触控显示面板及相关的驱动电路及驱动方法与流程

本发明系有关于一种触控显示面板，尤指一种内嵌式触控显示面板与相关的驱动电路及驱动方法。

背景技术：

在传统的内嵌式(in cell)触控显示面板中，显示模式与触控模式是交替不断进行的，而由于面板在显示不同颜色/亮度时液晶分子的旋转角度会不一样，且当触控显示面板由显示模式切换至触控模式时，液晶分子的旋转角度无法产生实时反应，而使原本显示不同颜色的区域会有不一样的介电常数，因此，共同电极与栅极线/数据线之间的电容便会随着影像画面的颜色/亮度不同而跟着变化，进而造成噪声干扰并影响到后续的触控侦测的准确度。

技术实现要素：

因此，本发明的实施例的目的之一在于提供一种触控显示面板与相关的驱动电路及驱动方法，其可以避免因为液晶旋转角度不同所造成的噪声干扰，以解决先前技术的问题。

依据本发明一实施例，揭露了一种触控显示面板的驱动电路，用以选择性地操作在一显示模式或是一触控模式，其中该驱动电路包含了一触控驱动电路以及一显示驱动电路。当该驱动电路操作在该显示模式时，该显示驱动电路对该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线传送对应的显示数据；以及当该驱动电路操作在该触控模式时，该触控驱动电路传送一驱动信号至该触控显示面板的一共同电极，且该显示驱动电路控制该像素阵列的多条栅极线与该多条数据线中的至少一部分，使其具有与该驱动信号至少部分相同的信号波形；其中该共同电极的电压可反映一触碰动作。

依据本发明另一实施例，一种触控显示面板的驱动方法包含有：选择性地操作在一显示模式或是一触控模式；当操作在该显示模式时，对该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线传送对应的显示数据；以及当操作在该触控模式时，传送一驱动信号至该触控显示面板的一共同电极，并控制该像素阵列的多条栅极线与该多条数据线中的至少一部分，使其具有与该驱动信号至少部分相同的信号波形；其中该共同电极的电压可反映一触碰动作。

依据本发明另一实施例，揭露了一触控显示面板，其中该触控显示面板包含有一像素阵列、一共同电极以及一驱动电路，其中该像素阵列包含有互相交错的多条栅极线以及数据线，该共同电极设置于该像素阵列上，且该驱动电路选择性地操作在一显示模式或是一触控模式；其中当该驱动电路操作在该显示模式时，该驱动电路对该像素阵列的多条数据线传送对应的显示数据；以及当该驱动电路操作在该触控模式时，该驱动电路传送一驱动信号至该触控显示面板的一共同电极，并控制该像素阵列的多条栅极线与该多条数据线中的至少一部分，使其具有与该驱动信号至少部分相同的信号波形；其中该共同电极的电压可反映一触碰动作。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的触控显示面板的示意图。

图2为依据本发明一实施例的共同电极的控制系统示意图。

图3为依据本发明一实施例的在显示模式与触控模式时，共同电极、栅极线与数据在线所施加的信号的示意图。

图4为图2所示的控制及侦测电路中触控驱动电路的范例示意图。

图5为源极驱动器的范例示意图。

图6为依据本发明一实施例的触控显示面板的驱动方法的流程图。

符号说明

100 触控显示面板

110 像素阵列

120_1～120_X 源极驱动器

130_1～130_Y 栅极驱动器

202_11～202_BA 区块

210 控制及侦测电路

402 放大器

410 触控驱动电路

510 多工器

520 数据转换及驱动电路

600～606 步骤

C_FB 回授电容

G1～GN 栅极线

N1、N2、Nout 端点

P1 像素电极

S1～SM 数据线

TFT 薄膜晶体管

具体实施方式

请参考图1，其为依据本发明一实施例的触控显示面板100的示意图。如图1所示，触控显示面板100包含了一像素阵列110以及一驱动电路，其中，在本实施例中，像素阵列110包含了互相交错的多条栅极线G1～GN及多条数据线S1～SM、多个薄膜晶体管TFT与其像素电极P1；而驱动电路则至少包含了一显示驱动电路，其中该显示驱动电路包含了源极驱动器120_1～120_X与门极驱动器130_1～130_Y，但本发明并不以此为限，在其他实施例中，显示驱动电路可仅包含单一个源极驱动器或是单一个栅极驱动器，或是整合于单一个芯片中，且栅极驱动器也可采用栅极驱动电路基板技术(Gate on Array，GOA)直接制作于玻璃基板上。

