TWI452505B

TWI452505B - 觸控螢幕顯示器

Info

Publication number: TWI452505B
Application number: TW100102558A
Authority: TW
Inventors: Wei Cheng Lin
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-01-25
Publication date: 2014-09-11
Also published as: TW201232369A

Description

觸控螢幕顯示器

本發明有關於一種觸控螢幕顯示器，特別是一種能夠降低成本的觸控螢幕顯示器。

圖1為習知液晶顯示器的驅動電路方塊圖。液晶顯示器(LCD)10包含一顯示面板15及一顯示驅動電路。顯示驅動電路包含一時序控制器11、一閘極驅動電路12、一源極驅動電路13及一共通電極14。顯示面板15包含多個像素單元、多條掃描線X1~Xn及多條資料線Y1~Ym。掃描線X1~Xn耦接閘極驅動電路12，資料線Y1~Ym耦接源極驅動電路13用以操作該些像素單元。每一像素單元包含一薄膜電晶體T1及一儲存電容C1，儲存電容C1一端耦接於薄膜電晶體T1的源極，另一端耦接於共通電極14。薄膜電晶體T1的源極耦接於一資料線(data line or source line)，其閘極耦接於一掃描線(scan line or gate line)。於液晶顯示器10操作時，閘極驅動電路12傳送開關電壓Ts到掃描線X1~Xn，進而依序地開啟多個薄膜電晶體T1，並由源極驅動電路13傳送灰階電壓VDs到資料線Y1~Ym，用以改變每一像素單元中之液晶(未顯示)的穿透率。

圖2顯示一個習知電容式觸控面板(capacitive touch panel)的架構示意圖。請參考圖2，習知電容式觸控裝置20包含一電容式觸控面板21及一感測控制器22。電容式觸控面板21包含多條感測線，該些感測線包含Dn+Sm條導線；用以感測觸控面板之X軸方向位置的電容器(capacitor)23；以及用以感測觸控面板之Y軸方向位置的電容器24。感測控制器22包含有多個接腳，該些接腳分別耦接於該些導線Dn及Sm。

當使用者觸碰電容式觸控面板21的某一位置時，使位於或鄰近該位置的電容器111及112產生一對應於該觸碰的等效電容值，並藉由對應之導線Dn及Sm，傳送至感測控制器22。感測控制器22以分時方式依序地接收該些導線Dn及Sm的多個電容值。當感測控制器22測得來自導線Dn及Sm的電容值包含對應於該觸碰的等效電容值時，即可利用位於或鄰近該位置的電容器111的x座標及電容器112的y座標，計算出被觸碰之該位置的坐標。

依據習知技術，即將液晶顯示器(LCD)10及電容式觸控面板21加以貼合形成一觸控螢幕顯示器，因此習知的觸控螢幕顯示器形成堆疊結構，厚度較厚，且需貼合程序增加製造程序而提高成本。

本發明一實施例之目的在於提供一種觸控螢幕顯示器。一實施例之目的在於提供一種能夠降低成本的觸控螢幕顯示器。一實施例之目的在於提供一種觸控感測電路及顯示驅動電路共用多條資料線及多條掃描線的觸控螢幕顯示器。

依據本發明一實施例，提供一種觸控螢幕顯示器包含一顯示面板、一顯示驅動電路、一觸控感測電路及一座標計算裝置。顯示面板包含多條資料線、多條掃描線及多個像素單元，每一像素單元包含一切換元件及一儲存電容分別耦接該些資料線其一及該些掃描線其一。顯示驅動電路包含一閘極驅動電路及一源極驅動電路。閘極驅動電路耦接於該些掃描線用以提供一開關電壓於每一掃描線。源極驅動電路耦接於該些資料線，用以提供一灰階電壓於每一資料線。觸控感測電路包含一源極感測控制電路，源極感測控制電路耦接於該些資料線，用以提供一源極感測電壓於每一資料線，並感測耦接於每一資料線之該些儲存電容的電容值。座標計算裝置，耦接源極感測控制電路，接收源極感測控制電路所傳來之該些資料線的該些電容值，比較該些資料線的該些電容值，以獲得一座標。

於一實施例中，觸控感測電路更包含一閘極感測控制電路，耦接於該些掃描線，並感測耦接於每一掃描線之該些儲存電容的電容值。座標計算裝置更比較該些掃描線的該些電容值，以獲得前述座標。

