专利名称：平面显示器、触控装置及触控检测方法
技术领域：
本发明是有关于触控检测领域，且特别是有关于一种具有触控功能的平面显示
器、触控装置及相应的触控检测方法。
背景技术：
随着科技的发展，平面显示器(例如，液晶显示器)因其具有高画质、体积小、重量 轻及应用范围广等优点，而被广泛地应用于移动电话、笔记型计算机、桌上型显示装置以及 电视等等各种消费性电子产品，并已经逐渐取代传统的阴极射线管显示装置而成为显示装 置的主流。 触控装置提供了 一种新的人机互动的介面，其在使用上更直觉、更符合人性。而将 触控装置与平面显示器整合在一起，使平面显示器具有触控功能，是平面显示器发展的一 种趋势。 请参见图1与图2，其中图1绘示出一种现有的具有触控功能的平面显示器的示意 图，而图2绘示出图1所示的平面显示器的扫描信号的时序图。平面显示器IO例如是液晶 显示器，包括薄膜晶体管(TFT)基板11、与薄膜晶体管基板11相对的彩色滤光片(CF)基板 (图未示)及夹设在两基板间的液晶层(图未示)。此外，平面显示器10还进一步包括设 置于薄膜晶体管基板11上的扫描线s(n-4) s(n+4)、数据线d(n-4) d(n+4)、像素晶体 管12、像素电极13、感测元件15以及读取线r(n-l) r(n+l)。 其中，扫描线s(n-4) s(n+4)与数据线d(n-4) d(n+4)相互交叉设置从而将 平面显示器10分成多个像素区域(未标示)。每个像素区域分别设置一像素晶体管12及 一像素电极13，且每个像素晶体管12分别电性耦接于扫描线s(n-4) s(n+4)中的一对 应者及数据d(n-4) d(n+4)中的一对应者，而每个像素电极13分别电性耦接于一对应的 像素晶体管12。依次于扫描线s(n-4) s(n+4)中通入扫描信号Scan_l而控制与扫描线 s(n-4) s(n+4)电性耦接的像素晶体管12是否导通，其中，扫描信号Scan_l分别包括一 开启信号display,以依次导通与扫描线s (n-4) s(n+4)电性耦接的像素晶体管12。也就 是说，当扫描信号ScanJ中的开启信号display依次通入扫描线s(n-4) s(n+4)时，与扫 描线s(n-4) s(n+4)电性耦接的像素晶体管12分别依次导通，从而可将数据线d (n_4) d(n+4)中的数据信号传递至相应的像素电极13以使平面显示器10显示画面。
此外，感测元件15分布于薄膜晶体管基板11上，且每个感测元件15可分别对应 于至少一个像素区域。例如在图1所示的平面显示器10中，每个感测元件15分别对应于 4X4个像素区域A，即每隔4条扫描线及4条数据线才设置一个感测元件15，感测元件15分 别电性耦接于扫描线s(n-4) 、sn、s(n+4)及读取线r(n-l) 、rn、r(n+l)。当扫描信号Scan_l 中的开启信号display依次通入扫描线s(n-4)、 sn、 s (n+4)中时，与扫描线s (n_4) 、 sn、 s(n+4)电性耦接的感测元件15依次开启，从而可检测其所对应区域是否被触摸并产生相 应的感测信号。然后通过读取线r(n-l)、rn、r(n+l)而将感测元件15检测产生的感测信号 传递至一检测电路17中，并储存于检测电路17中。
因此，储存于检测电路17中的感测信号的数目由设置于平面显示器10中的感测 元件15的密度所决定的，而感测元件15的密度与平面显示器10的解析度有关。举例来说， 如果平面显示器10的解析度为240X320 (即平面显示器10包括240条数据线及320条扫 描线从而将平面显示器10划分成240X320个像素区域)，则感测元件15的密度为60X80， 而在一次扫描过后，检测电路17所储存的感测信号的数目亦为60X80。
