專利名稱：整合式像素結(jié)構(gòu)、整合式觸控液晶顯示裝置及其觸控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控液晶顯示器，特別是，涉及一種整合式觸控液晶顯 示器及其觸控方法。
背景技術(shù)：
觸控式面板的使用，打破了已知以鍵盤及鼠標(biāo)作為電子產(chǎn)品或機(jī)器設(shè)備 的溝通介面，不但節(jié)省了傳統(tǒng)鍵盤及鼠標(biāo)所需占用的空間，更提供了人性化 的操作方式。
傳統(tǒng)具有觸控功能的液晶顯示裝置通常采用外掛式結(jié)構(gòu)，將普通的液晶 顯示面板外加一片觸控面板，直接進(jìn)行上下的疊合。參考圖1，其顯示已知
外掛式觸控液晶顯示裝置100的剖面示意圖，其主要由觸控面板110及液晶 顯示面板120所組成。 一般來說，觸控面板110的中央為觸控區(qū)域112，四 周則設(shè)置偵測(cè)電路114，其中觸控面板110的觸控區(qū)域112對(duì)應(yīng)顯示面板120 的顯示區(qū)域125。當(dāng)有物體接觸觸控區(qū)域112時(shí)，在相對(duì)位置將產(chǎn)生電位信 號(hào)，此信號(hào)可進(jìn)一步透過連接器132傳送至電路板130上的其他電路進(jìn)行處 理。
此外，為了固定以及降低震動(dòng)，通常在觸控面板IIO及液晶顯示面板120 之間會(huì)加入橡皮緩沖墊140。最后，再以外殼150固定所有元件。因此，傳 統(tǒng)外掛式的觸控液晶熒幕的厚度及重量都大幅提高，造成使用上的不便。而 且，除了穿透率下降或反射率上升等光學(xué)問題之外，觸控面板與液晶顯示器 之間也因容易產(chǎn)生空氣間隙而形成牛頓環(huán)等色不均的問題。
因此，有必要提供一種輕薄、可靠性佳的整合式觸控液晶顯示裝置。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于先前技術(shù)所存在的問題 置及其觸控方法，具有易客制化 ;、。
,本發(fā)明提供了一種整合式觸控液晶顯示裝 、輕薄、無空氣間隙、與多重觸控功能等優(yōu)根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種整合式像素結(jié)構(gòu)。此整合式像素結(jié)構(gòu) 包含晶體管陣列基板、與晶體管陣列基板實(shí)質(zhì)上平行的彩色濾光片基板、以 及夾設(shè)于晶體管陣列基板與彩色濾光片基板之間的液晶層。晶體管陣列基板 包含第一晶體管、連接至第一晶體管的第一儲(chǔ)存電容、第二晶體管、連接至 第二晶體管的第二儲(chǔ)存電容、以及導(dǎo)電凸?fàn)钗铩?dǎo)電凸?fàn)钗飳?duì)應(yīng)第二儲(chǔ)存電 容而設(shè)置，用以在彩色濾光片基板受擠壓時(shí)電性連接第二儲(chǔ)存電容及彩色濾 光片。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種整合式觸控液晶顯示裝置。此整合 式觸控液晶顯示裝置包含液晶面板、柵極驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路、觸控讀 取電路、以及比對(duì)電路。液晶面板包含多個(gè)前述的整合式像素結(jié)構(gòu)、多條柵 極線及多條數(shù)據(jù)線。柵極驅(qū)動(dòng)電路用以輸出控制信號(hào)至多條柵極線。數(shù)據(jù)驅(qū) 動(dòng)電路用以輸出顯示數(shù)據(jù)及觸控參考數(shù)據(jù)至多條數(shù)據(jù)線。觸控讀取電路耦合 至多條數(shù)據(jù)線，用以讀取各像素的第二儲(chǔ)存電容中所儲(chǔ)存的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。比對(duì) 電路耦合至觸控讀取電路，用以接收并計(jì)算儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以獲得在液晶面板上的 觸碰位置數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于整合式觸控液晶顯示裝置的觸 控方法。此觸控液晶顯示裝置包含液晶面板，且此液晶面板具有多個(gè)上述的
整合式像素結(jié)構(gòu)、多條數(shù)據(jù)線及多條柵極線。本發(fā)明的方法包含以下步驟 傳送顯示數(shù)據(jù)至第一儲(chǔ)存電容，用以更新液晶面板的顯示畫面；傳送觸控參 考數(shù)據(jù)至第二儲(chǔ)存電容；讀取第二儲(chǔ)存電容所儲(chǔ)存的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；以及計(jì)算儲(chǔ) 存數(shù)據(jù)以獲得在液晶面板上的觸碰位置數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的其他方面，部分將在后續(xù)說明中陳述，而部分可由說明中輕易 得知，或可由本發(fā)明的實(shí)施例而得知。本發(fā)明的各方面將可利用后附的權(quán)利 要求中所特別指出的元件及組合而理解并達(dá)成。需了解，前述的發(fā)明內(nèi)容及 下列詳細(xì)說明均僅作舉例的用，并非用以限制本發(fā)明。
附圖與本說明書結(jié)合并構(gòu)成其一部分，用以說明本發(fā)明的實(shí)施例，且連 同說明書用以解釋本發(fā)明的原理。在此所述的實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例，然而，必須了解本發(fā)明并不限于所示的配置及元件，其中
圖1顯示已知外掛式觸控液晶顯示裝置的剖面示意圖；圖2為才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的整合式觸控液晶顯示裝置中的其中整
合式像素結(jié)構(gòu)的電路圖3A及3B繪示不同實(shí)施例中的圖2觸控單元的結(jié)構(gòu)剖面圖4A繪示圖3A及3B中的導(dǎo)電凸?fàn)钗锏母鞣N不同結(jié)構(gòu)；
圖4B繪示在像素中的導(dǎo)電凸?fàn)钗锛伴g隔體的各種可能組合的示意圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而繪示的含有觸控單元的整合式像素結(jié)構(gòu)的電
路布局；
圖6顯示本發(fā)明實(shí)施例的整合式觸控液晶顯示裝置的方塊示意圖； 圖7繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置的實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)； 圖8顯示圖7電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖； 圖9A-9D繪示根據(jù)圖8的時(shí)脈圖而對(duì)像素進(jìn)行讀取及寫入動(dòng)作的示意
圖10根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例描述當(dāng)物體觸碰液晶顯示裝置時(shí)的放電路徑示
意圖11A-11D顯示本發(fā)明不同實(shí)施例的決定觸碰位置的運(yùn)算邏輯的示意
圖12繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置的另一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)；
圖13顯示圖12電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖14繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置的又一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)；
圖15顯示圖14電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖；以及
圖16根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，繪示整合式觸控液晶顯示裝置的觸控方法。
附圖標(biāo)記說明
100外掛式觸控液晶顯示裝置110:觸控面板
112:觸控區(qū)域114:偵測(cè)電路
120顯示面板125:顯示區(qū)域
130電路板132:連接器
140橡皮緩沖墊150:外殼
200整合式像素結(jié)構(gòu)210:顯示單元
212柵極線220:觸控單元
222'柵極線230:數(shù)據(jù)線
240:共地線300:觸控單元
8310:TFT陣列基板311:透明基板
312、313:柵極線314:柵極絕緣層
