触控显示装置、驱动方法、触控信息取得程序及记录媒体的制作方法

专利名称：触控显示装置、驱动方法、触控信息取得程序及记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明有关于触控显示装置，且特别有关于具有交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面触控信息的触控感测器的触控显示装置。
背景技术：
过去在静电电容结合式触控显示装置中，不设置触控感测器专用的感测器用基板，而在液晶显示装置的彩色滤光基板上直接形成触控感测器，再将此具有触控感测器的彩色滤光片基板与薄膜晶体管阵列基板进行组立，形成一具有触控功能的液晶显示装置。 这种所谓的内嵌式触控显示装置(in-cell touch panel)可参照专利文献1。内嵌式触控显示装置70与具有额外搭载触控感测器基板的触控显示装置相比， 少了一片玻璃基板，因此具有能够薄型化、提升透过率、减低成本等优点。[现有技术文献]专利文献1 特开2008-32756号公报然而，上述的内嵌式触控显示装置的构造靠近薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)阵列基板，因此容易受到晶体管动作的影响，容易发生耦合噪声，因此相对地会有触控信息的检出感度下降的问题。因此，本发明的目的是提供一种能够减低显示装置的驱动对触控感测器造成影响的噪声，并以高S/N比检出触控信息的触控显示装置、触控显示装置的驱动方法、触控信息取得程序及记录媒体。

发明内容
为了达成上述目的，有关的触控显示装置具备交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面的触控信息的触控感测器，该触控显示装置包括触控信息检出装置，将该触控感测器的读取周期与该显示装置的图框周期同步起始，检测每个图框周期的该触控信息；以及触控信息计算装置，对于连续偶数个该图框周期计算该触控信息的平均，取得一触控信息统计值。有关触控显示装置的驱动方法中，该触控显示装置具备交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面的触控信息的触控感测器，该驱动方法包括触控信息检出步骤，将该触控感测器的读取周期与该显示装置的图框周期同步起始，检测每个图框的该触控信息；以及触控信息计算步骤，对于连续偶数个该图框计算该触控信息的平均，取得一触控信息统计值。根据本发明，能够获得噪声较少的触控信息，并且本发明可以全面地应用于在输入介面以显示装置显示影像，并通过手指等的触控来进行输入操作的触控显示装置。


图1是本发明实施例1的触控显示装置70的一例的剖面构造图。
图2是本发明实施例1的触控显示装置70的触控感测器的电极构造的一例的平面图。图3是本发明实施例1的触控显示装置70的一例的构造方块图。图4是用来说明面反转方式的驱动示意图。图5A及图5B是用来说明触控信息计算装置所进行的计算处理，其中图5A是显示受到噪声影响的状态下所检出的触控感测器10的读取数据的一例；图5B是显示触控信息计算装置25在计算处理后的触控信息的一例。图6是说明本发明实施例1的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图7是显示本发明实施例1的触控显示装置70及其驱动方法的每个图框的处理流程的一例。图8是显示本实施例1的触控感测器及其驱动方法的实施例。图9是说明本发明实施例2的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图10是说明本发明实施例3的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图11是说明本发明实施例4的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图12A及图12B是显示本发明实施例5的触控感测器的电极组成的一例，其中，图 12A是显示实施例5的触控感测器的Y检出电极层的一例的平面图；图12B是显示实施例5 的触控感测器的X检出电极层的一例的平面图。图13A及图1 是显示本发明实施例5的触控感测器的组成图。其中图13A是显示实施例5的触控感测器19的内部电极层17的平面构造；图1 是显示实施例5的触控感测器19全体的立体图。图14是显示本发明实施例6的触控显示装置71的一例的剖面构造图。附图标号10、19 触控感测器；11、15 X检出电极;12、16 Y检出电极；13 X电极层；14 Y电极层；17 电极层；18 玻璃盖；20 触控感测器控制器；21 触控信息检出装置；22 读取装置；23 时序控制装置；24 存储装置；25 触控信息计算装置；30 感测器玻璃；40 彩色滤光片基板；50 薄膜晶体管阵列基板；60 显示装置驱动电路；
