TWI869925B

TWI869925B - 顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路

Info

Publication number: TWI869925B
Application number: TW112126008A
Authority: TW
Inventors: 蘇芳毅; 李建霖; 林稚超
Original assignee: 敦泰電子股份有限公司
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2025-01-11
Also published as: TW202503498A

Abstract

本發明關於一種顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路。此顯示觸控面板的電容補償方法包括：提供一觸控感測及顯示驅動電路，其中，該觸控感測及顯示驅動電路包括多個顯示驅動腳位以及多個觸控感測腳位；上述多個觸控感測腳位被配置一補償電容；當上述多個觸控感測腳位的其中之一特定觸控感測腳位進行觸控感測時，先針對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波；在延遲一預定時間，對該補償電容的一端輸入一第二脈波；以及在該第一脈波以及該第二脈波重疊期間，由該特定觸控感測腳位檢測電容變化。

Description

顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路

本發明涉及一種觸控感測暨顯示驅動的技術，且特別是一種顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路。

在嵌入式顯示觸控感測面板中，顯示驅動共接電壓電極（VCOM）通常是一種特殊的電極，其扮演著顯示屏幕在顯示時的中性電位調節器的角色。當顯示沒有被驅動時，顯示驅動共接電壓電極會被當作觸控電極使用。又顯示面板驅動線路分為資料線（source lines）與掃描線（gate lines）。這些線路相對於顯示驅動共接電壓電極或是面板，都會產生許多內部寄生電容。這些寄生的總合電容遠遠大於觸控感應單元所要偵測的觸摸電容變化值。

由於顯示面板驅動線路本身就包含許多電容，當手指或其他導體靠近顯示觸摸面板上時，會形成一個新的電容，稱為感測電容。這個感測電容會與顯示面板驅動線路中的電容相互作用，形成一個輸入電路。由於電容具有對頻率敏感的特性，因此顯示面板驅動線路的雜散電容對觸控感測的影響是息息相關的。

隨著顯示觸控面板的解析度越做越大，導致觸控感應的頻率越來越高，當頻率較高時，驅動線路的電容就會對觸控感測產生顯著的影響。這樣就會導致顯示觸控面板的靈敏度下降，或者出現誤觸等問題。故，如何抵消面板上的寄生電容為降低觸控功能面積與提升效能的關鍵因子。

本發明提供一種顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路，用以在不儘量增加積體電路內部補償電容的情況下，減少面板的雜散電容對觸控的影響，增加觸控的靈敏度，減少積體電路的面積，降低成本。

本發明的實施例提供了一種顯示觸控面板的電容補償方法，此顯示觸控面板的電容補償方法包括下列步驟：提供一觸控感測及顯示驅動電路，其中，上述觸控感測及顯示驅動電路包括多個顯示驅動腳位以及多個觸控感測腳位；上述多個觸控感測腳位被配置一補償電容；當上述多個觸控感測腳位的其中之一特定觸控感測腳位進行觸控感測時，先針對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波；在延遲一預定時間，對上述補償電容的一端輸入一第二脈波；以及在上述第一脈波以及上述第二脈波重疊之期間，檢測上述特定觸控感測腳位的電容變化。

本發明的實施例另外提供了一種觸控感測暨顯示驅動積體電路，此顯示驅動暨觸控感測積體電路包括多數個顯示驅動腳位、多數個觸控感測腳位以及多數個觸控感測電路。上述多個觸控感測腳位被配置一補償電容。多數個觸控感測電路耦接上述觸控感測腳位。當上述多個觸控感測腳位的其中之一特定觸控感測腳位進行觸控感測時，先針對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波。在延遲一預定時間，對補償電容的一端輸入一第二脈波。在第一脈波以及第二脈波重疊期間，由耦接特定觸控感測腳位之觸控感測電路檢測電容變化。

依照本發明較佳實施例所述的顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路，上述特定觸控感測腳位所耦接的補償電容的一端耦接特定觸控感測腳位，特定觸控感測腳位所耦接的補償電容的另一端接收該第二脈波。

依照本發明較佳實施例所述的顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路，上述特定觸控感測腳位耦接一觸控感測電路，其中，觸控感測電路包括一放大電路、一第一開關電路以及一第二開關電路。放大電路包括一第一輸入端，一第二輸入端以及一輸出端，其中，放大電路的第一輸入端耦接補償電容，放大電路的第二輸入端耦接一參考電壓。第一開關電路耦接在放大電路的第一輸入端以及補償電容之間。第二開關電路，耦接在放大電路的輸出端與放大電路的第一輸入端之間。其中，觸控感測電路工作時，第一開關電路導通，且第二開關電路截止，其中，該觸控感測電路非工作時，第一開關電路截止，且第二開關電路導通。