於一實施例中，觸控螢幕顯示器更包含一時序控制器，時序控制器用以接收一影像訊號，並將影像訊號解析出一開關電壓控制訊號及一灰階電壓資料訊號，閘極驅動電路依據開關電壓控制訊號產生該些開關電壓，源極驅動電路依據灰階電壓資料訊號產生該些灰階電壓。較佳的情況是，時序控制器更將影像訊號解析解析出一源極感測電壓資料訊號，而且源極感測控制電路更依據源極感測電壓資料訊號產生該些源極感測電壓。

於一實施例中，每一開關電壓皆具有一高水平區域，且在每一開關電壓的高水平區域內，源極驅動電路提供一灰階電壓於每一資料線，而且源極感測控制電路提供一源極感測電壓VSs於該些資料線中的至少一部分。

由於本發明一實施例，觸控螢幕顯示器的顯示驅動電路及觸控感測電路，共用顯示面板上的多條資料線、多條掃描線及儲存電容，因此多條資料線、多條掃描線及儲存電容能夠同時用來顯示畫面以及產生被觸碰的座標，因此本發明一實施例不需要額外製造電容式觸控面板能夠簡省製造成本。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖3顯示依本發明一實施例觸控螢幕顯示器的電路圖。觸控螢幕顯示器100包含一顯示面板15、一顯示驅動電路及一觸控感測電路。

顯示面板15包含多條資料線Y1~Ym、多條掃描線X1~Xn及多個像素單元，每一像素單元包含一切換元件T1及一儲存電容C1。切換元件T1及儲存電容C1分別耦接該些資料線Y1~Ym其一及該些掃描線X1~Xn其一。切換元件T1可以為一薄膜電晶體。顯示驅動電路包含一共用電極14、一閘極驅動電路12、一源極驅動電路13及一時序控制器11。觸控感測電路包含一源極感測控制電路41、一閘極感測控制電路42及一座標計算裝置43。

時序控制器11耦接閘極驅動電路12及源極驅動電路13。時序控制器11接收一影像訊號，用以將影像訊號解析成開關電壓控制訊號Ts及灰階電壓資料訊號Ds(訊號Ts及Ds皆包含產生電壓的時序資訊)。閘極驅動電路12依據開關電壓控制訊號Ts分時地產生多個開關電壓VTs，且閘極驅動電路12耦接於該些掃描線X1~Xn，用以提供一開關電壓VTs於每一掃描線X1~Xn。源極驅動電路13依據灰階電壓資料訊號Ds分時地產生多個灰階電壓，且源極驅動電路13耦接於該些資料線Y1~Ym，用以提供一灰階電壓VDs於每一資料線Y1~Ym。時序控制器11更將前述影像訊號解析解析出一源極感測電壓資料訊號Ss，源極感測控制電路41更依據源極感測電壓資料訊號Ss分時地產生多個源極感測電壓，且源極感測控制電路41，耦接於該些資料線Y1~Ym，用以提供一源極感測電壓VSs於該些資料線Y1~Ym中的至少一部分。

當使用者觸碰觸控螢幕顯示器100的某一位置時，使位於及/或鄰近該位置的多個儲存電容C1的電容值會改變，而產生一對應於該觸碰的等效電容值，並藉由耦接該些儲存電容C1的資料線Y1~Ym，傳送至源極驅動電路13；及藉由耦接該些儲存電容C1的掃描線X1~Xn，傳送至閘極驅動電路12。接著，源極驅動電路13感測耦接於每一相同資料線之該些儲存電容C1的電容值；而閘極感測控制電路12感測耦接於每一相同掃描線之該些儲存電容的電容值。

座標計算裝置43耦接源極感測控制電路13，並接收源極感測控制電路13從該些資料線Y1~Ym所測得的該些電容值，分析該些資料線Y1~Ym的該些電容值，當源極感測控制電路13測得來自導線資料線Y1~Ym的電容值包含對應於該觸碰的等效電容值時，即可利用位於或鄰近該位置的儲存電容C1的x座標及y座標，計算出被觸碰之該位置的坐標，如此即可獲得一座標。於本實施例中，座標產生裝置43包含一電容數位轉換器431及一座標計算器432。電容數位轉換器431依據每一感測結果訊號的電容值大小產生一相對應之數位電容值。座標計算器432接收耦接該些數位電容值，並依據該些數位電容值產生一座標資料。圖4顯示本發明一實施例之源極驅動電路、閘極驅動電路及源極感測控制電路所提供之各種電壓間的關係的示意圖。圖5A~5C顯示本發明一實施例之源極驅動電路及源極感測控制電路所提供之各種電壓間的關係的示意圖。以下將參照圖4所示實施例，更說明本發明一實施例中，顯示驅動電路及觸控感測電路的運作方式。

