觸控顯示裝置、驅動方法、觸控信息取得程序及記錄媒體的製作方法

2023-07-25 13:00:06

專利名稱：觸控顯示裝置、驅動方法、觸控信息取得程序及記錄媒體的製作方法
技術領域：
本發明有關於觸控顯示裝置，且特別有關於具有交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面觸控信息的觸控感測器的觸控顯示裝置。
背景技術：
過去在靜電電容結合式觸控顯示裝置中，不設置觸控感測器專用的感測器用基板，而在液晶顯示裝置的彩色濾光基板上直接形成觸控感測器，再將此具有觸控感測器的彩色濾光片基板與薄膜電晶體陣列基板進行組立，形成一具有觸控功能的液晶顯示裝置。 這種所謂的內嵌式觸控顯示裝置(in-cell touch panel)可參照專利文獻1。內嵌式觸控顯示裝置70與具有額外搭載觸控感測器基板的觸控顯示裝置相比， 少了一片玻璃基板，因此具有能夠薄型化、提升透過率、減低成本等優點。[現有技術文獻]專利文獻1 特開2008-32756號公報然而，上述的內嵌式觸控顯示裝置的構造靠近薄膜電晶體(TFT，Thin Film Transistor)陣列基板，因此容易受到電晶體動作的影響，容易發生耦合噪聲，因此相對地會有觸控信息的檢出感度下降的問題。因此，本發明的目的是提供一種能夠減低顯示裝置的驅動對觸控感測器造成影響的噪聲，並以高S/N比檢出觸控信息的觸控顯示裝置、觸控顯示裝置的驅動方法、觸控信息取得程序及記錄媒體。

發明內容
為了達成上述目的，有關的觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面的觸控信息的觸控感測器，該觸控顯示裝置包括觸控信息檢出裝置，將該觸控感測器的讀取周期與該顯示裝置的圖框周期同步起始，檢測每個圖框周期的該觸控信息；以及觸控信息計算裝置，對於連續偶數個該圖框周期計算該觸控信息的平均，取得一觸控信息統計值。有關觸控顯示裝置的驅動方法中，該觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面的觸控信息的觸控感測器，該驅動方法包括觸控信息檢出步驟，將該觸控感測器的讀取周期與該顯示裝置的圖框周期同步起始，檢測每個圖框的該觸控信息；以及觸控信息計算步驟，對於連續偶數個該圖框計算該觸控信息的平均，取得一觸控信息統計值。根據本發明，能夠獲得噪聲較少的觸控信息，並且本發明可以全面地應用於在輸入介面以顯示裝置顯示影像，並通過手指等的觸控來進行輸入操作的觸控顯示裝置。


圖1是本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例的剖面構造圖。
圖2是本發明實施例1的觸控顯示裝置70的觸控感測器的電極構造的一例的平面圖。圖3是本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例的構造方塊圖。圖4是用來說明面反轉方式的驅動示意圖。圖5A及圖5B是用來說明觸控信息計算裝置所進行的計算處理，其中圖5A是顯示受到噪聲影響的狀態下所檢出的觸控感測器10的讀取數據的一例；圖5B是顯示觸控信息計算裝置25在計算處理後的觸控信息的一例。圖6是說明本發明實施例1的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖7是顯示本發明實施例1的觸控顯示裝置70及其驅動方法的每個圖框的處理流程的一例。圖8是顯示本實施例1的觸控感測器及其驅動方法的實施例。圖9是說明本發明實施例2的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖10是說明本發明實施例3的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖11是說明本發明實施例4的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖12A及圖12B是顯示本發明實施例5的觸控感測器的電極組成的一例，其中，圖 12A是顯示實施例5的觸控感測器的Y檢出電極層的一例的平面圖；圖12B是顯示實施例5 的觸控感測器的X檢出電極層的一例的平面圖。圖13A及圖1 是顯示本發明實施例5的觸控感測器的組成圖。其中圖13A是顯示實施例5的觸控感測器19的內部電極層17的平面構造；圖1 是顯示實施例5的觸控感測器19全體的立體圖。圖14是顯示本發明實施例6的觸控顯示裝置71的一例的剖面構造圖。附圖標號10、19 觸控感測器；11、15 X檢出電極;12、16 Y檢出電極；13 X電極層；14 Y電極層；17 電極層；18 玻璃蓋；20 觸控感測器控制器；21 觸控信息檢出裝置；22 讀取裝置；23 時序控制裝置；24 存儲裝置；25 觸控信息計算裝置；30 感測器玻璃；40 彩色濾光片基板；50 薄膜電晶體陣列基板；60 顯示裝置驅動電路；
