[发明专利]内嵌电容式感应输入显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种触控显示装置，特别涉及一种内嵌(In-Cell)电容式 (capacitive type)感应输入显示装置。

背景技术

近年来，触控面板的应用可说是越来越广泛，其工作原理是当手指或 触控笔触碰传感器时，会有类比信号输出，由控制器将类比信号转换为电 脑可以接受的数字信号后，再经由电脑里的触控驱动程序整合各元件编译， 最后由显示卡输出屏幕信号，在屏幕上显示出所触碰的位置。

目前开发的触控面板种类很多，常见者包括电阻式、电容式、音波式、 红外线式、内嵌式(In-Cell)等触控面板，其中以内嵌式触控的发展最受 瞩目，传统的电阻式或电容式等触控面板都需要额外的面板电路安装在显 示面板上；而内嵌式触控面板直接将触控功能集成到显示面板内，而不再 需要额外的面板，故具有重量轻、体积小以及高光学性能等优点，因此受 到相当的重视。

目前，大部分的内嵌式触控面板都为光学式传感，其经由内嵌在显示 面板内的光传感器(photo sensor)去检测在面板上的光强度分布来决定触 控位置事件。光传感器可以为薄膜晶体管(TFT)传感器10(例如由Photo TFT 和Readout TFT所组成)或是p-i-n二极管12，分别如第1图及第2图所示 的电路示意图。然而，此类传感影像的背景会随着使用者使用触控面板的 所在位置而改变，使环境光强度影响到光传感器的检测；为克服此问题， 读出系统需要会动态自动进行回馈与自我校准的能力，以准确检测触控位 置事件，如此来，系统将变得更加复杂化，且到目前为止，仍无有效的解 决方案。

再者，另一种内嵌式触控面板为电容式传感，如第3a图所示，其在液 晶显示面板上设置有多个传感液晶电容(Cslc)14，每个传感液晶电容14 串联参考电容(C_Ref)16，以利用液晶的电容变化来检测触控事件并找出触 控位置；其中，此传感液晶电容14的结构请参阅第3b图所示，由上而下 依次为上透明衬底141、上金属层142、液晶层143、下金属层144及下透 明衬底145等，且上金属层142即为电极层，提供共用电压源(Vcom)。 由于这种电容式传感方式与周围环境光无关，所以其读出系统较上述的光 学式传感更为简单。然而，此种电容式传感方式却仍然存在些问题，例如， 对大尺寸屏幕而言难以制造，这是因为大尺寸屏幕的电容式传感器具有相 当大的寄生电容；且因大寄生电容的关系，该电容式传感器仅有一般的准 确度，故难以制造高解析度的传感器。

有鉴于此，本发明提出一种新的内嵌电容式感应输入显示装置，以克 服上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种内嵌电容式感应输入显示装置，其利 用三个晶体管配合传感液晶电容作为高解析度检测单元，除了可内嵌在显 示面板内以及具有重量轻、体积小以及高光学性能等优点之外，还可应用 于大尺寸触控面板，并具有优良的读出准确性以及电路结构更为简单的读 出单元，以有效解决存在于现有技术中的缺点。

为达到上述目的，本发明的内嵌电容式感应输入显示装置包括有多个 栅极线，并有多个传感单元分别连接到栅极线，其中，每个传感单元包括 传感液晶电容和三个晶体管，第一晶体管的栅极连接到第一栅极线以及其 源极连接到传感液晶电容，并在第一栅极线的控制之下对传感液晶电容进 行充电以产生参考电压；第二晶体管的栅极连接到传感液晶电容的第一电 极，且第三晶体管的栅极连接到第二栅极线以及第三晶体管的源极连接到 读出线，使第二晶体管可根据传感液晶电容的第一电极的电压产生输出电 流到第三晶体管，并且第三晶体管在第二栅极线控制之下将此输出电流传 送到读出线，以供读出单元接收，进而据此检测触控事件并找出触控位置。

以下结合附图来详细说明具体实施例，以更容易地了解本发明的目的、 技术内容、特点及其所达成的效果。

附图说明

图1为公知的薄膜晶体管(TFT)传感器电路示意图；

图2为公知的p-i-n二极管传感器电路示意图；

图3a为公知的内嵌式触控面板的电容式传感电路示意图；

图3b为公知的传感液晶电容的结构示意图；

图4为本发明的单传感电路的电路示意图；

图5为本发明的传感单元的操作时序图；