驱动集成电路、驱动方法以及触控显示系统与流程

本发明涉及一触控显示系统，尤指一驱动集成电路(integrated circuit,IC)、一包含该驱动集成电路的触控显示系统以及一相关驱动方法。

背景技术：

在电容式触控检测领域中，随着电子装置如智能手机或平板电脑的体积愈趋轻薄，电容式触控检测领域亦由氧化铟锡技术(Indium Tin Oxide,ITO)发展至单元上内嵌式(on-cell)技术甚至是单元内内嵌式(in-cell)技术，而在现有技术中，由于触控面板架构的限制，单元内内嵌式技术仅能实现自电容(self-capacitor)触控检测或是互电容(mutual-capacitor)触控检测其中之一，因此无法准确地检测到触控点。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一驱动集成电路、一包含该驱动集成电路的触控显示系统，其中该触控显示系统可在一单一面板上实现互电容触控检测与自电容触控检测，以及一应用在该触控显示系统上的相关驱动方法。

根据本发明的一实施例，揭示一驱动集成电路，其中该驱动集成电路用来当耦接至一触控显示面板时，选择性地操作在一显示模式、一自电容模式以及一互电容模式，且当该驱动集成电路操作在该显示模式时，该驱动集成电路输出显示数据至该触控显示面板的多个源极线(source lines)上；当该驱动集成电路操作在该自电容模式时，该驱动集成电路控制该多个源极线使其具有一预设电压；而当该驱动集成电路操作在该互电容模式时，该驱动集成电路依序地传送一脉冲信号至该多个源极线上。

根据本发明一实施例，揭示一触控显示面板的一驱动方法，其中该驱动方法包含下列步骤：选择性地操作在一显示模式、一自电容模式以及一互电容模式；当操作在该显示模式时，输出显示数据至该触控显示面板的多个源 极线上；操作在该自电容模式时，控制该多个源极线使其具有一预设电压；而当操作在该互电容模式时，依序地传送一脉冲信号至该多个源极线上。

根据本发明一实施例，揭示一触控显示系统，其中该触控显示系统包含一触控显示面板以及一驱动集成电路，其中该触控显示面板包含：多个栅极线(gate lines)；多个源极线，其中该多个源极线置于该多个栅极线上方，且该多个栅极线与该多个源极线为纵横交错；以及多个共模线，其中该多个共模线置于该多个源极线上方，且该多个共模线具有多个第一区块以及多个第二区块，而该多个第一区块与该多个第二区块为纵横交错；而该驱动集成电路耦接至该触控显示面板，其中该驱动集成电路用来当耦接至一触控显示面板时，选择性地操作在一显示模式、一自电容模式以及一互电容模式，且当该驱动集成电路操作在该显示模式时，该驱动集成电路输出显示数据至该触控显示面板的多个源极线上；当该驱动集成电路操作在该自电容模式时，该驱动集成电路控制该多个源极线使其具有一预设电压；而当该驱动集成电路操作在该互电容模式时，该驱动集成电路依序地传送一脉冲信号至该多个源极线上。

根据本发明另一实施例，揭示一触控显示系统，其中该触控显示系统包含一触控显示面板、一驱动集成电路以及一触控笔，其中该触控显示面板包含：多个栅极线；多个源极线，其中该多个源极线置于该多个栅极线上方，且该多个栅极线与该多个源极线为纵横交错；以及多个共模线，其中该多个共模线置于该多个源极线上方，且该多个共模线具有多个第一区块以及多个第二区块，而该多个第一区块与该多个第二区块为纵横交错；而该驱动集成电路耦接至该触控显示面板，其中该驱动集成电路用来当耦接至一触控显示面板时，选择性地操作在一显示模式、一检测模式，且当该驱动集成电路操作在该显示模式时，该驱动集成电路输出显示数据至该触控显示面板的多个源极线上；而该触控笔用以触碰该触控显示面板并产生一脉冲信号。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的一触控显示系统的示意图。

