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CN105247462A - Amoled显示器的触摸分辨率的动态调整 - Google Patents

Amoled显示器的触摸分辨率的动态调整 Download PDF

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CN105247462A
CN105247462A CN201480027879.7A CN201480027879A CN105247462A CN 105247462 A CN105247462 A CN 105247462A CN 201480027879 A CN201480027879 A CN 201480027879A CN 105247462 A CN105247462 A CN 105247462A
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CN
China
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touch
light emitting
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resolution
emitting device
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CN201480027879.7A
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戈尔拉玛瑞扎·恰吉
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Ignis Innovation Inc
Original Assignee
Ignis Innovation Inc
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Publication date
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Abstract

本发明涉及动态地调整具有多个像素电路的显示器的触摸分辨率，各像素电路包括OLED，各OLED被驱动晶体管基于代表着该OLED的期望亮度的编程信息而驱动。定义所述显示器的第一触摸分辨率，以便当所述显示器上正在显示图像时，创建相对于所述显示器而言的多个第一触摸区。通过测量出多个第一触摸区中的一个第一触摸区内的第一组OLED中的各OLED的阳极与阴极间的电压，来检测这个第一触摸区内的第一触摸。将所述第一触摸分辨率动态地改变成不同的第二触摸分辨率，以便当正在显示另外的图像时，创建多个第二触摸区。通过测量出多个第二触摸区中的一个第二触摸区内的第二组OLED中的各OLED的阳极与阴极间的电压，来检测这个第二触摸区内的第二触摸。