70、71 觸控顯示裝置；81 正極性噪聲；82 負極性噪聲；91、92 觸控信息數據；101、102 檢出數據；103 算出數據。
具體實施例方式[實施例1]圖1是本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例的剖面構造圖。圖1中，實施例 1的觸控顯示裝置70具備觸控感測器10、觸控感測器控制器20、彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。 觸控感測器10及觸控感器測控制器20構成觸控感測器模塊，彩色濾光片基板40、 薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60構成顯示裝置。觸控感測器10形成於的彩色濾光片基板40上，並且該彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60及觸控感器測控制器20組立，形成一內嵌式的觸控顯示裝置70。觸控感測器10以例如ITOandium Tin Oxide，氧化銦錫)等透明電極層構成，並且與彩色濾光片等元件層共同形成於彩色濾光片基板40的同一側。內嵌式的觸控顯示裝置70沒有設置觸控感測器 10專用的基板，具有能夠薄型化、提升透過率、減低成本等優點。彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50之間填滿液晶，構成液晶顯示裝置。 液晶顯示裝置通過顯示裝置驅動電路60的驅動顯示影像。在此，因為觸控感測器10非常地靠近薄膜電晶體陣列基板50的薄膜電晶體陣列，所以很容易受到薄膜電晶體驅動時所發生的噪聲影響。特別是在觸控感測器10為靜電電容式觸控感測器的情況下，此構造容易發生耦合噪聲並使S/N比下降。觸控感測器控制器20為驅動、控制觸控感測器的裝置。本實施例的觸控顯示裝置 70中，通過在觸控感測器控制器20搭載各種後述的機能，就能夠在圖1所示的內嵌式觸控顯示裝置70中實現高S/N比。圖2是本發明實施例1觸控感測器10的電極構造的一例的平面圖。觸控感測器 10矩陣狀地配置了在(縱)垂直方向延伸的X檢出電極11，以及在(橫)水平方向延伸的 Y檢出電極12。圖2中，X檢出電極11有M條，Y檢出電極12有N條，構成MXN(M行N列) 的矩陣。矩陣狀配置的X檢出電極11與Y檢出電極12被設定感測器坐標系。在圖2中， 觸控感測器10的左下角被設定為(1，1)，右上角被設定為(M，N)。而雖然圖2以平面來描繪，但X檢出電極10與Y檢出電極12是以上下具有間隔的方式對向配置。當手指或觸控筆觸控觸控感測器10的輸入介面時，若是靜電電容式觸控感測器，X檢出電極11與Y檢出電極12之間的靜電電容會產生變化，若是阻抗膜式觸控感測器，會利用導通的檢出來檢出觸控位置。本實施例中使用靜電電容式觸控感測器為例子來說明。在靜電電容式觸控感測器中，按(1，1) — (2,1)—…(M，l) — (1,2)—…(M-1，N) — (M，N)的順序沿線依序 1 個 1個地掃描坐標點，讀取每個坐標點的觸控信息再將其檢出。當一條線結束後換下一條線，各線依序進行掃描，最後全部線的全部的坐標的觸控信息都被檢出，也就是觸控感測器10的輸入介面(觸控面)整面的觸控信息被檢出。因為由含有觸控有無的觸控強度數據、檢出坐標能夠特定出觸控位置，所以觸控信息包括觸控位置的數據。而在2值數據的情況下，無法檢出觸控的強度，僅能檢出觸控的有無。圖3是本發明實施例1的觸控顯示裝置70的一例的構造方塊圖。圖3中，僅顯示實現機能所必要的組成要素。圖3中，實施例1的觸控顯示裝置70具備觸控感測器10、觸控感測器控制器20、 薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。觸控感測器10具備X檢出電極11、Y檢出電極12。觸控感測器控制器具備觸控信息檢出裝置21、觸控信息計算裝置25。而觸控信息檢出裝置21具備讀取裝置22、時序控制裝置23、存儲裝置Μ。關於觸控感測器10、薄膜電晶體陣列基板50已在圖1中說明，故標記相同元件符號而省略說明。顯示裝置驅動電路60用來驅動觸控顯示裝置70的顯示裝置，由驅動器IC等構成，本實施例的顯示裝置是以面反轉方式來驅動。圖4是用來說明面反轉方式的驅動示意圖。圖4中，顯示了信號周期2Τ的數據信號源電壓波形的例子。如圖4所示，施加於顯示裝置的數據信號電壓為每一周期正負極性交互反轉一次的交流電壓波形。如圖4所示，由於施加的電壓信號大小(亮度)不同，造成 V1、V2、V3的差異，但三者都在同一周期T反轉。而周期T與顯示裝置顯示一張畫面的1圖框(frame)周期為相同時間長度。一般來說，顯示裝置以60Hz驅動，因此圖框周期為1/60 =0.01666... = 16.6msec。也就是說，每16. 