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TWI843428B - 觸控顯示裝置及其操作方法 - Google Patents

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TWI843428B
TWI843428B TW112104095A TW112104095A TWI843428B TW I843428 B TWI843428 B TW I843428B TW 112104095 A TW112104095 A TW 112104095A TW 112104095 A TW112104095 A TW 112104095A TW I843428 B TWI843428 B TW I843428B
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TW
Taiwan
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touch
synchronization
control circuit
signal
enable signal
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Application number
TW112104095A
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TW202433250A (zh
Inventor
曾泓瑋
郭怡均
林宸澂
Original Assignee
元太科技工業股份有限公司
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Publication date
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Priority to US18/391,667 priority patent/US20240264701A1/en
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Publication of TW202433250A publication Critical patent/TW202433250A/zh

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Abstract

本發明提供一種觸控顯示裝置以及觸控顯示裝置操作方法。觸控顯示裝置包括整合控制電路以及觸控驅動器。整合控制電路耦接觸控驅動器。整合控制電路輸出第一同步信號至觸控驅動器。觸控驅動器輸出觸控模式信號至整合控制電路，以使整合控制電路根據觸控模式信號產生同步致能信號至觸控驅動器。

Description

觸控顯示裝置及其操作方法
本發明是有關於一種觸控顯示技術，且特別是有關於一種可降低干擾的觸控顯示裝置及其操作方法。
觸控面板與顯示面板整合為觸控顯示裝置是目前常見的應用。然而，隨著裝置體積的縮小以及薄型化的需求增加，觸控面板與顯示面板之間距離將變得相當接近。因此，傳統的觸控顯示裝置，於觸控面板與顯示面板之間，可能具有嚴重電磁干擾，而使得具有觸控感測結果不佳的問題。此外，傳統的觸控顯示裝置還可能具有觸控感測頻率過低，而同樣導致觸控感測結果不佳的問題。
有鑑於此，本發明提供一種觸控顯示裝置及其操作方法，可實現有效的觸控感測功能。
本發明提供一種觸控顯示裝置，包括整合控制電路以及觸控驅動器。觸控驅動器耦接整合控制電路。整合控制電路輸出第 一同步信號至觸控驅動器。觸控驅動器輸出觸控模式信號至整合控制電路，以使整合控制電路根據觸控模式信號產生同步致能信號至觸控驅動器。
本發明提供一種用於觸控顯示裝置的操作方法。操作方把包括：通過整合控制電路輸出第一同步信號至觸控驅動器；通過觸控驅動器輸出觸控模式信號至整合控制電路；以及通過整合控制電路根據觸控模式信號產生同步致能信號至觸控驅動器。
基於上述，本發明所提供的觸控顯示裝置及其操作方法，可根據不同的觸控模式來動態調整觸控驅動器驅動觸控面板的結果，以有效降低在觸控感測過程中受到顯示面板的顯示驅動所產生的電磁干擾。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、200:觸控顯示裝置
110、210:整合控制電路
101、201:觸控模式信號
103、203:同步致能信號
104、204:第一同步信號
120、220:觸控驅動器
202:書寫致能信號
205:操作信號
206:源極輸出致能信號
211:主控端電路
212:時序控制器
230:顯示面板
240:觸控面板
250:觸控筆
S610、S620、S630:步驟
t30~t34、t40~t45、t50~t54:時間點
圖1為本發明的一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。
圖2為本發明的另一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。
圖3為本發明的一實施例的一般觸控操作的時序圖。
圖4為本發明的一實施例的觸控筆的書寫操作的時序圖。
圖5為本發明的一實施例的觸控筆的一般操作的時序圖。
圖6為本發明的一實施例的觸控顯示裝置的操作方法的流程 圖。
本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的範例。
圖1為本發明的一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。參考圖1，觸控顯示裝置100包括整合控制電路110以及觸控驅動器120。觸控驅動器120耦接整合控制電路110。在本實施例中，整合控制電路110可用於驅動顯示面板，並且觸控驅動器120可用於驅動觸控面板。
