CN106557210B - 驱动装置、触控驱动方法与触控显示*** - Google Patents

Abstract

一种触控驱动装置、触控驱动方法与触控显示***。触控显示***包括触控显示面板、共同电压产生器以及触控驱动装置。触控驱动装置包括驱动电路、电容器以及感测电路。驱动电路的输出端电性连接至触控显示面板的驱动电极线。在触控驱动期间，驱动电路输出驱动信号至驱动电极线。电容器的第一端电性连接至触控显示面板的多个像素的共同电极线。感测电路的输入端电性连接至电容器的第二端。在触控驱动期间，感测电路经由电容器感测共同电极线，以便检测触控显示面板的触碰事件。

Description

驱动装置、触控驱动方法与触控显示***

技术领域

本发明涉及一种触控装置，特别涉及一种触控驱动装置、触控驱动方法与触控显示***。

背景技术

在内嵌式触控(In-cell Touch)的显示面板(以下称为触控显示面板)里，共同电极(common electrode，多个像素所共享的电容电极)除了在显示驱动期间传输共同电压(common voltage)VCOM给这些像素的液晶电容，共同电极还可以在触控驱动期间被用来作为触控感测电极。一般而言，触控显示面板的显示驱动器的制造工艺都是以高压制造工艺所制造，也就是说共同电极的共同电压VCOM可能是高电压(例如8V)。因此，耦接至共同电极的触控驱动器(或触控驱动装置)亦必须是以高压制造工艺所制造，以便耐受共同电压VCOM的高电压电平。无论如何，相比于以低压制造工艺所制造的集成电路而言，高压制造工艺所制造的集成电路通常是非常昂贵的。若以低压制造工艺所制造的触控驱动器(或触控驱动装置)搭配以高压制造工艺所制造的显示驱动器，则共同电极的高电压可能会毁损触控驱动器。

发明内容

本发明提供一种触控驱动装置、触控驱动方法与触控显示***，使得触控驱动装置可使用低压制造工艺来制造，而此低压制造工艺的触控驱动装置可以利用具有高电压的共同电极作为触控感测电极。

本发明的实施例提供一种触控驱动装置，包括驱动电路、电容器以及感测电路。驱动电路的输出端电性连接至触控显示面板的驱动电极线。在触控驱动期间，驱动电路输出驱动信号至驱动电极线。电容器的第一端电性连接至触控显示面板的多个像素的共同电极线。感测电路的输入端电性连接至电容器的第二端。在触控驱动期间，感测电路经由电容器感测共同电极线，以便检测触控显示面板的触碰事件。

在本发明的一实施例中，上述的共同电极线还电性连接至共同电压产生器。在显示驱动期间，共同电压产生器通过共同电极线供应共同电压给这些像素的共同电极，且感测电路不感测共同电极。在触控驱动期间，共同电压产生器不供应共同电压给共同电极，且感测电路通过电容器与共同电极线感测共同电极以便检测触碰事件。

本发明的实施例提供一种触控驱动方法。触控驱动方法包括：由驱动电路于触控驱动期间输出驱动信号至触控显示面板的驱动电极线；由电容器滤除触控显示面板的多个像素的共同电极线的直流成份，而传输共同电极线的交流成份；以及由感测电路于触控驱动期间感测电容器所传输的共同电极线的交流成份，以便检测触控显示面板的触碰事件。

在本发明的一实施例中，上述的触控驱动方法还包括：在显示驱动期间由共同电压产生器通过共同电极线供应共同电压给这些像素的共同电极，其中感测电路在显示驱动期间不感测共同电极；以及在触控驱动期间不供应共同电压给共同电极，其中感测电路在触控驱动期间通过电容器与共同电极线感测共同电极以便检测触碰事件。

本发明的实施例提供一种触控显示***，包括触控显示面板、共同电压产生器以及触控驱动装置。触控显示面板包括多个像素、至少一驱动电极线以及至少一共同电极线。共同电压产生器电性连接至共同电极线。触控驱动装置包括驱动电路、电容器以及感测电路。驱动电路的输出端电性连接至驱动电极线，以于触控驱动期间输出驱动信号至驱动电极线。电容器的第一端电性连接至这些像素的共同电极线。感测电路的输入端电性连接至电容器的第二端。于触控驱动期间，感测电路经由电容器感测共同电极线，以便检测触控显示面板的触碰事件。

在本发明的一实施例中，在显示驱动期间上述的共同电压产生器通过共同电极线供应共同电压给这些像素的共同电极，且感测电路不感测共同电极。在触控驱动期间共同电压产生器不供应共同电压给共同电极，且感测电路通过电容器与共同电极线感测共同电极以便检测触碰事件。