6msec極性反轉的同時，也顯示一張新的畫面，因此構成顯示連續影像的顯示裝置。而在本實施例中為了容易理解，而舉出每一個圖框周期畫面全體的子像素以反轉至同一極性這種面反轉驅動方式為例來說明，但也包括每一個圖框相鄰的子像素反轉至彼此不同的正負極性這樣的點反轉驅動方式、或每一個圖框以線為單位反轉至彼此不同的正負極性這樣的線反轉驅動方式。不管是哪一種反轉驅動方式，以像素單位來說，每一個圖框周期做一次極性反轉，正極性數據信號電壓與負極性數據信號電壓交互施加這樣的交流驅動這點是相同的。而線反轉驅動方式中除了每列反轉至彼此不同的正負極性這樣的列反轉驅動方式、以及每行反轉至彼此不同的正負極性這樣的行反轉驅動方式外，還包括H線反轉驅動方式、V線反轉驅動方式等各種線反轉驅動方式。點反轉驅動方式也不限於相鄰的子像素的反轉，還包括2點反轉驅動方式等各種的點反轉驅動方式。回到圖3，顯示裝置驅動電路60依序驅動薄膜電晶體陣列基板50上的薄膜電晶體陣列，使得顯示裝置以每1. 66msec的周期顯示一張畫面。觸控信息檢出裝置21與顯示裝置的圖框周期同步起始的狀態下開始觸控感測器 10的讀取動作，在每個圖框檢測出往觸控感測器10的觸控信息。習現有技術的觸控顯示裝置70中，顯示裝置驅動電路60與觸控感測器控制器20彼此獨立動作，但本實施例的觸控顯示裝置70中，讀取觸控感測器10的觸控信息的動作會與顯示裝置的圖框周期同步起始。讀取裝置22為讀取輸入觸控感測器10的輸入介面的觸控信息的裝置。如圖2中所說明，沿著Y檢出電極12或X檢出電極11進行掃描，依序讀取各坐標的觸控信息。具體來說，是讀取各線的靜電電容來依序檢出觸控信息，再將讀取的觸控信息的數據存儲於存儲裝置24。讀取裝置22通過讀取全電極11、12而完成全面的掃描，因此也具有既定的讀取周期。時序控制裝置23為控制讀取裝置22的讀取動作開始時序的裝置。在本實施例的觸控顯示裝置70中，使讀取裝置22的讀取動作與顯示裝置的圖框周期同步起始。因此，時序控制裝置23由顯示裝置驅動電路60取得顯示裝置的圖框周期，並使讀取裝置22的讀取動作與圖框周期同步起始。存儲裝置M為將讀取裝置讀取的觸控信息依序儲存的裝置。存儲裝置M最低的限度可以是觸控感測器10的一個檢出介面容量的緩衝器，在一個圖框周期會取得複數的觸控信息的情況下，也能夠存儲更多的觸控信息。而存儲裝置M可以是用於電腦等的一般存儲器所組成。讀取裝置22、時序控制裝置23、及存儲裝置M構成在觸控顯示裝置70的每一個圖框周期檢出觸控信息的觸控信息檢出裝置21。觸控信息計算裝置25從觸控信息檢出裝置21檢出的每圖框周期的讀取數據中對連續的偶數個圖框計算出平均，用來取得噪聲抵銷的觸控信息統計值。其平均的計算方法可以例如是從對每個圖框周期從連續的既定數量的平均讀取數據中算出平均的移動平均法，也可以是不對每個圖框周期都取得算出觸控數據，而在累積了連續的偶數個觸控信息的圖框周期下取得算出觸控信息，訂下區間的總平均法。也就是說，想要精密地取得每個圖框周期的觸控信息統計值時，可用移動平均法來計算平均，而想要減少數據數並減輕計算負擔時，可用訂下區間的總平均法來取得觸控信息統計值。減輕計算負擔可以縮小計算電路的規模並且減低成本。因此，觸控信息計算裝置25的觸控信息統計值的計算方法可以因應用途而採用不同種類的平均方法。圖5A及圖5B是用來說明觸控信息計算裝置25所進行的計算處理。圖5A是顯示受到噪聲影響的狀態下所檢出的觸控感測器10的讀取數據的一例。圖5B是顯示觸控信息計算裝置25的觸控信息統計值的一例。圖5A中，顯示裝置正極性驅動時觸控感測器10的檢出數據101顯示在正極，負極性驅動時觸控感測器10的檢出數據102顯示在負極。正極的檢出數據101由顯示裝置驅動時的正極噪聲81與觸控感測器10的觸控信息數據91所構成，負極的檢出數據102由顯示裝置驅動時的負極噪聲82與觸控感測器10的觸控信息數據92所構成。而原本正極性與負極性的驅動在不同圖框周期發生，所以正極性與負極性不會在同一個圖框周期裡，但為了容易理解，圖5A中在同一個圖框周期內顯示出正極性圖框周期的觸控感測器10的檢出數據101與負極性圖框周期的觸控感測器10的檢出數據102。正極性與負極性檢出數據101、102中，正極性圖框周期的觸控信息數據91受到正極噪聲81的影響。而負極性圖框周期的觸控信息數據92受到負極噪聲82的影響。也就是說，觸控信息數據91、92分別受到相對應的圖框周期極性的噪聲影響。在此，正極噪聲81與負極噪聲82是幾乎相同的波形，僅極性不同。而觸控信息數據91、92則是幾乎相同的波形且也都是正極性數據。因此，將正極性的檢出數據101加上負極性的檢出數據102時，僅正極噪聲81與負極噪聲82會互相抵銷，觸控信息數據91、92 會在正極性相加，最後獲得噪聲消除的乾淨的信號。
