CN106128374A - 非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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CN106128374A CN201510564624.0A CN201510564624A CN106128374A CN 106128374 A CN106128374 A CN 106128374A CN 201510564624 A CN201510564624 A CN 201510564624A CN 106128374 A CN106128374 A CN 106128374A
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Abstract

本发明公开一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其驱动方法。一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法,其在对像素施加像素电压以显示图像的同时,检测共电极板以判断是否有物件触碰该内嵌式液晶显示器。由于本发明的驱动方法不用将显示及触控分时处理,因此在高解析度的内嵌式液晶显示器中,能够有充份的显示时间以及触控检测时间。

Description

非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其驱动方法
技术领域
本发明是有关一种内嵌式液晶显示器,特别是关于一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其非分时触控及显示驱动方法。
背景技术
图1显示已知的液晶显示器(LCD),其利用低电压差分信号传输(Low-VoltageDifferential Signaling;LVDS)电路10将来自笔电的帧数据传送至LCD控制专用集成电路(application Specific Integrated Circuit;ASIC)14或者利用LCD控制电路12将来自桌上型电脑的帧数据传送至LCD控制ASIC 14,LCD控制ASIC 14根据帧数据控制多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24,LCD面板26具有多条栅极驱动线及多条源极驱动线,栅极驱动器18及20根据来自LCD控制ASIC 14的帧起始信号STV开始依序驱动多条栅极驱动线,源极驱动器22及24根据来自LCD控制ASIC 14的灰阶数据GSD施加电压至被驱动的栅极驱动线上所耦接的多个像素电极,以决定被驱动的像素的灰阶,其中帧起始信号STV代表开始显示下一个帧,参考电压产生器16提供参考电压给多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24以校准多个栅极驱动器18及20以及多个源极驱动器22及24内的电压。
目前结合触控及显示功能的液晶显示器约可分为两种,第一种是于LCD面板26上增加一触控面板来达成触控功能,第二种则是在LCD面板26中内嵌触控功能。
内嵌式液晶显示器虽然不用增加触控面板就可以达成触控功能,但为了避免显示图像与触控感测互相干扰,因此显示与触控功能必需分时操作。假设图1的LCD面板26的解析度为1920×1080,帧更新率(frame rate)为60Hz,即LCD面板26每秒显示60个帧,换言之,每个帧有16.7ms的时间。如图2的栅极驱动信号的波形28所示,在LCD面板26没有结合触控功能的情况下,16.7ms的时间几乎全部用来显示图像。如图2的栅极驱动信号的波形30及触控感测信号的波形32所示,在LCD面板26结合触控功能后,16.7ms的时间中只有10ms的时间用来显示图像,剩余的6.7ms是用来执行触控感测。