315:漏極電極316:源極電極
317:導(dǎo)電電極320:彩色濾光片基板
321:透明基板322:RGB彩色濾光片
323:共同電極324、325:黑色矩陣
330:液晶層340:導(dǎo)電凸?fàn)钗?br>
342:間隔體400、410、 420:導(dǎo)電凸?fàn)钗?br>
412:柱狀體414:導(dǎo)電膜
422:間隔體424:導(dǎo)電點(diǎn)
500:整合式像素結(jié)構(gòu)510:TFT陣列基板
520:彩色濾光片基板522:彩色濾光片區(qū)域
524:黑色矩陣區(qū)域530:顯示區(qū)域
540:觸控區(qū)域600:整合式觸控液晶顯示裝置
610:液晶面板612:像素結(jié)構(gòu)
620:柵極驅(qū)動(dòng)電路640:觸控讀取電^各
650:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路660:比對(duì)處理電路
700:電路結(jié)構(gòu)710:-液晶面拓_
712:像素結(jié)構(gòu)720:柵極驅(qū)動(dòng)電路
730:顯示/讀取切換電路740:觸控讀取電路
750:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路760:比對(duì)處理電3各
1000觸控單元1010TFT陣列基板
1013柵極線1017導(dǎo)電電極
1020彩色濾光片基板1023共同電極
1030液晶層1040導(dǎo)電凸?fàn)钗?br>
1042間隔體1050手指
1052筆1102、 1104、 1106:表格1112、 1116:表格1122、1124、 1126:表格
1132、 1134、 1136:表才各1200:電路結(jié)構(gòu)
1210液晶面板1212像素結(jié)構(gòu)
1220、 1222:柵極驅(qū)動(dòng)電路1230顯示/讀取切換電路觸控讀取電路1250數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路
1260比對(duì)處理電路1400電路結(jié)構(gòu)
1410液晶面;f反1412像素
1420柵極驅(qū)動(dòng)電路1430切換電路
1440觸控讀取電^各1450顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路
1455觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1460比對(duì)處理電路
Cstl、Cst2:儲(chǔ)存電容
CLC:LC電容
d、 dl、 d2、 d3、 d4:導(dǎo)電凸?fàn)钗?br>
Dl(A)-Dm(A)、 Dl(B)-Dm(B)、 D(A):數(shù)據(jù)線
Gl(A)-Gm(A)、 Gl(B)-Gm(B)、 G(A)、 G(B):柵極線
Ml、 M2:薄膜晶體管
Msl、 Ms2:切換晶體管
Ql、 Q2:控制線
s、 sl、 s2:間隔體
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明披露一種具有觸控功能的液晶顯示裝置，不必外加觸控玻璃或薄 膜，亦不需變更機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，且具有多重觸控功能。為了使本發(fā)明的敘述更加 詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖2至圖16的附圖。然以下實(shí)施例中 所述的裝置、元件及方法步驟，僅用以說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的 范圍。
圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的整合式觸控液晶顯示裝置中的其中整 合式像素結(jié)構(gòu)200的電路圖。整合式像素結(jié)構(gòu)200包含顯示單元210及觸控 單元220，其中顯示單元210包含薄膜晶體管(TFT) Ml、儲(chǔ)存電容Csu、及 LC電容Cix，而觸控單元220包含薄膜晶體管M2及儲(chǔ)存電容Cst2。 TFT Ml 的漏極連接至數(shù)據(jù)線230、柵極連接至柵極線212、且源極與儲(chǔ)存電容Cstl 及LC電容Q^連接，其中儲(chǔ)存電容C^的一端連接至共地線240。當(dāng)柵極線 212開啟TFT Ml時(shí)，數(shù)據(jù)線230上的電壓將透過TFT Ml傳送至LC電容 Qx,并通過儲(chǔ)存電容Cst而維持一個(gè)時(shí)段內(nèi)的電壓值。顯示單元210內(nèi)各 元件的作用及其架構(gòu)類似已知液晶顯示器的像素結(jié)構(gòu)，故不贅述。參考圖2，在觸控單元220中，薄膜晶體管M2的漏極連接至數(shù)據(jù)線230、 柵極連接至柵極線222、而源極則與儲(chǔ)存電容Cst2連接。薄膜晶體管M2可 由柵極線222開啟，以透過數(shù)據(jù)線230對(duì)儲(chǔ)存電容C^進(jìn)行讀取或?qū)懭氲膭?dòng) 作。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)整合式觸控液晶顯示裝置中對(duì)應(yīng)像素200的位置受到觸
壓時(shí)，將對(duì)像素200中的儲(chǔ)存電容Cst2產(chǎn)生放電路徑，使得儲(chǔ)存電容Cst2所
儲(chǔ)存的電壓值因而下降。因此，通過依序讀出整合式觸控液晶顯示裝置的每 一像素的觸控單元內(nèi)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，可精準(zhǔn)得知觸碰點(diǎn)的位置。
圖3A及3B繪示不同實(shí)施例中的圖2觸控單元220的結(jié)構(gòu)剖面圖。參 考圖3A,觸控單元300由TFT陣列基板310、彩色濾光片基板320以及夾 -沒于兩基板之間的液晶層330所構(gòu)成。在TFT陣列基板310中，首先在透明 基板311上形成柵極線312、 313 ，接著形成柵極絕緣層314以覆蓋基板311 及柵極線312、 313。接著，在柵極線312之上的兩側(cè)分別形成漏極電極315 及源極電極316，以形成圖2的TFTM2。漏極電極315構(gòu)成圖2中數(shù)據(jù)線 230的一部分，而源極電極316延伸連接至導(dǎo)電電極317，其中導(dǎo)電電極317 與柵極線313及夾設(shè)其間的部分柵極絕緣層314構(gòu)成了圖2中儲(chǔ)存電容Cst2。 彩色濾光片基板320包含了形成于透明基板321上的黑色矩陣324及325、 RGB彩色濾光片322及共同電極323。
繼續(xù)參考圖3A,導(dǎo)電凸?fàn)钗?40形成于儲(chǔ)存電容Cst2之上，且與儲(chǔ)存電 容Cst2電性連接。導(dǎo)電凸?fàn)钗?40與彩色濾光片基板320間隔預(yù)定距離，當(dāng) 使用者觸壓液晶顯示裝置時(shí)，觸碰位置將產(chǎn)生微小的形變(即彩色濾光片基 板320將向下凹陷)，而導(dǎo)致導(dǎo)電凸?fàn)钗?40與彩色濾光片基板320接觸。 此時(shí)，儲(chǔ)存電容Cst2內(nèi)所儲(chǔ)存的電荷將經(jīng)由導(dǎo)電凸?fàn)钗?40而流向彩色濾光 片基板320的共同電極323。 一般來說，導(dǎo)電凸?fàn)钗?40與彩色濾光片基板 320間的距離優(yōu)選約為0.1 lim至約2pm，然不在此限。為了增強(qiáng)液晶顯示 器的耐壓強(qiáng)度，可額外形成間隔體342于例如導(dǎo)電凸?fàn)钗锏乃闹?，作為液?顯示裝置的支撐點(diǎn)以增加其耐壓強(qiáng)度。導(dǎo)電凸?fàn)钗?40的主要目的用以在發(fā) 生觸壓時(shí)對(duì)儲(chǔ)存電容C^提供放電路徑，因此本發(fā)明并不限制導(dǎo)電凸?fàn)钗?40 的位置。舉例來說，導(dǎo)電凸?fàn)钗?40亦可設(shè)置在彩色濾光片基板320上，如 圖3B顯示。
一般而言，參考圖2、 3A、及3B,本發(fā)明的整合式觸控液晶顯示器的 像素結(jié)構(gòu)(如圖2的200)包含了觸控單元及顯示單元，其中觸控單元至少包含TFT、儲(chǔ)存電容、導(dǎo)電凸?fàn)钗镆约伴g隔體。在觸控單元中，可透過設(shè)置于 TFT陣列基板上或彩色濾光片基板上的導(dǎo)電凸?fàn)钗镒鳛榉烹娐窂?，另外也?透過設(shè)置于TFT陣列基板上或彩色濾光片基板上之間隔體來維持液晶影像 的正常運(yùn)作。須注意的是，整合式觸控液晶顯示器中的所有像素并非均必須 內(nèi)嵌觸控單元，使用者可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用所需的解析度來配置觸控單元。舉例 來說，使用者可選擇以由一個(gè)R、 G或B子像素搭配一個(gè)觸控單元、或選擇 以由RGB三個(gè)子像素所組成的一個(gè)完整像素搭配一個(gè)觸控單元、亦可選擇 以每N個(gè)RGB完整像素搭配一個(gè)觸控單元。此外，每一觸控單元內(nèi)的導(dǎo)電 凸?fàn)钗锛伴g隔體的高度、大小及密度均可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用所需而調(diào)整。
