專利名稱：光學(xué)觸控顯示面板及其觸控感測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控感測技術(shù)，且特別涉及一種可增加觸控位置判讀正確性的光學(xué)觸控顯示面板及其觸控感測方法。
背景技術(shù)：
將觸控面板(touch panel)整合于液晶顯示器(IXD)不但可增進使用者進行便利、快速的輸入，且可提供互動的存取功能，因此已逐漸應(yīng)用于一些攜帶型電子裝置中，例如移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)或筆記型計算機。在傳統(tǒng)觸控式顯示器中，觸控面板直接貼附于顯示面板上。此種裝配方法雖然簡單，但觸控顯示面板的厚度會較厚，且其顯示穿透度不佳。為了改善這些缺點，一種于液晶顯示器的像素陣列(Pixel array)結(jié)構(gòu)中嵌入光學(xué)傳感器陣列的技術(shù)便被提出?；谒鶅?nèi)嵌的光學(xué)傳感器在照光與未照光所各別輸出的光電流信號大小不同。因此，通過判讀光學(xué)傳感器陣列所輸出的光電流信號，即可得知是否有觸摸事件的發(fā)生。圖1繪示為已知的光學(xué)觸控顯示面板100的示意圖。請參照圖1。光學(xué)觸控顯示面板100可以包括數(shù)據(jù)線D1、掃描線Gl與G2、讀取線R01，以及像素單元102。其中，像素單元102內(nèi)的薄膜晶體管T會于掃描線Gl所接收的掃描信號致能時而導(dǎo)通，此時液晶電容Qc與存儲電容Cst會受來自于數(shù)據(jù)線Dl的數(shù)據(jù)信號所驅(qū)動。另外，在像素單元102內(nèi)，切換晶體管Ql的柵極耦接至掃描線G1，切換晶體管Ql的源極耦接至讀取線R01，切換晶體管Ql的漏極耦接至感光晶體管Ml的源極，而感光晶體管Ml的柵極與漏極則耦接至施加至像素電路102的共用電壓Vcom。當(dāng)切換晶體管Ql響應(yīng)于掃描線Gl所接收的掃描信號而導(dǎo)通時，感光晶體管Ml所產(chǎn)生的光電流信號SC會經(jīng)由讀取線ROl而被傳導(dǎo)出去。當(dāng)照光強度有變化時(亦即手指或其他介質(zhì)是否有遮蔽到感光晶體管Ml)，感光晶體管Ml所產(chǎn)生的光電流信號SC大小也就變得不同。如此一來，通過判讀感光晶體管Ml所產(chǎn)生的光電流信號SC，即可得知與感光晶體管Ml相對應(yīng)的區(qū)域是否有發(fā)生觸摸事件。然而，由于感光晶體管Ml會持續(xù)受到共用電壓Vcom的偏壓，故而感光晶體管Ml的臨界電壓(Vth)將會出現(xiàn)漂移的現(xiàn)象。如此一來，將使得感光晶體管Ml所產(chǎn)生的光電流信號SC減弱，進而影響到觸控位置判斷的正確性。圖2繪示為另一種已知的光學(xué)觸控顯示面板200的示意圖。請參照圖2，相較于圖1，光學(xué)觸控顯示面板200的感光晶體管Ml的柵極與漏極皆耦接至掃描線G1。由于一般掃描線Gl所接收的掃描信號的電壓(Vgh)比共用電壓Vcom來得高。因此，切換晶體管Ql與感光晶體管Ml的導(dǎo)通通道(或謂導(dǎo)通程度)會增加，以至于感光晶體管Ml經(jīng)由讀取線ROl所輸出的光電流信號SC強度也會增強。如此一來，對后續(xù)判讀感光晶體管Ml所產(chǎn)生的光電流信號SC的處理也會來得比較容易。然而，由于感光晶體管Ml的偏壓為掃描線Gl所接收的掃描信號。因此，當(dāng)環(huán)境光越強時，掃描線Gl所接收的掃描信號的電壓將會變小(因其用來提供感光晶體管Ml的偏壓)，從而將使得切換晶體管Ql的導(dǎo)通程度降低，進而限制住光電流信號SC的流出。顯然地，在環(huán)境光較亮的情況下，光電流信號SC的電壓電平將變得較小，而環(huán)境光較暗時，光電流信號SC的電壓電平則變得較大。如此一來，將與一般對于光學(xué)觸控判讀的方式剛好相反。另外，掃描線Gl所接收的掃描信號的電壓變小也會使得像素電路102的充電能力減弱，進而影響到畫面顯示的品質(zhì)。更清楚來說，當(dāng)應(yīng)用在光筆觸控模式時，光點照射處的光電流信號SC，將會受到切換晶體管Ql的導(dǎo)通程度變小而變小。手持光筆所造成的陰影也會使得影子處的光電流信號SC強度變大，如此將在判別觸摸位置上會造成問題，而可能會有鬼點(Ghost point)產(chǎn)生。