图3显示一种已知的触控及显示分时方法,其是先显示图像后再进行触控感测。如图3所示,多个栅极驱动器18及20依序送出驱动信号Out1-Out1080以驱动多条栅极驱动线以显示图像,而最后一条栅极驱动线完成驱动后至重新驱动第一条栅极驱动线的垂直空白(V-blanking)时间进行触控感测。图4是第二种已知的触控及显示分时方法,此方式是缩短每一个驱动信号Out1-Out1080的驱动时间以使相邻的驱动信号之间有一水平空白(H-blanking)时间可供进行触控感测。图5显示第三种已知的触控及显示分时方法,其同样缩短每一个驱动信号Out1-Out1080的驱动时间,但是连续送出数个驱动信号Out1、Out2、Out3后,***一长水平空白(long H-blanking)时间供触控感测,其中该长水平空白时间等于连续送出的数个驱动信号Out1、Out2、Out3被缩短的时间的总合。
然而,已知的触控及显示分时方法无法使用在高解析度的LCD面板中。以60Hz的帧更新率例,每个帧有16.7ms的时间,因此LCD面板26的解析度为1024×768时,每条栅极驱动线最多有16.7ms/768=21.7μs的驱动时间。当LCD面板26的解析度为1920×1080时,每条栅极驱动线最多有16.7ms/1080=15.4μs的驱动时间。当LCD面板26的解析度为4K×2K时,每条栅极驱动线最多有16.7ms/2K=8.3μs的驱动时间。也就是说,随着解析度的增加,每条栅极驱动线的驱动时间跟着减少,因此在高解析度的LCD面板26中,每条栅极驱动线的驱动时间都快不够用了,无法再分出时间来达成触控感测。
在LCD面板26中还包括一共电极板,共电极板具有一共电极电压Vcom作为参考电位,当施加在像素电极的电压大于共电极电压Vcom时,视为正极性电压,当施加在像素电极的电压小于共电极电压Vcom时,视为负极性电压。在二连续帧中,相同位置的像素的极性相反,以避免PI(polyimide)高分子物质长时间维持在相同电压,形成永久极化使液晶分子无法转动。共电极电压Vcom可以是直流电压也可以是交流电压,图6显示直流共电极电压的驱动方法,其中共电极电压Vcom为固定电压,源极驱动线上的电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-与共电极电压Vcom之间的压差决定像素的灰阶,在此范例中假设源极驱动线上的电压与共电极电压Vcom之间的最大压差为8V时,共电极电压Vcom设定为8V,而源极驱动线上的电压将在0V至16V之间变动,例如电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+分别为9V、10V、11V、12V、13V、14V、15V,电压V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-分别为7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V。图7显示交流共电极电压的驱动方法,其是施加一交流驱动信号至共电极板,以使共电极电压Vcom在二个电压之间交替切换,源极驱动线上的电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+、V0-、V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-与共电极电压Vcom之间的压差决定像素的灰阶,在此范例中假设源极驱动线上的电压与共电极电压Vcom之间的最大压差为8V,共电极电压Vcom设定在0V及8V之间交替切换,则源极驱动线上的电压将在0V至8V之间变动,例如电压V0+、V1+、V2+、V3+、V4+、V5+、V6+、V7+分别为1V、2V、3V、4V、5V、6V、7V、8V,电压V1-、V2-、V3-、V4-、V5-、V6-、V7-分别为7V、6V、5V、4V、3V、2V、1V、0V。由前面叙述可知,在最大压差相同的情况下,相较于直流共电极电压的驱动方式,交流共电极电压的驱动方式可以降低源极驱动线上电压的最小值与最大值之间的压差以降低功率消耗,而且可以用低压工艺实现以降低芯片尺寸。此外交流共电极电压的驱动方式也具有较低的涌入电流(in-rush current),故交流共电极电压的驱动方式具有较低的噪声,进而具有较佳的信噪比(signal to noise ratio;S/N)。