请参考图2，其为依据本发明一实施例的共同电极的控制系统示意图。如 图2所示，共同电极由多个区块202_11～202_BA所组成，且设置于像素阵列110上。在本实施例中，触控显示面板100系为一内嵌式(in cell)横向电场效应(In Plane Switching，IPS)触控显示面板。因此，每一个区块202_11～202_BA实质上可以是由多个小区块相连的条状电极所组成。此外，每一个区块202_11～202_BA均连接到一个控制及侦测电路210(亦即本实施例包含了B*A个控制及侦测电路210)，其中控制及侦测电路210可以为独立的电路，或是整合至驱动电路之中。需注意的是，由于IPS触控显示面板的架构及图1、2的元件功能已为本领域具有通常知识者所熟知，再加上本发明的主要特征是在于触控侦测时的驱动信号部分，故图1、2的元件操作的细节部分在此不予赘述。

触控显示面板100系用来交替地操作在显示模式与触控模式，其中当操作在显示模式时，触控显示面板100系用来显示影像数据；而当操作在触控模式时，触控显示面板100便用来侦测是否有压触点在其上。详细来说，请同时参考图1～3，其中图3为依据本发明一实施例的在显示模式与触控模式时共同电极、栅极线与数据在线所施加的信号的示意图。当触控显示面板100及驱动电路操作在显示模式时，由于触控显示面板100系用来显示影像数据，因此，控制及侦测电路210会控制共同电极中的每一个区块202_11～202_BA维持在一固定的电压准位，即共同电压准位(Common Voltage VCOM)，且栅极驱动器130_1～130_Y循序开启栅极线G1～GN，而源极驱动器120_1～120_X则透过数据线S1～SM将显示数据写入至每一个像素的像素电极P1中。

触控显示面板100及驱动电路操作在触控模式时，控制及侦测电路210会将一驱动信号输入到共同电极中的每一个区块202_11～202_BA中，并开始侦测每一个区块202_11～202_BA的电压(电容)变化。此时，栅极驱动器130_1～130_Y与源极驱动器120_1～120_X会同时控制栅极线G1～GN与数据线S1～SM，使其具有与该驱动信号相同的信号波形(振幅改变与驱动信号的改变一致)。举例来说，参考图3，假设该驱动信号的信号波形为一摆幅为2V的准位交替波形(toggle pattern)，则此时，栅极驱动器130_1～130_Y可以控制栅极线G1～GN具有在-11V～-9V之间的准位交替波形，以确保像素阵列中的薄膜晶 体管TFT不会导通，且源极驱动器120_1～120_X可以将与该驱动信号同步变化的波形输入至数据线S1～SM中；在另一实施例中，该驱动信号的信号波形可以是在三个或更多个电压准位间切换，而对应的栅极线和数据在线的电压则随驱动信号的波形而变化；在又另一实施例中，该驱动信号的信号波形可以是一正弦波，而对应的栅极线和数据在线的电压则随驱动信号的波形而变化。如上所述，由于在触控模式时共同电极、栅极线G1～GN及数据线S1～SM都具有相同的信号波形，因此不管目前液晶旋转的角度如何，当触控显示面板由显示模式切换至触控模式时，共同电极与栅极线G1～GN之间的电容值、以及共同电极与数据线S1～SM之间的电容值均会维持一固定值，因此可以避免先前技术中所述的噪声干扰，进而提升控制及侦测电路210在进行触控侦测的准确度。

在图3所示的实施例中，在触控模式时，栅极线G1～GN与数据线S1～SM会具有与输入至共同电极的该驱动信号完全相同的信号波形，然而，本发明并不以此为限。在本发明的其他实施例中，可以只有栅极驱动器130_1～130_Y控制栅极线G1～GN具有与该驱动信号相同的信号波形，而数据线S1～SM则不需要产生类似的信号波形，又或者是可以只有源极驱动器120_1～120_X控制数据线S1～SM具有与该驱动信号相同的信号波形，而数据线栅极线G1～GN则不需要产生类似的信号波形；在另一实施例中，栅极线G1～GN中可以只有一部份被控制以具有与该驱动信号相同的信号波形，或是数据线S1～SM中可以只有一部份被控制以具有与该驱动信号相同的信号波形；在另一实施例中，栅极驱动器130_1～130_Y可以只控制栅极线G1～GN具有与该驱动信号部分相同的信号波形，而不需要是完全相同的信号波形，举例而言，波形变化的时间相同，但振幅变化量不完全相同，或者振幅变化量相同，但波形变化的时间不完全相同，又或者是源极驱动器120_1～120_X可以控制数据线S1～SM具有与该驱动信号部分相同的信号波形，而不需要是完全相同的信号波形。