在本发明的一实施例中，上述的共同电压大于感测电路的操作电压。

基于上述，本发明的实施例利用电容器滤除触控显示面板的共同电极线的直流成份，而将共同电极线的交流成份传输给触控驱动装置的感测电路。因此，触控驱动装置可使用低压制造工艺来制造，而此低压制造工艺的触控驱动装置可以利用具有高电压的共同电极作为触控感测电极。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

图1是说明内嵌式触控(In-cell Touch)显示面板的电路布局示意图。

图2是依照本发明实施例说明一种触控显示***的电路方块示意图。

图3是依照本发明实施例说明图2所示触控显示***的触控驱动方法的流程示意图。

图4绘示了图2所示触控显示面板操作于触控驱动期间的等效电路图。

附图符号说明

100：触控显示面板

200：触控显示***

210：共同电压产生器

220：触控驱动装置

221：驱动电路

222：感测电路

ΔCM：电容值变化量

C、RXC、TXC：电容器

CE_1_1、CE_s_1、CE_1_t、CE_s_t：共同电极

CEL：共同电极线

CM：互容

DL：驱动电极线

GL_1、GL_2、GL_k、GL_s、GL_s+1、GL_n：栅极线

P_1_1、P_2_1、P_i_1、P_j_1、P_j+1_1、P_m_1、P_1_2、P_2_2、P_i_2、P_j_2、P_j+1_2、P_m_2、P_1_k、P_2_k、P_i_k、P_j_k、P_j+1_k、P_m_k、P_1_h、P_2_h、P_i_h、P_j_h、P_j+1_h、P_m_h、P_1_h+1、P_2_h+1、P_i_h+1、P_j_h+1、P_j+1_h+1、P_m_h+1、P_1_n、P_2_n、P_i_n、P_j_n、P_j+1_n、P_m_n：像素

RXR、TXR：电阻器

S310～S330：步骤

SL_1、SL_2、SL_i、SL_j、SL_j+1、SL_m：源极线

具体实施方式

在本发明说明书全文(包括权利要求)中所使用的「耦接(或连接)」一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其它装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。

图1是说明内嵌式触控(In-cell Touch)显示面板(以下称为触控显示面板100)的电路布局示意图。图1所示触控显示面板100由两基板(Substrate)构成，而于两基板间填充有液晶材料作为液晶层(liquid crystal layer)。触控显示面板100设置有s*t个共同电极(common electrode，例如图1所示共同电极CE_1_1、CE_s_1、CE_1_t与CE_s_t)、m条源极线(source line，或称数据线，例如图1所示源极线SL_1、SL_2、…、SL_i、…、SL_j、SL_j+1、…、SL_m)、n条栅极线(gate line，或称扫描线，例如图1所示栅极线GL_1、GL_2、…、GL_k、…、GL_s、GL_s+1、…、GL_n)以及m*n个像素(例如图1所示像素P_1_1、P_2_1、…、P_i_1、…、P_j_1、P_j+1_1、…、P_m_1、P_1_2、P_2_2、…、P_i_2、…、P_j_2、P_j+1_2、…、P_m_2、…、P_1_k、P_2_k、…、P_i_k、…、P_j_k、P_j+1_k、…、P_m_k、…、P_1_h、P_2_h、…、P_i_h、…、P_j_h、P_j+1_h、…、P_m_h、P_1_h+1、P_2_h+1、…、P_i_h+1、…、P_j_h+1、P_j+1_h+1、…、P_m_h+1、…、P_1_n、P_2_n、…、P_i_n、…、P_j_n、P_j+1_n、…、P_m_n)。其中，所述s、t、i、j、m、k、s、n为整数。所述s、t、i、j、m、k、s、n可以依照设计需求来决定。

源极线SL_1～SL_m垂直于栅极线GL_1～GL_n。像素P_1_1～P_m_n是以矩阵的方式分布于触控显示面板100上。图1绘示了像素P_m_1的范例电路图，而其它像素可以参照像素P_m_1而类推。栅极驱动器(gate driver，未绘示)耦接于触控显示面板100的栅极线GL_1～GL_n。栅极驱动器(未绘示)在显示驱动期间可一个接着一个地轮流驱动(扫描)栅极线GL_1～GL_n的每一条。源极驱动器(source driver，未绘示)耦接于触控显示面板100的源极线SL_1～SL_m。配合栅极驱动器(未绘示)的扫描时序，源极驱动器(未绘示)可以在显示驱动期间将源极驱动信号写入触控显示面板100的多个像素以显示影像。

于触控驱动期间，共同电极CE_1_1～CE_s_t可以被用来当作触控显示面板的感测电极。驱动电路(容后说明)可以于触控驱动期间输出驱动信号至触控显示面板100的驱动电极线(例如源极线SL_1～SL_m或是额外配置的导线)，而感测电路(容后说明)可以于触控驱动期间感测共同电极CE_1_1～CE_s_t，以便检测触控显示面板100的触碰事件。