另一方面，如果應(yīng)用在陰影模式(shadow mode)時，觸摸處產(chǎn)生的信號差將更不明顯，因為觸摸點的光電流理論上要減小，但是又會受到切換晶體管Ql的導(dǎo)通程度變大而變大，造成觸摸遮光處的光電流信號SC強度有不減反增的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光學(xué)觸控顯示面板及其觸控感測方法，可提高觸摸位置判讀的正確性。本發(fā)明提出一種光學(xué)觸控顯示面板，包括第一掃描線、讀取線以及感光單元。其中，感光單元耦接第一掃描線與讀取線，用以響應(yīng)于第一掃描線所接收的第一掃描信號而啟動，并且根據(jù)第一掃描信號與一參考電位而在讀取線上反應(yīng)出感光電流。在本發(fā)明的一實施例中，上述的感光單元包括一切換晶體管以及一感光晶體管。其中切換晶體管的柵極耦接第一掃描線，而其第一源/漏極則耦接讀取線。感光晶體管的柵極耦接第一掃描線，其第一源/漏極耦接切換晶體管的第二源/漏極，而其第二源/漏極則用以接收參考電位。在本發(fā)明的一實施例中，上述的光學(xué)觸控顯示面板還包括一像素單元，對應(yīng)感光單元，且感光單元內(nèi)嵌于像素單元。在本發(fā)明的一實施例中，上述的參考電位為施加至像素單元的一共用電壓。在本發(fā)明的一實施例中，上述的光學(xué)觸控顯示面板還包括一黑矩陣，位于感光晶體管上，且位于感光晶體管上的黑矩陣未具有任何的開洞。在本發(fā)明的一實施例中，上述的光學(xué)觸控顯示面板，還包括一第二掃描線，耦接感光晶體管的第二源/漏極，且參考電位為第二掃描線所接收的第二掃描信號的禁能電平。在本發(fā)明的一實施例中，上述的光學(xué)觸控顯示面板還包括一黑矩陣，其位于感光晶體管上，且位于感光晶體管上的黑矩陣具有一對應(yīng)的開洞。本發(fā)明亦提出一種光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法，包括下列步驟。提供一感光單元以內(nèi)嵌于光學(xué)觸控顯示面板的一像素單元，其中感光單元耦接光學(xué)觸控顯示面板的一第一掃描線與一讀取線。致使感光單兀響應(yīng)于第一掃描線所接收的一第一掃描信號而啟動，并且根據(jù)第一掃描信號與一參考電位而在讀取線上反應(yīng)出一感光電流。通過判讀感光電流以得知是否有一觸摸事件的發(fā)生。在本發(fā)明的一實施例中，上述的參考電位為施加至像素單元的一共用電壓。在本發(fā)明的一實施例中，上述的感光單元還耦接光學(xué)觸控顯示面板的一第二掃描線，而參考電位為第二掃描線所接收的一第二掃描信號的一禁能電平?；谏鲜觯景l(fā)明利用第一掃描線所接收的第一掃描信號來啟動感光單元，使其依據(jù)第一掃描信號與一參考電位在讀取線上反應(yīng)出一感光電流。如此感光晶體管的臨界電壓便不會受到長時間的偏壓影響而產(chǎn)生漂移，且由于第一掃描信號所對應(yīng)的電壓較共用電壓大，因此將增強感光單元所輸出的感光電流強度，進而提升判讀單元對感光電流的判讀的準(zhǔn)確性。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


下面的附圖是本發(fā)明的說明書的一部分，繪示了本發(fā)明的示例實施例，附圖與說明書的描述一起說明本發(fā)明的原理。圖1、圖2繪示為已知技術(shù)的光學(xué)觸控顯示面板。圖3繪示為本發(fā)明一實施例的電子裝置的示意圖。圖4繪示為本發(fā)明另一實施例的光學(xué)觸控顯示面板的示意圖。圖5 6繪示為本發(fā)明實施例的光學(xué)觸控顯示面板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7繪示為本發(fā)明另一實施例的光學(xué)觸控顯示面板的示意圖。圖8繪示為本發(fā)明一實施例的光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法。主要元件符號說明100,200,302 :光學(xué)觸控顯示面板102、402 :像素單元300 電子裝置304 :掃描驅(qū)動單元306 :源極驅(qū)動單元308 :判讀單元310:時序控制器312 :背光模塊404 :感光單元502 :彩色濾光層504 :柵極金屬層506 :柵極絕緣層508 :非晶硅層510 :源極層512 :漏極層Ql :切換晶體管Ml :感光晶體管SC:光電流信號Dl :數(shù)據(jù)線G1、G2:掃描線SDl :數(shù)據(jù)信號SSl :掃描 信號