圖5B顯示檢出數據101與檢出數據102相加後的算出數據103。如圖5B所示，正極性噪聲81與負極性噪聲82相抵銷，算出數據103是純觸控信息數據91、92的和而沒有噪聲。像這樣將顯示裝置的正極性圖框驅動時的觸控感測器10的檢出數據101加上負極性圖框驅動時的觸控感測器10的檢出數據102，再以移動平均法取得觸控信息統計值， 能夠獲得噪聲抵銷後的高S/N比的觸控信息信號。在圖5B中雖顯示完全沒有噪聲狀態的算出數據103的波形，但在影片的情況下， 因為連續的圖框周期所寫入的數據並不相同，所以噪聲並非完全是零。然而，因為在連續的圖框周期下寫入極端不同的數據的影像非常少，所以噪聲也大多實質地互相抵銷。回到圖3，觸控信息計算裝置25進行的計算處理，如圖5A及5B所說明地，將同步起始於正極性圖框所檢出的讀取數據與同步起始於負極性圖框所檢出的讀取數據相加，並算出其移動平均。藉此能夠取得少噪聲的觸控信息統計值。圖3中，觸控信息檢出裝置21與觸控信息計算裝置25是可以進行上述各種計算處理的手段,例如包含ASIC(Application Specific Integrated Circuit)的電子電路、讀取程序進行動作的CPU (Center Processing Unit，中央處理器)或電腦等。而觸控信息檢出裝置21與觸控信息計算裝置25的機能可以由使電腦動作的程序、或是將該程序記錄於電腦可讀取的記錄媒體來實現。圖6是說明本發明實施例1的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖6中，顯示了顯示裝置的圖框周期的觸控感測器10同步起始的各種動作時序。具體來說，配合顯示裝置的圖框與驅動時序，顯示了觸控感測器掃描時序、噪聲影響、數據平均值、平均後噪聲影響。首先，顯示裝置顯示關閉時，僅取得各坐標(1，1) (M，N)的掃描基準數據。取得掃描基準數據是為了抵銷自然發生的噪聲來做校正。掃描基準數據會被利用在之後的觸控信息數據算出時。而在這個階段顯示裝置還沒有驅動，不會發生噪聲影響。在第一個圖框周期，顯示裝置被施加正極性的數據電壓驅動。觸控感測器10與正極性圖框周期同步起始，透過觸控信息檢出裝置21的讀取裝置22開始讀取。讀取動作可以透過依序掃描每條線的掃描動作來實行。讀取裝置22的讀取動作開始時序由時序控制裝置23來控制。一般來說，觸控感測器10的數據讀取周期會比顯示裝置的一個圖框周期的表示期間16. 6msec來得短，因為一般讀取速度(頻率)比60Hz快，所以在顯示裝置的第一個圖框周期結束前，觸控感測器10的觸控信息就已經讀取完畢。在此，即使讀取完畢，也不會進行下一次掃描，而是等待顯示裝置的第一個圖框周期的結束。所讀取到的檢出數據RAW[1] 儲存於存儲裝置對。另外，此讀取獲得的數據會受到顯示裝置的正極性噪聲所影響。在第二個圖框周期，顯示裝置被施加負極性的數據電壓驅動。觸控感測器10與負極性圖框周期同步起始，開始讀取動作。此時，觸控信息的數據受到顯示裝置的負極性噪聲所影響。所讀取到的檢出數據RAW[2]與儲存於存儲裝置的移動平均 (RAff[l]+RAff[2])/2被觸控信息計算裝置25算出，並將此值作為檢出數據平均值AVG[1]。 檢出數據平均值AVG[1]的噪聲會因正極性驅動的第1個圖框與負極性驅動的第2個圖框抵銷，因此能夠取得不受噪聲影響的觸控信息統計值。
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在第三個圖框，顯示裝置被施加正極性的數據電壓驅動。與第一、二個圖框周期相同地，觸控感測器10與正極性圖框驅動開始的時序同步起始，開始讀取掃描，檢出觸控信息的數據。此時，觸控信息的數據雖受到顯示裝置的正極性噪聲所影響，但與受到負極性噪聲影響的第二個圖框的數據計算出移動平均(RAW[2]+RAW[3])/2，則正負噪聲互相抵銷，而取得不受噪聲影響的檢出數據平均值AVG[2]，亦為觸控信息統計值。同樣地，在負極性數據電壓施加的第四個圖框中，會與之前正極性數據電壓施加的第三個圖框周期算出移動平均，取得檢出數據平均值AVG[3]。而在正極性驅動的第五個圖框周期中，會與之前負極性驅動的第四個圖框周期算出移動平均，取得檢出數據平均值 AVG[4] 0像這樣，因為顯示裝置前後連續的圖框的驅動極性一定是正負的組合，所以算出前後連續的圖框所檢出的觸控信息數據的平均值，可以取得噪聲被抵銷掉的觸控信息統計值。圖7是示本發明實施例1的觸控顯示裝置70及其驅動方法的每個圖框周期的處