依照本發明較佳實施例所述的顯示觸控面板的電容補償方法以及使用其之觸控感測暨顯示驅動積體電路，上述第一脈波在第一狀態的電壓以及第二脈波在第一狀態的電壓等於參考電壓。

綜上所述，本發明之實施例在觸控檢測時，採用對驅動腳位輸出一第一脈波，藉此，對驅動線路充電，減輕驅動線路的雜散電容對觸控感測的影響。另外，在補償電容的另一端，輸出一第二脈波，藉此再度補償驅動線路的雜散電容。且由於本發明實施例中，是讓驅動線路所接收的第一脈波，以及補償電容所接收的第二脈波，兩者之間給予一個相位差，使兩者不會同時輸出，故補償電容可以相對採用面積較小的電容。本發明的實施例除了可以減少面板的雜散電容對觸控的影響，增加觸控的靈敏度，並可以減少積體電路的面積，降低成本。

為了進一步理解本發明的技術、手段和效果，可以參考以下詳細描述和附圖，從而可以徹底和具體地理解本發明的目的、特徵和概念。然而，以下詳細描述和附圖僅用於參考和說明本發明的實現方式，其並非用於限制本發明。

現在將詳細參考本發明的示範實施例，其示範實施例會在附圖中被繪示出。在可能的情況下，在附圖和說明書中使用相同的元件符號來指代相同或相似的部件。另外，示範實施例的做法僅是本發明之設計概念的實現方式之一，下述的該等示範皆非用於限定本發明。

第1圖繪示為本發明一較佳實施例的顯示觸控系統的電路方塊圖。請參考第1圖，此顯示觸控系統包括一顯示觸控面板101以及一觸控感測暨顯示驅動積體電路（Touch Display Driving Integrated Circuit，TDDI IC）102。上述觸控感測暨顯示驅動積體電路亦可稱為觸控顯示整合電路（Integrated Display Circuit，IDC IC）顯示觸控面板101具有多個掃描線10、多個資料線11以及多個觸控感測線12。在此實施例中，顯示面板的驅動電路與觸控感測電路皆整合在此觸控感測暨顯示驅動積體電路102中。

第2圖繪示為本發明一較佳實施例的觸控感測暨顯示驅動積體電路102的電路圖。請參考第2圖，此觸控感測暨顯示驅動積體電路102在此實施例中，包含顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202、觸控感測腳位203、觸控感測電路204以及多工電路205。在此實施例中，上述顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202、觸控感測腳位203以及觸控感測電路204僅繪示一組，然而，本領域具有通常知識者應當知道，實際使用的電路會有多組，在此不予贅述。再者，由於實際應用本實施例時，觸控感測電路204可以利用分時多工的方式，一一檢測不同的觸控感測電極，故在此額外多了多工電路205，以分時檢測多個觸控感測電極。然，本領域具有通常知識者應當知道，若本實施例不採用分時多工的方式，多工電路205亦可以省略。

在上述實施例中，由於面板上的每個觸控感測電極在顯示驅動期間，都是被當作共電極電壓VCOM。而在觸控感測期間時，上述每一個驅動線路（包含閘極驅動線、資料驅動線），都會與觸控感測相關的電路之間產生寄生電容，在圖示中分別被簡化標示為Csx-gip以及Csx-sd，其中，Csx-gip表示閘極驅動線造成的寄生電容，Csx-sd表示資料驅動線造成的寄生電容。這些閘極驅動線造成的寄生電容Csx-gip以及資料驅動線造成的寄生電容Csx-sd將會影響到觸控感測電路204的運作。

在此實施例中，觸控感測電路204例如是以積分器的形式實施。在此實施例中，觸控感測電路204包括一放大電路21、一第一開關電路22、一第二開關電路23以及一回授電容CFB。放大電路21包括一第一輸入端，一第二輸入端以及一輸出端，其中，放大電路21的第一輸入端耦接補償電容CB，放大電路21的第二輸入端耦接一觸控參考電壓VR。第一開關電路22耦接在放大電路21的第一輸入端以及補償電容CB之間。第二開關電路23以及回授電容CFB以並聯的方式皆耦接在放大電路21的輸出端與放大電路21的第一輸入端之間。

第3圖繪示為本發明一較佳實施例的觸控感測暨顯示驅動積體電路102的運作波形圖。請參考第3圖，初始狀態T1下，第二開關電路23是導通狀態。為了讓觸控感測電路204能正常運作，在此實施例中，觸控感測暨顯示驅動積體電路102在觸控感測期間T2，會先對顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202輸出一第一脈波VP，此第一脈波VP的電壓為參考電壓VREF，用以減少或消弭閘極驅動線造成的寄生電容Csx-gip以及資料驅動線造成的寄生電容Csx-sd之效應。此時，多工電路205導通，且第二開關電路23截止，第一開關電路22導通。另外，在對顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202輸出參考電壓VREF後一預定時間ΔT，同樣輸出一第二脈波VCB給補償電容CB的另一端Tc，此第二脈波VCB的電壓為參考電壓VREF。藉此，觸控感測電路204檢測觸控電極是否有電容變化。

