内嵌式触控显示装置及其共用电压产生方法与流程

本发明涉及一种内嵌式触控显示装置，尤其涉及一种内嵌式触控显示装置及其共用电压产生方法。

背景技术：

内嵌式(incell)触控显示装置近年来一直是面板业者跨入触控产品领域的技术目标。通过直接将触控检测器内嵌于显示面板的层迭架构设计，使内嵌式触控显示装置可同时具有图像显示与触控检测的整合优势，以及提供更具竞争力的产品型态。

在显示装置与触控装置相互整合的条件下，显示扫描动作与触控检测扫描动作必需要分时进行，以避免相互干扰。然而，在内嵌式触控显示装置中，进行显示扫描动作与触控检测扫描动作会使用到相同的共用电压。然而，在进行显示扫描动作与触控检测扫描动作间的切换动作的过程中，共用电压需因应所要进行的扫描动作来进行电压的调整动作。基于内嵌式触控显示装置内部的寄生电容、电阻值的影响，要将共用电压切换至所需的电压值，需要一定的稳定时间(settlingtime)。也因此，随着面板解析的度增加，这个稳定时间可能造成触控检测以及图像显示至少其中之一的效果受到影响，降低其表现度。

技术实现要素：

本发明提供一种种内嵌式触控显示装置及其共用电压产生方法，可提供快速稳定的共用电压，在不影响显示扫描的效率的前提下，提升触控扫描的工作效率。

本发明的内嵌式触控显示装置包括时序控制器以及共用电压产生器。时序控制器产生控制信号，并依据控制信号区分时间区间为显示扫描时间区间以及触控扫描时间区间，并区分触控扫描时间区间依序为触控启动时间区间、触控执行时间区间以及触控结束时间区间。共用电压产生器在触控启动时间区间拉升共用电压至第一电压，在触控执行时间区间提供周期性的脉波信号以产生共用电压，并在触控结束时间区间拉低共用电压至第二电压。其中，脉波信号在第三电压与第四电压间震荡，第一电压不小于第三电压，第二电压不大于第三电压，且第三电压小于第四电压。

本发明的共用电压产生方法适用于内嵌式触控显示装置。共用电压产生方法包括：产生控制信号，依据控制信号区分时间区间为显示扫描时间区间以及触控扫描时间区间，并区分触控扫描时间区间依序为触控启动时间区间、触控执行时间区间以及触控结束时间区间；以及，在触控启动时间区间拉升共用电压至第一电压，在触控执行时间区间提供周期性的脉波信号以产生共用电压，并在触控结束时间区间拉低共用电压至第二电压。其中，脉波信号在第三电压与第四电压间震荡，第一电压不小于第三电压，第二电压不大于第三电压，且第三电压小于第四电压。

基于上述，本发明提供快速设定共用电压的方法，并使共用电压在触控启动时间区间以及触控结束时间区间可以快速的被设定至所需的电压电平，降低共用电压所需要的稳定时间，并藉此在兼顾显示质量的条件下，提升触控检测的效能。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1示出本发明一实施例的内嵌式触控显示装置的示意图。