另一方面，在以上的实施例中，为了减少操作在触控模式时的扫描时间，像素阵列110中的所有栅极线与数据线系同时被控制以具有与该驱动信号部分相同的信号波形；然而，在本发明的其他实施例中，为了减少电路的成本，驱 动电路中可以只包含一个或少数个控制及侦测电路210，而控制及侦测电路210可以循序传送该驱动信号至共同电极的区块202_11～202_BA以使得区块202_11～202_BA循序进行触碰侦测，且源极驱动器120_1～120_X与栅极驱动器130_1～130_Y控制像素阵列110中对应于正在进行触碰侦测的区块的多条栅极线或是多条数据线，使其具有与该驱动信号部分相同的信号波形，其中控制及侦测电路210不会同时控制像素阵列110的所有栅极线以及所有数据线具有与该驱动信号部分相同的信号波形，此处所指的循序，并不限于依循固定的顺序，也可泛指依循一动态变化的顺序；当区块202_11～202_BA循序进行触碰侦测，于一时序中并不限于仅有一单一区块进行触碰侦测，也可以有多个区块同时进行触碰侦测，且每一时序中进行触碰侦测的区块数目也不须都相同，只需在某一周期时间内让所有区块都有进行触碰侦测即可。

图4为图2所示的控制及侦测电路210中的触控驱动电路410的范例示意图，如图4所示，触控驱动电路410包含了一放大器402、一回授电容C_FB及三个端点N1、N2及Nout，其中端点N1系连接到所对应的共同电极的一区块(202_11～202_BA其中之一)，端点N2用来作为该驱动信号的输入端点，端点Nout则是用来侦测共同电极的该区块上的电容变化以产生一触碰侦测结果。详细来说，当操作在触控模式时，将驱动信号传送到端点N2，由于放大器402的两个输入端N1、N2会具有相同的电压准位，因此，与端点N1连接的对应共同电极的该区块也会具有驱动信号的信号波形。当有触碰点施加在该区块上时，所产生的电容会影响到端点Nout的电压值，因此，透过分析端点Nout的电压值便可判断该区块上是否有触碰点存在。

图5为应用于本发明一实施例的源极驱动器120_1的范例示意图，如图5所示，源极驱动器120_1包含了一驱动信号产生电路以及一显示数据产生电路，其中该驱动信号产生电路包含了图标的驱动信号接收电路、多工器510以及数据转换及驱动电路520，而该显示数据产生电路则包含了显示数据接收电路、多工器510以及数据转换及驱动电路520。多工器510用来选择性地将显示数据或是驱动信号传送至数据转换及驱动电路520，亦即当操作在显示模式时， 多工器510将显示数据传送至数据转换及驱动电路520，而当操作在触控模式时，多工器510将驱动信号传送至数据转换及驱动电路520，其中在本实施例中，显示数据或是驱动信号均为数字数据。接着，数据转换及驱动电路520再将所接收到的显示数据或是驱动信号传送至数据线中，其中数据转换及驱动电路520可以包含一般源极驱动器中的数据缓冲器、移位寄存器、数字模拟转换器、模拟缓冲放大器…等等；于一实施例中，该多工器可接收一控制信号，并依据该控制信号选择输出显示数据或是驱动信号；于另一实施例中，该多工器可整合于数据转换及驱动电路520中，并置于数字模拟转换器之前，则多工器可将对应于显式模式与驱动模式的显示数据与驱动数据输出至数字模拟转换器，然后再被输出至对应的数据在线。于一实施例中，图5所示的源极驱动器，可整合于图2所示的控制及侦测电路210中。

另外，栅极驱动器130_1也可利用类似源极驱动器中多工器的方式来控制其中的栅极的低电压位准，来达到在触控模式时输出驱动信号的效果，更明确地说，一般的栅极驱动器系利用拉低(pull low)位准来完成关闭栅极，此技术领域人士可利用多工器来控制低电压位准，即可利用驱动信号控制触控模式时的栅极电位，故相关细节在此不予赘述。于一实施例中，此栅极驱动器可与图2所示的控制及侦测电路210整合。

请参考图6，其为依据本发明一实施例的触控显示面板的驱动方法的流程图。参考图1～6，流程叙述如下：

步骤600：开始。

步骤602：选择性地操作在一显示模式或是一触控模式。

步骤604：当操作在该显示模式时，对该触控显示面板的一像素阵列的多条数据线传送对应的显示数据。

步骤606：当操作在该触控模式时，传送一驱动信号至该触控显示面板的一共同电极，并控制该像素阵列的多条栅极线或是该多条数据线中的至少一部分，使其具有与该驱动信号至少部分相同的信号波形。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明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。