在目前的LCD显示器中,极性转换的驱动方式约可分为帧反转(frame inversion)、列反转(row inversion)、行反转(column inversion)及点反转(dot inversion)等四种。图8显示已知LCD显示器中四种极性转换驱动方法的范例,其中帧反转的驱动方式在第N帧时,将LCD面板26上所有像素的极性设定为正极性,即源极驱动线上的电压大于共电极电压Vcom,接着在下一个帧(第N+1帧)时,将LCD面板26上所有像素的极性反转为负极性,即源极驱动线上的电压小于共电极电压Vcom。图8所示的列反转的驱动方式,在第N帧时,将第一列、第三列及第五列上的像素设定为正极性,第二列及第四列上的像素设定为负极性,接着在第N+1帧时,第一列、第三列及第五列上的像素反转为负极性,第二列及第四列上的像素反转为正极性。图8所示的行反转的驱动方式,在第N帧时,将第一行、第三行及第五行上的像素设定为正极性,第二行及第四行上的像素设定为负极性,接着在第N+1帧时,第一行、第三行及第五行上的像素反转为负极性,第二行及第四行上的像素反转为正极性。图8所示的点反转的驱动方式是将相邻像素的极性设定为相反,而且第N帧及第N+1帧中相同位置的像素的极性相反。
在图8的帧反转及列反转的驱动方法中,同一列上的像素被同时充电(正极性)或放电(负极性),这会造成水平串扰(horizontal crosstalk)。图9说明形成水平串扰的原因,当第N条栅极驱动线被驱动时,如果此列为正极性,则多条源极驱动线将同时对各自的电容Cs充电,但电容Cs与共电极板34之间有一寄生电容Clc,因此所有的源极驱动线在对各自的电容Cs充电时,也同时对共电极板34充电,进而提高共电极板34的共电极电压Vcom,导致第N条栅极驱动线上的像素所呈现的灰阶不正确。同样的,如果此列为负极性,则会造成共电极板34放电,进而降低共电极板34的共电极电压Vcom,导致第N条栅极驱动线上的像素所呈现的灰阶不正确。图8中的行反转及点反转驱动方法可以改善水平串扰,因为在行反转及点反转驱动方法中,同一列上的像素的极性是交替改变,因此部分源极驱动线会对共电极板34充电,而另一部分的源极驱动线会对共电极板34放电,充电与放电互相抵消以降低对共电极电压Vcom的影响,进而降低水平串扰。
在图8的帧反转及行反转的驱动方法中,同一行上的像素持续充电或放电,这会造成垂直串扰(vertical crosstalk)。图10说明形成垂直串扰的原因,源极驱动线经由多个薄膜晶体管36、40、44分别连接多个像素38、42、46,当其中一个薄膜晶体管40被导通以对像素40充电或放电以决定像素电压(灰阶)时,由于薄膜晶体管36、40、44的源极S及漏极D之间会形成寄生电容Csd,因此在源极驱动线对被驱动的像素40充电或放电的同时,也会有漏电流Ilc经寄生电容Csd对此源极驱动线上未被驱动的像素38、46充电或放电,又帧反转及行反转的驱动方法中,同一行的像素有相同极性,即同一行中的像素38、42、46会持续被充电而使其像素电压持续上升或持续被放电而使其像素电压持续下降,进而导致像素38、42、46显示不正确的灰阶。图8中的列反转及点反转驱动方法可以改善垂直串扰,因为在列反转及点反转驱动方法中,同一行上的像素的极性是交替改变,因此充电与放电会互相抵消以降低垂直串扰。
如上所述,点反转驱动方法可以让同一列及同一行上的一部分像素为正极性,另一部分像素为负极性,故可同时改善水平串扰及垂直串扰,但是目前点反转驱动方法只有使用直流共电极电压的驱动方式,并没有使用交流共电极电压的驱动方式。
发明内容
本发明的目的之一,在于提出一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器及其非分时触控及显示驱动方法。
本发明的目的之一,在于提出一种使用区块交流共电极电压的内嵌式液晶显示器及其区块交流共电极电压驱动方法。
本发明的目的之一,在于提出一种结合点反转驱动方式及交流共电极电压驱动方式的内嵌式液晶显示器。
根据本发明,一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法,包括:分别施加交流驱动信号至该内嵌式液晶显示器的多个共电极板以决定各个该共电极板的共电极电压,其中该交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间,该高准位及低准位的持续时间等于单一条栅极驱动线的驱动时间或为该驱动时间的整数倍;在该交流驱动信号的该高准位的期间及该低准位的期间,通过多条源极驱动线对被驱动的像素施加像素电压以显示图像;以及在该交流驱动信号的该高准位的期间或该低准位的期间,检测该多个共电极板以判断是否有物件触碰该内嵌式液晶显示器。其中,施加至不同的该共电极板的交流驱动信号的相位可以相反。