圖4A繪示圖3A及3B中的導(dǎo)電凸?fàn)钗?40的各種不同結(jié)構(gòu)400、 410 及420。舉例來說，導(dǎo)電凸?fàn)钗?00可通過以樹脂等有機(jī)材料形成柱狀體后 再加入導(dǎo)電粒子而形成。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電凸?fàn)钗?10可通過在以樹脂 等有機(jī)材料所形成的柱狀體412上覆蓋一層由導(dǎo)電材料所形成的導(dǎo)電膜414 而形成。在又一實(shí)施例中，導(dǎo)電凸?fàn)钗?20可通過將導(dǎo)電點(diǎn)424形成于用以 提供支撐功能之間隔體422之上而形成，以結(jié)合支撐與放電功能。如前述， 除導(dǎo)電凸?fàn)钗镏猓嗫深~外形成一個(gè)或多個(gè)間隔體以加強(qiáng)面板支撐功能， 圖4B繪示在像素中的導(dǎo)電凸?fàn)钗锛伴g隔體的各種可能組合A、 B及C的示 意圖。在組合A中， 一個(gè)像素可包含一個(gè)導(dǎo)電凸?fàn)钗飀及一個(gè)間隔體s。在 組合B中， 一個(gè)像素可包含2個(gè)導(dǎo)電凸?fàn)钗飀l及d2以及2個(gè)間隔體sl及 s2。在組合C中， 一個(gè)像素可包含1個(gè)間隔體s及環(huán)繞在其四周的4個(gè)導(dǎo)電 凸?fàn)钗飀l、 d2、 d3及d4。 一般來說，導(dǎo)電凸?fàn)钗锏臄?shù)量增加，放電速度也 將增加。各種導(dǎo)電凸?fàn)钗锛?或間隔體的結(jié)構(gòu)可使用已知半導(dǎo)體工藝方法制 成，舉例來說，以光掩模設(shè)計(jì)(例如設(shè)計(jì)不同直徑的圓孔)搭配有機(jī)光敏感材 料的方式即可以一次曝光形成不同高度的柱狀體，或者可以多次堆疊成膜的 方式來可達(dá)到雙高度的凸?fàn)钗锝Y(jié)構(gòu)。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而繪示的含有觸控單元的整合式像素結(jié)構(gòu)500 的電路布局，其包含TFT陣列基板510及彩色濾光片基板520。 TFT陣列基 板510包含顯示區(qū)域530及觸控區(qū)域540,其中顯示區(qū)域530具有TFT Ml 及儲(chǔ)存電容Cstl,而觸控區(qū)域540具有TFTM2及儲(chǔ)存電容Cst2。彩色濾光 片基板520包含彩色濾光片區(qū)域522及黑色矩陣區(qū)域524。整合式像素結(jié)構(gòu) 500的等效電路圖可參考圖2所示的電路圖。 一般來說，為了遮蔽當(dāng)外力觸
12壓時(shí)所可能產(chǎn)生的Mura或漏光現(xiàn)象，觸控區(qū)域540采用非透明的導(dǎo)電電極， 或是對(duì)應(yīng)彩色濾光片基板520中黑色矩陣區(qū)域524的位置而設(shè)置。舉例來說， 在圖3A及3B所示的實(shí)施例中，TFTM2及儲(chǔ)存電容Cw的位置分別對(duì)應(yīng)彩 色濾光片基板320中黑色矩陣324及325的位置，以確保液晶顯示品質(zhì)。
圖6顯示本發(fā)明實(shí)施例的整合式觸控液晶顯示裝置600的方塊示意圖， 其包含多個(gè)具有內(nèi)嵌觸控單元的像素結(jié)構(gòu)612的液晶面板610、柵極驅(qū)動(dòng)電 路620、觸控讀取電路640、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路650及比對(duì)處理電路660。像素結(jié) 構(gòu)612包含顯示單元及觸控單元(如圖2所示)，透過柵極驅(qū)動(dòng)電路620及數(shù) 據(jù)驅(qū)動(dòng)電路650的驅(qū)動(dòng)，可對(duì)液晶面板610的所有像素結(jié)構(gòu)中的顯示數(shù)據(jù)進(jìn) 行更新，且可對(duì)所有內(nèi)嵌的觸控單元進(jìn)行讀取及寫入的動(dòng)作。觸控讀取電路 640用以讀取各觸控單元內(nèi)的儲(chǔ)存電容所儲(chǔ)存的電壓值，且其可包含放大器、 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器及噪聲濾波電路等已知的電路元件。通過觸壓點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng) 的像素結(jié)構(gòu)中的觸控單元的電壓放電、并透過循序的掃描將所有像素結(jié)構(gòu)的 觸控單元中的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)讀出、最后再由比對(duì)處理電路660對(duì)所讀出的儲(chǔ)存數(shù) 據(jù)進(jìn)行計(jì)算(例如對(duì)觸控單元的寫入及讀出數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì))，即可精準(zhǔn)得知觸 控的像素位置。
圖7繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置600的實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu) 700,其主要包含液晶面板710、柵極驅(qū)動(dòng)電路720、顯示/讀取切換電路730、 觸控讀取電路740、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750及比對(duì)處理電路760，其中液晶面板 710包含多條柵極線Gl(A)-Gm(A)及Gl(B)-Gm(B)以及多條數(shù)據(jù)線 Dl(A)-Dm(A)。在此實(shí)施例中，每一像素結(jié)構(gòu)712由顯示單元及觸控單元所 構(gòu)成，如圖2所示，且由兩條柵極線及一條數(shù)據(jù)線所驅(qū)動(dòng)。柵極驅(qū)動(dòng)電路720 用以輸入控制信號(hào)至柵極線Gl(A)-Gm(A)以驅(qū)動(dòng)像素結(jié)構(gòu)712中的顯示單 元，以及用以輸入控制信號(hào)至柵極線Gl(B)-Gm(B)以驅(qū)動(dòng)像素結(jié)構(gòu)712中的 觸控單元。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750用以透過各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A) 傳送顯示數(shù)據(jù)至各顯示單元或傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各觸控單元，觸控讀取電 路740用以自各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)將各觸控單元內(nèi)的數(shù)據(jù)讀 出。顯示/讀取切換電路730分別與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750及觸控讀取電路740 連接，用以在不同的時(shí)點(diǎn)切換數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750及觸控讀取電路740兩者與 各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)之間的電性連接。在實(shí)施例中，如圖7 所示，顯示/讀取切換電路730可包含多個(gè)由切換晶體管M^及Ms2所組成的