然而，由于每个感测元件15所对应的4X4个像素区域A比较大，则分布于薄膜晶 体管基板11上的感测元件15的密度不够高，因此，如果使用者所触摸的区域，例如区域B， 离其所对应的感测元件15 (n-4)比较远时，则感测元件15 (n-4)不易于检测此4X4个像素 区域A是否被触摸，平面显示器IO其触控检测能力较低。而为了提高平面显示器10的触 控检测能力，就需要增加感测元件15数目，提高感测元件15的密度，因此，检测电路17所 储存的感测信号的数目亦需要相应地增加，其需要相应地增加检测电路17的储存容量，提 升检测电路17的储存能力。然而，提升检测电路17的储存能力相当地不易，因此也就不可 能大量地增加感测元件15的数目，则平面显示器10的触控检测能力的提升也比较有限。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种具有触控功能的平面显示器，其在不增加检测电路 的储存容量的基础上，可提升平面显示器的触控检测能力。 本发明的再一目的是提供一种触控装置，其在不增加检测电路的储存容量的基础 上，提升其触控检测能力。 本发明的又一目的是提供一种触控检测方法，其可在不增加检测电路的储存容量 的基础上，提升其检测能力。 本发明提出一种具有触控功能的平面显示器，其包括多条扫描线、多条数据线、多 个像素晶体管、多个像素电极、多条读取线以及多个感测元件。数据线与扫描线相互交叉设 置从而将平面显示器分成多个像素区域。像素晶体管分别设置于像素区域内并分别电性耦 接于对应的扫描线及数据线，而像素电极分别设置于像素区域内，且每个像素电极分别电 性耦接于对应的像素晶体管。读取线与扫描线相互交叉设置，而感测元件分别电性耦接于 对应的扫描线及读取线。其中，于扫描线中依次通入扫描信号以控制感测元件是否开启，且 扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启至少两个感测元件。上述 被同时开启的至少两个感测元件与不同扫描线相电性耦接。 本发明还提出一种触控装置，其设置于具有多条扫描线的基板上。上述触控装置 包括多条读取线及多个感测元件。读取线与扫描线相互交叉设置，而感测元件分别电性耦 接于对应的扫描线及读取线。其中，于扫描线中依次通入扫描信号以控制感测元件是否开 启，且扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启至少两个感测元 件，且被同时开启的至少两个感测元件与不同扫描线相电性耦接。 在本发明的较佳实施例中，上述平面显示器及触控装置更利用读取线将感测元件 充电至一预定电压。且于扫描线中依次通入第二开启信号时，利用数据线将数据信号传递 至相应的像素电极从而使平面显示器显示画面。 在本发明的较佳实施例中，上述平面显示器及触控装置进一步包括电性耦接读取 线的检测电路以读取感测元件所产生的感测信号。
本发明另提出一种触控检测方法，其适用于上述的触控装置。上述触控检测方法 包括于扫描线中依次通入扫描信号以控制感测元件是否开启，其中扫描信号包括至少一 第一开启信号及一第二开启以同时开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件；以及检测 同时开启的不同感测元件所产生的感测信号以判断是否有触碰操作。 综上所述，本发明的具有触控功能的平面显示器、触控装置及触控检测方法通过 调整扫描线中的扫描信号使扫描信号具有至少一第一开启信号及一第二开启信号，以同时 开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件，从而可在不增加检测电路的储存容量的基础 上，提高感测元件的密度以提升触控检测能力。 为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合附图，作详细说明如下。
图1绘示现有的具有触控功能的平面显示器的示意图； 图2绘示图1所示的平面显示器之扫描信号的时序图； 图3绘示本发明一实施例所揭示的一种具有触控功能的平面显示器的示意图； 图4绘示图3所示的平面显示器的扫描信号的时序图； 图5绘示本发明一实施例所揭示的一种触控检测方法的流程图。 附图标号 10、100:平面显示器 11、110 :薄膜晶体管基板 12、112:像素晶体管 13、113 :像素电极15、15(n-4) 、115、115(n-4) 、115(n-2):感测元件 17、120:检测电路 s (n-4) s (n+4) 、 S (n_4) S (n+4):扫描线 d (n-4) d (n+4) 、 D (n_4) D (n+4):数据线 r(n-l) r (n+l) 、 R(n-l) R(n+l):读取线 Scan_l、Scan_2 :扫描信号 pre-charge :第一开启信号 display :第二开启信号 A :4X4个像素区域 B :使用者所触摸的区域