图2A示出了根据本发明一实施例的一显示面板的共模电压层的示意图。

图2B示出了根据本发明一实施例的在共模电压层下的源极线以及 栅极线的示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的应用于触控显示系统的一驱动集成电路的示意图。

图4示出了根据本发明一实施例的互电容模式以及自电容模式的电容变化的示意图。

图5示出了根据本发明一实施例的显示模式、互电容模式以及自电容模式的时序图。

图6示出了根据本发明一实施例的应用于一触控显示系统的一驱动方法的流程图。

图7示出了根据本发明一另一实施例的一触控显示系统的示意图。

附图符号说明

100、700 触控显示系统

101、701 触控显示面板

102、702 驱动集成电路

HS1至HSn 水平组合

COMV₁至COMV_m 垂直区块

COMH₁至COMH_m 水平区块

COMV₁₁至COMV₁₂ 垂直部分

COMH₁₁至COMH_m1 水平部分

S₁至S_m 源极线

G₁至g_m 栅极线

301 多工电路

311 第一多工单元

312 第二多工单元

303 缓冲器

304 脉冲信号产生器

305 模拟处理电路

C_SV、C_gv、C_SH、C_gH、C_VH、C_mutual 电容

703 触控笔

具体实施方式

在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

图1示出了根据本发明一实施例的一触控显示系统100的示意图，其中触控显示系统100包含一触控显示面板101以及一驱动集成电路102，其中触控显示面板101可应用于一电子装置如智能手机、平板电脑或任何含有触控显示面板的电子装置，而耦接至触控显示面板101的驱动集成电路102可选择性地操作在一显示模式、一互电容模式以及一自电容模式，有关触控显示面板101以及驱动集成电路102的细节将于以下段落描述。

图2A以及图2B显示触控显示面板101的架构图，其中图2A示出了根据本发明一实施例的触控显示面板101的一共模电压层的示意图，图2B示出了根据本发明一实施例的在共模电压层下的源极线以及栅极线的示意图。如图2A与图2B所示，触控显示面板101包含一第一金属层、一第二金属层以及一共模电压层，在图2A中，该共模电压层分割为多个垂直区块COMV₁到COMV_m以及多个水平区块COMH₁到COMH_m，其中每一垂直区块包含两个垂直部分，例如图2A所示的垂直部分COMV₁₁以及COMV₁₂，而每一水平区块包含多个水平部分，其中每一水平区块中该多个水平部分的第一水平部分，例如图2A所示的部分COMH₁₁、COMH₂₁……COMH_m1，通过置于该共模电压层之上的一第三金属层互相连接以构成如图2A所示的一水平组合HS1，同样地，每一水平区块中该多个水平部分的第二水平部分通过该第三金属层互相连接以构成如图2A所示的一水平组合HS2，依此类推，而该多个水平组合HS1至HSn以及该多个垂直部分耦接至驱动集成电路102。

如图2B所示，在该共模电压层之下的该第二金属层包含多个源极线S₁至S_i，其中每一源极线实质上对应该多个垂直部分的其中之一或是对应该多 个水平区块的其中之一，而该多个源极线S₁至S_m耦接至驱动集成电路102并且用以根据该驱动集成电路所操作的模式接收该显示数据、一预设电压或是由该驱动集成电路所产生的一脉冲信号。该第一金属层至于该第二金属层之下并且包含多个栅极线g₁至g_j，其中如图2B所示，该多个源极线S₁至S_m以及该多个栅极线g₁至g_n为纵横交错。