理流程的一例。步驟100中，觸控感測器10與顯示裝置的圖框周期同步起始，開始觸控信息的讀取。讀取動作是透過觸控信息檢出裝置21的讀取裝置22來實行。讀取開始的時序由時序控制裝置23來控制。而讀取開始時序沒有與顯示裝置完全同步已可，可以在稍微延後的時間點上起始。觸控感測器的掃描周期大多比起顯示裝置的圖框周期來得短，所以只要能在圖框周期內將觸控信息數據檢測出來即可。在步驟110中，在同步起始的圖框周期中的觸控感測器10的觸控信息被檢出。檢出的觸控信息數據被儲存在存儲裝置對。在步驟120中，對於包括步驟110中進行檢出的圖框周期的連續偶數個圖框周期， 計算檢出數據的移動平均，因為將已經檢出的觸控信息作為對象，所以當然在步驟100 110中進行檢出的圖框周期之前的圖框周期所取得的檢出數據會成為對象。藉此，能夠將顯示裝置的噪聲影響抵銷，取得高S/N比的觸控信息統計值。而移動平均的計算則由觸控信息計算裝置25來實行。在實施例1中，雖然對連續的兩個圖框算出檢出數據的移動平均，但只要包括相同數量的正極性驅動與負極性驅動圖框周期的話，也可以對連續的四個、六個圖框周期計算移動平均取得觸控信息檢出數據的平均值。而增加平均化的數據數目，能夠取得更精密的觸控信息統計值。增加平均化對象的圖框周期數目的具體實施例將於後述。依序對每個圖框實行步驟100 120，就能夠獲得少噪聲的觸控信息。在實施例1中，算出檢出數據的移動平均，並對各圖框周期取得觸控信息統計值， 但也可以對每一對連續的二個正極性驅動與負極性驅動圖框取得平均得到觸控信息統計值。雖然每空隔一個圖框才算出一次觸控信息統計值，但在數據數為圖框周期數一半也相當足夠的情況下，可以對每兩個圖框周期的區間取得觸控信息統計值。藉此，能夠減輕計算處理的負擔並使觸控信息計算裝置的構造簡單。若想要再進一步減低計算處理的負擔，可以不對每二個圖框周期算出平均，而對每四個圖框周期取得一個觸控信息統計值，或對每六個圖框取得一個觸控信息統計值。作為算出平均值範圍的區間只要是連續的偶數個圖框周期，可以有相當多選擇。圖8顯示本實施例1的觸控感測器及其驅動方法的實施例。圖8(A)顯示基準數據，圖8 (B)顯示顯示裝置在奇數的圖框周期時的觸控信息檢出數據，圖8 (C)顯示顯示裝置在偶數的圖框周期時的觸控信息檢出數據，圖8(D)顯示平均觸控信息檢出數據後取得的觸控信息數據統計值。其中，與目前為止所說明的構成元素相同的元素會標示相同的參考符號。而各圖中，水平面為感測器坐標(X，Y)，縱軸表示感測器信號位準。圖8(A)中，顯示裝置驅動開始前，檢出基準數據。因為顯示輸入畫面的顯示裝置還沒有驅動，所以在沒有觸控輸入的非觸控狀態下檢出基準數據。藉此，能夠保握各坐標信號為零的狀態。圖8(B)顯示顯示裝置在奇數的圖框周期驅動時的觸控信息檢出數據RAW[1]，圖 8(C)顯示顯示裝置在偶數的圖框周期驅動時的觸控信息檢出數據RAW[2]。圖8(B)、圖8(C) 兩者皆檢出顯示手指觸控的手指影像以作為觸控信息。比較兩者，手指影像的位置同樣都在面前的坐標10的位置，且感測器信號位準都為負。另一方面，手指影像以外的部分在圖 8(B)、圖8(C)中山峰的位置彼此偏離。為了會得噪聲消除的手指影像，進行如⑴式的計算。基準數據_(RAW[l]+RAW[2])/2 =噪聲抵銷手指影像數據...(1)圖8(D)顯示經(1)式的計算後所算出的噪聲抵銷手指影像數據。如圖8(D)所示， 能夠獲得手指影像以外的噪聲被抵銷的高S/N比的手指影像。像這樣，根據實施例1的觸控感測器與其驅動方法，平均兩個連續的圖框周期，並將此平均值從基準數據中扣除，能夠獲得高S/N比的鮮明手指影像。[實施例2]圖9說明本發明實施例2的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖9中表示了與實施例1的圖6相同格式的時序流程圖。其中，實施例2中與實施例1相同的構成元素會被標示相同的參考符號，並省略說明。圖9中，顯示裝置的圖框周期及驅動時序與圖6相同。在實施例2中，將觸控感測器10的掃描開始時序與顯示裝置的圖框周期同步起始，這點與實施例1相同。實施例2中， 一個圖框周期內，進行兩次的觸控感測器10的觸控信息讀取這點與實施例1不同。觸控感測器10的讀取周期一般比16. 6msec短，讀取速度在60Hz以上這點已在實施例1說明。例如，將觸控感測器10的讀取速度設定在120Hz以上的話，如圖9所示，1個圖框周期內可以循環2次的全面掃描。在這個情況下，各個圖框周期檢出2個觸控信息數據。而在這個情況下也是計算出前後連續的圖框周期的移動平均，來取得噪聲消除的觸控信息統計值，此時，算出各圖框內周期相同順序所檢出的檢出數據之間的移動平均，例如第1個圖框周期的檢出數據RAW[1]與第2個圖框周期的檢出數據RAW[3]的移動平均，以及第1個圖框周期的檢出數據RAW[2]與第2個圖框周期的檢出數據RAWW]的移動平均。也就是說通過 (RAW[X] +RAW[X-2]) /2的式子計算出移動平均。顯示裝置的第一個圖框周期為寫入第一個畫面的時間，因此由垂直方向的上方寫入畫面時，在圖框周期的前半為上半畫面的寫入，在圖框周期的後半為下半畫面的寫入。若不將相同領域的畫面之間的觸控感測器的檢出數據相加，就無法取得圖框周期內的同步， 而變成不同數據之間的相加，檢出數據就變得沒意義。因此，從第1個圖框周期的第一次讀取的檢出數據RAW[1]與第二個圖框周期的第一次讀取的檢出數據RAW[3]的移動平均取得檢出數據平均值AVG[1]，從第一個圖框周期的第二次讀取的檢出數據RAW[2]與第二個圖框周期的第二次讀取的檢出數據RAWW]的移動平均取得檢出數據平均值AVG[2]。