70、71 触控显示装置；81 正极性噪声；82 负极性噪声；91、92 触控信息数据；101、102 检出数据；103 算出数据。
具体实施例方式[实施例1]图1是本发明实施例1的触控显示装置70的一例的剖面构造图。图1中，实施例 1的触控显示装置70具备触控感测器10、触控感测器控制器20、彩色滤光片基板40、薄膜晶体管阵列基板50、显示装置驱动电路60。 触控感测器10及触控感器测控制器20构成触控感测器模块，彩色滤光片基板40、 薄膜晶体管阵列基板50、显示装置驱动电路60构成显示装置。触控感测器10形成于的彩色滤光片基板40上，并且该彩色滤光片基板40与薄膜晶体管阵列基板50、显示装置驱动电路60及触控感器测控制器20组立，形成一内嵌式的触控显示装置70。触控感测器10以例如ITOandium Tin Oxide，氧化铟锡)等透明电极层构成，并且与彩色滤光片等元件层共同形成于彩色滤光片基板40的同一侧。内嵌式的触控显示装置70没有设置触控感测器 10专用的基板，具有能够薄型化、提升透过率、减低成本等优点。彩色滤光片基板40与薄膜晶体管阵列基板50之间填满液晶，构成液晶显示装置。 液晶显示装置通过显示装置驱动电路60的驱动显示影像。在此，因为触控感测器10非常地靠近薄膜晶体管阵列基板50的薄膜晶体管阵列，所以很容易受到薄膜晶体管驱动时所发生的噪声影响。特别是在触控感测器10为静电电容式触控感测器的情况下，此构造容易发生耦合噪声并使S/N比下降。触控感测器控制器20为驱动、控制触控感测器的装置。本实施例的触控显示装置 70中，通过在触控感测器控制器20搭载各种后述的机能，就能够在图1所示的内嵌式触控显示装置70中实现高S/N比。图2是本发明实施例1触控感测器10的电极构造的一例的平面图。触控感测器 10矩阵状地配置了在(纵)垂直方向延伸的X检出电极11，以及在(横)水平方向延伸的 Y检出电极12。图2中，X检出电极11有M条，Y检出电极12有N条，构成MXN(M行N列) 的矩阵。矩阵状配置的X检出电极11与Y检出电极12被设定感测器坐标系。在图2中， 触控感测器10的左下角被设定为(1，1)，右上角被设定为(M，N)。而虽然图2以平面来描绘，但X检出电极10与Y检出电极12是以上下具有间隔的方式对向配置。当手指或触控笔触控触控感测器10的输入介面时，若是静电电容式触控感测器，X检出电极11与Y检出电极12之间的静电电容会产生变化，若是阻抗膜式触控感测器，会利用导通的检出来检出触控位置。本实施例中使用静电电容式触控感测器为例子来说明。在静电电容式触控感测器中，按(1，1) — (2,1)—…(M，l) — (1,2)—…(M-1，N) — (M，N)的顺序沿线依序 1 个 1个地扫描坐标点，读取每个坐标点的触控信息再将其检出。当一条线结束后换下一条线，各线依序进行扫描，最后全部线的全部的坐标的触控信息都被检出，也就是触控感测器10的输入介面(触控面)整面的触控信息被检出。因为由含有触控有无的触控强度数据、检出坐标能够特定出触控位置，所以触控信息包括触控位置的数据。而在2值数据的情况下，无法检出触控的强度，仅能检出触控的有无。图3是本发明实施例1的触控显示装置70的一例的构造方块图。图3中，仅显示实现机能所必要的组成要素。图3中，实施例1的触控显示装置70具备触控感测器10、触控感测器控制器20、 薄膜晶体管阵列基板50、显示装置驱动电路60。触控感测器10具备X检出电极11、Y检出电极12。触控感测器控制器具备触控信息检出装置21、触控信息计算装置25。而触控信息检出装置21具备读取装置22、时序控制装置23、存储装置Μ。关于触控感测器10、薄膜晶体管阵列基板50已在图1中说明，故标记相同元件符号而省略说明。显示装置驱动电路60用来驱动触控显示装置70的显示装置，由驱动器IC等构成，本实施例的显示装置是以面反转方式来驱动。图4是用来说明面反转方式的驱动示意图。图4中，显示了信号周期2Τ的数据信号源电压波形的例子。如图4所示，施加于显示装置的数据信号电压为每一周期正负极性交互反转一次的交流电压波形。如图4所示，由于施加的电压信号大小(亮度)不同，造成 V1、V2、V3的差异，但三者都在同一周期T反转。而周期T与显示装置显示一张画面的1图框(frame)周期为相同时间长度。一般来说，显示装置以60Hz驱动，因此图框周期为1/60 =0.01666... = 16.6msec。也就是说，每16. 6msec极性反转的同时，也显示一张新的画面，因此构成显示连续影像的显示装置。而在本实施例中为了容易理解，而举出每一个图框周期画面全体的子像素以反转至同一极性这种面反转驱动方式为例来说明，但也包括每一个图框相邻的子像素反转至彼此不同的正负极性这样的点反转驱动方式、或每一个图框以线为单位反转至彼此不同的正负极性这样的线反转驱动方式。