13切換單元，每一切換單元分別與不同的數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)連 接。晶體管M^及Ms2可由控制線Ql及Q2分別控制其為導(dǎo)通或關(guān)閉，當(dāng) 晶體管MS1導(dǎo)通時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750可電性連接至數(shù)據(jù)線D1(A)、D2(A)...、 Dm(A)，當(dāng)晶體管Ms2導(dǎo)通時(shí)，觸控讀取電路740可電性連接至數(shù)據(jù)線Dl(A)、 D2(A)...、 Dm(A)。比對(duì)處理電路760分別與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750及觸控讀取 電路740連接，用以比較由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750所寫入至各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)的觸控參考數(shù)據(jù)以及由觸控讀取電路740自各數(shù)據(jù)線 D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)所讀出的彩:據(jù)，以比對(duì)計(jì)算出觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)。 在另 一實(shí)施例中，比對(duì)處理電路760可僅與觸控讀取電路740連接，并可通 過預(yù)設(shè)的臨界電壓值及運(yùn)算邏輯，直接對(duì)由觸控讀取電路740所讀出的數(shù)據(jù) 進(jìn)行計(jì)算，即可獲得觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
圖8顯示圖7電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖。同時(shí)參考圖 7及圖8,在第N個(gè)時(shí)段(time frame)過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路720依序輸入m 個(gè)脈沖至柵極線Gl(A)-Gm(A)以依序開啟各像素的顯示單元中的晶體管。此 時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750透過顯示/讀取切換電路730而傳送顯示數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù) 線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A),以更新液晶面板710的顯示畫面。接著，在 第N+l個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路720依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線G1(B) -Gm(B)以依序開啟各像素的觸控單元中的晶體管。此時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750 仍透過顯示/讀取切換電路730而與各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)電性 連接，并傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)，以對(duì)各 觸控單元進(jìn)行寫入動(dòng)作。接著，在第N+2個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路720 再次依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線Gl(A)-Gm(A),并由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路750再 次更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)。接著，在第N+3個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路 720依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線G1(B) - Gm(B)，且此時(shí)顯示/讀取切換電路 730切換使得觸控讀取電路740與各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)電性連 接，以讀取各觸控單元中的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。如前述，由于物體觸碰液晶面板710 時(shí)將對(duì)觸碰位置所對(duì)應(yīng)像素的觸控單元產(chǎn)生放電路徑，而使得此觸控單元中 所儲(chǔ)存的電壓值降低，因此通過比較在第N+l個(gè)時(shí)段過程中所寫入的觸控參 考數(shù)據(jù)以及在第N+3個(gè)時(shí)段過程中所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，便可準(zhǔn)確地判斷出觸 碰位置。
圖9A-9D繪示根據(jù)圖8的時(shí)脈圖而對(duì)像素結(jié)構(gòu)進(jìn)行讀取及寫入動(dòng)作的示意圖。參考圖9A,在第N個(gè)時(shí)段中，柵極線G(A)開啟TFTMp柵極線G(B) 關(guān)閉TFT M2，此時(shí)數(shù)據(jù)線D(A)傳送顯示數(shù)據(jù)，并經(jīng)由TFT M！將顯示數(shù)據(jù) 寫入儲(chǔ)存電容Cstl 。參考圖9B,在第N+1個(gè)時(shí)段中，柵極線G(A)關(guān)閉TFT M,， 柵極線G(B)開啟TFTM2,此時(shí)數(shù)據(jù)線D(A)傳送觸控參考數(shù)據(jù)，并經(jīng)由TFT M2將觸控參考數(shù)據(jù)寫入儲(chǔ)存電容Cst2。參考圖9C，在第N+2個(gè)時(shí)段中，與 第N個(gè)時(shí)段相同，TFT M！開啟且TFT M2關(guān)閉，數(shù)據(jù)線D(A)傳送顯示數(shù)據(jù) 并再次透過TFTM,將顯示數(shù)據(jù)寫入儲(chǔ)存電容Csu。參考圖9D，在第N+3個(gè) 時(shí)段中，TFTM，關(guān)閉且TFTM2開啟，此時(shí)觸控電容Cst2中所儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)經(jīng) 由TFT M2傳送至數(shù)據(jù)線D(A)，再傳送至圖7的觸控讀^^電路740,以進(jìn)行 后續(xù)的數(shù)據(jù)計(jì)算及/或比對(duì)。
在圖8及9A-9D所示的實(shí)施例中，顯示單元每隔一個(gè)時(shí)段進(jìn)行一次數(shù)據(jù) 的更新(即在時(shí)段N、 N+2…寫入顯示數(shù)據(jù))，而觸控單元?jiǎng)t每四個(gè)時(shí)段更新 一次(即在時(shí)段N+l、 N+5…寫入觸控參考數(shù)據(jù))，換言之，在此實(shí)施例中顯 示單元的數(shù)據(jù)更新頻率為觸控單元更新頻率的兩倍。舉例來說，顯示單元更 新頻率可為60赫茲，而觸控單元的更新頻率為30赫茲。在其他實(shí)施例中， 觸控單元的更新頻率可依應(yīng)用所需而調(diào)整，例如在顯示單元更新數(shù)據(jù)2-5次 后才對(duì)觸控單元進(jìn)行寫入或讀取的動(dòng)作。須注意的是，雖然圖7中的每個(gè)像 素內(nèi)均包含觸控單元，但在其他實(shí)施例中，觸控單元的密度可j衣所需的觸控 解析度不同而有不同的設(shè)計(jì)。
圖10根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例描述當(dāng)物體觸碰液晶顯示裝置時(shí)的放電路徑示 意圖。當(dāng)物體(如手指1050或筆1052)觸碰液晶面板時(shí)，彩色濾光片基板1020 受到向下的壓力而產(chǎn)生些微的形變，因而導(dǎo)通觸碰點(diǎn)位置所對(duì)應(yīng)的觸控單元 1000中的放電路徑(如圖10的箭頭所示)。觸控單元1000的結(jié)構(gòu)與圖3A的 觸控單元類似，主要由TFT陣列基板1010、彩色濾光片基板1020及液晶層 1030所組成。參考圖10，導(dǎo)電凸?fàn)钗?040與彩色濾光片基板1020因受到 壓力而相互接觸，而使得觸控單元1000中的儲(chǔ)存電容(即由導(dǎo)電電極1017 與柵極線1013所構(gòu)成的電容)透過彩色濾光片基才反1020的共同電極1023進(jìn) 行放電。一4殳來說，共同電極1023的材料為ITO、 IZO、 AZO或其他透明 導(dǎo)電材料。導(dǎo)電凸?fàn)钗?040的高度、大小、數(shù)量及密度可依應(yīng)用所需而調(diào) 整，亦可包含多個(gè)高度不同的導(dǎo)電凸?fàn)钗?，以控制放電點(diǎn)的阻值與觸控受力 值， 一般而言，觸控單元1000內(nèi)的導(dǎo)電凸?fàn)钗?040數(shù)量越多，放電速度也
