博碩士論文 955301003 詳細資訊




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姓名 林恆昌(Heng-chang Lin)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系在職專班
論文名稱 一種應用於觸控液晶顯示器的新型嵌入式開關
(A New Embedded Switch for Touch Liquid Crystal Display)
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摘要(中) 近年來,液晶顯示器的觸控人機界面越來越受歡迎。讓資料輸入和系統操作上更直覺、簡易及方便。目前最普遍常見的解決方案為外掛式。其作法多是在顯示器的前方直接疊加一觸控模組。依其原理不同又可分為電容式、電阻式、光學式、電磁式、紅外線偵測等多種技術。這些是成熟的技術,就系統面而言設計簡單且容易實現。然而,外加的觸摸面板模組必需在顯示器前方加上至少一層的玻璃或薄膜。這將使畫面顯示的品質變差、對比下降,並增加整體厚度及成本。
有鑑於外掛式面板的問題,新的嵌入壓感開關式觸控技術被提出。它改變了在液晶顯示器內部原有的畫素結構,並在液晶顯示器源驅動電路中加入觸控偵測電路。但以往的提案有一些已知的問題。Samsung 的提案會嚴重影響畫素開口率,並且無法實現真實多點觸控。Philips 的提案則有零觸控電流導致的觸控失效問題。在這篇論文中,我們加入第二顆薄膜電晶體到液晶顯示器的畫素結構內。其作為觸控電流掃描開關。並且改變觸控電流的路徑。藉由這樣的設計,我們可以實現真正的多點觸控輸入。並可避免可能的觸控輸入失效及顯示輸出異常的發生。
摘要(英) Recently years, the Human-Machine-Interface touch panel of the LCD(Liquid Crystal Display) becomes more popular. It makes data input and device operation more convenience, intuitive and simple. The most common solutions of the touch panel were plug-in types. There were added a touch panel module in front of screen directly. According to different principles and technologies, plug-in types can be classified into capacitive, resistive, optical and electromagnetic. These were mature technology, easy to design and implement. However, external touch panel modules must add at least one layer of glass or film in front of the display screen. It will make worse display quality, contrast and increase thickness and cost.
In view the problems of the plug-in type panel, new embedded switch touch technology has been proposed. It change the original pixel structure inside the LCD, and add touch detection circuit into the LCD source driving circuit. But previous proposals have some known problems. Proposal of Samsung will serious impact pixel aperture ratio, and it can not achieve true multi-point touch. Proposal of Philips have possible touch failure issue because of zero touch current. In this thesis, we add second thin film transistor into the pixel structure of the LCD. It is used as a touch current scan switch, and also change touch current path. Through this design, we can realize the true multi-touch input. Also can avoid possible touch input failure, and display output failure occurred.
關鍵字(中) ★ 液晶顯示器
★ 觸控
★ 嵌入式
關鍵字(英) ★ embedded
★ touch
★ liquid crystal display
論文目次 摘 要 i
Abstract ii
致 謝 iii
目 錄 iv
圖 目 錄 vi
表 目 錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 論文組織 2
第二章 觸控技術的分類與介紹 3
2.1 觸控面板的產業現狀及技術分類 3
2.2 電阻式技術 4
2.3 電容式技術 6
2.4 電磁式技術 9
2.5 光學式[1]及紅外線式技術 10
2.6 影像擷取式技術[2][3] 11
2.7 嵌入電容式技術[4] 13
2.8 嵌入光感應式技術[5][9] 13
2.9 嵌入壓感開關式技術 14
2.10 外掛式與嵌入式技術的比較 15
第三章 嵌入壓感開關的相關結構分析 16
3.1 液晶顯示面板基本原理[8] 16
3.1.1 亮度與電位的關係 17
3.1.2 基本電路架構 19
3.1.3 驅動信號 20
3.2 Samsung 嵌入壓感開關式觸控液晶顯示器[6] 21
3.2.1 電路架構與原理 21
3.2.2 鬼點問題 22
3.3 Philips 嵌入壓感開關式觸控液晶顯示器[7] 23
3.3.1 電路架構與原理 24
3.3.2 觸控事件偵測 25
3.3.3 顯示失效 26
3.3.4 觸控失效 27
3.4 下壓力與玻璃厚度的關係 27
3.4.1 下壓力與玻璃厚度的關係 - Samsung [6] 28
3.4.2 下壓力與玻璃厚度的關係 - Philips [7] 28
3.5 單點與多點觸控 29
3.5.1 單點觸控的鬼點問題 29
3.5.2 無鬼點問題的真實多點觸控 30
3.5.3 多點觸控的優勢 31
第四章 新型電路提案架構與動作原理 32
4.1 新型電路架構 32
4.2 新型架構動作原理 33
第五章 新型電路模擬 35
5.1 等效電路 35
5.1.1 畫素等效電路 36
5.1.2 面板等效電路 37
5.2 SPICE Model 38
5.3 模擬結果 39
5.3.1 未觸控狀態下之顯示輸出 39
5.3.2 未觸控狀態下之觸控電流 41
5.3.3 觸控狀態下之顯示輸出 41
5.3.4 觸控狀態下之觸控電流 42
5.3.5 不同顯示資料電位下之觸控電流大小 42
5.4 加入源極驅動電路之模擬 43
5.4.1 加入源極驅動電路之等效電路 44
5.4.2 觸控狀態下之顯示輸出 45
5.5 觸控電流對功耗之影響 46
5.6 開口率影響 46
5.7 嵌入壓感開關式觸控液晶顯示器的比較 49
第六章 結論 51
參 考 文 獻 52
參考文獻 [1]. Sang Hyuck Bae, et al., “Integrating Multi-Touch Function with a Large-Sized LCD”, SID digest, vol. 14, no. 4, pp. 178-181, 2008
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[3]. Jefferson Y. Han, “Low-Cost Multi-Touch Sensing through Frustrated Total Internal Reflection”, UIST'05, pp. 115-118, 2005
[4]. Woocheul LEE, et al., “Touch Screen Panel by using Liquid Crystal Capacitance Variation embedded in LTPS AMLCD”, IMID/IDMC/ASIA DISPLAY, vol. 31, pp. 302-305, 2008
[5]. Hyun-Sang Park, et al., “A touch-sensitive display with embedded hydrogenated amorphous-silicon photodetector arrays”, Journal of the SID, pp. 1165-1170, 2008
[6]. Bong Hyun You, et al., “12.1-inch a-Si:H TFT LCD with Embedded Touch Screen Panel”, SID digest, vol. 55, no. 1, pp. 830-833, 2008
[7]. G. J. A. Destura, et al., “Novel Touch Sensitive In-Cell AMLCD”, SID digest, vol. 3, no. 5, pp. 22-23, 2004
[8]. Ya-Hsiang Tai, Design and Operation of TFT-LCD Panels (五南圖書, 2006)
[9]. Myung-Koo Kang, et al., “Advanced Technologies Based on a-Si or LTPS TFT for High Performance Mobile Display”, SID digest, vol. 35, no. 1, pp. 1262-1265, 2007
[10]. Yoshihiro Izumi, et al., “A Flat-Panel Imager Utilizing a-Si TFT Array Technology”, IDW, AMD10-2, pp. 363-366, 2003
指導教授 鄭國興(Kuo-hsing Cheng) 審核日期 2011-7-27
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