根据本发明,一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器,包括多条栅极驱动线、多条源极驱动线、多个共电极板及一触控检测电路。该多条栅极驱动线是用以选择要驱动的像素。每一个该共电极板被施加交流驱动信号以决定多个像素的参考电位,其中该交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间,该高准位及低准位的持续时间等于单一条该栅极驱动线的驱动时间或为该驱动时间的整数倍。在该交流驱动信号的该高准位的期间及该低准位的期间,该多条源极驱动线对被驱动的像素施加像素电压,并根据该像素电压与该参考电位的压差决定该被驱动的像素的灰阶或颜色。在该交流驱动信号的该高准位的期间或该低准位的期间,该触控检测电路检测该多个共电极板因该交流驱动信号的准位切换而产生的电荷变化,判断是否有物件触碰该内嵌式液晶显示器。其中,施加至不同的该共电极板的交流驱动信号的相位可以相反。
本发明可以同时处理触控感测及帧显示,不用缩短显示时间来达成触控感测,因此本发明具有较多的显示时间,可以应用在高解析度的内嵌式液晶显示器。此外,本发明可以让不同的共电极板的交流驱动信号的相位相反,使同一行及同一列上一部分像素为正极性,另一部分像素为负极性,达成点反转的功效。
附图说明
图1显示已知的液晶显示器;
图2说明未结合触控功能时的显示时间以及结合触控功能时的触控及显示时间;
图3显示第一种已知的触控及显示分时方法;
图4显示第二种已知的触控及显示分时方法;
图5显示第三种已知的触控及显示分时方法;
图6显示直流共电极电压的驱动方法;
图7显示交流共电极电压的驱动方法;
图8显示已知LCD显示器的四种极性转换驱动方法;
图9说明形成水平串扰的原因;
图10说明形成垂直串扰的原因;
图11显示本发明非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器的实施例;
图12是图11中LCD面板26的局部放大图;
图13是图11中LCD面板26的剖面图;
图14显示本发明的非分时触控及显示驱动方法;
图15显示图14中波形74的放大图;
图16显示图11中其中一个共电极板所对应的电路;
图17显示图16中第一条触控感应线TP1所看到的等效电路;
图18显示本发明区块交流共电极电压驱动方式的交流驱动信号;
图19显示相邻的共电极板分别施加相位相反的交流驱动信号的第一实施例;
图20显示相邻的共电极板分别施加相位相反的交流驱动信号的第二实施例;图21显示相邻的共电极板分别施加相位相反的交流驱动信号的第三实施例。
附图标号
10 低电压差分信号传输电路
12 LCD控制电路
14 LCD控制ASIC
16 参考电压产生器
18 栅极驱动器
20 栅极驱动器
22 源极驱动器
24 源极驱动器
26 LCD面板
28 栅极驱动信号的波形
30 栅极驱动信号的波形
32 触控感测信号的波形
34 共电极板
36 薄膜晶体管
38 像素
40 薄膜晶体管
42 像素
44 薄膜晶体管
46 像素
48 时序控制电路
50 共电极板
52 贯穿孔
54 触控感应线
56 触控检测电路
58 栅极驱动线
60 源极驱动线
62 像素电极
64 像素电极
66 像素电极
68 像素
70 绝缘层
72 源极驱动线的电压的波形
74 共电极电压Vcom的波形
76 交流驱动信号的波形
78 共电极电压Vcom的波形
80 薄膜晶体管
82 交流驱动信号的波形
84 交流驱动信号的波形
具体实施方式