15越快。間隔體1042的高度、大小及密度亦可依應(yīng)用所需而調(diào)整，以維持面 板的液晶盒間隙及面板耐壓強(qiáng)度，進(jìn)而增加面板使用壽命。本發(fā)明并不限制 每一觸控單元內(nèi)的導(dǎo)電凸?fàn)钗锛伴g隔體的數(shù)量。
圖11A-11D顯示本發(fā)明不同實(shí)施例的決定觸碰位置的運(yùn)算邏輯的示意 圖。參考圖11A,首先對(duì)液晶顯示裝置的每一觸控單元進(jìn)行充電，即寫入每 一觸控單元的觸控參考數(shù)據(jù)均為H(高電位)，如表格1102所示。若有觸碰發(fā) 生，則觸碰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)像素的觸控單元中儲(chǔ)存的參考電壓將放電至L(低電位)， 如表格1104所示。透過比對(duì)寫入觸控單元的觸控參考數(shù)據(jù)(1102)及自觸控單 元所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)(1104)，即可獲得觸碰點(diǎn)的位置坐標(biāo)Al、 Bl,如表格 1106所示。圖11B顯示本發(fā)明另一邏輯運(yùn)算方式，其可直接透過讀取觸控 單元內(nèi)所儲(chǔ)存的電壓值決定觸碰點(diǎn)位置。 一般來說，寫入觸控單元的觸控參 考數(shù)據(jù)均為邏輯H的數(shù)字信號(hào)，而觸碰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的觸控單元內(nèi)所儲(chǔ)存的電壓 值將因放電而降低為L(zhǎng),如表格1112所示。因此，通過讀出每一觸控單元中 所儲(chǔ)存的電壓值即可計(jì)算出觸碰點(diǎn)的位置坐標(biāo)A2、 B2,如表格1116所示。 在此實(shí)施例中，可通過設(shè)定臨界電壓值以幫助觸碰點(diǎn)位置的判斷，并可用以 濾掉不必要的噪聲，以避免誤判位置坐標(biāo)。舉例來說，當(dāng)寫入每一觸控單元 的觸控參考數(shù)據(jù)為5V,可設(shè)定臨界電壓值為4V，若所讀出的觸控單元中的 儲(chǔ)存電壓大于4V則視為H，小于4V則視為L(zhǎng)。由圖IIA及11B可看出， 每一觸碰點(diǎn)各自對(duì)應(yīng)不同的觸控單元，且每一觸控單元中的數(shù)據(jù)可個(gè)別地讀 出，因此其位置可精確且獨(dú)立地決定，而可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控(multi-touch)的功
厶b
本發(fā)明除了具有多點(diǎn)觸控功能之外，亦可通過不同的觸控單元及讀取電 路的設(shè)計(jì)，而獲得其他的觸碰數(shù)據(jù)，如觸碰面積的大小或不同觸碰點(diǎn)間的相 對(duì)觸壓力大小。舉例來說，在觸控單元中可設(shè)計(jì)多個(gè)不同高度的導(dǎo)電凸?fàn)钗?作為放電點(diǎn)，當(dāng)觸碰的觸壓力較小時(shí)，只有高度較高的凸?fàn)顚?dǎo)電物會(huì)導(dǎo)通形 成放電路徑，而當(dāng)觸壓力夠大時(shí)，則可使所有導(dǎo)電凸?fàn)钗锞鶎?dǎo)通形成放電路 徑而加快放電速率。因此，透過對(duì)觸控單元密度、導(dǎo)電凸?fàn)钗锛伴g隔體的數(shù) 量及位置、數(shù)據(jù)的更新頻率、及讀取電路結(jié)構(gòu)等的設(shè)計(jì)，可根據(jù)所讀出的觸
控單元內(nèi)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)而判斷觸碰外力的大小。圖IIC顯示實(shí)現(xiàn)感壓功能的本 發(fā)明實(shí)施例的邏輯運(yùn)算方式，其中表格1122顯示寫入每一觸控單元的觸控 參考數(shù)據(jù)(高電位H),表格1124顯示自觸控單元所讀出的儲(chǔ)存電壓，其中M2及Ml為不同的電壓值，iH>M2>Ml。在此實(shí)施例中，除了可判斷觸碰位置的坐標(biāo)A3、 B3(如表格1126所示)，也可判斷出對(duì)應(yīng)電壓值M1的觸碰點(diǎn)所承受的觸壓力大于對(duì)應(yīng)電壓值M2的觸碰點(diǎn)所承受的觸壓力，即位置A3的觸壓力大于位置B3的觸壓力。
在另 一實(shí)施例中，可通過判斷觸控單元的受壓面積或形狀并搭配運(yùn)算邏輯而得知外力觸碰的大小。舉例來說，圖IID顯示實(shí)現(xiàn)感壓功能的本發(fā)明另一實(shí)施例的邏輯運(yùn)算方式，其中表格1132顯示寫入每一觸控單元的觸控參考數(shù)據(jù)(高電位H),表格1134顯示自觸控單元所讀出的儲(chǔ)存電壓，其中M表示中電位，L表示低電位。電位的高低可通過事先設(shè)定的多個(gè)臨界值而進(jìn)行判斷，例如可設(shè)定臨界值為2V及4V,并設(shè)定超過4V的電位為H,在4V及2V之間的電位為M,低于2V的電位則為L(zhǎng)。比較表格1132及1134,即可獲得觸碰位置A4、 B4(如表格1136所示)，也可判斷出觸碰位置A4所承受的觸壓力及觸壓面積大于觸石並位置B4的觸壓力及觸壓面積。
圖12繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置600的另一實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)1200，其主要包含液晶面板1210、柵極驅(qū)動(dòng)電路1220及1222、顯示/讀取切換電路1230、觸控讀取電路1240、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250及比對(duì)處理電路1260，其中液晶面板1210中的每一像素結(jié)構(gòu)1212包含顯示單元及觸控單元，且由兩條柵極線及一條數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)。柵極驅(qū)動(dòng)電路1220用以輸入控制信號(hào)至柵極線Gl(A)-Gm(A)以驅(qū)動(dòng)像素結(jié)構(gòu)1212中的顯示單元，而柵極驅(qū)動(dòng)電路1222用以輸入控制信號(hào)至柵極線Gl(B)-Gm(B)以驅(qū)動(dòng)像素結(jié)構(gòu)1212中的觸控單元。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250用以透過各數(shù)據(jù)線D1(A)、D2(A)...、Dm(A)傳送顯示數(shù)據(jù)至各顯示單元以及傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各觸控單元，觸控讀取電路1240用以透過各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)將各觸控單元內(nèi)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)讀出。顯示/讀取切換電路1230分別與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250及觸控讀取電路1240連接，用以在不同的時(shí)點(diǎn)切換數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250及觸控讀取電路1240兩者與各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)之間的電性連接。比對(duì)處理電路1260分別與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250及觸控讀取電路1240連接，用以比較由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250所寫入至各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)的觸控參考數(shù)據(jù)以及由觸控讀取電路1240自各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，以比對(duì)計(jì)算出觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)。需注意的是，比對(duì)處理電路1260亦可僅由觸控讀取電路1240所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)判斷觸碰位置。與圖7中采用單邊柵極驅(qū)動(dòng)電路720的電路結(jié)構(gòu)700相較，圖12的電路結(jié)構(gòu)1200 釆用雙邊的柵極驅(qū)動(dòng)電路1220及1222以分別驅(qū)動(dòng)顯示單元及觸控單元，因 此每一柵極驅(qū)動(dòng)電路1220或1222的接腳(pins)數(shù)量可減為一半，且操作頻 率也可降低。