如圖4及5A~5C所示，每一開關電壓VTs、灰階電壓VDs及源極感測電壓VSs為一階梯式訊號且具有一高水平區域。於本實施例中，在開關電壓VTs的高水平區域內，源極驅動電路13提供一灰階電壓VDs於每一資料線Y1~Ym，用以顯示一畫面，而且源極感測控制電路41提供一源極感測電壓VSs於該些資料線Y1~Ym中的至少一部分，用以感測一觸碰。於一實施例中，源極感測控制電路41亦可以在開關電壓VTs的高水平區域內提供一源極感測電壓VSs於每一資料線Y1~Ym中。然而，由於用以感測觸控的解析度，不需要到達如顯示影像之像素的解析度的程度，因此於一實施例中，如圖4所示，於T2的時間內，在掃描線X2之開關電壓VTs的高水平區域，亦可以僅有源極驅動電路13提供一灰階電壓VDs於每一資料線Y1~Ym，而源極感測控制電路41不提供任何感測用電壓。

此外，本發明不限定閘極驅動電路12、一源極驅動電路13及源極感測控制電路41，提供電壓至該些掃描線X1~Xn及資料線Y1~Ym，用以對該些儲存電容C1進行充電的方式。以下僅說明若干的實施方式，然而應了解的是，於本發明所屬領域具有通常知識者，係能夠依據本發明所揭示內容、及顯示器之產品規格等，自行設計該些驅動及控制電路的運作方式。

如圖5A所示，在開關電壓VTs的高水平區域內，於源極驅動電路13提供一灰階電壓VDs後，源極感測控制電路41亦提供一源極感測電壓VSs。亦即，於一源極感測電壓VSs位於兩相鄰灰階電壓VDs之間。如此，可利用一資料線得到一座標。

如圖5B所示，在開關電壓VTs的高水平區域內，於包含有多個源極感測電壓VSs的一源極感測電壓群組，位於兩相鄰灰階電壓VDs之間。如此，可利用多條資料線得到一座標。由於用以感測觸控的解析度，不需要到達如顯示影像之像素的解析度的程度，因此藉此方式，可以擴大計算座標之電容值的母體，能夠得到較精確的座標。

如圖5C所示，在開關電壓VTs的高水平區域內，多數組相異的源極感測電壓群組，位於兩相鄰灰階電壓VDs之間，每一源極感測電壓群組包含有多個源極感測電壓VSs。如此，在開關電壓VTs的高水平區域內，可利用多條資料線得到多數個座標。因此藉此方式，可以更進一步擴大計算座標之電容值的母體，能夠得到更精確的座標。

綜上所述，由於本發明一實施例，觸控螢幕顯示器100的顯示驅動電路及觸控感測電路，共用顯示面板15上的多條資料線Y1~Ym、多條掃描線X1~Xn及儲存電容C1，因此多條資料線Y1~Ym、多條掃描線X1~Xn及儲存電容C1能夠同時用來顯示畫面；以及產生被觸碰的座標。相較於習知技術，本發明一實施例不需要額外製造電容式觸控面板能夠簡省製造成本。於一實施例中，由於不需要額外堆疊一電容式觸控面板，觸控螢幕顯示器100的厚度能夠較薄。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10‧‧‧液晶顯示器

100‧‧‧觸控螢幕顯示器

11‧‧‧時序控制器

111‧‧‧電容器

112‧‧‧電容器

12‧‧‧閘極驅動電路

13‧‧‧源極驅動電路

14‧‧‧共通電極

15‧‧‧顯示面板

20‧‧‧電容式觸控裝置

21‧‧‧電容式觸控面板

22‧‧‧感測控制器

23‧‧‧電容器

24‧‧‧電容器

41‧‧‧源極感測控制電路

42‧‧‧閘極感測控制電路

43‧‧‧座標計算裝置

431‧‧‧電容數位轉換器

432‧‧‧座標計算器

C1‧‧‧儲存電容

T1‧‧‧薄膜電晶體

圖1為習知液晶顯示器的驅動電路方塊圖。

圖2顯示一個習知電容式觸控面板的架構示意圖。

圖3顯示依本發明一實施例觸控螢幕顯示器的電路圖。

圖4顯示本發明一實施例之源極驅動電路、閘極驅動電路及源極感測控制電路所提供之各種電壓間的關係的示意圖。

圖5A~5C顯示本發明一實施例，於一開關電壓的高水平區域內，源極驅動電路及源極感測控制電路所提供之各種電壓間的關係的示意圖。

圖6顯示本發明一實施例之座標計算裝置的功能方塊圖。