透過這樣的計算，能夠取得消除噪聲影響的檢出數據平均值AVG[1]及AVG[2]。之後，可以將 AVG[1]及AVG[2]作為對應兩個第二圖框周期的數據來使用，或是利用(AVG[l]+AVG[2])/2 算出平均值後作為對應第二圖框周期的觸控信息統計值來使用。而在之後的第三圖框以後，也是使用相同的處理方式，能夠從多個檢出數據中算出精密的觸控信息統計值。根據實施例2的觸控顯示裝置70與其驅動方法，能夠每個圖框周期使用兩個數據來獲得精密的觸控信息統計值。在平均的計算當中，可以訂下要平均的區間後對每個既定的圖框周期算出總平均來取得觸控信息統計值這點與實施例1相同。[實施例3]圖10是說明本發明實施例3的觸控感測器10與觸控感測器10的驅動方法。圖 10中顯示了與實施例1的圖6與實施例2的圖9相同格式的時序流程圖。實施例2中，一個圖框周期進行兩次讀取，但在實施例3中，一個圖框周期進行三次讀取這點與實施例2不同。此時，讀取裝置22的讀取速度會設定在180Hz以上。如此一來，如圖10所示，一個圖框周期內能夠取得三個檢出數據。觸控信息計算裝置25所進行的噪聲消除計算在前後連續的圖框周期實行這點與先前相同，與實施例2的說明相同地，對三個檢出數據的每一個來說，分別算出各圖框周期內相同檢出順序下所讀出的檢出數據之間的移動平均。也就說，算出第一個圖框周期的檢出數據RAW[1]與第二個圖框周期的檢出數據RAWW]的移動平均、第一個圖框周期的檢出數據RAW[2]與第二個圖框周期的檢出數據RAW[5]的移動平均、以及第一個圖框周期的檢出數據RAW[3]與第二個圖框周期的檢出數據RAWW]的移動平均。藉此能夠算出噪聲消除的檢出數據平均值AVG[1] ,AVG[2] ,AVG[3]，並作為第二圖框的觸控數據統計值。一個圖框周期內的三個數據可以直接用於之後的計算，在一個圖框周期只要一個數據的情況下，也可以算出三個數據的平均(AVG[l]+AVG[2]+AVG[3])/3，作為觸控信息統計值。而在之後的第三圖框周期以後，也是使用相同的處理方式，在一個圖框周期內取得三個觸控信息數據，藉此，能夠使用多數的數據來獲得精密的觸控信息。實施例2中說明了一個圖框周期內觸控感測器10掃描兩次，實施例3中說明了一個圖框周期內觸控感測器10掃描三次，但如果觸控感測器10的讀取速度更快的話，一個圖框周期內也可以掃描更多次。而平均的計算方法不只是移動平均，可以使用訂下區間的總平均法來對每個既定數目的圖框周期取得算出觸控信息統計值，這點與實施例1及實施例2相同。根據實施例2、3的觸控顯示裝置70與其驅動方法，在一個圖框周期內觸控感測器 10掃描多次，能夠獲得精密的觸控信息數據統計值。[實施例4]圖11是說明本發明實施例4的觸控感測器與觸控感測器的驅動方法。圖11中顯示了與實施例1的圖6、實施例2的圖9、與實施例3的圖10相同格式的時序流程圖。實施例4中，觸控感測器10的掃描時序、觸控信息數據的檢出方法與實施例1相同。而第2圖框與第3圖框周期的檢出數據平均值AVG[1]、AVG[2]的算出方法也與實施例1相同。在實施例4的第4圖框中，要算出檢出數據平均值AVG[3]時，算出第1 第4圖框四個圖框周期所分別檢出的四個檢出數據RAW[1]、RAW[2]、RAW[3]、RAWW]的移動平均這點與實施例1不同。第1圖框為正極性驅動，第2圖框為負極性驅動，第3圖框為正極性驅動，第4圖框為負極性驅動，正負驅動的數目相同。在面反轉驅動方式的顯示裝置中，正極性與負極性的驅動必定交替，所以連續的偶數個圖框周期正負驅動數目一定相同。因此， 對四個以上連續的偶數個圖框周期算出檢出數據的平均值的情況下，也能正負抵銷顯示裝置帶來的噪聲，獲得噪聲消除的觸控數據統計值。在圖11中，第五圖框周期以後，也是同樣地使用連續四個圖框周期檢出的檢出數據RAW[2] RAW [5]、RAW [3] RAWW]，算出檢出數據平均值AVGW]、AVG[5]，作為觸控數據統計值。其中，移動平均的一般式如第⑵式所示。(RAW[X]+RAW[X-l]+RAW[X-2]+RAW[X -31)/4.. . (2)如上述，通過增加數據數目算出平均值，可以提昇平均精度，並修正受到顯示裝置影響而帶來的耦合噪聲、或熱噪聲等。實施例4中，有關第二圖框周期與第三圖框周期，為了不減少數據數目，而採用與實施例1相同的方法從連續的兩個圖框周期計算出檢出數據AVG[1]、AVG[2]，但也可以全體都使用第( 式，由第四圖框周期開始算出檢出數據平均值。這樣的計算處理的細節可以因應用途而做各種設定。根據實施例4的觸控顯示裝置70與其驅動方法，使用連續的四個以上的偶數個檢出數據，能夠增加算出平均值的取樣數據數，並獲得更少噪聲的精密的觸控信息統計值。在實施例4中，每集合連續的四個以上的偶數個檢出數據算出一次平均值。