不管是哪一种反转驱动方式，以像素单位来说，每一个图框周期做一次极性反转，正极性数据信号电压与负极性数据信号电压交互施加这样的交流驱动这点是相同的。而线反转驱动方式中除了每列反转至彼此不同的正负极性这样的列反转驱动方式、以及每行反转至彼此不同的正负极性这样的行反转驱动方式外，还包括H线反转驱动方式、V线反转驱动方式等各种线反转驱动方式。点反转驱动方式也不限于相邻的子像素的反转，还包括2点反转驱动方式等各种的点反转驱动方式。回到图3，显示装置驱动电路60依序驱动薄膜晶体管阵列基板50上的薄膜晶体管阵列，使得显示装置以每1. 66msec的周期显示一张画面。触控信息检出装置21与显示装置的图框周期同步起始的状态下开始触控感测器 10的读取动作，在每个图框检测出往触控感测器10的触控信息。习现有技术的触控显示装置70中，显示装置驱动电路60与触控感测器控制器20彼此独立动作，但本实施例的触控显示装置70中，读取触控感测器10的触控信息的动作会与显示装置的图框周期同步起始。读取装置22为读取输入触控感测器10的输入介面的触控信息的装置。如图2中所说明，沿着Y检出电极12或X检出电极11进行扫描，依序读取各坐标的触控信息。具体来说，是读取各线的静电电容来依序检出触控信息，再将读取的触控信息的数据存储于存储装置24。读取装置22通过读取全电极11、12而完成全面的扫描，因此也具有既定的读取周期。时序控制装置23为控制读取装置22的读取动作开始时序的装置。在本实施例的触控显示装置70中，使读取装置22的读取动作与显示装置的图框周期同步起始。因此，时序控制装置23由显示装置驱动电路60取得显示装置的图框周期，并使读取装置22的读取动作与图框周期同步起始。存储装置M为将读取装置读取的触控信息依序储存的装置。存储装置M最低的限度可以是触控感测器10的一个检出介面容量的缓冲器，在一个图框周期会取得复数的触控信息的情况下，也能够存储更多的触控信息。而存储装置M可以是用于电脑等的一般存储器所组成。读取装置22、时序控制装置23、及存储装置M构成在触控显示装置70的每一个图框周期检出触控信息的触控信息检出装置21。触控信息计算装置25从触控信息检出装置21检出的每图框周期的读取数据中对连续的偶数个图框计算出平均，用来取得噪声抵销的触控信息统计值。其平均的计算方法可以例如是从对每个图框周期从连续的既定数量的平均读取数据中算出平均的移动平均法，也可以是不对每个图框周期都取得算出触控数据，而在累积了连续的偶数个触控信息的图框周期下取得算出触控信息，订下区间的总平均法。也就是说，想要精密地取得每个图框周期的触控信息统计值时，可用移动平均法来计算平均，而想要减少数据数并减轻计算负担时，可用订下区间的总平均法来取得触控信息统计值。减轻计算负担可以缩小计算电路的规模并且减低成本。因此，触控信息计算装置25的触控信息统计值的计算方法可以因应用途而采用不同种类的平均方法。图5A及图5B是用来说明触控信息计算装置25所进行的计算处理。图5A是显示受到噪声影响的状态下所检出的触控感测器10的读取数据的一例。图5B是显示触控信息计算装置25的触控信息统计值的一例。图5A中，显示装置正极性驱动时触控感测器10的检出数据101显示在正极，负极性驱动时触控感测器10的检出数据102显示在负极。正极的检出数据101由显示装置驱动时的正极噪声81与触控感测器10的触控信息数据91所构成，负极的检出数据102由显示装置驱动时的负极噪声82与触控感测器10的触控信息数据92所构成。而原本正极性与负极性的驱动在不同图框周期发生，所以正极性与负极性不会在同一个图框周期里，但为了容易理解，图5A中在同一个图框周期内显示出正极性图框周期的触控感测器10的检出数据101与负极性图框周期的触控感测器10的检出数据102。正极性与负极性检出数据101、102中，正极性图框周期的触控信息数据91受到正极噪声81的影响。而负极性图框周期的触控信息数据92受到负极噪声82的影响。也就是说，触控信息数据91、92分别受到相对应的图框周期极性的噪声影响。在此，正极噪声81与负极噪声82是几乎相同的波形，仅极性不同。而触控信息数据91、92则是几乎相同的波形且也都是正极性数据。因此，将正极性的检出数据101加上负极性的检出数据102时，仅正极噪声81与负极噪声82会互相抵销，触控信息数据91、92 会在正极性相加，最后获得噪声消除的干净的信号。