在本實施例中，整合控制電路110輸出第一同步信號104至觸控驅動器120。觸控驅動器120可根據當前觸控模式來相應地輸出觸控模式信號101至整合控制電路110，以使整合控制電路110可根據觸控模式信號101輸出同步致能信號103至觸控驅動器120。如此一來，觸控驅動器120可根據同步致能信號103來控制觸控面板是否追隨第一同步信號104進行觸控感測。
圖2為本發明的另一實施例的觸控顯示裝置的示意圖。參考圖1，觸控顯示裝置200包括整合控制電路210、觸控驅動器220、顯示面板230、觸控面板240以及觸控筆250。整合控制電 路210包括主控端電路211以及時序控制器(Timing controller，TCON)212。主控端電路211耦接時序控制器212以及觸控驅動器220。時序控制器212還耦接觸控驅動器220以及顯示面板230。觸控驅動器220耦接觸控面板240。在本實施例中，時序控制器212可用於驅動顯示面板230，並且觸控驅動器220可用於驅動觸控面板240。觸控面板240可用於感測觸控筆250或使用者的手指(圖未示)的觸控操作結果。
在本實施例中，主控端電路211例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元(Micro Control Unit，MCU)、微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)、影像訊號處理器(Image Signal Processor，ISP)、影像處理單元(Image Processing Unit，IPU)、算數邏輯單元(Arithmetic Logic Unit，ALU)、複雜可程式邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device，CPLD)、現場可程式化邏輯閘陣列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或其他類似元件或上述元件的組合。
在本實施例中，顯示面板230可例如是電子紙顯示面板(E-Paper Display panel，EPD panel)、液晶顯示(Liquid Crystal Display，LCD)面板、發光二極體顯示(Light Emitting Diode Display，LED display)面板或有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode， OLED)顯示面板等，本發明並不加以限制。在本實施例中，觸控面板240可整合於顯示面板230，例如為內嵌式觸控(In-cell Touch,On-cell Touch)。觸控面板240也可直接設置在顯示面板230上方，並且觸控面板240的觸控感測區域在顯示面板230上的投影可與顯示區域至少部分重疊。
在本實施例中，整合控制電路210的時序控制器212輸出源極輸出致能信號206至顯示面板230，並且時序控制器212根據源極輸出致能信號206來輸出第一同步信號204至觸控驅動器220。第一同步信號204同步於源極輸出致能信號206。源極輸出致能信號206用於決定顯示面板230的顯示驅動頻率。在本實施例中，觸控驅動器220可根據觸控筆250或使用者的手指是否在觸控面板240上進行觸控，以相應地輸出觸控模式信號201至主控端電路211，以使主控端電路211可根據觸控模式信號201產生書寫致能信號202至時序控制器212。書寫致能信號202可用於決定觸控筆250是否於觸控面板240上進行書寫操作或一般操作。
在本實施例中，所述書寫操作可例如是指使用者透過觸控筆250於觸控面板240上，進行例如文字或圖像的書寫動作。所述一般操作可例如是指使用者透過觸控筆250於觸控面板240上進行單純的點擊或翻頁動作。在本實施例中，書寫致能信號202為自動偵測觸控面板的操作模式並產生。在另外的實施例中，書寫致能信號202也可由使用者操作觸控顯示裝置200的實體按鍵或人機介面進行設定而產生，而本發明並未加以限制。
在本實施例中，主控端電路211可輸出書寫致能信號202至時序控制器212，以使時序控制器212可根據書寫致能信號202進一步產生並輸出同步致能信號203至觸控驅動器220。然而，在另外的實施例中，同步致能信號203也可由主控端電路211產生並輸出至觸控驅動器220。如此一來，觸控驅動器220可根據同步致能信號203以及第一同步信號204來決定觸控面板240的驅動結果。觸控驅動器220可根據同步致能信號203來控制觸控面板240是否追隨第一同步信號204進行觸控感測。在本實施例中，觸控驅動器220可根據同步致能信號203以及第一同步信號204來決定觸控面板240操作在一般觸控操作、觸控筆的書寫操作或觸控筆的一般操作，其中一般觸控操作可指的是使用者透過手指在觸控面板240進行觸控。在本實施例中，觸控驅動器220可根據同步致能信號203來決定觸控面板240的感測期間是否與顯示面板230的畫面閒置期間同步，即在畫面閒置期間才進行觸控面板240的感測。上述的畫面閒置期間，可例如是顯示面板230在更新畫面時的畫面閒置期間。
圖3為本發明的一實施例的一般觸控操作的時序圖。參考圖2以及圖3，圖3以觸控面板240操作在一般觸控操作為例。在本實施例中，使用者可操作觸控顯示裝置200的觸控面板240進行一般觸控操作。在時間t30，當觸控驅動器220未感測到觸控筆250接觸觸控面板240，而判斷使用者透過手指進行觸控時，觸控驅動器220輸出具有第一電壓準位的觸控模式信號201至主控 端電路211。觸控模式信號201可例如切換在第一電壓準位以及第二電壓準位之間，其中第一電壓準位可例如是高電壓準位，並且第二電壓準位可例如是低電壓準位，但本發明並不限於此。主控端電路211可根據觸控模式信號201來決定輸出具有第三電壓準位的書寫致能信號202至時序控制器212。書寫致能信號202可例如切換在第三電壓準位以及第四電壓準位之間，其中第三電壓準位可例如是高電壓準位，並且第四電壓準位可例如是低電壓準位，但本發明並不限於此。
