TW202042032A

TW202042032A - 觸控顯示裝置

Info

Publication number: TW202042032A
Application number: TW108116474A
Authority: TW
Inventors: 陳志成; 李家圻; 劉貴文
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-05-13
Filing date: 2019-05-13
Publication date: 2020-11-16
Also published as: TWI697824B; CN110908544B; CN110908544A

Abstract

本發明揭露一種驅動顯示裝置。驅動顯示裝置包括多個畫素電極、多個觸控電極、多個走線組、一多工電路及一驅動積體電路。各畫素電極包括N個子畫素電極。各走線組包括N條畫素資料線及至少一條觸控訊號線。多工電路包括多個子多工電路。各個子多工電路包括(N-1)個第一多工開關及至少一個第二多工開關。對於各走線組，畫素資料線的其中(N-1)條分別通過其中一個子多工電路的第一多工開關耦接至驅動積體電路的其中一個顯示/觸控訊號輸出接腳，畫素資料線的其中另一條不通過子多工電路耦接至所述顯示/觸控訊號輸出接腳，觸控訊號線通過第二多工開關耦接至所述顯示/觸控訊號輸出接腳。

Description

觸控顯示裝置

本發明是有關於一種觸控顯示裝置。

觸控顯示裝置因為直覺的操作方式受到現代人的喜愛，而被廣泛地應用在諸如手機、平板電腦等各式電子產品之中。隨著近年來手持電子裝置流行大尺寸顯示螢幕，如何降低觸控顯示裝置的成本是重要的課題之一。

本發明實施例係揭露一種觸控顯示裝置，包括多個畫素電極、多觸控偵測電極、多個走線組、一多工電路以及一驅動積體電路。各畫素電極包括N個子畫素電極。對於各走線組，包括N條畫素資料線及至少一條觸控訊號線。畫素資料線分別耦接至畫素電極的其中之一的子畫素電極。觸控訊號線耦接至觸控偵測電極的其中之一。多工電路包括多個子多工電路。各子多工電路包括(N-1)個第一多工開關及至少一個第二多工開關。驅動積體電路包括多個顯示/驅動訊號輸出接腳。顯示/驅動訊號輸出接腳用以分時輸出顯示訊號及觸控訊號。對於各走線組，畫素資料線的其中(N-1)條分別通過子多工電路的其中之一的第一多工開關耦接至驅動積體電路的顯示/觸控訊號輸出接腳的其中之一。畫素資料線的其中另一條未通過子多工電路耦接至驅動積體電路的該其中一顯示/觸控訊號輸出接腳。觸控訊號線通過該其中一子多工電路的第二多工開關耦接至驅動積體電路的該其中一顯示/觸控訊號輸出接腳。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

請參照第1圖，第1圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。觸控顯示裝置10包括多個畫素電極(未示出)、多個觸控偵測電極102、多個走線組104、一多工電路106以及一驅動積體電路108。

畫素電極可被劃分為多行(row)畫素電極，行數與觸控顯示裝置10的解析度有關，例如，當觸控顯示裝置10的解析度為1080RGBx1920時，則畫素電極可被劃分為1080行。每一畫素電極包括N個畫素子電極，其中N為正整數。在本實施例中，每一畫素電極包括三個子畫素電極(N=3)，即R子畫素電極、G子畫素電極以及B子畫素電極。

走線組104的數量與觸控顯示裝置10的解析度有關，例如，當觸控顯示裝置10的解析度為1080RGBx1920時，則觸控顯示裝置10可包括1080個走線組104。每一走線組104包括N條畫素資料線104R、104G、104B及一條觸控訊號線104T。畫素資料線的數量與每一畫素電極電所包括的子畫素電極的數量相同，即在本實施例中為三條。每一走線組104的畫素資料線104R、104G、104B分別耦接至一行畫素電極中的對應的R子畫素電極、G子畫素電極以及B子畫素電極。觸控訊號線104T耦接至觸控偵測電極102的其中之一。

多工電路106包括多個子多工電路1061。子多工電路1061的數量與走線組104的數量是相同的。每一子多工電路1061耦接至走線組104的其中之一以及驅動積體電路108的多個接腳的其中之一。每一子多工電路1061包括(N-1)個第一多工開關1061R、1061G以及一第二多工開關1061T。