图2示出本发明实施例的内嵌式触控显示装置，其共用电压产生方法的一实施方式的波形图。

图3a以及图3b分别示出本发明实施例的在触控启动时间区间以及触控结束时间区间的共用电压的波形示意图。

图4示出本发明实施例的内嵌式触控显示装置，其共用电压产生方法的另一实施方式的波形图。

图5示出本发明实施例的共用电压产生器的实施方式的示意图。

图6a、图6b以及图7示出的本发明实施例的电压选择器的多个实施方式的示意图。

图8示出本发明一实施例的共用电压产生方法的流程图。

附图标记说明

100：内嵌式触控显示装置

110：时序控制器

120：共用电压产生器

311、312、321、322：波形

500：共用电压产生器

510：电压产生器

520：电压选择器

ctrl：控制信号

ctrl[1]-ctrl[6]：比特

dst1、dst2：显示扫描时间区间

gipclk：栅极时脉信号

sw1～sw6：开关

s810～s820：共用电压产生方法的步骤

tst1：触控扫描时间区间

ta1、tb1：触控启动时间区间

ta2、tb2：触控执行时间区间

ta3、tb3：触控结束时间区间

v1：第一电压

v2：第二电压

v3：第三电压

v4：第四电压

v5：第五电压

vcom：共用电压

具体实施方式

请参照图1，图1示出本发明一实施例的内嵌式触控显示装置的示意图。内嵌式触控显示装置100包括时序控制器110以及共用电压产生器120。时序控制器110与共用电压产生器120相耦接，其中，时序控制器110产生控制信号ctrl，并依据控制信号ctrl区分一时间区间为显示扫描时间区间以及触控扫描时间区间，并区分触控扫描时间区间依序为触控启动时间区间、触控执行时间区间以及触控结束时间区间。共用电压产生器120接收控制信号ctrl，并依据控制信号ctrl，以在触控启动时间区间拉升共用电压vcom至一第一电压，在触控执行时间区间提供周期性的脉波信号以产生共用电压vcom，并在触控结束时间区间拉低共用电压vcom至一第二电压。上述的脉波信号为在第三电压与第四电压间震荡的周期性信号，其中，上述的第一电压不小于第三电压，第二电压不大于第三电压，且第三电压小于第四电压。

共用电压产生器120所产生的共用电压vcom被提供至内嵌式触控显示装置100的触控显示面板(未示出)上。并分别在显示扫描时间区间以及触控扫描时间区间执行图像显示以及触控检测的动作。

关于本发明实施例的实施细节，请同时参照图1以及图2，其中，图2示出本发明实施例的内嵌式触控显示装置，其共用电压产生方法的一实施方式的波形图。首先，时序控制器110可将一个时间区间区分为显示扫描时间区间dst1以及触控扫描时间区间tst1。其中，在显示扫描时间区间dst1中，显示扫描动作依据持续转态的栅极时脉信号gipclk来进行。并且，在触控扫描时间区间tst1，栅极时脉信号gipclk停止转态，并停止显示扫描动作。在此同时，内嵌式触控显示装置100进行触控检测的触控扫描动作。

另外，时序控制器110并过产生控制信号ctrl来区隔触控扫描时间区间tst1中依序发生的触控启动时间区间ta1、触控执行时间区间ta2以及触控结束时间区间ta3。并且，共用电压产生器120依据控制信号ctrl，以在触控启动时间区间ta1中拉升共用电压vcom，并使共用电压vcom由第五电压v5被拉升至第一电压v1，并藉此使共用电压vcom的电压值可快速的抬升，减低共用电压vcom所需的上升时间。接着，在触控执行时间区间ta2中，共用电压产生器120依据控制信号ctrl以使共用电压vcom为在第三电压v3以及第四电压v4间转态的周期性脉波信号。依据在触控执行时间区间ta2中共用电压vcom上的周期性脉波，可针对触控显示面板上的多个触控板进行扫描的动作，并完成触控报点的动作。

接着，在结束触控执行时间区间ta2后，共用电压产生器120依据控制信号ctrl在触控结束时间区间ta3中使共用电压vcom快速的由第三电压v3被拉低至第二电压v2，以加速共用电压vcom下降的时间。并在触控结束时间区间ta3结束后，共用电压vcom恢复等于第五电压v5并进入下一次的显示扫描时间区间dst2。

值得注意的，在当内嵌式触控显示装置100处于显示扫描时间区间dst1、dst2时，共用电压vcom的电压值被设定为固定的第五电压v5。在本实施例中，第五电压v5可以是小于0v的电压，例如等于-2v。在内嵌式触控显示装置100进入触控扫描时间区间tst1时，为使共用电压vcom的电压值可以快速的被拉升，共用电压产生器120在触控启动时间区间ta1中提供大于第三电压v3的第一电压v1以拉高共用电压vcom的电压值。基于第一电压v1大于第三电压v3，共用电压vcom可快速的被拉高以大于第三电压v3。如此一来，在触控执行时间区间ta2中，共用电压vcom可顺利的被设定为在第三电压v3以及第四电压v4间转态的周期性脉波信号。也就是说，触控扫描动作可以在触控执行时间区间ta2中快速的且稳定的被执行。