圖13顯示圖12電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖。同時(shí)參考 圖12及圖13，在第N個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路1220依序輸入m個(gè)脈 沖至柵極線Gl(A)-Gm(A)以依序開啟各像素的顯示單元中的晶體管，且此時(shí) 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250透過顯示/讀取切換電路1230而傳送顯示數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù)線 D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)，以更新各顯示單元內(nèi)的數(shù)據(jù)。接著，在第N+l 個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路1222依序輸入m個(gè)脈沖至4冊(cè)才及線G1(B)-Gm(B)以依序開啟各像素的觸控單元中的晶體管，且數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250透 過顯示/讀取切換電路1230而傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)，以對(duì)各觸控單元進(jìn)行寫入動(dòng)作。接著，在第N+2個(gè)時(shí)段 過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路1220再次依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線G1(A) - Gm(A), 并由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1250再次更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)。接著，在第N+3個(gè) 時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路1222依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線G1(B) - Gm(B)， 且觸控讀取電路1240與各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)…、Dm(A)電性連接，以讀 取各觸控單元內(nèi)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。如前述，通過比較在第N+l個(gè)時(shí)段過程中所寫 入的觸控參考數(shù)據(jù)以及在第N+3個(gè)時(shí)段過程中所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，可準(zhǔn)確地 判斷出觸控位置。
圖14繪示圖6的整合式觸控液晶顯示裝置600的又一實(shí)施方式的電路 結(jié)構(gòu)1400,其主要包含液晶面板1410、 4冊(cè)極驅(qū)動(dòng)電路1420、切換電路1430、 觸控讀取電路1440、顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450、觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455及比 對(duì)處理電路1460，其中液晶面板1410中的每一〗象素1412包含顯示單元及觸 控單元，且由一條柵極線及兩條數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)。在此實(shí)施例中，柵極驅(qū)動(dòng)電路 1420用以輸入控制信號(hào)至柵極線G1(A) - Gm(A)以驅(qū)動(dòng)像素1412中的顯示 單元及觸控單元。顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450用以透過各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)傳送顯示數(shù)據(jù)至各顯示單元。觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455用以 透過各數(shù)據(jù)線D1(B)、 D2(B)...、 Dm(B)傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各觸控單元，而 觸控讀取電3各1440用以透過數(shù)據(jù)線D1(B)、 D2(B)...、 Dm(B)將各觸控單元 內(nèi)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)讀出。切換電路1430分別與觸控讀取電路1440及觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455連接，用以在不同的時(shí)點(diǎn)切換觸控讀取電路1440及觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455兩者與數(shù)據(jù)線D1(B)、 D2(B)...、 Dm(B)之間的電性連接。比對(duì)處理電路1460分別與觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450及觸控讀取電路1440連接，用以比較由兩者分別對(duì)觸控單元所寫入及讀取的數(shù)據(jù)，以比對(duì)計(jì)算出觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
圖15顯示圖14電路中各柵極線及各數(shù)據(jù)線上的信號(hào)時(shí)脈圖。同時(shí)參考圖14及15，在每一個(gè)時(shí)段過程中，柵極驅(qū)動(dòng)電路1420皆依序輸入m個(gè)脈沖至柵極線Gl(A)-Gm(A),以依序?qū)⒏飨袼刂械娘@示單元及觸控單元中的晶體管同時(shí)開啟。第N個(gè)時(shí)段過程中，顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450傳送顯示數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù)線D1(A)、 D2(A)...、 Dm(A)以更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)，而同時(shí)觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455也透過切換電路1430而傳送觸控參考數(shù)據(jù)至各數(shù)據(jù)線D1(B)、 D2(B)…、Dm(B)，以對(duì)各觸控單元進(jìn)行寫入動(dòng)作。接著，在第N+l個(gè)時(shí)段過程中，顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450再次更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)，而觸控讀取電路1440則透過切換電路1430與各數(shù)據(jù)線D1(B)、 D2(B)…、Dm(B)電性連接，以讀取各觸控單元中的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。接著，在第N+2個(gè)時(shí)段過程中，各電路元件重復(fù)在第N個(gè)時(shí)段過程中的動(dòng)作，以更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)，并對(duì)各觸控單元進(jìn)行寫入動(dòng)作。接著，在第N+3個(gè)時(shí)段過程中，各電路元件重復(fù)在第N+l個(gè)時(shí)段過程中的動(dòng)作，以更新各顯示單元中的數(shù)據(jù)，并對(duì)各觸控單元進(jìn)行讀取動(dòng)作。如前述，通過比較在第N個(gè)時(shí)段過程中所寫入的觸控參考數(shù)據(jù)以及在第N+l個(gè)時(shí)段過程中所讀出的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，可準(zhǔn)確地判斷出觸控位置。