每一走線組104的其中一條畫素資料線耦接至驅動積體電路108的多個顯示/觸控訊號輸出接腳的其中之一，其餘的(N-1)條畫素資料線及觸控訊號線通過子多工電路的其中之一耦接至所述顯示/觸控訊號輸出接腳。更明確來說，對於每一走線組，有(N-1)條畫素資料線分別通過其中一個子多工電路中對應的(N-1)個第一多工開關耦接至驅動積體電路的其中一個顯示/觸控訊號輸出接腳，觸控訊號線通過對應的第二多工開關耦接至相同的顯示/觸控訊號輸出接腳，而剩餘的一條畫素資料線則不通過子多工電路耦接至相同的顯示/觸控訊號輸出接腳。也就是說，對於每一走線組，有(N-1)條畫素資料線及一條觸控訊號線通過子多工電路而與該走線組中另一條畫素資料線共用驅動積體電路的同一個顯示/觸控訊號輸出接腳。

以第1圖中最左側的走線組104為例，畫素資料線104R通過子多工電路1061的第一多工開關1061R耦接至驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1；畫素資料線104G通過子多工電路1061的第一多工開關1061G耦接至驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1；觸控訊號線104T通過子多工電路1061的第二多工開關1061T耦接至驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1；以及畫素資料線104B不通過子多工電路1061而耦接至驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1。驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1可分時輸出顯示訊號及觸控訊號，即顯示/觸控訊號輸出接腳P1輸出的訊號S1在顯示期間(display term，DP)為顯示訊號，而在觸控偵測期間(touch detecting term，TP)為觸控訊號。

在一實施例中，第一多工開關1061R、1061G以及第二多工開關1061T可藉由電晶體實現，例如NMOS電晶體或PMOS電晶體，此些多工開關的導通/關閉可受控於驅動積體電路108。在本實施例中，第一多工開關1061R受控於訊號MUX_R，第一多工開關1061G受控於訊號MUX_G，以及第二多工開關1061T受控於訊號MUX_T。此外，每一觸控訊號線1061T更通過一控制開關SWc耦接至一特定電壓Vguard，其中控制開關SWc在顯示期間DP導通，令觸控訊號線104T上的電壓維持在特定電壓Vguard(通常稱為Vcom電壓)，且控制開關SWc在觸控期間TP關閉。

接下來將搭配第2圖所示的訊號時序圖對多工電路106的運作原理進行說明。在顯示期間DP，訊號Vcontrol轉為邏輯高準位(logical high，以下簡稱高準位)使得控制開關SWc導通，觸控偵測電極102被維持在特定電壓Vguard (通常稱為Vcom電壓)，訊號MUX_T為邏輯低準位(logical low，以下簡稱低準位)使得第二多工開關1061T關閉；第一多工開關1061R、1061G受控於訊號MUX_R、MUX_G而陸續導通，而驅動積體電路108輸出的顯示訊號會被陸續的送到畫素資料線104R、104G、104B。以第1圖中最左側的走線組104為例，在顯示期間DP，第一多工開關1061R最先導通，驅動積體電路108的顯示/觸控訊號接腳P1輸出的要寫入R子畫素電極的顯示訊號被傳送至畫素資料線104R。同時，由於畫素資料線104B未通過子多工電路106耦接至驅動積體電路108，因此要寫入R子畫素電極的顯示訊號也會被傳送至畫素資料線104B。接著，第一多工開關1061R關閉後第一多工開關1061G導通，驅動積體電路108的顯示/觸控訊號接腳P1輸出的要寫入G子畫素電極的顯示訊號被傳送至畫素資料線104G以及畫素資料線104B。再接著，第一多工開關1061G關閉，驅動積體電路108的顯示/觸控訊號接腳P1輸出的要寫入B子畫素電極的顯示訊號被傳送至畫素資料線104B。上述動作會在一個顯示期間DP內被執行至少一次。在觸控偵測期間TP，控制開關SWc關閉，第一多工開關1061R、1061G關閉，第二多工開關1061T導通，驅動積體電路108的顯示/觸控訊號輸出接腳P1輸出的觸控訊號會被傳送至觸控訊號線104T以及畫素資料線104B上。藉由畫素資料線104B做為觸控訊號線104T的同驅，可以降低驅動積體電路108從顯示/觸控訊號輸出接腳P1看出去的電容負載(C loading)。對應於其它走線組的子多工電路的運作原理與上述相同，故不加以贅述。

在一實施例中，畫素電極及觸控偵測電極102可配置於觸控顯示裝置10的一主動區域(Active Area，AA)，多工電路106及驅動積體電路108可配置於觸控顯示裝置10的一非顯示區域。

