一第二端耦接一低參考電壓準位。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該反向電路包含：一第三電晶體，該第三電晶體之一第一端和一控制端耦接一高參考電壓準位；一第四電晶體，該第四電晶體之一第一端耦接該第三電晶體之一第二端，該第四電晶體之一控制端耦接該移位暫存電路並用以接收自該移位暫存電路輸出的該第二控制訊號，該第四電晶體之一第二端耦接一選擇訊號；一第五電晶體，該第五電晶體之一第一端耦接該高參考電壓準位，該第五電晶體之一控制端耦接該第三電晶體之該第二端；以及一第六電晶體，該第六電晶體之一第一端耦接該第五電晶體之一第二端，該第六電晶體之一控制端耦接該移位暫存電路並用以接收自該移位暫存電路輸出的該第二控制訊號，該第六電晶體之一第二端耦接該選擇訊號，該反向電路用以根據該第五電晶體之該第二端的電壓準位輸出該反向控制訊號。
如請求項1所述之觸控顯示裝置，其中該反向電路包含：一第七電晶體，該第七電晶體之一第一端耦接一高參考電壓準位；以及一第八電晶體，該第八電晶體之一第一端耦接該第七電晶體之一第二端，該第八電晶體之一控制端和該第七電晶體之一控制端耦接至該移位暫存電路並用以接收自該移位暫存電路輸出的該第二控制訊號，該第八電晶體之一第二端耦接一低參考電壓準位，該反向電路用以根據該第七電晶體之該第二端的電壓準位輸出該反向控制訊號。