图5B显示检出数据101与检出数据102相加后的算出数据103。如图5B所示，正极性噪声81与负极性噪声82相抵销，算出数据103是纯触控信息数据91、92的和而没有噪声。像这样将显示装置的正极性图框驱动时的触控感测器10的检出数据101加上负极性图框驱动时的触控感测器10的检出数据102，再以移动平均法取得触控信息统计值， 能够获得噪声抵销后的高S/N比的触控信息信号。在图5B中虽显示完全没有噪声状态的算出数据103的波形，但在影片的情况下， 因为连续的图框周期所写入的数据并不相同，所以噪声并非完全是零。然而，因为在连续的图框周期下写入极端不同的数据的影像非常少，所以噪声也大多实质地互相抵销。回到图3，触控信息计算装置25进行的计算处理，如图5A及5B所说明地，将同步起始于正极性图框所检出的读取数据与同步起始于负极性图框所检出的读取数据相加，并算出其移动平均。藉此能够取得少噪声的触控信息统计值。图3中，触控信息检出装置21与触控信息计算装置25是可以进行上述各种计算处理的手段,例如包含ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的电子电路、读取程序进行动作的CPU (Center Processing Unit，中央处理器)或电脑等。而触控信息检出装置21与触控信息计算装置25的机能可以由使电脑动作的程序、或是将该程序记录于电脑可读取的记录媒体来实现。图6是说明本发明实施例1的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图6中，显示了显示装置的图框周期的触控感测器10同步起始的各种动作时序。具体来说，配合显示装置的图框与驱动时序，显示了触控感测器扫描时序、噪声影响、数据平均值、平均后噪声影响。首先，显示装置显示关闭时，仅取得各坐标(1，1) (M，N)的扫描基准数据。取得扫描基准数据是为了抵销自然发生的噪声来做校正。扫描基准数据会被利用在之后的触控信息数据算出时。而在这个阶段显示装置还没有驱动，不会发生噪声影响。在第一个图框周期，显示装置被施加正极性的数据电压驱动。触控感测器10与正极性图框周期同步起始，透过触控信息检出装置21的读取装置22开始读取。读取动作可以透过依序扫描每条线的扫描动作来实行。读取装置22的读取动作开始时序由时序控制装置23来控制。一般来说，触控感测器10的数据读取周期会比显示装置的一个图框周期的表示期间16. 6msec来得短，因为一般读取速度(频率)比60Hz快，所以在显示装置的第一个图框周期结束前，触控感测器10的触控信息就已经读取完毕。在此，即使读取完毕，也不会进行下一次扫描，而是等待显示装置的第一个图框周期的结束。所读取到的检出数据RAW[1] 储存于存储装置对。另外，此读取获得的数据会受到显示装置的正极性噪声所影响。在第二个图框周期，显示装置被施加负极性的数据电压驱动。触控感测器10与负极性图框周期同步起始，开始读取动作。此时，触控信息的数据受到显示装置的负极性噪声所影响。所读取到的检出数据RAW[2]与储存于存储装置的移动平均 (RAff[l]+RAff[2])/2被触控信息计算装置25算出，并将此值作为检出数据平均值AVG[1]。 检出数据平均值AVG[1]的噪声会因正极性驱动的第1个图框与负极性驱动的第2个图框抵销，因此能够取得不受噪声影响的触控信息统计值。
9
在第三个图框，显示装置被施加正极性的数据电压驱动。与第一、二个图框周期相同地，触控感测器10与正极性图框驱动开始的时序同步起始，开始读取扫描，检出触控信息的数据。此时，触控信息的数据虽受到显示装置的正极性噪声所影响，但与受到负极性噪声影响的第二个图框的数据计算出移动平均(RAW[2]+RAW[3])/2，则正负噪声互相抵销，而取得不受噪声影响的检出数据平均值AVG[2]，亦为触控信息统计值。同样地，在负极性数据电压施加的第四个图框中，会与之前正极性数据电压施加的第三个图框周期算出移动平均，取得检出数据平均值AVG[3]。而在正极性驱动的第五个图框周期中，会与之前负极性驱动的第四个图框周期算出移动平均，取得检出数据平均值 AVG[4] 0像这样，因为显示装置前后连续的图框的驱动极性一定是正负的组合，所以算出前后连续的图框所检出的触控信息数据的平均值，可以取得噪声被抵销掉的触控信息统计值。图7是示本发明实施例1的触控显示装置70及其驱动方法的每个图框周期的处
理流程的一例。步骤100中，触控感测器10与显示装置的图框周期同步起始，开始触控信息的读取。读取动作是透过触控信息检出装置21的读取装置22来实行。读取开始的时序由时序控制装置23来控制。而读取开始时序没有与显示装置完全同步已可，可以在稍微延后的时间点上起始。触控感测器的扫描周期大多比起显示装置的图框周期来得短，所以只要能在图框周期内将触控信息数据检测出来即可。在步骤110中，在同步起始的图框周期中的触控感测器10的触控信息被检出。检出的触控信息数据被储存在存储装置对。在步骤120中，对于包括步骤110中进行检出的图框周期的连续偶数个图框周期， 计算检出数据的移动平均，因为将已经检出的触控信息作为对象，所以当然在步骤100 110中进行检出的图框周期之前的图框周期所取得的检出数据会成为对象。藉此，能够将显示装置的噪声影响抵销，取得高S/N比的触控信息统计值。