图2是依照本发明实施例说明一种触控显示***200的电路方块示意图。图2所示触控显示***200包括触控显示面板100、共同电压产生器210以及触控驱动装置220。触控显示面板100包括多个像素、至少一个驱动电极线(例如图2所示驱动电极线DL)以及至少一个共同电极线(例如图2所示共同电极线CEL)。这些共同电极线CEL以一对一方式分别耦接至触控显示面板100的共同电极(例如图2所示共同电极CE_1_1～CE_s_t)。图2所示触控显示面板100的像素、驱动电极线DL以及共同电极CE_1_1～CE_s_t可以参照图1的像素、驱动电极线以及共同电极的相关说明，故不再赘述。

请参照图2，共同电压产生器210电性连接至共同电极线CEL，如图2所示。触控驱动装置220包括驱动电路221、感测电路222以及至少一个电容器(例如图2所示电容器C)。驱动电路221的输出端以一对一方式分别电性连接至触控显示面板100的驱动电极线(例如图2所示驱动电极线DL)。电容器C的第一端电性连接至触控显示面板100的共同电极线CEL，而电容器C的第二端电性连接至感测电路222的输入端，如图2所示。其它电容器与共同电极线可以参照电容器C与共同电极线CEL的相关说明而类推，故不再赘述。

图3是依照本发明实施例说明图2所示触控显示***200的触控驱动方法的流程示意图。步骤S310判断触控显示***200是操作在触控驱动期间或是显示驱动期间。当触控显示***200是操作在显示驱动期间时，步骤S320被执行。当触控显示***200是操作在触控驱动期间时，步骤S330被执行。

在步骤S320中，也就是在显示驱动期间，共同电压产生器210通过共同电极线(例如图2所示共同电极线CEL)供应共同电压(common voltage)VCOM给触控显示面板100的共同电极CE_1_1～CE_s_t，而感测电路222在显示驱动期间不感测共同电极CE_1_1～CE_s_t。共同电压产生器210可以任何方式实现。例如在一些实施例中，共同电压产生器210可以用现有共同电压产生电路实现。

在步骤S330中，也就是在触控驱动期间，共同电压产生器110不供应共同电压VCOM给共同电极CE_1_1～CE_s_t。在触控驱动期间，驱动电路(又称TX电路)221输出驱动信号至触控显示面板100的驱动电极线(例如图2所示驱动电极线DL)。依照设计需求，触控显示面板100的驱动电极线DL可能是图1所示源极线SL_1～SL_m，或是额外配置于触控显示面板100的导线(未绘示)。电容器C可以滤除触控显示面板100的共同电极线CEL的直流成份，而传输共同电极线CEL的交流成份给感测电路222。感测电路(又称RX电路)222于触控驱动期间可以感测电容器C所传输的共同电极线CEL的交流成份。因此，感测电路222可以在触控驱动期间经由电容器C与共同电极线CEL感测共同电极CE_1_1，以便检测触控显示面板100的共同电极CE_1_1的触碰事件。其它电容器、共同电极线与共同电极可以参照电容器C、共同电极线CEL与共同电极CE_1_1的相关说明而类推，故不再赘述。驱动电路221与感测电路222可以任何方式实现。例如在一些实施例中，驱动电路221与感测电路222可以用现有触控驱动电路与现有触控感测电路实现。

一般而言，触控显示面板100的源极驱动器(未绘示)的制造工艺都是以高压制造工艺所制造，以便于输出高电压来驱动像素P_1_1～P_m_n。举例来说，源极线SL_1～SL_m的电压摆幅(voltage swing)可能是0V至15V，而共同电极CE_1_1～CE_s_t的共同电压VCOM可能是8V。基于电容器C来隔绝共同电极CE_1_1的电压的直流成份和感测电路222的电压的直流成份，图2所示共同电极CE_1_1～CE_s_t的共同电压VCOM可以大于感测电路222的操作电压。如此一来，感测电路222就可以使用低压制造工艺来制作，而不会有共同电极CE_1_1～CE_s_t的高电压毁损感测电路222的问题。相比于以高压制造工艺所制造的集成电路而言，低压制造工艺所制造的集成电路通常是较便宜且节省功耗。