Description

AMOLED显示器的触摸分辨率的动态调整
著作权声明
本专利申请文件的公开内容的一部分包含受到著作权保护的材料。随着本专利申请的公开内容出现在专利商标局的专利案卷或档案中，著作权拥有人并不反对任何人得到该公开内容的复制本，但是在其他方面则无论如何都保留所有的著作权权利。
技术领域
本发明一般地涉及触控式显示器(touch-sensitivedisplay)，且更具体地，涉及动态地调整其中将发光器件用于触摸检测的有源矩阵有机发光二极管(AMOLED：active-matrixorganiclight-emittingdiode)显示器的触摸分辨率的方法。
背景技术
AMOLED显示器上的触摸分辨率通常是不变的，且触摸区的数量是以预定的且不变的方式依据用于监控触摸基板的触摸监控电路如何细分而被限定的。
发明内容
根据本发明的一个方面，披露了一种方法，其用于动态地调整具有多个像素电路的视频显示器的触摸分辨率，各所述像素电路包括发光器件，各所述发光器件被驱动晶体管基于代表着由该发光器件产生的期望亮度的编程电流或编程电压而驱动。所述方法包括：利用控制器来定义所述视频显示器的第一触摸分辨率，以使得：当所述视频显示器上正在显示图像时，创建相对于所述视频显示器的透明基板而言的多个第一电容性触摸区；通过测量出所述多个第一触摸区中的一个第一触摸区内的所述视频显示器的第一组发光器件中的各发光器件的阳极与阴极间的电压，来检测所述一个第一触摸区内的所述透明基板上的第一触摸；利用所述控制器将所述第一触摸分辨率动态地改变成不同于所述第一触摸分辨率的第二触摸分辨率，以使得：当所述视频显示器上正在显示另外的图像时，创建相对于所述视频显示器而言的多个第二电容性触摸区；以及通过测量出所述多个第二触摸区中的一个第二触摸区内的所述视频显示器的第二组发光器件中的各发光器件的阳极与阴极间的电压，来检测所述一个第二触摸区内的第二触摸。
与所述第一组发光器件中的各发光器件的所述电压的变化对应的所述测量可以包括：激活与所述第一组发光器件中的相应的各发光器件连接的第一组读取晶体管中的各读取晶体管，由此将所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管连接至读出电路；比较来自于被激活的所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的已被测量出的所述电压与象征着触摸的标准；以及响应于表明了所述标准已被满足的所述比较，所述控制器指出所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的相对于所述视频显示器而言的所述第一触摸的坐标。
所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的栅极可以被连接至相应的读出选择线。所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的第一端子可以与被连接至所述读出电路的相应监控线连接。所述激活可以包括：与对被连接至所述读出电路的所述相应监控线的激活同时地激活所述第一组读取晶体管的各所述栅极。
所述方法还可以包括：与所述检测同时地，从已被测量出的所述电压判定所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的被选择的像素电路的所述驱动晶体管或所述发光器件的老化特性；调整用于所述被选择的像素电路的所述编程电流或编程电压，以补偿已被判定的所述老化特性；以及基于调整后的所述编程电流或编程电压，驱动所述被选择的像素电路中的所述发光器件。
所述检测可以与以期望亮度对所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的各所述像素电路进行的编程同时地而被执行。所述第一触摸分辨率可以对应于平均大小的人类手指的顶端的表面面积，并且所述第二触摸分辨率可以对应于电容式触控笔的触点的表面面积，或者反之亦然。
所述触摸区的最大数量可以恰好对应于所述视频显示器中的像素数量，以使得所述视频显示器中的各所述像素对应于离散触摸点。
所述第一触摸分辨率的大小可以是N×M，这里N是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总行数的整数倍数且M是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总列数的整数倍数。所述第二触摸分辨率的大小可以是P×Q，这里P是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总行数的整数倍数且Q是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总列数的整数倍数。N×M与P×Q不同。
依据参照附图而做出的对各实施例和/或各方面的详细说明，本发明的前述和其他的各方面及实施例对于本领域的普通技术人员来说将会是清楚的。下面提供了附图的简要说明。
附图说明
通过阅读下面的参照附图而提供的详细说明，本发明的前述优点和其他优点将变得明显。
图1是示出了被用于触摸检测的发光器件的示例性像素电路的功能性框图；
图2是有源矩阵显示器的一部分的功能性框图，该显示器具有位于该显示器的列上的监控线和位于该显示器的行上的读出选择线以便动态地界定相对于该显示器而言的不同尺寸的触摸区；并且
图3是用来当在显示器上显示图像时动态地调整该显示器的触摸分辨率的示例性算法的流程图。
本发明的具体实施例和实施方式已经在附图中以举例的方式而被示出并且在这里将会被详细地说明，但是，本发明可以有各种各样的变形和替代方式。应当理解的是，本发明并不希望被局限于所披露的特定形式。相反，本发明理应涵盖落入到由随附的权利要求限定的本发明的要旨和范围内的所有变形、等同物和替代物。
具体实施方式