而移动平均的计算则由触控信息计算装置25来实行。在实施例1中，虽然对连续的两个图框算出检出数据的移动平均，但只要包括相同数量的正极性驱动与负极性驱动图框周期的话，也可以对连续的四个、六个图框周期计算移动平均取得触控信息检出数据的平均值。而增加平均化的数据数目，能够取得更精密的触控信息统计值。增加平均化对象的图框周期数目的具体实施例将于后述。依序对每个图框实行步骤100 120，就能够获得少噪声的触控信息。在实施例1中，算出检出数据的移动平均，并对各图框周期取得触控信息统计值， 但也可以对每一对连续的二个正极性驱动与负极性驱动图框取得平均得到触控信息统计值。虽然每空隔一个图框才算出一次触控信息统计值，但在数据数为图框周期数一半也相当足够的情况下，可以对每两个图框周期的区间取得触控信息统计值。藉此，能够减轻计算处理的负担并使触控信息计算装置的构造简单。若想要再进一步减低计算处理的负担，可以不对每二个图框周期算出平均，而对每四个图框周期取得一个触控信息统计值，或对每六个图框取得一个触控信息统计值。作为算出平均值范围的区间只要是连续的偶数个图框周期，可以有相当多选择。图8显示本实施例1的触控感测器及其驱动方法的实施例。图8(A)显示基准数据，图8 (B)显示显示装置在奇数的图框周期时的触控信息检出数据，图8 (C)显示显示装置在偶数的图框周期时的触控信息检出数据，图8(D)显示平均触控信息检出数据后取得的触控信息数据统计值。其中，与目前为止所说明的构成元素相同的元素会标示相同的参考符号。而各图中，水平面为感测器坐标(X，Y)，纵轴表示感测器信号位准。图8(A)中，显示装置驱动开始前，检出基准数据。因为显示输入画面的显示装置还没有驱动，所以在没有触控输入的非触控状态下检出基准数据。藉此，能够保握各坐标信号为零的状态。图8(B)显示显示装置在奇数的图框周期驱动时的触控信息检出数据RAW[1]，图 8(C)显示显示装置在偶数的图框周期驱动时的触控信息检出数据RAW[2]。图8(B)、图8(C) 两者皆检出显示手指触控的手指影像以作为触控信息。比较两者，手指影像的位置同样都在面前的坐标10的位置，且感测器信号位准都为负。另一方面，手指影像以外的部分在图 8(B)、图8(C)中山峰的位置彼此偏离。为了会得噪声消除的手指影像，进行如⑴式的计算。基准数据_(RAW[l]+RAW[2])/2 =噪声抵销手指影像数据...(1)图8(D)显示经(1)式的计算后所算出的噪声抵销手指影像数据。如图8(D)所示， 能够获得手指影像以外的噪声被抵销的高S/N比的手指影像。像这样，根据实施例1的触控感测器与其驱动方法，平均两个连续的图框周期，并将此平均值从基准数据中扣除，能够获得高S/N比的鲜明手指影像。[实施例2]图9说明本发明实施例2的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图9中表示了与实施例1的图6相同格式的时序流程图。其中，实施例2中与实施例1相同的构成元素会被标示相同的参考符号，并省略说明。图9中，显示装置的图框周期及驱动时序与图6相同。在实施例2中，将触控感测器10的扫描开始时序与显示装置的图框周期同步起始，这点与实施例1相同。实施例2中， 一个图框周期内，进行两次的触控感测器10的触控信息读取这点与实施例1不同。触控感测器10的读取周期一般比16. 6msec短，读取速度在60Hz以上这点已在实施例1说明。例如，将触控感测器10的读取速度设定在120Hz以上的话，如图9所示，1个图框周期内可以循环2次的全面扫描。在这个情况下，各个图框周期检出2个触控信息数据。而在这个情况下也是计算出前后连续的图框周期的移动平均，来取得噪声消除的触控信息统计值，此时，算出各图框内周期相同顺序所检出的检出数据之间的移动平均，例如第1个图框周期的检出数据RAW[1]与第2个图框周期的检出数据RAW[3]的移动平均，以及第1个图框周期的检出数据RAW[2]与第2个图框周期的检出数据RAWW]的移动平均。也就是说通过 (RAW[X] +RAW[X-2]) /2的式子计算出移动平均。显示装置的第一个图框周期为写入第一个画面的时间，因此由垂直方向的上方写入画面时，在图框周期的前半为上半画面的写入，在图框周期的后半为下半画面的写入。若不将相同领域的画面之间的触控感测器的检出数据相加，就无法取得图框周期内的同步， 而变成不同数据之间的相加，检出数据就变得没意义。因此，从第1个图框周期的第一次读取的检出数据RAW[1]与第二个图框周期的第一次读取的检出数据RAW[3]的移动平均取得检出数据平均值AVG[1]，从第一个图框周期的第二次读取的检出数据RAW[2]与第二个图框周期的第二次读取的检出数据RAWW]的移动平均取得检出数据平均值AVG[2]。透过这样的计算，能够取得消除噪声影响的检出数据平均值AVG[1]及AVG[2]。