在本实施例中，第三电压v3可以等于参考接地电压，也就是0v的电压。

在另一方面，当触控执行时间区间ta2结束，表示触控扫描动作以完成，并准备进入下一次的显示扫描时间区间dst2。为使下一次的显示扫描动作可以顺利被进行，共用电压产生器120可在触控结束时间区间ta3中通过提供第二电压v2以拉低共用电压vcom的电压值。基于第二电压v2的电压值小于第五电压v5的电压值，共用电压vcom在触控结束时间区间ta3中可快速的被拉低为小于第五电压v5。如此一来，共用电压vcom可在触控结束时间区间ta3结束后，在进入下一次的显示扫描时间区间dst2前，稳定的被设定为等于第五电压v5，并在显示扫描时间区间dst2中提供稳定的共用电压vcom，进以产生稳定的图像显示质量。

以下并请参照图3a以及图3b，图3a以及图3b分别示出本发明实施例的在触控启动时间区间以及触控结束时间区间的共用电压的波形示意图。在图3a中，在触控启动时间区间中，共用电压产生器120通过波形311来产生共用电压vcom，而基于触控显示面板间的寄生电容、电阻效应，波形312则为共用电压vcom实际可测量到的波形。由图3a可以得知，通过相对高的第一电压v1的拉升，共用电压vcom的电压值可以更快速的上升到所需的电压值(等于第三电压v3)。

在图3b中，在触控结束时间区间中，共用电压产生器120通过波形321来产生共用电压vcom，而基于触控显示面板间的寄生电容、电阻效应，波形322则为共用电压vcom实际可测量到的波形。由图3b可以得知，通过相对低的第二电压v2的拉低，共用电压vcom的电压值可以更快速的下降到所需的电压值(等于第三电压v5)。

由图3a以及图3b的示出不难发现，本发明实施例在内嵌式触控显示装置100由显示扫描时间区间dst1进入触控扫描时间区间tst1，或由触控扫描时间区间tst1进入显示扫描时间区间dst2，都可以快速的设定共用电压vcom为所需要的电压值，降低共用电压vcom转态时所需要的稳定时间，有效提升内嵌式触控显示装置100的工作效能。

关于本发明实施例的另一实施细节，请同时参照图1以及图4其中，图4示出本发明实施例的内嵌式触控显示装置，其共用电压产生方法的另一实施方式的波形图。首先，时序控制器110将一个时间区间区分为显示扫描时间区间dst1以及触控扫描时间区间tst1。其中，在显示扫描时间区间dst1中，显示扫描动作依据持续转态的栅极时脉信号gipclk来进行。并且，在触控扫描时间区间tst1，栅极时脉信号gipclk停止转态，并停止显示扫描动作。在此同时，内嵌式触控显示装置100进行触控检测的触控扫描动作。

另外，时序控制器110并过产生控制信号ctrl来区隔触控扫描时间区间tst1中依序发生的触控启动时间区间tb1、触控执行时间区间tb2以及触控结束时间区间tb3。并且，共用电压产生器120依据控制信号ctrl，以在触控启动时间区间tb1中提供等于第三电压v3的第一电压v1以拉升共用电压vcom，并使共用电压vcom由第五电压v5上升至第三电压v3，并藉此使共用电压vcom的电压值可快速的抬升，减低共用电压vcom所需的上升时间。在此，第一电压v1可以等于第三电压v3为参考接地电压，也就是说，第一电压v1＝第三电压v3＝0v。值得注意的，在触控启动时间区间tb1中，共用电压产生器120可使提供参考接地电压的参考接地端与共用电压vcom直接连接，并通过参考接地端的相对大的电流汲取能力来使共用电压vcom的电压值快速的下降至0v。

接着，在触控执行时间区间tb2中，共用电压产生器120依据控制信号ctrl以使共用电压vcom为在第三电压v3以及第四电压v4间转态的周期性脉波信号。依据在触控执行时间区间ta2中共用电压vcom上的周期性脉波，可针对触控显示面板上的多个触控板进行扫描的动作，并完成触控报点的动作。

接着，在结束触控执行时间区间tb2后，共用电压产生器120依据控制信号ctrl在触控结束时间区间tb3提供等于0v的第二电压，以使共用电压vcom由第四电压v4被拉低至第二电压v2，并被稳定在第二电压v2(＝0v)。并在触控结束时间区间tb3结束后，共用电压vcom恢复等于第五电压v5并进入下一次的显示扫描时间区间dst2。