具体实施例方式
请参见图3和图4，其中图3绘示出本发明一实施例所揭示的一种具有触控功能的 平面显示器的示意图，而图4绘示出图3所示的平面显示器的扫描信号的时序图。本发明实 施例所揭示的平面显示器100与图1所示的平面显示器10相似，其亦可为一液晶显示器， 包括薄膜晶体管(TFT)基板110、扫描线S(n-4) S(n+4)、数据线D(n_4) D(n+4)、像素 晶体管112及像素电极113。此外，平面显示器100还包括构成触控装置的感测元件115、 读取线R(n-l) R(n+1)及检测电路120。
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本发明实施例所揭示的平面显示器100与图1所示的平面显示器10的不同在 于，感测元件115于薄膜晶体管基板110上的分布密度不同。在本实施例中，不但扫描线 S (n-4) 、Sn、S (n+4)分别电性耦接于感测元件15，而且扫描线S (n_2)及S (n+2)亦分别电性 耦接于感测元件15。也就是说，本实施例的平面显示器100是每个2条扫描线及4条数据 线就设置一个感测元件115。因此，如果平面显示器100的解析度为240X320，则感测元件 115的密度为60X160。 请参阅图4，本发明实施例的扫描信号Scan—2分别包括一第一开启信号 pre-charge及一第二开启信号display。第 一 开启信号pre-charge及第二开启信 号display均开启与扫描线电性耦接的像素晶体管112及感测元件115，且当扫描线 S(n-4) S(n+4)中依次通入第二开启信号display时，平面显示器100利用数据线 D(n-4) D(n+4)将数据信号传递至相应的像素电极113以使平面显示器100显示画面。如 图4所示，当扫描线S (n-4)中所通入的扫描信号Scan_2为第二开启信号display时，扫描 线S(n-2)中所通入的扫描信号Scan_2为第一开启信号pre-charge，此时与扫描线S(n-4) 及S(n-2)电性耦接的感测元件115开启。同理，当扫描线Sn中所通入的扫描信号Scan—2 为第二开启信号display时，扫描线S(n+2)中所通入的扫描信号Scan_2为第一开启信号， 此时与扫描线Sn及S(n+2)电性耦接的感测元件115开启。因此，对于4X4个像素区域A来 说，其存在两个感测元件115以同时感测此4X4个像素区域A是否被触摸并产生一感测信 号，并通过读取线R(n-l) R(n+1)而被读取至检测电路120，且储存于检测电路120中。
由于本发明实施例所揭示的平面显示器100于每4X4个像素区域A内设置两个感 测元件115以同时感测此4X4个像素区域A是否被触摸，因此即使使用者所触摸的区域B 离此4X4个像素区域中的感测元件115(n-4)比较远，其不易被感测元件115 (n_4)所检测 出，但是，区域B离此4X4像素区域中的另一感测元件115 (n-2)比较近，能够被感测元件 115(n-2)所检测。因此，本发明的感测元件115的密度较大，其能够提升平面显示器10的 触控检测能力。 此外，由于每4X4像素区域A内设置的两个感测元件115可同时开启，且这两个感 测元件115(n-4)及115(n-2)是利用同一条读取线Rn传递其感测信号，因此，这两个感测 元件115(n-4)及115(n-2)只会同时传递同一感测信号至检测电路120。举例来说，在扫描 信号Scan_2中的第一开启信号pre-charge及第二开启信号display传递至这些感测元件 115之前，可先利用读取线R(n-l) R(n+l)将这些感测元件115充电至一预定电压。