图2是具有有源矩阵区或像素阵列的电子视频显示系统或面板200，在该像素阵列中，像素电路100(在图1中示出)的阵列被布置成行和列的构造。为了便于图示，只示出了一些行和列。该显示器上的处于有源矩阵区外部的外围电路包括传统的栅极驱动器或地址驱动器电路(未图示)、源极驱动器或数据驱动器电路(未图示)、控制器210、以及被连接至控制器210的读出电路220(这些器件是作为功能模块而被图示的，因此读出电路220可以是控制器210的一部分)。按照惯例，控制器210控制所述栅极驱动器和所述源极驱动器(未图示)。在控制器210的控制下，所述栅极驱动器在地址线或选择线SEL上进行操作。与显示器200中的每一行像素104对应地设置有一条地址线或选择线SEL。在控制器210的控制下，所述源极驱动电路在电压数据线VDATA110上操作。与显示器200中的每一列像素104对应地设置有一条电压数据线VDATA110。电压数据线VDATA110将表示各发光器件104的辉度(或由观看者主观感知到的亮度)的电压或电流编程信息传输至各像素电路100。各像素电路100(参见图1)中的诸如电容器等传统的存储元件存储着所述编程信息直到发射周期或驱动周期接通诸如有机发光器件(OLED：organiclightemittingdevice)等发光器件104。在驱动周期的期间内，各像素电路中的保存于所述存储元件中的所述编程信息通过驱动晶体管T1而被传送从而使各发光器件104以被编程的辉度点亮。
众所周知的是，显示器200中的各像素电路(图1)需要利用表示发光器件104的辉度的信息而被编程。该信息能够以被存储的电压或电流的方式被控制器210提供给各发光器件104。“帧”定义了包括编程周期(或者编程阶段)以及驱动或发射周期(或者驱动或发射阶段)的时期，在所述编程周期(或者编程阶段)的期间内，显示系统200中的每一个像素电路(图1)利用表示辉度的编程电压(或编程电流)而被编程，在所述驱动或发射周期(或者驱动或发射阶段)的期间内，各像素电路100中的各发光器件104被接通从而发射出如下辉度的光：该辉度与被存储于存储元件中的编程电压或编程电流相称，或该辉度表示着被存储于存储元件中的编程电压或编程电流。因此，帧是用于组成被显示于显示系统200上的一个完整动画的许多静态图像之中的一个静态图像。关于对像素执行的编程和驱动，存在着不同的方案，包括逐行的方式和逐帧的方式。在逐行编程的时候，一行像素被编程且然后被驱动，此后，下一行像素被编程且被驱动。在逐帧编程的时候，显示系统200中的所有行的像素首先都被编程，且所有的像素被逐行驱动。这两种方案中的任一者都能够在各帧的开始或结束处采用短暂的垂直消隐时间(verticalblankingtime)，在所述垂直消隐时间的期间内，像素既不被编程也不被驱动。
现在请参照图1中所示的示例性像素电路100，各像素电路100包括传统的交换网络和至少一个电容器(用102示出)。按照惯例，所述交换网络包括至少一个开关晶体管，这些开关晶体管用来将编程信息从VDATA线110传送至至少一个存储器件且将该信息存储在所述存储器件中直到驱动或发射周期为止。在这里，交换网络的细节是无关紧要的。各像素电路100包括驱动晶体管T1，该驱动晶体管T1接通从而将被存储于交换网络102内的所述至少一个存储器件中的编程信息以驱动电流的方式传输至发光器件104，在本例中，所述发光器件104是有机发光二极管(OLED：organiclight-emittingdiode)。该OLED具有阳极106和阴极108，所述阳极106和所述阴极108形成电容器，该电容器的发生变化的电压能够被用来检测触摸。当人类的手指或由人类的手握住的触控笔(stylus)足够靠近阳极106的表面时，所述OLED两端间的电压发生改变，且电压的这种改变能够被控制器210使用以便检测触摸。为了读取在阳极106与阴极108间的OLED电压，各像素电路100都包括读取晶体管T2，读取晶体管T2具有被连接至读出选择线114(RD)的栅极端子、被连接至监控线112的漏极端子和被连接至OLED104的阳极106的源极端子。当读取晶体管T2被激活时，OLED104两端间的电压被传输至监控线112，然后被读出电路220读取。因为各像素电路100能够检测触摸，所以整个显示器200的触摸分辨率等于像素分辨率。
图2示出了两个触摸区202、204。为了便于图示，第一触摸区202被示出为具有N×M像素(2×2)的阵列尺寸，而第二触摸区204被示出为具有P×Q像素(3×3)的阵列尺寸。当然，本发明考虑了如下的任意尺寸或形状(其是阵列、圆形的、或不规则的)的任意触摸分辨率：其中N、M、P和Q能够是任何正整数但是不大于显示器200的整体像素分辨率(NR×NC像素100)。此外，在显示器200上，各触摸区可以是不同的。例如，在显示器200中的一个区域中，触摸区可以是相对小的触摸区，以便例如检测到由人类手指抓住的电容式触控笔的顶端；但是该同一个显示器200中的另一个区域可以具有相对大的触摸区，例如它们的尺寸被设计成足以检测到平均大小的人类手指的顶端。因此，各种触摸区相对于显示器200的整个表面而言可以是均匀的或不均匀的。在图示的例子中，触摸区是均匀的，但是这只是为了便于图示。因为各OLED104能够检测离散触摸，所以最小的能够实现的触摸分辨率是1×1像素。本发明的一些方面旨在通过利用各OLED104本身能够被用来检测触摸的这一事实、且通过选择性地读取显示器200内的不同组OLED的电压来动态地改变触摸分辨率，当显示器200正在显示图像时就能够实时在线地实现不同的触摸分辨率。
如在这里所披露的，通过选择性地激活监控线112和读出选择线114的组合以便当显示器200上正在显示图像时动态地定义不同的触摸分辨率，控制器210能够动态地调整当显示器200正在显示图像时该显示器200的触摸分辨率。在编程周期的期间内，例如，读出电路220或控制器210能够在选择性地激活监控线112(列)之中的被选择的监控线112的同时选择性地激活读出选择线114(行)之中的被选择的读出选择线114，以便界定触摸电极或触摸区。在图2中，第一触摸区202是通过相继地激活RD1线和RD2线且同时地激活监控开关212-1和212-2而被选择的，由此使得来自包括第一触摸区202的四个像素电路100中的OLED104的电压能够经由各自的监控线112-1和112-2而被读出电路220读取。例如，能够通过激活RD1线且同时激活监控开关212-1和212-2来选择处于第一行中的前两个像素电路100，并且读取被呈现在T2的漏极处的OLED电压。然后，在保持监控开关212-1和212-2处于激活状态的同时，停用RD1线然而激活RD2线，由此读取处于第二行中的两个像素的OLED电压。例如，这一读出能够在利用相应的VDATA线110(为了清晰且为了便于讨论，从图2中省略了VDATA线110)上的编程信息对各像素电路100进行编程的同时发生。