需注意的是，以上所描述的電路結(jié)構(gòu)及時(shí)脈圖僅作為本發(fā)明的例示，并非用以限定本發(fā)明。舉例來說，在圖15所示的實(shí)施例中，寫入各觸控單元的觸控參考數(shù)據(jù)與寫入各顯示單元的顯示數(shù)據(jù)可為彼此獨(dú)立的不同數(shù)據(jù)。然而，在另一實(shí)施例中，寫入各觸控單元的觸控參考數(shù)據(jù)可與寫入各顯示單元的顯示數(shù)據(jù)相同，亦即，可不需觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1455,而改由顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路1450對(duì)觸控單元進(jìn)行寫入動(dòng)作。在其他實(shí)施例中，觸控單元的更新頻率可^^實(shí)際應(yīng)用所需而調(diào)整，例如可在顯示單元更新^L據(jù)2-5次后才對(duì)觸控單元進(jìn)行寫入或讀取的動(dòng)作，以減少裝置的整體耗電量。此外，薄膜晶體管陣列基板亦可以其他類型的晶體管或開關(guān)元件取代，例如在反射式液晶顯示器中，乃以CMOS晶體管陣列基板取代的。
19圖16根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，繪示整合式觸控液晶顯示裝置的觸控方法。
首先，在步驟S1600中，寫入顯示數(shù)據(jù)至像素中的顯示單元，用以更新面板 的顯示畫面。接著，在步驟S1610中，寫入觸控參考數(shù)據(jù)至像素中的觸控單 元，此觸控參考數(shù)據(jù)可與步驟S1600中的顯示數(shù)據(jù)相同，也可為獨(dú)立的數(shù)據(jù)。 需注意的是，步驟S1600與S1610可在不同的時(shí)段中進(jìn)行，亦可同時(shí)進(jìn)行， 且兩步驟的執(zhí)行頻率可根據(jù)應(yīng)用所需而各自調(diào)整。接著，在步驟S1620中， 因.外力觸碰整合式觸控液晶顯示裝置而使觸碰點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的觸控單元產(chǎn)生放 電，此觸控單元所儲(chǔ)存的電壓值也因而下降。接著，在步驟S1630中，將每 一像素中的觸控單元內(nèi)的參考電壓值讀出，其中步驟S1630的執(zhí)行頻率可搭 配步驟S1610。接著，程序?qū)⒒氐讲襟ES1600，繼續(xù)對(duì)顯示單元進(jìn)行更新以 及對(duì)觸控單元進(jìn)行寫入及讀取的動(dòng)作，同時(shí)進(jìn)行至步驟S1640，將步驟S1610 及S1630所分別寫入及讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算。在步驟S1640中，每一觸 控單元可個(gè)別進(jìn)行運(yùn)算，因此可應(yīng)用于多點(diǎn)觸控。此外，可事先設(shè)定臨界值， 以判斷觸控點(diǎn)的受力大小以及濾掉不必要的噪聲。接著，在步驟S1650中， 根據(jù)步驟S1640的邏輯運(yùn)算結(jié)果，而比對(duì)計(jì)算出觸控點(diǎn)的位置坐標(biāo)、受壓面 積及觸壓力大小等數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的整合式觸控液晶顯示器只需一層結(jié)構(gòu)，相較于已知外掛式觸控 液晶顯示裝置，整體的模塊厚度約可減少30%-50%。由于只需一層結(jié)構(gòu)， 因此無空氣間隙與牛頓環(huán)等色不均的問題。因此本發(fā)明可同時(shí)具有輕薄與可 靠性佳的優(yōu)點(diǎn)。此外，本發(fā)明透過讀取內(nèi)嵌式觸控單元內(nèi)的儲(chǔ)存狀態(tài)與影像 比對(duì)處理信號(hào)，可同時(shí)認(rèn)識(shí)多個(gè)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，且可抑制噪聲影響，以維持 手指或輸入筆輸入的準(zhǔn)確性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利要 求；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等同改變或修飾，均應(yīng)包 含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
1、一種整合式像素結(jié)構(gòu)，包含晶體管陣列基板；彩色濾光片基板，實(shí)質(zhì)上平行該晶體管陣列基板而設(shè)置于該晶體管陣列基板之上；以及液晶層，夾設(shè)于該晶體管陣列基板與該彩色濾光片基板之間；其中該晶體管陣列基板包含第一晶體管；第一儲(chǔ)存電容，連接至該第一晶體管；第二晶體管；第二儲(chǔ)存電容，連接至該第二晶體管；以及導(dǎo)電凸?fàn)钗?，?duì)應(yīng)該第二儲(chǔ)存電容而設(shè)置，用以在該彩色濾光片基板受擠壓時(shí)電性連接該第二儲(chǔ)存電容及該彩色濾光片基板。
2、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該第一晶體管包含第一 柵極、第一源極及第一漏極，該第二晶體管包含第二柵極、第二源極及第二 漏極，其中該第一柵極及該第二柵極分別連接至第 一柵極線及第二柵極線， 且該第 一漏極及該第二漏極連接至同 一數(shù)據(jù)線。
3、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該第一晶體管包含第一 柵極、第一源極及第一漏極，該第二晶體管包含第二柵極、第二源極及第二 漏極，其中該第一柵極及該第二柵極連接至同一柵極線，且該第一漏極及該 第二漏極分別連接至第 一數(shù)據(jù)線及第二數(shù)據(jù)線。
4、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)該第二儲(chǔ)存電容與該 彩色濾光片基板電性連接時(shí)，該第二儲(chǔ)存電容中的電荷透過該彩色濾光片基 板而放電。
5、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電凸?fàn)钗镌O(shè)置于該 晶體管陣列基板上，且與該彩色濾光片基板相距約0.1 iam至約2)am。
6、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電凸?fàn)钗镌O(shè)置于該 彩色濾光片基板上，且與該晶體管陣列基板相距約0,1 "m至約2)am。
7、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，還包含間隔體，設(shè)置于該導(dǎo) 電凸?fàn)钗镏車渲性撻g隔體的高度小于該導(dǎo)電凸?fàn)钗锏母叨取?br>
8、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該彩色濾光片基板包含 黑色矩陣，且該第二晶體管、以及該第二儲(chǔ)存電容對(duì)應(yīng)該黑色矩陣而設(shè)置于 該晶體管陣列基板上。
9、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電凸?fàn)钗锏牟牧习?含樹脂和導(dǎo)電粒子。
10、 如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)，其中該晶體管陣列基板為薄 膜晶體管陣列基板或CMOS晶體管陣列基板。
11、 一種整合式觸控液晶顯示裝置，包含液晶面板，包含多個(gè)如權(quán)利要求1所述的整合式像素結(jié)構(gòu)、多條柵極線、及多條數(shù)據(jù)線；柵極驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出控制信號(hào)至該多條柵極線； 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出顯示數(shù)據(jù)及觸控參考數(shù)據(jù)至該多條數(shù)據(jù)線； 觸控讀取電路，耦合至該多條數(shù)據(jù)線，用以讀取各該像素的該第二儲(chǔ)存電容中所儲(chǔ)存的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；以及比對(duì)電路，耦合至該觸控讀取電路，用以接收并計(jì)算該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以獲得在該液晶面板上的觸碰位置數(shù)據(jù)。
12、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，還包含切換電路， 耦合至該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路及該觸控讀取電路，該切換電路用以選擇性地將各該 數(shù)據(jù)線電性連接至該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路或該觸控讀取電路。