在上述實施例中，顯示觸控感測暨顯示驅動積體電路102在觸控感測期間，對顯示控制訊號輸出例如全驅訊號（例如上述參考電壓VREF），透過將寄生電容將儲存與釋放電荷，進而去補償與減少寄生電容Csx產生的不良效應，並在一預定時間之後，才輸出參考電壓VREF給補償電容CB，故在觸控感測暨顯示驅動積體電路102內部需所要設計的補償電容CB可以大幅度減少。一般來說，積體電路內部佔據面積相對較大的元件大多是電容，本實施例減少設計時補償電容CB所需的電容值以縮小電容的面積，便可以大大的降低積體電路整體的面積和成本。另外，本實施例在上述觸控感測期間提供給顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202與補償電容CB皆例如為相同的參考電壓VREF，然，本領域具有通知知識者應當知道，在觸控感測期間提供給顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202與補償電容CB也可以是不同的電壓值，只要是透過施予一高電壓來減少觸控感測期間寄生電容的干擾，就應當符合本發明的範疇。

第4圖繪示為本發明一較佳實施例的觸控感測暨顯示驅動積體電路102的運作波形圖。請參考第3圖以及第4圖，在此實施例中，觸控感測被分為正半週以及負半週，在正半週時，驅動方式與上述相同，故在此不予贅述。然在負半週時，則是T1時間結束後，第一脈波VP由高電壓轉為低電壓，經過預定時間ΔT後，第二脈波VCB由高電壓轉為低電壓。

上述第3圖與第4圖的實施例可以看出，主要是第一脈波VP以及第二脈波VCB之間，給予一個相位差，並在重疊期間，進行觸控檢測。然而，本發明並不以此較佳實施例為限。

由上述實施例，可以被歸納成一個顯示觸控面板的電容補償方法。第5圖繪示為本發明一較佳實施例的顯示觸控面板的電容補償方法的流程圖。請參考第5圖，此顯示觸控面板的電容補償方法包括下列步驟：

步驟S500：開始。

步驟S501：提供一觸控感測及顯示驅動電路，其中，觸控感測及顯示驅動電路包括多個顯示驅動腳位以及多個觸控感測腳位。

步驟S502：提供一補償電容被配置於上述多個觸控感測腳位。

步驟S503：判斷是否進行觸控感測。若進行觸控感測則進入步驟S404。

步驟S504：對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波。當上述觸控感測腳位進行觸控感測時，先針對顯示驅動腳位201、掃描驅動腳位202輸出全驅電壓，如上述的參考電壓VREF。

步驟S505：延遲一預定時間，對補償電容的一端輸入一第二脈波。如上述實施例，在一預定時間ΔT之後，輸出第二脈波VCB給補償電容CB的另一端Tc。

步驟S506：在第一脈波以及第二脈波的重疊期間，檢測電容變化。如第3圖所示，在此期間檢測電荷Qf變化量，便可以判斷觸控電極的電容變化。

步驟S507：結束。

綜合以上所述，本發明之實施例在觸控檢測時，採用對驅動腳位輸出一第一脈波，藉此，對驅動線路充電，減輕驅動線路的雜散電容對觸控感測的影響。另外，在補償電容的另一端，輸出一第二脈波，藉此再度補償驅動線路的雜散電容。且由於本發明實施例中，讓驅動線路所接收的第一脈波，以及補償電容所接收的第二脈波，兩者之間給予一個相位差，使兩者不會同時輸出，故補償電容可以相對採用面積較小的電容。故本發明的實施例除了可以減少面板的雜散電容對觸控的影響，增加觸控的靈敏度，並可以減少積體電路的面積。

應當理解，本文描述的示例和實施例僅用於說明目的，並且鑑於其的各種修改或改變將被建議給本領域技術人員，並且將被包括在本申請的精神和範圍以及所附權利要求的範圍之內。

101:顯示觸控面板

102:顯示驅動暨觸控感測積體電路

10:掃描線

11:資料線

12:多個觸控感測線

201:顯示驅動腳位

202:掃描驅動腳位

203:觸控感測腳位

204:觸控感測電路

205:多工電路

Csx-gip:閘極驅動線造成的寄生電容

Csx-sd:資料驅動線造成的寄生電容

21:放大電路

22:第一開關電路

23:第二開關電路

CFB:回授電容

CB:補償電容

VREF:參考電壓

VR:觸控參考電壓

Tc:償電容CB的一端點

S500～S507:本發明一較佳實施例的顯示觸控面板的電容補償方法的流程步驟

提供的附圖用以使本發明所屬技術領域具有通常知識者可以進一步理解本發明，並且被併入與構成本發明之說明書的一部分。附圖示出了本發明的示範實施例，並且用以與本發明之說明書一起用於解釋本發明的原理。