当 感测元件115(n-2)感测到区域B被触摸，感测元件115(n-2)可通过使用者的手指或触摸 笔的按压而使感测元件115(n-2)放电(一般是放电至共同电压(common voltage))，而即 使另一感测元件115(n-4)并未对其上的预定电压进行放电，感测元件115(n-4)上的预定 电压亦可通过读取线Rn而传输至感测元件115 (n-2)从而进行放电。也就是说，感测元件 115(n-2)及115(n-4)上的预定电压均被拉低至一电压位准，然后通过读取线Rn而被检测 电路120所读取，并储存于检测电路120中。因此，本发明实施例所揭示的平面显示器100 在一次扫描过后，储存于检测电路120中的感测信号的数目并未增加，其还是60X80，也就 是说平面显示器100在不增加检测电路120的储存容量的基础上，可增加其感测元件115 的密度，从而提高平面显示器100的触控检测能力。 当然，从上述说明中，本领域技术人员可知，本发明的扫描信号Scan—2亦可包括多个第一开启信号pre-charge及一第二开启信号display,以同时开启与两条以上的不同扫描线相电性耦接的感测元件，从而进一步提高平面显示器上感测元件的密度，提升平面显示器的触控检测能力。 根据上述，本发明所揭示的主要由感测元件115所构成的触控装置，其设置于具有多条扫描线S(n-4) S(n+4)的基板110上，利用平面显示器100原有的扫描线S (n_4)、S(n-2)、Sn、S(n+2)及S(n+4)所传递的扫描信号SCan_2来控制是否开启与扫描线S (n_4)、S(n-2) 、 Sn、 S(n+2)及S(n+4)电性耦接的感测元件115，并通过调整扫描信号Scan—2而同时开启感测元件115，且被同时开启的感测元件115与不同扫描线相电性耦接。因此，本发明的感测装置可与平面显示器100整合在一起，使平面显示器100具有触控功能。且在不增加检测电路120的储存容量的基础上，可增加感测元件115的密度从而提升平面显示器100的触控检测能力。此外，需要指出的是，本发明的主要由感测元件115构成的触控装置，除了可应用于本发明前述所提出的液晶显示器，亦可应用于例如是有激发光二极管(organic light emitting device,0LED)、软性显示器(flexible display)等其他类型的平面显示器，只要平面显示器具有多条扫描线都可以使用本发明所提出的感测装置，从而将触控装置与平面显示器整合在一起。 此外，本发明还提供一种触控检测方法，其可用来驱动如图3所示的平面显示器。请参阅图5，其绘示出上述触控检测方法的流程图。上述触控检测方法包括于扫描线S(n-4) S(n+4)中依次通入扫描信号SCan_2以控制感测元件115是否开启，其中扫描信号Scan_2包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件；以及检测同时开启的不同感测元件所产生的感测信号以判断是否有触碰操作。 其中，检测同时开启的不同感测元件所产生的感测信号以判断是否有触碰操作的步骤包括读取读取线所传递的感测元件所产生的感测信号并将感测信号储存于检测电路中；以及根据感测信号判断感测元件是否被触碰及相关的触碰位置。此外，上述触控检测方法还可进一步包括利用读取线将感测元件充电至一预定电压。 综上所述，本发明的具有触控功能的平面显示器、触控装置及触控检测方法通过调整扫描线中的扫描信号使扫描信号具有至少一第一开启信号及一第二开启信号，以同时开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件，从而可在不增加检测电路的储存容量的基础上，提高感测元件的密度以提升触控检测能力。 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后权利要求书所界定的为准。
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权利要求