請參照第3圖，第3圖繪示依據本發明另一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。觸控顯示裝置30與觸控顯示裝置10類似，差別在於：對於每一走線組304，不通過子多工電路306耦接至驅動積體電路308的畫素資料線304B更通過一第三多工開關310耦接至觸控訊號線304T。第三多工開關310的導通/關閉可與第二多工開關3061T同步，即當第二多工開關306T導通時，第三多工開關310導通；當第二多工開關306T關閉時，第三多工開關310關閉。第三多工開關310可降低驅動積體電路308從顯示/觸控訊號輸出接腳看出去的電阻負載(R loading)。

請參照第4圖，第4圖繪示依據本發明另一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。觸控顯示裝置40與觸控顯示裝置10類似，差別在於每一走線組404包括三條畫素資料線404R、404G、404B以及二條觸控訊號線404T1、404T2，每一多工電路406包括三個第一多工開關4061R、4061G、4061B以及二個第二多工開關4061T1、4061T2，其中觸控訊號線404T1、404T2分別耦接至不同的觸控偵測電極402，且觸控訊號線404T1、404T2分別通過第二多工開關4061T1、4061T2耦接至驅動積體電路408的顯示/觸控訊號輸出接腳。在本實施例中，於顯示期間，第二多工開關4061T1、4061T2關閉，第一多工開關4061R、4061G分時導通，控制開關SWc1導通並提供Vguard 電壓給觸控偵測電極402；於觸控偵測期間，第一多工開關4061R、4061G關閉，第二多工開關4061T1、4061T2分時導通。換言之，觸控顯示裝置40將觸控偵測電極402劃分為二個觸控偵測電極集合，並在觸控偵測期間分時驅動此二個觸控偵測電極集合進行觸控事件的偵測。

請參照第5圖，第5圖繪示依據本發明另一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。觸控顯示裝置50與觸控顯示裝置40類似，差別在於每一走線組504中未通過子多工電路506耦接至驅動積體電路508的畫素資料線504B分別通過一第三多工開關510A、510B耦接至觸控訊號線504T1、504T2，其中第三多工開關510A、510B的導通及關閉係分別與對應的第二多工開關5061T1、5061T2同步。請參照第6圖所示的觸控顯示裝置50的訊號時序圖，觸控偵測期間TP被劃分為第一觸控偵測期間TP1及第二觸控偵測期間TP2。在第一觸控偵測期間TP1，第二多工開關5061T1及第三多工開關510A導通，第二多工開關5061T2及第三多工開關510B關閉，控制開關SWc1關閉，使得驅動積體電路508輸出的觸控訊號可被送至觸控偵測線504T1，而控制開關SWc2受控於訊號Vcontrol2而在第一觸控偵測期間TP1內週期性地導通，使得觸控偵測線504T2可與觸控偵測線504T1進行同驅。相似地，在第二觸控偵測期間TP2，第二多工開關5061T2及第三多工開關510B導通，第二多工開關5061T1及第三多工開關510A關閉，控制開關SWc2關閉，使得驅動積體電路508輸出的觸控訊號可被送至觸控偵測線504T2，而控制開關SWc1受控於訊號Vcontrol1而在第二觸控偵測期間TP2內週期性地導通，使得觸控偵測線504T1可與觸控偵測線504T2進行同驅。

需要注意的是，上述實施例雖然都是採用B子畫素電極對應的畫素資料線不通過子多工電路耦接至驅動積體電路的設計，然在其他實施例中，也可以是R子畫素電極對應的畫素資料線不通過子多工電路耦接至驅動積體電路，或者G子畫素電極對應的畫素資料線不通過子多工電路耦接至驅動積體電路。此外，在一些實施例中，每一畫素電極包括的子畫素電極的數量也可以是六或是其他數值。以每一畫素電極包括六個子畫素電極為例，則每一走線組會包括六條畫素資料線及至少一條觸控訊號線，其中五條畫素資料線及觸控訊號線會通過子多工電路耦接至驅動積體電路，另一條畫素資料線則不通過子多工電路而與所述五條畫素資料線及觸控訊號線共用驅動積體電路的同一個顯示/觸控訊號輸出接腳。此外，本發明也可以應用於各種觸控偵測電極分區的數量及架構之上。

總結來說，本發明能夠減少多工電路中多工開關的數量，進而降低成本。此外，藉由每一走線組中其中一條畫素資料線與觸控顯示線進行同驅，可降低驅動積體電路於觸控偵測期間所看到的電容負載。此外，藉由第三多工開關的設置，可降低驅動積體電路於觸控偵測期間所看到的電阻負載。

綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。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。