图3示出了根据本发明一实施例的应用于触控显示系统100的一驱动集成电路102的示意图，其中驱动集成电路102包含一多工电路301、一共模电压源302、一缓冲器303、一脉冲信号产生器304以及一模拟处理电路305，其中共模电压源302用以提供一共模电压至该共模电压层，即该多个垂直部份以及该多个水平区块，缓冲器303用以储存该显示数据，脉冲信号产生器304用以依序地产生一脉冲信号至该多个源极线，而模拟处理电路305包含有一模拟前端(analog front end,AFE)以及用以处理来自该多个水平组合以及该多个垂直部分的信号的多个模拟数位转换器，多工电路301耦接至共模电压源302、缓冲器303、脉冲信号产生器304以及模拟处理电路305，且多工电路301用以控制输出至该多个垂直部分、该多个水平组合以及该多个源极线的信号，或者控制接收来自该多个垂直部分、该多个水平组合以及该多个源极线的信号，除此之外，多工电路301包含一第一多工单元311以及一第二多工单元312，如图3所示，第一多工单元311耦接至该多个垂直部份以及该多个源极线S₁至S_m，而第二多工单元312耦接至第一多工单元311以及多个水平组合。

当驱动集成电路102操作在该显示模式时，多工电路301控制该共模电压层，即该多个垂直部份以及该多个水平区块，使其具有共模电压源302所提供的共模电压，并且通过第一多工单元311传送储存在缓冲器303中的该显示数据至该多个源极线，换句话说，在该显示模式下，触控显示面板101自驱动集成电路102接收该显示数据以在一屏幕上显示一图像。

当驱动集成电路102操作在该互电容模式时，第一多工单元311依序地控制该多垂直部份的其中之一，例如COMV₁₁，使其浮动(floating)并控制其他垂直部分连接至一参考电压，在此实施例中，此参考电压具有一非常低的电压值，例如接地电压电平。除此之外，第一多工单元311传送脉冲信号产生器304所产生的该脉冲信号至对应到该浮动垂直部分的该多个源极线S₁至S_m的其中之一。而由于在该源极线与所对应到的浮动垂直部分之间的电 容，该脉冲信号会通过该电容耦接至该浮动部分。该多个水平组合HS1至HSn的信号通过第二多工单元312传送至模拟处理电路305，如此一来，对应至该浮动垂直部分且带有该脉冲信号的源极线与位于该浮动垂直部分旁的水平部分之间的电容变化可通过模拟处理电路305检测包含该对应到的水平部分的水平组合的信号而得到，举例来说，若触碰到水平部分COMH₁₁，且当多工电路301控制垂直部分COMV₁₁为浮动，该脉冲信号被传送至对应垂直部分COMV₁₁的源极线S₁时，该脉冲信号因此耦接至垂直部分COMV₁₁，且水平部分COMH₁₁与源极线S₁之间的电容据此变化，接着，模拟处理电路305通过水平组合HS1的信号检测该电容变化，有关互电容模式下电容变化的详细说明将会在图4讨论。

当驱动集成电路操作在该自电容模式时，多工电路301通过第一多工单元311与第二多工单元312传送该多个垂直部分的信号至模拟处理电路305，并控制该多个水平组合为浮动，除此之外，第一多工单元311控制该多个源极线具有一预设电压，如此一来，一垂直部分与一相邻水平区块、该垂直部分与相对应的源极线以及该垂直部分与相对应的栅极线之间的电容变化可藉由模拟处理电路305通过该垂直部分的信号所检测，举例来说，当驱动集成电路102操作在自电容模式时，若触碰垂直部分COMV₁₁，垂直部分COMV₁₁与水平区块COMH₁、垂直部分COMV₁₁与对应的源极线S₁、垂直部分COMV₁₁与相对应的栅极线g₁之间的电容变化可由模拟处理电路305所检测，有关自电容模式下电容变化的详细说明将会在图4讨论。

当驱动集成电路操作在该自电容模式时，并不限定传送该多个垂直部分的信号至模拟处理电路305且使该多个水平组合浮动，在本发明的另一实施例中，在自电容模式时，该多个水平组合的信号通过第二多工单元312传送至模拟处理电路305，且第一多工单元311控制该多个垂直部分为浮动，其同样可达到相同效果，此操作与上段描述相同，细节将在此省略以省篇幅。