一种具有触控功能的平面显示器，其特征在于，所述平面显示器包括多条扫描线；多个数据线，与所述这些扫描线相互交叉设置从而将所述平面显示器分成多个像素区域；多个像素晶体管，分别设置于所述这些像素区域内并分别电性耦接于对应的扫描线及数据线；多个像素电极，分别设置于所述这些像素区域内，且所述这些像素电极的一电性耦接于所述这些像素晶体管的一对应者；多条读取线，与所述这些扫描线相互交叉设置；以及多个感测元件，分别电性耦接于对应的扫描线及读取线；其中，于所述这些扫描线中依次通入一扫描信号以控制所述这些感测元件是否开启，所述扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启至少两个所述这些感测元件，且被同时开启的至少两个所述这些感测元件与不同扫描线相电性耦接。
2. 如权利要求1所述的具有触控功能的平面显示器，其特征在于，所述平面显示器还利用所述这些读取线将所述这些感测元件充电至一预定电压。
3. 如权利要求1所述的具有触控功能的平面显示器，其特征在于，于所述这些扫描线中依次通入所述第二开启信号时，利用所述这些数据线将数据信号传递至相应的像素电极以使所述平面显示器显示画面。
4. 如权利要求1所述的具有触控功能的平面显示器，其特征在于，所述平面显示器进一步包括一检测电路，电性耦接于所述这些读取线以读取所述这些感测元件所产生的感测信号。
5. —种触控装置，设置于一基板上，所述基板上设置有多条扫描线，其特征在于，所述触控装置包括多条读取线，与所述这些扫描线相互交叉设置；以及多个感测元件，分别电性耦接于对应的扫描线及读取线；其中，于这些扫描线中依次通入一扫描信号以控制所述这些感测元件是否开启，所述扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件。
6. 如权利要求5所述的触控装置，其特征在于，所述触控装置还利用所述这些读取线将所述这些感测元件充电至一预定电压。
7. 如权利要求5所述的触控装置，其特征在于，所述触控装置进一步包括一检测电路，电性耦接于所述多条读取线以读取所述这些感测元件所产生的感测信号。
8. —种触控检测方法，适用于一触控装置，其特征在于，所述触控装置设置于一具有多条扫描线的基板上，所述触控装置包括多条读取线以及多个感测元件，所述这些读取线与所述这些扫描线相互交叉设置，所述这些感测元件分别电性耦接于对应的扫描线及读取线，所述触控检测方法包括于所述这些扫描线中依次通入一扫描信号以控制所述这些感测元件是否开启，其中，所述扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启与不同扫描线电性 耦接的不同感测元件；以及检测同时开启的不同感测元件所产生的感测信号以判断是否有触碰操作。
9. 如权利要求8所述的触控检测方法，其特征在于，所述触控装置进一步包括一电性 耦接于所述多条读取线的检测电路，且前述检测同时开启的不同感测元件所产生的感测信 号以判断是否有触碰操作的步骤包括读取所述这些读取线所传递的所述这些感测元件所产生的感测信号并将所述这些感 测信号储存于所述检测电路中；以及根据所述这些感测信号判断所述这些感测元件是否被触碰及相关的触碰位置。
10. 如权利要求8所述的触控检测方法，其特征在于，进一步包括利用所述这些读取 线将所述这些感测元件充电至一预定电压。
全文摘要
本发明是关于一种平面显示器、触控装置及触控检测方法，该触控装置设置于具有多条扫描线的基板上。该触控装置包括多条读取线及多个感测元件。读取线与扫描线相互交叉设置，而感测元件分别电性耦接于对应的扫描线及读取线。其中，于扫描线中依次通入扫描信号以控制感测元件是否开启，且扫描信号包括至少一第一开启信号及一第二开启信号以同时开启至少两个感测元件，且被同时开启的至少两个感测元件与不同扫描线相电性耦接。本发明的通过调整扫描线中的扫描信号使扫描信号具有至少一第一开启信号及一第二开启信号，以同时开启与不同扫描线电性耦接的不同感测元件，从而在不增加检测电路的储存容量的基础上，提高感测元件的密度以提升触控检测能力。
文档编号G06F3/041GK101694551SQ20091017519
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者周恒生, 周文彬, 李煜斌, 李锡烈, 王朝珍, 谢曜任, 贾邦强 申请人:友达光电股份有限公司;