在下一帧中，例如，在下一个图像被显示在显示器200上之前，控制器210能够把如触摸区202所界定的2×2的触摸分辨率动态地改变成如第二触摸区204所界定的3×3的较大触摸分辨率，在所图示的例子中，第二触摸区204包括3×3像素电路100的阵列。在监控开关212-1至212-3保持处于激活状态的同时，读出选择线RD1、RD2、RD3各者相继地被激活，并且来自各行的相应的OLED电压被读出电路220读取，从而判定是否在第二触摸区204中检测到触摸。用于要被显示的所述下一个图像的编程信息能够经由VDATA线110而同时被传送至交换网络102中的所述存储器件。
图3是用来实施本发明的一个方面的示例性方法或算法300的流程图。算法300旨在动态地调整具有诸如如图1所示的像素电路100的视频显示器200的触摸分辨率。各像素电路100包括发光器件104，发光器件104被驱动晶体管T1基于代表着由该发光器件104产生的期望亮度的编程电流或编程电压而驱动。算法300利用控制器210来定义视频显示器200的第一触摸分辨率，以使得：当显示器200上正在显示图像时，创建相对于显示器200的透明基板而言的第一电容性触摸区202(步骤302)。控制器210通过测量出多个第一触摸区202中的一个第一触摸区内的显示器200的第一组发光器件104中的各发光器件104的阳极106和阴极108间的电压，来检测所述一个第一触摸区内的相对于显示器200而言的第一触摸(例如，通过用人类的手抓住的电容式触控笔)(步骤304)。所述控制器将所述第一触摸分辨率动态地改变成不同于所述第一触摸分辨率的第二触摸分辨率，以使得：当显示器200上正在显示另外的图像时，创建相对于显示器200而言的第二电容性触摸区204(步骤306)。控制器210通过测量出多个第二触摸区204中的一个第二触摸区204内的显示器200的第二组发光器件104中的各发光器件104的阳极106和阴极108间的电压，来检测所述一个第二触摸区204内的第二触摸(例如，通过平均大小的人类手指的顶端)(步骤308)。
发光器件104两端间的电压的变化能够如下地被测量出来。激活与第一组发光器件104中的相应的各发光器件104连接的第一组读取晶体管T2中的各读取晶体管T2，由此将第一组读取晶体管T2中的各读取晶体管T2连接至读出电路220。算法300比较来自被激活的第一组读取晶体管T2中的各读取晶体管T2的被测量出来的所述电压与象征着触摸的标准。所述标准可以包括阈值，以致于当所述电压的变化大于该阈值时，检测到触摸。如果该标准被满足因而检测到触摸时，控制器210指出在所述一个第一触摸区202内的相对于显示器200而言的第一触摸的坐标。
第一组读取晶体管T2中的各读取晶体管T2的栅极被连接至相应的读出选择线RD。第一组读取晶体管T2中的各读取晶体管T2的第一端子(例如，漏极)被连接至相应的与读出电路220连接的监控线112。在通过激活监控开关212中的相应的各监控开关212来激活与读出电路220连接的监控线112的同时，相应各行中的一行(例如，由RD1限定的那一行)内的第一组读取晶体管T2的各栅极也被激活。当检测到触摸时，读出电路220还能够从所述被测量出来的电压判定所述一个第一触摸区202中的被选择的像素电路100的驱动晶体管T1或发光器件104的老化特性或非均匀性(由显示器200的制造中的工艺非均匀性引起的)特性。算法300能够调整用于所述被选择的像素电路100的编程电流或编程电压，以便补偿已被判定的老化特性或非均匀性特性或者补偿这两个特性，并且根据为了补偿老化特性或非均匀性特性或为了补偿这两个特性而被调整后的编程电流或编程电压来驱动所述被选择的像素电路100中的发光器件104。
能够在以期望亮度对所述一个第一触摸区202中的各像素电路100进行编程的同时执行触摸检测。第一触摸分辨率能够例如对应于平均大小的人类手指的顶端的表面面积，且第二触摸分辨率能够例如对应于电容式触控笔的触点的表面面积，或这两个触摸分辨率反过来也可以。如上所述，显示器200上的不同区域能够同时具有不同的触摸分辨率，这样就使得：显示器200的一部分例如被用来检测例如触控笔的输入，而该同一个显示器200的另一部分被用来检测来自人类手指的输入(其要求更大的触摸分辨率)。
相对于显示器200而能够界定的触摸区的最大数量恰好对应于显示器200中的像素100的数量，这样显示器200中的各像素100就对应于离散触摸点。换言之，最小的可能达到的触摸分辨率具有一个像素电路100的大小。第一触摸分辨率的大小是N×M，这里N是用于形成显示器200的像素电路100的总行数的整数倍数，且M是用于形成显示器200的像素电路100的总列数的整数倍数。N可以与M相同或不同。第二触摸分辨率的大小是P×Q，这里P是用于形成显示器200的像素电路100的总行数的整数倍数，且Q是用于形成显示器200的像素电路100的总列数的整数倍数。P可以与Q相同或不同。N×M与P×Q是不同的。如上所述，触摸区的形状因素不局限于阵列，而也可以是任何规则的或不规则的形状。
在这里披露的任何电路能够根据包括例如多晶硅、非晶硅、有机半导体、金属氧化物和传统CMOS的许多不同的制造技术而被制造。在这里披露的任何电路能够利用它们的互补电路结构对应物而被修改(例如，n型电路能够被变换成p型电路，反之亦然)。
虽然已经图示且说明了本发明的特定实施例和应用，但是应当理解的是，本发明并不局限于在这里披露的具体结构和组成，且在不脱离如随附的权利要求所限定的本发明的范围的前提下，根据前述说明，显然能够获得各种各样的变形、改变和变动。