图4绘示了图2所示触控显示面板100操作于触控驱动期间的等效电路图。图4所绘示CM表示共同电极CE_1_1与对应驱动电极线之间的互容(Mutual capacitance)，电阻器TXR表示驱动电路(又称TX电路)221至所述对应驱动电极线之间电性路径(例如图2所示驱动电极线DL)的寄生电阻，而电容器TXC表示驱动电路221至所述对应驱动电极线之间电性路径(例如图2所示驱动电极线DL)的寄生电容。电阻器RXR表示感测电路(又称RX电路)222至共同电极CE_1_1之间电性路径(例如图2所示共同电极线CEL)的寄生电阻，而电容器RXC表示感测电路222至共同电极CE_1_1之间电性路径(例如图2所示共同电极线CEL)的寄生电容。图4所绘示ΔCM表示对象碰触触控显示面板100(即发生触碰事件)时，触碰点的电容值变化量。检测互容CM与电容值变化量ΔCM可以获知触碰事件是否发生。

电容器C的容值可以依照设计需求来决定。在一些实施例中，电容器C的容值可以远大于所要检测的互容CM，例如电容器C的容值可以大于互容CM的10倍。因为所要检测的互容CM的容值远小于电容器C的容值，因此整体的等效电容值的变动会以互容CM为主。因此，在感测电路222的感测路径中串联此颗电容器C并不会影响我们所要检测的互容CM的值。在另一些实施例中，电容器C的容值可以接近于所要检测的互容CM，例如电容器C的容值可以小于互容CM的10倍。较小容值的电容器C可达到信号量衰减的效果，也可抑制噪声的量，避免外部大噪声造成感测电路222饱和。藉由调整此电容器C的容值大小，来满足不同的设计需求，得到想要的结果。在一些实施例中，电容器C可以与感测电路222实现于同一个触控集成电路内。在另一些实施例中，电容器C也可以是触控集成电路(感测电路222)的外部电容组件。

综上所述，本发明上述诸实施例可以利用电容器C滤除触控显示面板100的共同电极线CEL的直流成份，而将共同电极线CEL的交流成份传输给触控驱动装置220的感测电路222。因此，触控驱动装置220可使用低压制造工艺来制造，而此低压制造工艺的触控驱动装置220可以利用具有高电压的共同电极CE_1_1作为触控感测电极。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更该与修饰，故本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (6)

1.一种触控驱动装置，包括：

一驱动电路，其输出端电性连接至一触控显示面板的一驱动电极线，以于一触控驱动期间输出一驱动信号至该驱动电极线；

一电容器，其第一端电性连接至该触控显示面板的多个像素的一共同电极线；

一感测电路，其输入端电性连接至该电容器的第二端，以于该触控驱动期间经由该电容器感测该共同电极线以便检测该触控显示面板的一触碰事件，其中，该共同电极线还电性连接至一共同电压产生器，在一显示驱动期间该共同电压产生器通过该共同电极线供应一共同电压给这些像素的一共同电极且该感测电路不感测该共同电极，以及在该触控驱动期间该共同电压产生器不供应该共同电压给该共同电极且该感测电路通过该电容器与该共同电极线感测该共同电极以便检测该触碰事件。

2.如权利要求1所述的触控驱动装置，其中该共同电压大于该感测电路的操作电压。

3.一种触控驱动方法，包括：

由一驱动电路于一触控驱动期间输出一驱动信号至一触控显示面板的一驱动电极线；

由一电容器滤除该触控显示面板的多个像素的一共同电极线的直流成份，而传输该共同电极线的交流成份；以及

由一感测电路于该触控驱动期间感测该电容器所传输的该共同电极线的该交流成份，以便检测该触控显示面板的一触碰事件；

在一显示驱动期间由一共同电压产生器通过该共同电极线供应一共同电压给这些像素的一共同电极，其中该感测电路在该显示驱动期间不感测该共同电极；以及

在该触控驱动期间不供应该共同电压给该共同电极，其中该感测电路在该触控驱动期间通过该电容器与该共同电极线感测该共同电极以便检测该触碰事件。

4.如权利要求3所述的触控驱动方法，其中该共同电压大于该感测电路的操作电压。

5.一种触控显示***，包括：

一触控显示面板，包括多个像素、至少一驱动电极线以及至少一共同电极线；

一共同电压产生器，电性连接至该共同电极线；以及

一触控驱动装置，包括一驱动电路、一电容器以及一感测电路，其中

该驱动电路的输出端电性连接至该驱动电极线以于一触控驱动期间输出一驱动信号至该驱动电极线，

该电容器的第一端电性连接至这些像素的该共同电极线，以及

该感测电路的输入端电性连接至该电容器的第二端以于该触控驱动期间经由该电容器感测该共同电极线，以便检测该触控显示面板的一触碰事件，

其中，在一显示驱动期间该共同电压产生器通过该共同电极线供应一共同电压给这些像素的一共同电极且该感测电路不感测该共同电极，以及在该触控驱动期间该共同电压产生器不供应该共同电压给该共同电极且该感测电路通过该电容器与该共同电极线感测该共同电极以便检测该触碰事件。

6.如权利要求5所述的触控显示***，其中该共同电压大于该感测电路的操作电压。