之后，可以将 AVG[1]及AVG[2]作为对应两个第二图框周期的数据来使用，或是利用(AVG[l]+AVG[2])/2 算出平均值后作为对应第二图框周期的触控信息统计值来使用。而在之后的第三图框以后，也是使用相同的处理方式，能够从多个检出数据中算出精密的触控信息统计值。根据实施例2的触控显示装置70与其驱动方法，能够每个图框周期使用两个数据来获得精密的触控信息统计值。在平均的计算当中，可以订下要平均的区间后对每个既定的图框周期算出总平均来取得触控信息统计值这点与实施例1相同。[实施例3]图10是说明本发明实施例3的触控感测器10与触控感测器10的驱动方法。图 10中显示了与实施例1的图6与实施例2的图9相同格式的时序流程图。实施例2中，一个图框周期进行两次读取，但在实施例3中，一个图框周期进行三次读取这点与实施例2不同。此时，读取装置22的读取速度会设定在180Hz以上。如此一来，如图10所示，一个图框周期内能够取得三个检出数据。触控信息计算装置25所进行的噪声消除计算在前后连续的图框周期实行这点与先前相同，与实施例2的说明相同地，对三个检出数据的每一个来说，分别算出各图框周期内相同检出顺序下所读出的检出数据之间的移动平均。也就说，算出第一个图框周期的检出数据RAW[1]与第二个图框周期的检出数据RAWW]的移动平均、第一个图框周期的检出数据RAW[2]与第二个图框周期的检出数据RAW[5]的移动平均、以及第一个图框周期的检出数据RAW[3]与第二个图框周期的检出数据RAWW]的移动平均。藉此能够算出噪声消除的检出数据平均值AVG[1] ,AVG[2] ,AVG[3]，并作为第二图框的触控数据统计值。一个图框周期内的三个数据可以直接用于之后的计算，在一个图框周期只要一个数据的情况下，也可以算出三个数据的平均(AVG[l]+AVG[2]+AVG[3])/3，作为触控信息统计值。而在之后的第三图框周期以后，也是使用相同的处理方式，在一个图框周期内取得三个触控信息数据，藉此，能够使用多数的数据来获得精密的触控信息。实施例2中说明了一个图框周期内触控感测器10扫描两次，实施例3中说明了一个图框周期内触控感测器10扫描三次，但如果触控感测器10的读取速度更快的话，一个图框周期内也可以扫描更多次。而平均的计算方法不只是移动平均，可以使用订下区间的总平均法来对每个既定数目的图框周期取得算出触控信息统计值，这点与实施例1及实施例2相同。根据实施例2、3的触控显示装置70与其驱动方法，在一个图框周期内触控感测器 10扫描多次，能够获得精密的触控信息数据统计值。[实施例4]图11是说明本发明实施例4的触控感测器与触控感测器的驱动方法。图11中显示了与实施例1的图6、实施例2的图9、与实施例3的图10相同格式的时序流程图。实施例4中，触控感测器10的扫描时序、触控信息数据的检出方法与实施例1相同。而第2图框与第3图框周期的检出数据平均值AVG[1]、AVG[2]的算出方法也与实施例1相同。在实施例4的第4图框中，要算出检出数据平均值AVG[3]时，算出第1 第4图框四个图框周期所分别检出的四个检出数据RAW[1]、RAW[2]、RAW[3]、RAWW]的移动平均这点与实施例1不同。第1图框为正极性驱动，第2图框为负极性驱动，第3图框为正极性驱动，第4图框为负极性驱动，正负驱动的数目相同。在面反转驱动方式的显示装置中，正极性与负极性的驱动必定交替，所以连续的偶数个图框周期正负驱动数目一定相同。因此， 对四个以上连续的偶数个图框周期算出检出数据的平均值的情况下，也能正负抵销显示装置带来的噪声，获得噪声消除的触控数据统计值。在图11中，第五图框周期以后，也是同样地使用连续四个图框周期检出的检出数据RAW[2] RAW [5]、RAW [3] RAWW]，算出检出数据平均值AVGW]、AVG[5]，作为触控数据统计值。其中，移动平均的一般式如第⑵式所示。(RAW[X]+RAW[X-l]+RAW[X-2]+RAW[X -31)/4.. . (2)如上述，通过增加数据数目算出平均值，可以提升平均精度，并修正受到显示装置影响而带来的耦合噪声、或热噪声等。实施例4中，有关第二图框周期与第三图框周期，为了不减少数据数目，而采用与实施例1相同的方法从连续的两个图框周期计算出检出数据AVG[1]、AVG[2]，但也可以全体都使用第( 式，由第四图框周期开始算出检出数据平均值。这样的计算处理的细节可以因应用途而做各种设定。根据实施例4的触控显示装置70与其驱动方法，使用连续的四个以上的偶数个检出数据，能够增加算出平均值的取样数据数，并获得更少噪声的精密的触控信息统计值。在实施例4中，每集合连续的四个以上的偶数个检出数据算出一次平均值。尽管全体的数据数目减少，但能够充分提高算出的触控信息统计值的精度，并且大幅减低计算处理的负担。[实施例5]图12A及图12B是显示本发明实施例5的触控感测器的电极组成的一例。