Claims (9)

1.一种方法，其用于动态地调整具有多个像素电路的视频显示器的触摸分辨率，各所述像素电路包括发光器件，各所述发光器件被驱动晶体管基于代表着由该发光器件产生的期望亮度的编程电流或编程电压而驱动，所述方法包括：
利用控制器来定义所述视频显示器的第一触摸分辨率，以使得当所述视频显示器上正在显示图像时，创建相对于所述视频显示器的透明基板而言的多个第一电容性触摸区；
通过测量出所述多个第一触摸区中的一个第一触摸区内的所述视频显示器的第一组发光器件中的各发光器件的阳极与阴极间的电压，来检测所述一个第一触摸区内的所述透明基板上的第一触摸；
利用所述控制器将所述第一触摸分辨率动态地改变成不同于所述第一触摸分辨率的第二触摸分辨率，以使得当所述视频显示器上正在显示另外的图像时，创建相对于所述视频显示器而言的多个第二电容性触摸区；以及
通过测量出所述多个第二触摸区中的一个第二触摸区内的所述视频显示器的第二组发光器件中的各发光器件的阳极与阴极间的电压，来检测所述一个第二触摸区内的第二触摸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第一组发光器件中的各发光器件的所述电压的变化对应的所述测量包括：
激活与所述第一组发光器件中的相应的各发光器件连接的第一组读取晶体管中的各读取晶体管，由此将所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管连接至读出电路；
比较来自于被激活的所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的已被测量出的所述电压与象征着触摸的标准；以及
响应于表明了所述标准已被满足的所述比较，所述控制器指出所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的相对于所述视频显示器而言的所述第一触摸的坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的栅极被连接至相应的读出选择线，其中，所述第一组读取晶体管中的各读取晶体管的第一端子与被连接至所述读出电路的相应监控线连接，并且其中，所述激活包括：与对被连接至所述读出电路的所述相应监控线的激活同时地激活所述第一组读取晶体管的各所述栅极。
4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：
与所述检测同时地，从已被测量出的所述电压判定所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的被选择的像素电路的所述驱动晶体管或所述发光器件的老化特性；
调整用于所述被选择的像素电路的所述编程电流或编程电压，以补偿已被判定的所述老化特性；以及
基于调整后的所述编程电流或编程电压，驱动所述被选择的像素电路中的所述发光器件。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，与以期望亮度对所述多个第一触摸区中的所述一个第一触摸区内的各所述像素电路进行的编程同时地执行所述检测。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一触摸分辨率对应于平均大小的人类手指的顶端的表面面积，并且其中，所述第二触摸分辨率对应于电容式触控笔的触点的表面面积，或者反之亦然。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，相对于所述视频显示器而言所能够限定的触摸区的最大数量恰好对应于所述视频显示器中的像素数量，以使得所述视频显示器中的各所述像素对应于离散的触摸点。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一触摸分辨率的大小是N×M，这里N是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总行数的整数倍数且M是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总列数的整数倍数，并且其中，所述第二触摸分辨率的大小是P×Q，这里P是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总行数的整数倍数且Q是用于形成所述视频显示器的所述多个像素电路的总列数的整数倍数，而且N×M与P×Q不同。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述视频显示器是有源矩阵有机发光有机器件(AMOLED)显示器，且各所述发光器件是有机发光器件(OLED)。
CN201480027879.7A 2013-03-15 2014-03-03 Amoled显示器的触摸分辨率的动态调整 Pending CN105247462A (zh)

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US201361792358P 2013-03-15 2013-03-15
US61/792,358 2013-03-15
PCT/IB2014/059409 WO2014140992A1 (en) 2013-03-15 2014-03-03 Dynamic adjustment of touch resolutions on an amoled display

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