图11显示本发明非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器的实施例,其包括多个栅极驱动器18、多个源极驱动器22、LCD面板26、时序控制器48及触控检测电路56。时序控制器48包含LCD控制ASIC 14,且用以控制多个栅极驱动器18及多个源极驱动器22的操作时序。LCD面板26包含多个共电极板50,每一个共电极板50经由至少一贯穿孔52连接至少一条触控感应线54,而每一条触控感应线54只能连接一个共电极板50。触控检测电路56透过触控感应线54检测共电极板50上的电压或电荷以判断是否有物件触碰LCD面板以及触碰位置。在图11中,为了简化图式而将所有触控感应线54连接在一起后再连接至触控检测电路56,但实际上,触控感应线54并未互相连接。一般而言,每一个源极驱动器22就是一个集成电路(IC),因此触控检测电路56也可以整合至其中一个源极驱动器22中,而触控感应线54则连接至具有触控检测功能的源极驱动器22。图12是图11中LCD面板26的局部放大图,其中每一个共电极板50对应多个像素68,每个像素包含三个像素电极62、64、66分别产生红色、绿色、蓝色三种色光。多个栅极驱动器18根据来自时序控制器48的指令依序驱动多条栅极驱动线58,每一条栅极驱动线58耦接多个像素电极。多个源极驱动器22根据来自时序控制器48的指令施加像素电压至多条源极驱动线60,这些像素电压被施加到像素电极,以决定像素68的灰阶或颜色,进而显示图像。图13是图11中LCD面板26的剖面图,其中共电极板50经由贯穿孔52连接触控感应线54,而触控感应线54与源极驱动线60之间由绝缘层70阻隔。
在本发明中,共电极板50除了提供像素68的参考电位之外,还作为触控检测的驱动及接收电极。图14显示本发明的非分时触控及显示驱动方法,其中波形72是源极驱动线60的电压,波形74是共电极板50上的共电极电压Vcom,波形76是提供至共电极板50的交流驱动信号,此实施例是以全白的画面为例。交流驱动信号76的高准位及低准位的持续时间THL等于单一条栅极驱动线58的驱动时间或为该驱动时间的整数倍。假设LCD面板26的解析度为1920×1080,帧更新率为60Hz,则每一条栅极驱动线58的驱动时间约为15μs。若交流驱动信号76的高准位及低准位的持续时间THL为15μs时,这表示每驱动一条栅极驱动线58,交流驱动信号76的准位就切换一次。当交流驱动信号76的高准位及低准位的持续时间为15μs×2=30μs时,这表示每驱动二条栅极驱动线58,交流驱动信号76的准位切换一次,以此类推。
参照图11、图12及图14,在驱动第N条栅极驱动线58时,如图14的时间t1所示,交流驱动信号的波形76由低准位变为高准位,例如由0V变为8V,此时交流驱动信号对共电极板50充电,以使共电极电压Vcom由0V上升至8V,如图14的波形74所示,而这段共电极电压Vcom由0V上升至8V的时间可以用来实现触控感测。在时间t1源极驱动器22也施加0.1V的像素电压使得源极驱动线60的电压从7.9V下降至0.1V,如图14的波形72所示,由于源极驱动线60的电压需要一段时间才能稳定在目标值,因此在像素电压改变且经一段时间Td后,再闩锁此时的源极驱动线60的电压与共电极电压Vcom之间的压差-7.9V作为LCD数据决定像素的灰阶或颜色。LCD数据闩锁必需在下一次像素电压改变之前,因此时间Td不能大于时间t2-t1。在驱动第N+1条栅极驱动线58时,如图14的时间t2所示,交流驱动信号的波形76由8V变为0V,此时共电极板50放电以使共电极电压Vcom由8V下降至0V,如图14的波形74所示,而这段共电极电压Vcom由8V下降至0V的时间可以用来达成触控感测。在时间t2源极驱动器22也施加7.9V的像素电压使得源极驱动线60的电压从0.1V上升至07.9V,如图14的波形72所示,由于源极驱动线60的电压需要一段时间才能稳定在目标值,因此在像素电压改变且经一段时间Td后,再闩锁此时的源极驱动线60的电压与共电极电压Vcom之间的压差7.9V作为LCD数据决定像素的灰阶或颜色。LCD数据闩锁必需在下一次像素电压改变之前,因此时间Td不能大于时间t3-t2。本发明的驱动方法在提供像素电压设定像素的灰阶或颜色的过程中,同时进行触控感测,即触控与显示是同时处理,而不是分时处理,本发明的驱动方法不用通过缩短显示时间来实现触控感测,因此在高解析度的内嵌式液晶显示器的应用中,本发明仍然可以适用。在图14的实施例中,是在共电极电压Vcom由低准位变为高准位以及由高准位变为低准位时各进行一次触控感测,在其他实施例中,也可以只在共电极电压Vcom由低准位变为高准位时或由高准位变为低准位时进行触控感测。