10、30、40、50:觸控偵測裝置 102、302、402、502:觸控偵測電極 104、304、404、504:走線組 104R、104G、104B、304R、304G、304B、404R、404G、404B、504R、504G、504B:畫素資料線 104T、306T、406T1、406T2、506T1、506T2:觸控訊號線 106、306、406、506:多工電路 1061、3061、4061、5061:子多工電路 1061R、1061G、3061R、3061G、4061R、4061G、5061R、5061G:第一多工開關 1061T、3061T、4061T1、4061T2、5061T1、5061T2:第二多工開關 310、510A、510B:第三多工開關 SWc、SWc1、SWc2:控制開關

第1圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。

第2圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的訊號時序圖。

第3圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。

第4圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。

第5圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。

第6圖繪示依據本發明一實施例的觸控顯示裝置的訊號時序圖。

10:觸控偵測裝置

102:觸控偵測電極

104:走線組

104R、104G、104B:畫素資料線

104T:觸控訊號線

106:多工電路

1061:子多工電路

1061R、1061G:第一多工開關

1061T:第二多工開關

SWc:控制開關

Claims

一種觸控顯示裝置，包括：複數個畫素電極，各該畫素電極包括N個子畫素電極；複數個觸控偵測電極；複數個走線組，對於各該走線組，包括N條畫素資料線及至少一條觸控訊號線，該些畫素資料線分別耦接至該些畫素電極的其中之一的該些子畫素電極，且該觸控訊號線耦接至該些觸控偵測電極的其中之一；一多工電路，包括複數個子多工電路，各該子多工電路包括(N-1)個第一多工開關及至少一個第二多工開關；以及一驅動積體電路，包括複數個顯示/驅動訊號輸出接腳，該些顯示/驅動訊號輸出接腳用以分時輸出顯示訊號及觸控訊號，其中對於各該走線組，該些畫素資料線的其中(N-1)條分別通過該些子多工電路的其中之一的該些第一多工開關耦接至該驅動積體電路的該些顯示/觸控訊號輸出接腳的其中之一，該些畫素資料線的其中另一條未通過該些子多工電路耦接至該驅動積體電路的該其中一顯示/觸控訊號輸出接腳，以及該至少一觸控訊號線通過該其中一子多工電路的該至少一第二多工開關耦接至該驅動積體電路的該其中一顯示/觸控訊號輸出接腳。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中於一顯示期間，該些第一多工開關分時導通，該至少一第二多工開關關閉，該驅動積體電路通過該些顯示/觸控訊號輸出接腳分時輸出對應於該些子畫素電極的顯示訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中於一觸控偵測期間，該些第一多工開關關閉，該至少一第二多工開關導通，該驅動積體電路通過該些顯示/觸控訊號輸出接腳輸出觸控訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中該多工電路設置於該觸控顯示裝置的一非顯示區。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中當各該走線組包括的該至少一觸控訊號線的數量為一時，對於各該走線組，未通過該些子多工電路耦接至該驅動積體電路的該畫素資料線更通過一第三多工開關耦接至該觸控訊號線，且該第三多工開關的導通/關閉係與該觸控訊號線所耦接的該第二多工開關同步。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中當各該走線組包括的該至少一觸控訊號線的數量為二或二以上時，對於各該走線組，未通過該些子多工電路耦接至該驅動積體電路的該畫素資料線更分別通過一第三多工開關耦接至各該觸控訊號線，且各該第三多工開關的導通/關閉係與對應的各該觸控訊號線所耦接的該第二多工開關同步。
如申請專利範圍第6項所述之觸控顯示裝置，其中於一觸控偵測期間，各該子多工電路的該些第二多工開關分時導通。
如申請專利範圍第7項所述之觸控顯示裝置，其中對於各該走線組，各該觸控訊號線更通過一控制開關耦接至一特定電壓，且於一顯示期間，該些控制開關導通，於一觸控偵測期間，各該控制開關於對應於所耦接的該觸控訊號線的該第二多工開關關閉時周期性地導通，且於對應於所耦接的該觸控訊號線的該第二多工開關關閉時關閉。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中對於各該走線組，各該觸控訊號線更通過一控制開關耦接至一特定電壓，且於一顯示期間，該控制開關導通，於一觸控偵測期間，該控制開關關閉。
如申請專利範圍第1項所述之觸控顯示裝置，其中對於各該走線組，包括一R畫素資料線、一G畫素資料線及一B畫素資料線，該R畫素資料線及該G畫素資料線係通過對應的該子多工電路耦接至該驅動積體電路，該B畫素資料線不通過該些子多工電路耦接至該驅動積體電路。