MO:晶體管Clc :液晶電容CST:存儲電容ROl :讀取線IC:感光電流B1:黑矩陣S802 S806 :觸控感測方法的步驟
具體實施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參考本發(fā)明的示范性實施例，在附圖中說明所述示范性實施例的實例。另外，凡可能之處，在附圖及實施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件代表相同或類似部分。圖3繪示為本發(fā)明一實施例的電子裝置300的示意圖。請參照圖3，電子裝置300可以為具有觸控功能的智能手機、平板計算機、筆記型計算機...等，但并不限制于此，且其包括光學(xué)觸控顯示面板302、掃描驅(qū)動單元304、源極驅(qū)動單元306、判讀單元308、時序控制器310，以及背光模塊312。其中，背光模塊312用以提供光學(xué)觸控顯示面板302所需的(背)光源。另外，掃描驅(qū)動單元304與源極驅(qū)動單元306受控于時序控制器310，用以分別產(chǎn)生掃描信號與數(shù)據(jù)信號以驅(qū)動光學(xué)觸控顯示面板302內(nèi)的各顯示像素，藉以致使光學(xué)觸控顯示面板302顯示畫面。圖4繪示為本發(fā)明一實施例的光學(xué)觸控顯示面板302的局部示意圖。請合并參照圖3與圖4，光學(xué)觸控顯示面板302包括掃描線Gl與G2、數(shù)據(jù)線D1、讀取線(read-outline)R01，以及像素單元402。其中，像素單元402包括內(nèi)嵌于像素單元402中的感光單元404，以及由薄膜晶體管(TFT)MO、液晶電容Clc與存儲電容Cst所組成的顯示像素。在本實施例中，當(dāng)掃描線Gl接收到來自于掃描驅(qū)動單元304的掃描信號SSl時，薄膜晶體管(TFT) MO會被導(dǎo)通，而液晶電容與存儲電容Cst會受來自于源極驅(qū)動單元306的數(shù)據(jù)信號SDl所驅(qū)動。另外，感光單元404耦接掃描線Gl與讀取線R01，用以響應(yīng)于掃描線Gl所接收的掃描信號SSl而被啟動，并且根據(jù)掃描信號SSl與參考電位(例如施加至像素單元402的共用電壓Vcom)而在讀取線ROl上反應(yīng)出感光電流1C。如此一來，判讀單元308僅需對感光電流IC進行判讀即可得知是否有觸摸事件的發(fā)生。更清楚來說，感光單元404包括切換晶體管Ql與感光晶體管Ml。其中，切換晶體管Ql的柵極耦接掃描線G1，切換晶體管Ql的第一源/漏極耦接讀取線R01，而切換晶體管Ql的第二源/漏極則耦接感光晶體管Ml的第一源/漏極。另外，感光晶體管Ml的柵極耦接掃描線G1，而感光晶體管Ml的第二源/漏極則耦接共用電壓Vcom。感光晶體管Ml用以響應(yīng)于光學(xué)觸控顯示面板200上的光強度變化而對應(yīng)地產(chǎn)生感光電流1C。當(dāng)掃描信號SSl致能時，除了薄膜晶體管MO會被導(dǎo)通以進行像素寫入外，切換晶體管Ql與感光晶體管Ml也會被同時地導(dǎo)通以進行觸摸感測。此時，由于感光晶體管Ml偏壓在共用電壓Vcom下，所以感光晶體管Ml便可通過切換晶體管Ql而將其所產(chǎn)生的感光電流IC輸出至讀取線R01，藉以提供給判讀單元204進行判讀而得知是否有觸摸事件的發(fā)生。顯然地，由于感光晶體管Ml只會在掃描信號SSl致能時而導(dǎo)通，所以感光晶體管Ml的臨界電壓(Vth)并不會受到長時間的偏壓影響而產(chǎn)生漂移(shift)。再加上，由于掃描信號SSl致能時所對應(yīng)的電壓(Vgh) —般較共用電壓Vcom大，所以切換晶體管Ql與感光晶體管Ml的導(dǎo)通程度將會增加，以至于感光晶體管Ml經(jīng)由讀取線ROl所輸出的感光電流IC強度也會增強。如此一來，判讀單元308對感光晶體管Ml所產(chǎn)生的感光電流IC的判讀也會來得比較容易與準(zhǔn)確。值得注意的是，圖5繪示為本發(fā)明一實施例的光學(xué)觸控顯示面板100的部分結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖5，光學(xué)觸控顯示面板100包括彩色濾光層502、黑矩陣BI，以及感光晶體管Ml。其中，黑矩陣BI位于感光晶體管Ml上。