图15显示图14中波形74的放大图,用以说明触控感测方法。当有手指触碰时,触碰位置的共电极板的等效电容将上升,因此在交流驱动信号由0V变为8V时,如时间t1所示,触碰位置的共电极板的共电极电压Vcom的上升速度较慢,如图15左方的共电极电压Vcom的波形78所示,也就是说可以通过检测共电极电压Vcom来判断是否有手指触碰。例如在交流驱动信号由0V变为8V并经一预设时间Tr1时,检测共电极电压Vcom,如果检测到的共电极电压Vcom大于预设电压Vr1表示无手指触碰,相反的如果检测到的共电极电压Vcom小于预设电压Vr1则表示有手指触碰。当交流驱动信号由8V变为0V时,如时间t2所示,触碰位置的共电极板的共电极电压Vcom的下降速度较慢,如图15右方的波形78所示,因此在交流驱动信号由8V变为0V并经一预设时间Tf1时,检测共电极电压Vcom,如果检测到的共电极电压Vcom小于预设电压Vf1表示无手指触碰,相反的如果检测到的共电极电压Vcom大于预设电压Vf1则表示有手指触碰。
另一种触控感测方法是检测共电极电压Vcom上升或下降至一预设电压的时间。参照图15的时间t1及左方的波形78,在交流驱动信号由0V变为8V时,触碰位置的共电极板的共电极电压Vcom的上升速度较慢,因此共电极电压Vcom需要较长的时间才能上升到预设电压Vr2,换言之,可以通过计数共电极电压Vcom上升至预设电压Vr2的时间来判断是否有手指触碰,如果共电极电压Vcom上升至预设电压Vr2的计数时间小于预设时间Tr2时表示无手指触碰,相反的如果计数时间大于预设时间Tr2则表示有手指触碰。当交流驱动信号由8V变为0V时,如时间t2所示,触碰位置的共电极板的共电极电压Vcom的下降速度较慢,如图15右方的波形78所示,因此计数共电极电压Vcom下降至预设电压Vf2的时间来判断是否有手指触碰,如果共电极电压Vcom下降至预设电压Vr2的计数时间小于预设时间Tf2时表示无手指触碰,相反的如果计数时间大于预设时间Tf2则表示有手指触碰。
图16显示图11中其中一个共电极板所对应的电路,其中每一条栅极驱动线58连接同一列上的薄膜晶体管80的栅极,每一条源极驱动线60连接同一行上的薄膜晶体管80的源极,每一条触控感应线54对应一条源极驱动线60,共电极板50经图11所示的贯穿孔52连接多条触控感应线54中的第一条触控感应线TP1。每个薄膜晶体管80与共电极板50之间有寄生电容Clc,每一条触控感应线54与共电极板50之间有寄生电容Ctv,每一条触控感应线54与对应的源极驱动线60之间有寄生电容Cts。如图16所示,当施加像素电压至源极驱动线60时,会经寄生电容Clc、Ctv、Cts影响到共电极板50及触控感应线54的电压,为了避免在对触控感应线TP1进行触控感测时受到源极驱动线S1-SN上电压的影响,可对触控感应线TP1进行触控板动态补偿(touch panel dynamic compensation)以增加触控感测的准确度。图17是图16的简化等效电路,其显示从第一条触控感应线TP1看到的寄生电容,其中Cf是手指触碰时产生的寄生电容。在图16及图17中的寄生电容Clc、Ctv、Cts都是电路完成后可以预先计算或量测得到的固定值,因此根据图17的等效电路可以计算出源极驱动线S1-SN上的电压对触控感应线TP1的影响,进而对触控感应线TP1进行触控板动态补偿,以更精确的辨识是否有手指触碰。
在图11的内嵌式液晶显示器中,所有的共电极板50可以被施加相同的交流驱动信号以产生相同的共电极电压Vcom。此外,也可以将多个共电极板50分成两部分,分别施加相位相反的交流驱动信号以达成区块交流共电极电压驱动,例如将同一列或同一行上的共电极板50分成两部分,分别施加相位相反的交流驱动信号,或者将相邻的共电极板50分别施加相位相反的交流驱动信号。