儘管全體的數據數目減少，但能夠充分提高算出的觸控信息統計值的精度，並且大幅減低計算處理的負擔。[實施例5]圖12A及圖12B是顯示本發明實施例5的觸控感測器的電極組成的一例。圖12A 是顯示實施例5的觸控感測器的Y檢出電極層的一例的平面圖。圖12B是顯示實施例5的觸控感測器的X檢出電極層的一例的平面圖。實施例1的圖2、圖3中雖使用線狀的X檢出電極11、Y檢出電極12來說明構成觸控感測器10的型態，但如圖12A、圖12B所示，檢出電極可以是小正方形以串刺的方式連接來構成觸控感測器10。圖12A中，顯示了 Y檢出電極層14，具有橫方向串刺連接的Y檢出電極16。圖12B中，顯示了 X檢出電極層13，具有縱方向串刺連接的X檢出電極15。兩者的電極形狀皆與圖2、圖3的X檢出電極11、Y檢出電極12不同，但圖12Α中在橫方向延伸的多個Y檢出電極16平行地配置，圖12Β中在縱方向延伸的多個X檢出電極15平行地配置，就配置的觀點來看與Y檢出電極12、X檢出電極11相同。圖13Α及圖1 是顯示本發明實施例5的觸控感測器19的組成圖。圖13A顯示實施例5的觸控感測器19的內部電極層17的平面構造。圖1 是顯示實施例5的觸控感測器19全體的立體圖。圖13A中，顯示電極層17的平面構造。X檢出電極15與Y檢出電極16不重迭地配置使表面積增大。
圖13B中，顯示觸控感測器19的全體構造。Y檢出電極層14與X檢出電極層13 積層後，玻璃蓋18覆蓋於其表面。可使用這種構造的觸控感測器19構成本實施例的觸控顯示裝置70。此外，觸控感測器10、19的構造不論是內部電極構造或外部構造，都能夠因應用途來採用各種構造，使用各種觸控感測器10、19都能夠組成噪聲少的觸控顯示裝置70。[實施例6]圖14是顯示本發明實施例6的觸控顯示裝置71的一例的剖面構造圖。在圖14 中，實施例6的觸控顯示裝置71包括觸控感測器10、觸控感測器控制器20、感測器玻璃30、 彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50、顯示裝置驅動電路60。觸控感測器10、觸控感測器控制器20及感測器玻璃30構成觸控感測器模塊，彩色濾光片基板40、薄膜電晶體陣列基板50及顯示裝置驅動電路60構成觸控顯示裝置71。實施例6的觸控顯示裝置71中，顯示裝置的內部並沒有設置觸控感測器10，在彩色濾光片基板40上設置了感測器玻璃30，在感測器玻璃30上才設有以ITO等透明電極層所組成的觸控感測器10。也就是說，實施例6的觸控顯示裝置71與實施例1在圖1所示內嵌式的觸控顯示裝置70不同，是採用將觸控感測模塊獨立設於顯示裝置上的構造。如此一來，本實施例的觸控顯示裝置71也可以是觸控感測器模塊與顯示裝置相互獨立的構造。一般來說，在這樣模塊個別獨立的觸控顯示裝置71中，雖然觸控感測器10 與彩色濾光片基板40之間設有感測器玻璃30而提高了遮蔽效果，但若來自顯示裝置的噪聲影響較大的情況下，也可以採用本發明觸控顯示裝置71及其驅動方法來獲得噪聲較少的觸控信息。[實施例7]作為實施例1的變形例，可採用外嵌式(on-cell)構造，同樣將觸控感測器10形成於彩色濾光片基板40上，但與彩色濾光片元件層形成於彩色濾光片基板40的不同側，以致當彩色濾光片基板40與薄膜電晶體陣列基板50組立時，觸控感測器10裸露於外側。外嵌式觸控顯示裝置70儘管在觸控感測器10與薄膜電晶體陣列基板50存在有彩色濾光片基板40，仍相當容易受到薄膜電晶體陣列基板50的薄膜電晶體陣列的影響。因此，本發明實施例也可適用外嵌式觸控顯示裝置70，藉此來獲得高S/N比的觸控信息統計值。如上所述，本發明的觸控顯示裝置及其驅動方法能夠適用於觸控感測器10、19會受到顯示裝置驅動噪聲影響的各種觸控顯示裝置。藉此能夠獲得噪聲少且高S/N比的觸控信息統計值。以上雖說明了本發明較佳的實施例，但本發明並不限於上述的實施例，在不脫離本發明的範圍內，可對上述的實施例做各種變形及置換。例如，在本實施例中，雖舉出顯示裝置為液晶顯示裝置為例，但只要是交流驅動且施加於各像素的驅動交流電壓會每個圖框周期極性反轉的顯示裝置的話，可以利用各種不同的顯示裝置。[產業上利用的可能性]本發明可以全面地應用於在輸入介面以顯示裝置顯示影像，並通過手指等的觸控來進行輸入操作的觸控顯示裝置。
權利要求
1.一種觸控顯示裝置，具備交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面的觸控信息的觸控感測器，其特徵在於，所述觸控顯示裝置包括觸控信息檢出裝置，將所述觸控感測器的讀取周期與所述顯示裝置的圖框周期同步起始，檢測每一圖框周期的所述觸控信息；以及觸控信息計算裝置，對於連續偶數個所述圖框周期計算所述觸控信息的平均，取得一觸控信息統計值。
2.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控信息統計值為所述觸控信息的移動平均。