请参照图5，图5示出本发明实施例的共用电压产生器的实施方式的示意图。共用电压产生器500包括电压产生器510以及电压选择器520。电压产生器510产生第一电压v1、第二电压v2、第三电压v3、第四电压v4以及第五电压v5。电压选择器520耦接至电压产生器510。电压选择器520接收第一电压v1、第二电压v2、第三电压v3、第四电压v4以及第五电压v5，以及控制信号ctrl，并依据控制信号ctrl来在不同的时间区间，来选择第一电压v1、第二电压v2、第三电压v3、第四电压v4以及第五电压v5的其中之一来产生共用电压vcom。

在本发明部分实施例中，第四电压v4的电压值大于第一电压v1的电压值，第一电压v1的电压值大于第三电压v3的电压值，第三电压v3的电压值大于第五电压v5的电压值，而第五电压v5的电压值大于第二电压v2的电压值。而在其他实施例中，第一电压v1、第二电压v2以及第三电压v3的电压值等于参考接地电压的电压值(＝0v)。

关于电压产生器510的硬体架构，可应用本领域技术人员所熟知的电压产生器来建构，没有特定的限制。例如电压调整器(voltageregulator)、升压或降压型的电压转换器(voltageboostconverter,voltagebuckconverter)、电荷泵(chargepump)电路或上述电路的组合。

关于电压选择器的实施细节，则请参照图6a、图6b以及图7示出的本发明实施例的电压选择器的多个实施方式的示意图。在图6a中，电压选择器520包括开关sw1～sw5，开关sw1～sw5分别接收第一电压v1至第五电压v5，并分别依据控制信号的多个比特ctrl[1]-ctrl[5]以导通或断开。并分别提供第一电压v1至第五电压v5以产生共同电压vcom。其中，开关sw1～sw5中任两者不同时被导通。

举例来说明，当显示触控装置在显示扫描时间区间中，开关sw5被导通(开关sw1～sw4被断开)，电压选择器520提供第五电压v5以产生共用电压vcom。在触控启动时间区间，开关sw1(开关sw2～sw5被断开)被导通，电压选择器520提供第一电压v1以产生共用电压vcom。在触控执行时间区间，开关sw3以及sw4交错被导通(开关sw1、sw2、sw5被断开)，并交错的提供第三电压v3以及第四电压v4以产生为周期性脉波信号的共用电压vcom。在触控结束时间区间开关sw2被导通(开关sw1、sw3～sw5被断开)，电压选择器520提供第二电压v2以产生共用电压vcom。

另外，请参照图6b，其中，开关sw3以及sw4与产生共用电压vcom间的端点另可串接开关sw6。其中，开关sw6受控于控制信号的一比特ctrl[6]，并且，开关sw6仅在触控执行时间区间被导通，并用以传送依据开关sw3以及sw4所产生的周期性脉波信号。此外，开关sw6在其他的时间区间都会被断开。

在图7中，电压选择器520仅包括开关sw1、sw3、sw4以及sw5。其中，开关sw1用以传送等于0v的第一电压v1以及第二电压v2以产生共用电压vcom。开关sw3则用以传送第三电压v3以产生共用电压vcom。开关sw4、sw5则分别传送第四电压v4及第五电压v5以产生共用电压vcom。其中，图7中的电压选择器520用以产生图4实施例中的共用电压的波形图。相关的动作说明在图4的实施细节中有详细的说明，在此恕不多赘述。

以下请参照图8，图8示出本发明一实施例的共用电压产生方法的流程图。图8的流程图适用于内嵌式触控显示装置，其中，步骤s810执行：产生控制信号，依据控制信号区分时间区间为显示扫描时间区间以及触控扫描时间区间，并区分触控扫描时间区间依序为触控启动时间区间、触控执行时间区间以及触控结束时间区间。接着，步骤s820则执行：在触控启动时间区间拉升共用电压至第一电压，在触控执行时间区间提供周期性的脉波信号以产生共用电压，并在触控结束时间区间拉低共用电压至第二电压。其中，脉波信号在第三电压与第四电压间震荡，第一电压不小于第三电压，第二电压不大于第三电压，且第三电压小于第四电压。

关于上述步骤的实施细节，在前述的实施例及实施方式都有详细的说明，此处恕不多赘述。

综上所述，本发明在触控启动时间区间以及触控结束时间区间中，通过提供特定的电压来产生共用电压，并使共用电压可以快速的达到需求的电压值。如此一来，共用电压的稳定时间可以被减少，在兼顾显示质量的条件下，可以使触控检测的质量可以得到提升。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，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，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。