图18显示本发明区块交流共电极电压驱动方式的交流驱动信号,其中波形82及84为相位相反的交流驱动信号。如前所述,交流驱动信号82及84的高准位及低准位的持续时间THL等于单一条栅极驱动线58的驱动时间或为该驱动时间的整数倍,以在每驱动一条或多条栅极驱动线58后,使对应下一条栅极驱动线58的像素的极性反转。假设每一条栅极驱动线58的驱动时间为15μs,若交流驱动信号82及84的高准位及低准位的持续时间THL为15μs时,这表示每驱动一条栅极驱动线58,交流驱动信号的准位就切换一次,因此如图19的共电极板50所示,同一共电极板50中相邻列的像素的极性相反。当交流驱动信号的高准位及低准位的持续时间为15μs×2=30μs时,这表示每驱动二条栅极驱动线58,交流驱动信号的准位切换一次,因此如图20的共电极板50所示,同一共电极板50中可以每隔二列的像素的极性相反。若每一个共电极板50上的像素共有5列时,交流驱动信号的高准位及低准位的持续时间THL最大为15μs×5=75μs时,这表示每驱动5条栅极驱动线58或同一共电极板50的像素全部驱动后,交流驱动信号的准位切换一次,因此如图21所示,同一行的共电极板50的所有像素的极性相同,而同一列上相邻的共电极板50的像素的极性相反。
由于本发明是使用交流共电极电压驱动方法,因此相较于直流共电极电压驱动方式,本发明可以用低压工艺实现以降低芯片尺寸,而且具有较佳的信噪比。
参照图19及图20,本发明区块交流共电极电压驱动方式不但可以让同一列上一部分的像素为正极性,另一部分的像素为负极性,同时也可以让同一行上一部分像素为正极性,另一部分为负极性。因此,本发明的区块交流共电极电压驱动方式也可以实现如图8所示的点反转驱动方式,以降低垂直串扰及水平串扰。
在LCD显示器中,源极驱动器22的IC成本远比栅极驱动器18的IC成本高,因此有厂商提出一种双栅极(dual gate)面板来降低源极驱动器22的数量,此双栅极面板是将一条栅极驱动线58分成二段分别由二个栅极驱动器18驱动,但这两段栅极驱动线共用一组源极驱动器,不能同时驱动进行像素更新,因此每个像素的驱动时间将会减半。下面表1显示不同解析度下,双栅极面板与标准面板的源极驱动器数量及像素的驱动时间,就现有技术而言,在内嵌式液晶显示器中要达成分时触控及显示功能,8μs的驱动时间已是极限,因此从表1可知,当已知的内嵌式液晶显示器的LCD面板的解析度超过1600×900时,就无法再使用双栅极的驱动方式。但本发明的内嵌式液晶显示器的触控及显示功能是同时处理,故本发明的内嵌式液晶显示器能在解析度较高的LCD面板中使用双栅极驱动方式,以减少源极驱动器的数量,进而降低IC成本。
表1
以上对于本发明的较佳实施例所作的叙述为阐明的目的,基于以上的教导或从本发明的实施例学习而作修改或变化是可能的。实施例为解说本发明的原理以及让熟习该项技术者了解本发明的技术,并非用以限定本发明的申请专利范围。

Claims (15)

1.一种应用在内嵌式液晶显示器的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述内嵌式液晶显示器包含多个共电极板、多条栅极驱动线及多条源极驱动线,所述多条栅极驱动线用以选择要驱动的像素,每一个所述共电极板用以设定多个像素的参考电位,所述非分时触控及显示驱动方法包括下列步骤:
分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板以决定各个所述共电极板的共电极电压,其中所述交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间,所述高准位及低准位的持续时间等于单一条所述栅极驱动线的驱动时间或为所述驱动时间的整数倍;
在所述交流驱动信号的所述高准位的期间及所述低准位的期间,通过所述多条源极驱动线对被驱动的像素施加像素电压以显示图像;以及
在所述交流驱动信号的所述高准位的期间或所述低准位的期间,检测所述多个共电极板以判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。
2.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板的步骤包括将同一列上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号。
3.根据权利要求2所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述将同一列上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号的步骤包括对同一列上的相邻共电极板施加相位相反的所述交流驱动信号。