图12A 是显示实施例5的触控感测器的Y检出电极层的一例的平面图。图12B是显示实施例5的触控感测器的X检出电极层的一例的平面图。实施例1的图2、图3中虽使用线状的X检出电极11、Y检出电极12来说明构成触控感测器10的型态，但如图12A、图12B所示，检出电极可以是小正方形以串刺的方式连接来构成触控感测器10。图12A中，显示了 Y检出电极层14，具有横方向串刺连接的Y检出电极16。图12B中，显示了 X检出电极层13，具有纵方向串刺连接的X检出电极15。两者的电极形状皆与图2、图3的X检出电极11、Y检出电极12不同，但图12Α中在横方向延伸的多个Y检出电极16平行地配置，图12Β中在纵方向延伸的多个X检出电极15平行地配置，就配置的观点来看与Y检出电极12、X检出电极11相同。图13Α及图1 是显示本发明实施例5的触控感测器19的组成图。图13A显示实施例5的触控感测器19的内部电极层17的平面构造。图1 是显示实施例5的触控感测器19全体的立体图。图13A中，显示电极层17的平面构造。X检出电极15与Y检出电极16不重迭地配置使表面积增大。
图13B中，显示触控感测器19的全体构造。Y检出电极层14与X检出电极层13 积层后，玻璃盖18覆盖于其表面。可使用这种构造的触控感测器19构成本实施例的触控显示装置70。此外，触控感测器10、19的构造不论是内部电极构造或外部构造，都能够因应用途来采用各种构造，使用各种触控感测器10、19都能够组成噪声少的触控显示装置70。[实施例6]图14是显示本发明实施例6的触控显示装置71的一例的剖面构造图。在图14 中，实施例6的触控显示装置71包括触控感测器10、触控感测器控制器20、感测器玻璃30、 彩色滤光片基板40、薄膜晶体管阵列基板50、显示装置驱动电路60。触控感测器10、触控感测器控制器20及感测器玻璃30构成触控感测器模块，彩色滤光片基板40、薄膜晶体管阵列基板50及显示装置驱动电路60构成触控显示装置71。实施例6的触控显示装置71中，显示装置的内部并没有设置触控感测器10，在彩色滤光片基板40上设置了感测器玻璃30，在感测器玻璃30上才设有以ITO等透明电极层所组成的触控感测器10。也就是说，实施例6的触控显示装置71与实施例1在图1所示内嵌式的触控显示装置70不同，是采用将触控感测模块独立设于显示装置上的构造。如此一来，本实施例的触控显示装置71也可以是触控感测器模块与显示装置相互独立的构造。一般来说，在这样模块个别独立的触控显示装置71中，虽然触控感测器10 与彩色滤光片基板40之间设有感测器玻璃30而提高了遮蔽效果，但若来自显示装置的噪声影响较大的情况下，也可以采用本发明触控显示装置71及其驱动方法来获得噪声较少的触控信息。[实施例7]作为实施例1的变形例，可采用外嵌式(on-cell)构造，同样将触控感测器10形成于彩色滤光片基板40上，但与彩色滤光片元件层形成于彩色滤光片基板40的不同侧，以致当彩色滤光片基板40与薄膜晶体管阵列基板50组立时，触控感测器10裸露于外侧。外嵌式触控显示装置70尽管在触控感测器10与薄膜晶体管阵列基板50存在有彩色滤光片基板40，仍相当容易受到薄膜晶体管阵列基板50的薄膜晶体管阵列的影响。因此，本发明实施例也可适用外嵌式触控显示装置70，藉此来获得高S/N比的触控信息统计值。如上所述，本发明的触控显示装置及其驱动方法能够适用于触控感测器10、19会受到显示装置驱动噪声影响的各种触控显示装置。藉此能够获得噪声少且高S/N比的触控信息统计值。以上虽说明了本发明较佳的实施例，但本发明并不限于上述的实施例，在不脱离本发明的范围内，可对上述的实施例做各种变形及置换。例如，在本实施例中，虽举出显示装置为液晶显示装置为例，但只要是交流驱动且施加于各像素的驱动交流电压会每个图框周期极性反转的显示装置的话，可以利用各种不同的显示装置。[产业上利用的可能性]本发明可以全面地应用于在输入介面以显示装置显示影像，并通过手指等的触控来进行输入操作的触控显示装置。
权利要求
1.一种触控显示装置，具备交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面的触控信息的触控感测器，其特征在于，所述触控显示装置包括触控信息检出装置，将所述触控感测器的读取周期与所述显示装置的图框周期同步起始，检测每一图框周期的所述触控信息；以及触控信息计算装置，对于连续偶数个所述图框周期计算所述触控信息的平均，取得一触控信息统计值。
2.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控信息统计值为所述触控信息的移动平均。
3.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述读取动作是逐条扫描用以检测所述触控信息的矩阵状配置的电极的动作。