3.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述讀取動作是逐條掃描用以檢測所述觸控信息的矩陣狀配置的電極的動作。
4.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控感測器是靜電電容式觸控感測器。
5.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控顯示裝置為內嵌式觸控顯示裝置。
6.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控顯示裝置為外掛式觸控顯示裝置。
7.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控感測器為形成於感測器玻璃上的獨立元件，所述感測器玻璃設置於所述顯示裝置上。
8.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述讀取動作是在一圖框周期期間多次循環讀取所述輸入介面的所述觸控信息的動作，所述觸控信息檢出裝置檢測各圖框周其中的多個所述觸控信息。
9.如權利要求8所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述觸控信息計算裝置對各圖框周期檢測出的所述觸控信息，計算出以相同順序檢測的所述觸控信息的平均。
10.如權利要求1所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述連續偶數個圖框周期是二個前後的圖框周期。
11.如權利要求1至10中任一權利要求所述的觸控顯示裝置，其特徵在於，所述顯示裝置是液晶顯示裝置。
12.一種觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面的觸控信息的觸控感測器，所述驅動方法包括觸控信息檢出步驟，將所述觸控感測器的讀取周期與所述顯示裝置的圖框周期同步起始，檢測每個圖框周期的所述觸控信息；以及觸控信息計算步驟，對於連續偶數個所述圖框周期計算所述觸控信息的平均，取得一觸控信息統計值。
13.如權利要求12所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述觸控信息統計值為所述觸控信息的平均為移動平均。
14.如權利要求12所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述讀取動作是逐條掃描用以檢測所述觸控信息的矩陣狀配置的電極的動作。
15.如權利要求12所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述觸控感測器是靜電電容式觸控感測器。
16.如權利要求12所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述讀取動作是在一圖框周期期間多次循環讀取所述輸入介面的所述觸控信息的動作，在所述觸控信息檢出步驟中，檢測各圖框的多個所述觸控信息。
17.如權利要求16所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，在所述觸控信息計算步驟中，對各圖框周期檢測出的所述多個所述觸控信息，計算出以相同順序檢測的所述觸控信息的平均。
18.如權利要求12所述的觸控顯示裝置的驅動方法，其特徵在於，所述連續偶數個圖框周期是二個前後的圖框周期。
19.一種記錄媒體，可被電腦所讀取，記錄了一程序，其特徵在於，所述程序用以實行如權利要求12至18中任一權利要求所述的觸控顯示裝置的驅動方法。
20.一種觸控信息取得程序，其特徵在於，用以實行如權利要求12至18任一權利要求所述的觸控顯示裝置的驅動方法。
全文摘要
本發明提供一種能夠減低顯示裝置的驅動對觸控感測器造成影響的觸控顯示裝置、觸控顯示裝置的驅動方法、觸控信息取得程序及記錄媒體。觸控顯示裝置具備交流驅動的顯示裝置與周期性讀取輸入介面的觸控信息的觸控感測器。觸控顯示裝置包括觸控信息檢出裝置，將觸控感測器的讀取周期與顯示裝置的圖框周期同步起始，檢測每個圖框周期的觸控信息；以及觸控信息計算裝置，對於連續偶數個圖框周期計算觸控信息的平均，取得一觸控信息統計值。本發明可以全面地應用於在輸入介面以顯示裝置顯示影像，並通過手指等的觸控來進行輸入操作的觸控顯示裝置。
文檔編號G09G3/36GK102375606SQ20111023908
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月19日 優先權日2010年8月20日
發明者住尚樹, 松井義和 申請人:奇美電子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司