在该自电容模式中，可控制该多个源极线与该多个栅极线为浮动或与该多个水平组合(或该多个垂直部分，取决于何者连接至模拟处理电路305)具有相同电压，而非具有该预设电压，如此一来可减少由该垂直部分以及该水平部分所看见的等效电容值，避免所检测到的信号过小。

图4示出了根据本发明一实施例的互电容模式以及自电容模式的电容变化的示意图，如图4所示，并假设驱动集成电路操作在该互电容模式下， 控制垂直部分COMV₁₁为浮动，且该脉冲信号自源极线S₁被耦接至垂直部分COMV₁₁，此时，水平区块COMH₁与源极线S₁之间的等效电容如图4所示为C_mutual＝C_SV*C_VH/(C_SV+C_VH)；假设该驱动集成电路操作在该自电容模式时，若垂直部分COMV₁₁与源极线S₁之间的电容(即C_SV)、垂直部分COMV₁₁与栅极线g₁之间的电容(即C_GV)、垂直部分COMV₁₁与水平区块COMH₁之间的电容(即C_VH)改变，则模拟处理电路305将会检测到该变化。

图5示出了根据本发明一实施例的显示模式、互电容模式以及自电容模式的时序图，如图5所示，在每一图框中，该显示模式占据一部分周期，而检测模式占据剩余的周期，除此之外，依序地在图框与图框间利用该互电容模式与该自电容模式来检测触控信号，在此实施例中，该显示模式占据了第一图框的66％的周期，而自电容模式占据了该周期的34％；而在第二图框中，该显示模式占据了第二图框的66％的周期，而互电容模式占据了该周期的34％，依此类推。需注意的是，该显示模式与该检测模式所具有的时间长短仅为示例说明，并非本发明的一限制，任何适用且可实现最佳效能的时间长短皆应隶属于本发明的范畴。

图6示出了根据本发明一实施例的应用于一触控显示系统的一驱动方法的流程图，倘若大体上能达到相同效果，不一定需要依照图6所示流程的步骤顺序进行，该流程如下：

步骤600：开始。

步骤602：驱动集成电路102在一图框的一部分周期(如66％)内操作在该显示模式，并输出该显示数据至该多个源极线；进入步骤604。

步骤604：驱动集成电路102在该图框的剩余周期(如34％)中操作在该自电容模式，并控制该多个源极线具有该预设电压；进入步骤606。

步骤606：驱动集成电路102在另一图框的一部分周期(如66％)内操作在该显示模式，并输出该显示数据至该多个源极线；进入步骤608。

步骤608：驱动集成电路102在该图框的剩余周期(如34％)中操作在该互电容模式，并依据地传送该脉冲信号至该多个源极线；回至步骤602。

图7示出了根据本发明另一实施例的一触控显示系统的示意图，其触控显示系统700包含一触控显示面板701、一驱动集成电路702以及一触控笔703，其中该触控显示面板701与触控显示面板101相同，因此有关触控显示面板701的详细说明可参考图2A与图2B的实施例，在此实施例中，触 控笔可作为一脉冲信号产生器，如图3所示的驱动集成电路102中的脉冲信号产生器304，除了脉冲信号产生器的部分，驱动集成电路702与驱动集成电路102相似，当驱动集成电路702操作在一显示模式时，触控显示系统700的操作与触控显示系统100的操作完全一致，而当驱动集成电路操作在一检测模式如上述的互电容模式时，触控笔703取代图3中的脉冲信号产生器304并同时被用以触碰触控显示面板701，本领域技术人员在阅读完以上段落后应能轻易的理解此实施例的操作。

需注意的是，触控显示面板101与701的共模电压层的架构并不受限于图1与图7所示，只要能同时使用互电容模式及自电容模式即可。同样地，多工电路301的架构亦不在此受限，只要该多工电路可实现如图3实施例所述的功能即可，这些设计上的变化皆应隶属于本发明的范畴。

简单归纳本发明，本发明揭示驱动集成电路、一触控显示系统以及一驱动方法，其可使用该互电容模式以及该自电容模式，并且可准确地检测一触碰点以解决现有技术中的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。