4.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控感测器是静电电容式触控感测器。
5.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置为内嵌式触控显示装置。
6.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控显示装置为外挂式触控显示装置。
7.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控感测器为形成于感测器玻璃上的独立元件，所述感测器玻璃设置于所述显示装置上。
8.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述读取动作是在一图框周期期间多次循环读取所述输入介面的所述触控信息的动作，所述触控信息检出装置检测各图框周其中的多个所述触控信息。
9.如权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，所述触控信息计算装置对各图框周期检测出的所述触控信息，计算出以相同顺序检测的所述触控信息的平均。
10.如权利要求1所述的触控显示装置，其特征在于，所述连续偶数个图框周期是二个前后的图框周期。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的触控显示装置，其特征在于，所述显示装置是液晶显示装置。
12.一种触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述触控显示装置具备交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面的触控信息的触控感测器，所述驱动方法包括触控信息检出步骤，将所述触控感测器的读取周期与所述显示装置的图框周期同步起始，检测每个图框周期的所述触控信息；以及触控信息计算步骤，对于连续偶数个所述图框周期计算所述触控信息的平均，取得一触控信息统计值。
13.如权利要求12所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述触控信息统计值为所述触控信息的平均为移动平均。
14.如权利要求12所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述读取动作是逐条扫描用以检测所述触控信息的矩阵状配置的电极的动作。
15.如权利要求12所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述触控感测器是静电电容式触控感测器。
16.如权利要求12所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述读取动作是在一图框周期期间多次循环读取所述输入介面的所述触控信息的动作，在所述触控信息检出步骤中，检测各图框的多个所述触控信息。
17.如权利要求16所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，在所述触控信息计算步骤中，对各图框周期检测出的所述多个所述触控信息，计算出以相同顺序检测的所述触控信息的平均。
18.如权利要求12所述的触控显示装置的驱动方法，其特征在于，所述连续偶数个图框周期是二个前后的图框周期。
19.一种记录媒体，可被电脑所读取，记录了一程序，其特征在于，所述程序用以实行如权利要求12至18中任一权利要求所述的触控显示装置的驱动方法。
20.一种触控信息取得程序，其特征在于，用以实行如权利要求12至18任一权利要求所述的触控显示装置的驱动方法。
全文摘要
本发明提供一种能够减低显示装置的驱动对触控感测器造成影响的触控显示装置、触控显示装置的驱动方法、触控信息取得程序及记录媒体。触控显示装置具备交流驱动的显示装置与周期性读取输入介面的触控信息的触控感测器。触控显示装置包括触控信息检出装置，将触控感测器的读取周期与显示装置的图框周期同步起始，检测每个图框周期的触控信息；以及触控信息计算装置，对于连续偶数个图框周期计算触控信息的平均，取得一触控信息统计值。本发明可以全面地应用于在输入介面以显示装置显示影像，并通过手指等的触控来进行输入操作的触控显示装置。
文档编号G09G3/36GK102375606SQ20111023908
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月19日 优先权日2010年8月20日
发明者住尚树, 松井义和 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司