4.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述分别施加交流驱动信号至各个所述共电极板的步骤包括将同一行上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号。
5.根据权利要求4所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述将同一行上的所述多个共电极板分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号的步骤包括对同一行上的相邻共电极板施加相位相反的所述交流驱动信号。
6.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述检测所述多个共电极板的步骤包括在所述多个共电极板被施加的所述交流驱动信号的准位切换并经一预设时间时,检测所述多个共电极板的电压是否达到一预设电压。
7.根据权利要求1所述的非分时触控及显示驱动方法,其特征在于,所述检测所述多个共电极板的步骤包括在所述多个共电极板被施加的所述交流驱动信号的准位切换时,计数所述多个共电极板的电压达到一预设电压的时间是否超过一预设时间。
8.一种非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器,其特征在于,所述非分时触控及显示的内嵌式液晶显示器包括:
多条栅极驱动线,用以选择要驱动的像素;
多个共电极板,每一个所述共电极板被施加交流驱动信号以决定多个像素的参考电位,其中所述交流驱动信号是交替切换于一高准位及一低准位之间,所述高准位及低准位的持续时间等于单一条所述栅极驱动线的驱动时间或为所述驱动时间的整数倍;
多条源极驱动线,在所述交流驱动信号的所述高准位的期间及所述低准位的期间,对被驱动的像素施加像素电压,并根据所述像素电压与所述参考电位的压差决定所述被驱动的像素的颜色;以及
一触控检测电路,在所述交流驱动信号的所述高准位的期间或所述低准位的期间,通过检测所述多个共电极板因所述交流驱动信号的准位切换而产生的电荷变化,判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。
9.根据权利要求8所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,所述内嵌式液晶显示器更包括多条触控感应线连接所述触控检测电路及分别连接所述多个共电极板。
10.根据权利要求8所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,在同一列上的所述多个共电极板被分成两部分分别施加相位相反的所述交流驱动信号。
11.根据权利要求10所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,在同一列上的相邻共电极板被施加相位相反的所述交流驱动信号。
12.根据权利要求8所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,在同一行上的所述多个共电极板分成两部分分别被施加相位相反的所述交流驱动信号。
13.根据权利要求12所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,在同一行上的相邻共电极板施加相位相反的所述交流驱动信号。
14.根据权利要求8所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,所述触控检测电路在所述交流驱动信号的准位切换并经一预设时间时,检测所述多个共电极板的电压是否达到一预设电压,以判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。
15.根据权利要求8所述的内嵌式液晶显示器,其特征在于,所述触控检测电路在所述交流驱动信号的准位切换时,计数所述多个共电极板的电压达到一预设电压的时间是否超过一预设时间,以判断是否有物件触碰所述内嵌式液晶显示器。
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