13、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，其中每一該整合 式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一及該第二晶體管分別與該多條柵極線中的兩條柵極 線連接，且與該多條數(shù)據(jù)線中的同一條數(shù)據(jù)線連接，其中該柵極驅(qū)動(dòng)電路還 包含第一柵極驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出該控制信號(hào)至與該第一晶體管連接的柵極 線，以依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第一晶體管；以及第二柵極驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出該控制信號(hào)至與該第二晶體管連接的柵極 線，以依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第二晶體管。
14、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，其中每一該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一及該第二晶體管分別與該多條數(shù)據(jù)線中的兩條數(shù)據(jù) 線連接，且與該多條柵極線中的同一條柵極線連接，其中該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路還包含顯示數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出該顯示數(shù)據(jù)至與該第一晶體管連接的數(shù)據(jù)線；以及觸控?cái)?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，用以輸出該觸控參考數(shù)據(jù)至與該第二晶體管連接的數(shù)據(jù)線。
15、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，其中該比對(duì)電路 具有臨界電壓，且該比對(duì)電路通過比對(duì)該儲(chǔ)存^t據(jù)及該臨界電壓而獲得該觸 碰位置數(shù)據(jù)。
16、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，其中該比對(duì)電路 還耦合至該數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路以接收該觸控參考數(shù)據(jù)，且該比對(duì)電路通過比對(duì)該 觸控參考數(shù)據(jù)及該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)而獲得該觸碰位置數(shù)據(jù)。
17、 如權(quán)利要求11所述的整合式觸控液晶顯示裝置，其中該液晶面板 還包含多個(gè)顯示像素結(jié)構(gòu)，每一該顯示像素結(jié)構(gòu)包含顯示晶體管及顯示儲(chǔ)存 電容。
18、 一種用于整合式觸控液晶顯示裝置的觸控方法，該整合式觸控液晶 顯示裝置包含液晶面板，該液晶面板具有多個(gè)如權(quán)利要求1所述的整合式像 素結(jié)構(gòu)、多條數(shù)據(jù)線、及多條柵極線，該方法包含以下步驟傳送顯示數(shù)據(jù)至該第一儲(chǔ)存電容，用以更新該液晶面板的顯示畫面； 傳送觸控參考數(shù)據(jù)至該第二儲(chǔ)存電容； 讀取該第二儲(chǔ)存電容所儲(chǔ)存的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；以及 計(jì)算該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以獲得在該液晶面板上的觸碰位置數(shù)據(jù)。
19、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，其中每一該整合式像素結(jié)構(gòu)中的 該第 一及該第二晶體管分別與該多條柵極線中的兩條柵極線連接，且與該多 條數(shù)據(jù)線中的同一條數(shù)據(jù)線連接，其中該方法還包含于第 一時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一晶體管， 以經(jīng)由該第 一晶體管傳送該顯示數(shù)據(jù)至該第 一儲(chǔ)存電容；于第二時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第二晶體管， 以經(jīng)由該第二晶體管傳送該觸控參考數(shù)據(jù)至該第二儲(chǔ)存電容；于第三時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一晶體管， 以經(jīng)由該第 一 晶體管傳送該顯示數(shù)據(jù)至該第 一儲(chǔ)存電容；以及于第四時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第二晶體管， 以經(jīng)由該第二晶體管讀取該第二儲(chǔ)存電容所儲(chǔ)存的該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
20、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，其中每一該整合式像素結(jié)構(gòu)中的 該第 一及該第二晶體管分別與該多條數(shù)據(jù)線中的兩條數(shù)據(jù)線連接，且與該多 條柵極線中的同一條柵極線連接，其中該方法還包含于第 一時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一及該第二 晶體管，以經(jīng)由該第一晶體管傳送該顯示數(shù)據(jù)至該第一儲(chǔ)存電容，且經(jīng)由該 第二晶體管傳送該觸控參考數(shù)據(jù)至該第二儲(chǔ)存電容；以及于第二時(shí)段過程中，依序開啟各該整合式像素結(jié)構(gòu)中的該第 一及該第二晶體管，以經(jīng)由該第一晶體管傳送該顯示數(shù)據(jù)至該第一儲(chǔ)存電容，且經(jīng)由該 第二晶體管讀取該第二儲(chǔ)存電容所儲(chǔ)存的該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。
21、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，還包含 比對(duì)該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)及該觸控參考數(shù)據(jù)而獲得該觸碰位置數(shù)據(jù)。
22、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，還包含 設(shè)定臨界電壓；以及比對(duì)該儲(chǔ)存數(shù)據(jù)及該臨界電壓而獲得該觸碰位置數(shù)據(jù)。
23、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，其中該顯示數(shù)據(jù)與該觸控參考數(shù)據(jù)相同。
24、 如權(quán)利要求18所述的觸控方法，其中該觸碰位置數(shù)據(jù)包含至少一 觸石並位置坐標(biāo)、觸石並面積、或觸石並壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種整合式像素結(jié)構(gòu)、整合式觸控液晶顯示裝置及其觸控方法。本發(fā)明的整合式像素結(jié)構(gòu)包含晶體管陣列基板、與晶體管陣列基板平行的彩色濾光片基板、以及夾設(shè)于晶體管陣列基板與彩色濾光片基板之間的液晶層。晶體管陣列基板包含第一晶體管、連接至第一晶體管的第一儲(chǔ)存電容、第二晶體管、連接至第二晶體管的第二儲(chǔ)存電容、以及導(dǎo)電凸?fàn)钗铩?dǎo)電凸?fàn)钗飳?duì)應(yīng)第二儲(chǔ)存電容而設(shè)置，用以在彩色濾光片基板受擠壓時(shí)電性連接第二儲(chǔ)存電容及彩色濾光片基板。
文檔編號(hào)G02F1/1362GK101661201SQ20081021425
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月29日
發(fā)明者陳志強(qiáng) 申請(qǐng)人:宏碁股份有限公司