感光晶體管Ml包括柵極金屬層504、柵極絕緣層506、非晶娃層508、源極層510,以及漏極層512。柵極絕緣層506位于柵極金屬層504上方,且位于非晶娃層508下方。源極層510與漏極層512位于非晶娃層508兩側(cè),且覆蓋部分的非晶硅層508?；?，在感光晶體管Ml上的黑矩陣BI開洞的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，則感光晶體管Ml會持續(xù)處于照光的狀態(tài)。再加上，由于感光晶體管Ml被偏壓在共用電壓Vcom而產(chǎn)生感光電流1C。因此，當(dāng)光學(xué)觸控顯示面板302處在照光狀態(tài)下，光學(xué)觸控顯示面板302上所有內(nèi)嵌的感光晶體管的感光電流(無論是否導(dǎo)通)便極有可能影響到共用電壓Vcom的穩(wěn)定性，進而影響到畫面顯示的品質(zhì)。有鑒于此，在圖4實施例中，可以搭配一種新的制作結(jié)構(gòu)(如圖6)，感光晶體管Ml上的黑矩陣BI不開洞。如此一來，由于感光晶體管Ml未持續(xù)處于(外界/環(huán)境)照光的狀態(tài)，所以可以大大地降低感光晶體管Ml所產(chǎn)生的感光電流1C，這是因為當(dāng)手指或其他介質(zhì)遮蔽/觸摸光學(xué)觸控顯示面板302時，僅需利用來自背光模塊312的(背)光源打到手指或其他介質(zhì)再散射到感光晶體管Ml以改變感光晶體管Ml所產(chǎn)生的感光電流1C。由此，即可在不影響共用電壓Vcom的穩(wěn)定度的條件下進行觸摸感測。另一方面，在本發(fā)明的其他實施例中，圖4實施例可以進一步地進行修改(modification)。更清楚來說,如圖7所示,感光晶體管Ml的第二源/漏極可以改為I禹接至掃描線G2。如此一來，感光單元404即會響應(yīng)于掃描線Gl所接收的掃描信號SSl而被啟動，并且根據(jù)掃描信號SSl與參考電位(例如掃描線G2所接收的掃描信號SS2的禁能電平(disable level))而在讀取線ROl反應(yīng)出感光電流1C。如此一來,判讀單元308僅需對感光電流IC進行判讀即可得知是否有觸摸事件的發(fā)生。相似地，當(dāng)掃描信號SSl致能時，除了薄膜晶體管MO會被導(dǎo)通以進行像素寫入外，切換晶體管Ql與感光晶體管Ml也會被同時地導(dǎo)通以進行觸摸感測。此時，由于感光晶體管Ml的第二源/漏極耦接至掃描線G2 (亦即掃描線G2所接收的掃描信號SS2處于禁能的狀態(tài))，故而相較于圖4實施例，圖7實施例的感光晶體管Ml的閘源極電壓(Vgs)與汲源極電壓(Vds)都會比較大(此作法可以增加感光電流1C)，且在讀取線ROl所反應(yīng)出的感光電流IC會改由判讀單元308提供以依序經(jīng)由讀取線R01、切換晶體管Ql與感光晶體管Ml而流到掃描線G2上。如此一來，即可實現(xiàn)對掃描線G2上的顯示像素進行預(yù)先充電的效果。在此值得一提的是，圖7實施例可以搭配如圖5或圖6的制作結(jié)構(gòu)，只是搭配圖5的制作結(jié)構(gòu)(亦即有開洞)的感光電流強度會比圖6來的大，故而搭配圖5的制作結(jié)構(gòu)(亦即有開洞)的感光電流相較于圖6對掃描線G2進行預(yù)充電的效果也會來的比較大?；谏鲜鰧嵤├沂?教示的內(nèi)容，以下將匯整出至少一種光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法。
圖8繪示為本發(fā)明一實施例的光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法流程圖。請參照圖8，光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法可以包括下列步驟提供一感光單元以內(nèi)嵌于光學(xué)觸控顯示面板的一像素單元(步驟S802)，其中感光單元耦接光學(xué)觸控顯示面板的第一掃描線與一讀取線；致使感光單元響應(yīng)于第一掃描線所接收的掃描信號而啟動，并且根據(jù)掃描信號與一參考電位而于讀取線上反應(yīng)出一感光電流(步驟S804)，其中參考電位可以為施加至像素單元的共用電壓，或者為相鄰于第一掃描線的第二掃描線所接收的掃描信號的禁能電平；以及判讀感光電流以得知是否有一觸摸事件的發(fā)生(步驟S806)。綜上所述，本發(fā)明的實施例利用第一掃描線所接收的第一掃描信號來啟動感光單元，使其依據(jù)第一掃描信號與一參考電位在讀取線上反應(yīng)出一感光電流。