第1圖繪示為本發明一較佳實施例的觸控感測暨顯示驅動積體電路方塊圖。

第2圖繪示為本發明一較佳實施例的觸控感測暨顯示驅動積體電路的電路圖。

第3圖繪示為本發明一較佳實施例的顯示驅動暨觸控感測積體電路的運作波形圖。

第4圖繪示為本發明一較佳實施例的顯示驅動暨觸控感測積體電路的運作波形圖。

第5圖繪示為本發明一較佳實施例的顯示觸控面板的電容補償方法的流程圖。

S500~S507:本發明一較佳實施例的顯示觸控面板的電容補償方法的流程步驟

Claims

一種顯示觸控面板的電容補償方法，包括：提供一觸控感測及顯示驅動電路，其中，該觸控感測及顯示驅動電路包括多個顯示驅動腳位以及多個觸控感測腳位；上述多個觸控感測腳位被配置一補償電容；當上述多個觸控感測腳位的其中之一特定觸控感測腳位進行觸控感測時，包括：先針對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波；延遲一預定時間，對該補償電容的一端輸入一第二脈波；以及在該第一脈波以及該第二脈波重疊期間，檢測該特定觸控感測腳位的電容變化。
根據請求項1所述之顯示觸控面板的電容補償方法，其中，該特定觸控感測腳位所耦接的該補償電容的一端耦接該特定觸控感測腳位，該特定觸控感測腳位所耦接的該補償電容的另一端接收該第二脈波。
根據請求項1所述之顯示觸控面板的電容補償方法，其中，該特定觸控感測腳位耦接一觸控感測電路，其中，該觸控感測電路包括：一放大電路，包括一第一輸入端，一第二輸入端以及一輸出端，其中，該放大電路的該第一輸入端耦接該補償電容，該放大電路的該第二輸入端耦接一參考電壓；一第一開關電路，耦接在該放大電路的該第一輸入端以及該補償電容之間；以及一第二開關電路，耦接在該放大電路的該輸出端與該放大電路的該第一輸入端之間；其中，該觸控感測電路工作時，該第一開關電路導通，且該第二開關電路截止，其中，該觸控感測電路非工作時，該第一開關電路截止，且該第二開關電路導通。
根據請求項3所述之顯示觸控面板的電容補償方法，其中，該第一脈波在一第一狀態的電壓以及該第二脈波在重疊期間時的該第一狀態的電壓等於該參考電壓。
根據請求項1所述之顯示觸控面板的電容補償方法，其中，該第一脈波與該第二脈波具有一相位差。
一種觸控感測暨顯示驅動積體電路，包括：多數個顯示驅動腳位；多數個觸控感測腳位，其中，上述多個觸控感測腳位被配置一補償電容；以及多數個觸控感測電路，耦接該些觸控感測腳位；其中，當上述多個觸控感測腳位的其中之一特定觸控感測腳位進行觸控感測時，先針對上述多個顯示驅動腳位輸出一第一脈波，延遲一預定時間，對該補償電容的一端輸入一第二脈波，在該第一脈波以及該第二脈波重疊期間，由耦接該特定觸控感測腳位之觸控感測電路檢測電容變化。
根據請求項6所述之觸控感測暨顯示驅動積體電路，其中，該特定觸控感測腳位所耦接的該補償電容的一端耦接該特定觸控感測腳位，該特定觸控感測腳位所耦接的該補償電容的另一端接收該第二脈波。
根據請求項6所述之觸控感測暨顯示驅動積體電路，其中，該觸控感測電路包括：一放大電路，包括一第一輸入端，一第二輸入端以及一輸出端，其中，該放大電路的該第一輸入端耦接該補償電容，該放大電路的該第二輸入端耦接一參考電壓；一第一開關電路，耦接在該放大電路的該第一輸入端以及該補償電容之間；以及一第二開關電路，耦接在該放大電路的該輸出端與該放大電路的該第一輸入端之間；其中，該觸控感測電路工作時，該第一開關電路導通，且該第二開關電路截止，其中，該觸控感測電路非工作時，該第一開關電路截止，且該第二開關電路導通。
根據請求項6所述之觸控感測暨顯示驅動積體電路，其中，該第一脈波在一第一狀態的電壓以及該第二脈波在重疊期間時的該第一狀態的電壓等於該參考電壓。
根據請求項8所述之觸控感測暨顯示驅動積體電路，其中，在該第一開關電路以及其所對應的所述多數個觸控感測腳位之間，還包括了一多工電路，用以切換上述多數個觸控感測腳位以進行分時多工檢測觸控。