如此感光晶體管的臨界電壓便不會受到長時間的偏壓影響而產(chǎn)生漂移，且由于第一掃描信號所對應(yīng)的電壓較共用電壓大，因此將增強感光單元所輸出的感光電流強度，進而提升判讀單元對感光電流的判讀的準(zhǔn)確性。另外，也可將感光單元耦接至相鄰的下一條掃描線，如此一來判讀單元便可提供感光電流至相鄰的下一條掃描線上，以對其上的顯示像素進行預(yù)先充電。此外，還可將感光晶體管設(shè)置于未具有任何開洞的黑矩陣下方，以避免因環(huán)境光所產(chǎn)生的光電流影響到光學(xué)觸控顯示面板的顯示品質(zhì)。雖然本發(fā)明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。另外，本發(fā)明的任一實施例或申請專利范圍不須達成本發(fā)明所公開的全部目的或優(yōu)點或特點。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸控顯不面板，包括一第一掃描線；一讀取線；以及一感光單元，耦接該第一掃描線與該讀取線，用以響應(yīng)于該第一掃描線所接收的一第一掃描信號而啟動，并且根據(jù)該第一掃描信號與一參考電位而在該讀取線上反應(yīng)出一感光電流。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控顯示面板，其中該感光單元包括一切換晶體管，其柵極耦接該第一掃描線，而其第一源/漏極則耦接該讀取線；以及一感光晶體管，其柵極耦接該第一掃描線，其第一源/漏極耦接該切換晶體管的第二源/漏極，而其第二源/漏極則用以接收該參考電位。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸控顯示面板，還包括一像素單元，對應(yīng)該感光單元，且該感光單元內(nèi)嵌于該像素單元。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)觸控顯示面板，其中該參考電位為施加至該像素單元的一共用電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的光學(xué)觸控顯示面板，還包括一黑矩陣，位于該感光晶體管上，且位于該感光晶體管上的該黑矩陣未具有任何的開洞。
6.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)觸控顯示面板，還包括一第二掃描線，耦接該感光晶體管的第二源/漏極，且該參考電位為該第二掃描線所接收的一第二掃描信號的一禁能電平。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)觸控顯示面板，還包括一黑矩陣，位于該感光晶體管上，且位于該感光晶體管上的該黑矩陣具有一對應(yīng)的開洞。
8.一種光學(xué)觸控顯不面板的觸控感測方法,包括提供一感光單元以內(nèi)嵌于該光學(xué)觸控顯示面板的一像素單元，其中該感光單元耦接該光學(xué)觸控顯不面板的一第一掃描線與一讀取線；致使該感光單元響應(yīng)于該第一掃描線所接收的一第一掃描信號而啟動，并且根據(jù)該第一掃描信號與一參考電位而在該讀取線上反應(yīng)出一感光電流；以及通過判讀該感光電流以得知是否有一觸摸事件的發(fā)生。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法，其中該參考電位為施加至該像素單元的一共用電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)觸控顯示面板的觸控感測方法，其中該感光單元還耦接該光學(xué)觸控顯示面板的一第二掃描線，而該參考電位為該第二掃描線所接收的一第二掃描信號的一禁能電平。
全文摘要
一種光學(xué)觸控顯示面板及其觸控感測方法。光學(xué)觸控顯示面板包括掃描線、讀取線，以及感光單元。其中，感光單元用以響應(yīng)于掃描線所接收的掃描信號而啟動，并且根據(jù)掃描信號與一參考電位而在讀取線上反應(yīng)出感光電流。
文檔編號G06F3/042GK102999227SQ20111028581
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者柯健專, 吳昭慧 申請人:瀚宇彩晶股份有限公司