在時間t31，時序控制器212可根據書寫致能信號202輸出具有第一電壓準位的同步致能信號203至觸控驅動器220。在時間t32，時序控制器212可輸出第一同步信號204至觸控驅動器220。
在本實施例中，觸控驅動器220可根據具有第一電壓準位的同步致能信號203來決定追隨第一同步信號204進行觸控感測。此時，觸控驅動器220決定觸控面板240的感測期間與顯示面板230的畫面閒置期間同步。觸控驅動器220可根據操作信號205(或稱操作時序)來操作觸控面板240，其中操作信號205同步於第一同步信號204。對此，所述畫面閒置期間即為圖3中的第一同步信號204以及操作信號205皆為低電壓準位的時間t33~t34的期間。觸控面板240僅在畫面閒置期間(時間t33~t34的期間)依一觸控頻率進行觸控感測，且觸控面板240於畫面非閒置期間，不進行觸控感測。對此，所述畫面非閒置期間即為圖3中的第一同 步信號204以及操作信號205皆為高電壓準位的時間t32-t33的期間。
具體而言，參考源極輸出致能信號206，在時間t32之後，源極輸出致能信號206具有週期性變化的波形。對此，時間t32至時間t34的期間可為顯示面板230顯示一個幀(frame)的期間，並且時間t34之後的波形可以此類推。在時間t32至時間t33的期間，顯示面板230可根據顯示數據來驅動面板中的多個像素單元。時間t33至時間t34的期間可為畫面閒置期間，並且時序控制器212可在此期間不驅動顯示面板230中的像素單元。接著，參考第一同步信號204，第一同步信號204可與源極輸出致能信號206同步。觸控驅動器220可根據第一同步信號204來決定感測期間為時間t33至時間t34的期間，以使觸控面板240的感測期間與顯示面板230的畫面閒置期間同步。觸控驅動器220可操作觸控面板240可例如在時間t33至時間t34的期間進行觸控結果的感測，並且在時間t34之後可以此類推週期性地進行觸控感測。因此，觸控驅動器220所取得使用者透過手指進行觸控的觸控感測結果可不受到由顯示面板230進行顯示驅動所產生的電磁干擾，而可提供正確的觸控感測結果。
圖4為本發明的一實施例的觸控筆的書寫操作的時序圖。參考圖2以及圖4，圖4以觸控面板240操作在觸控筆250的書寫操作為例。在本實施例中，使用者可使用觸控筆250在觸控顯示裝置200的觸控面板240上進行書寫操作。在時間t40，當觸控 驅動器220感測到觸控筆250接觸觸控面板240進行觸控時，觸控驅動器220輸出具有第二電壓準位(例如低電壓準位)的觸控模式信號201至主控端電路211。在時間t41，主控端電路211可根據觸控模式信號201來決定輸出具有第四電壓準位(例如低電壓準位)的書寫致能信號202至時序控制器212，以使時序控制器212可根據書寫致能信號202輸出具有第一電壓準位(例如低電壓準位)的同步致能信號203至觸控驅動器220。
在時間t42，時序控制器212可輸出第一同步信號204至觸控驅動器220。在本實施例中，觸控驅動器220可根據同步致能信號203來決定觸控面板240是否追隨第一同步信號204進行觸控感測。
在本實施例中，觸控驅動器220可根據具有第二電壓準位的同步致能信號203來決定不追隨第一同步信號204(即不追隨源極輸出致能信號206)的信號頻率進行觸控感測。觸控驅動器220可根據操作信號205來操作觸控面板240，其中操作信號205未同步於第一同步信號204。換言之，當時序控制器212判斷書寫致能信號202為第二電壓準位時，觸控面板240的感測期間未與顯示面板230的畫面閒置期間同步。
具體而言，參考源極輸出致能信號206，在時間t42之後，源極輸出致能信號206具有週期性變化的波形，並且時序控制器212可輸出同步於源極輸出致能信號206的第一同步信號204至觸控驅動器220。然而，觸控驅動器220可產生具有信號頻率高於 第一同步信號204(同樣高於源極輸出致能信號206)的操作信號205。觸控驅動器220可根據操作信號205來操作觸控面板240。對此，時間t42至時間t45的期間可為顯示面板230顯示一個幀的期間，並且時間t45之後的波形可以此類推。接著，參考操作信號205，操作信號205可與第一同步信號204不同步(同樣與源極輸出致能信號206不同步)。在此，同步致能信號203為第二電壓準位(例如低電壓準位)，觸控驅動器220控制觸控面板240不追隨第一同步信號204進行觸控感測。此時，在觸控面板240的觸控感測期間，觸控驅動器220可依據原本的設定值，或提高觸控感測期間的頻率，而不受第一同步信號204的畫面閒置期間影響。舉例而言，在觸控面板240的觸控感測期間，觸控面板240可在第一同步信號204為高電壓期間進行感測，或者也可在第一同步信號204為低電壓期間進行感測。如此一來，觸控驅動器220可提高觸控面板240的感測頻率，以有效地確保使用者透過觸控筆250在觸控面板240上所進行的書寫結果可被敏銳地感測，而不會發生書寫軌跡未連續或不清楚的情況。
圖5為本發明的一實施例的觸控筆的一般操作的時序圖。參考圖2以及圖5，圖5以觸控面板240操作在觸控筆250的一般操作為例。觸控筆250的一般操作可指的是使用者透過觸控筆250進行簡單的觸控操作，例如翻頁或點擊等操作。在本實施例中，使用者可使用觸控筆250在觸控顯示裝置200的觸控面板240上進行一般操作。在時間t50，當觸控驅動器220感測到觸控筆250 接觸觸控面板240進行觸控時，觸控驅動器220輸出具有第二電壓準位(例如低電壓準位)的觸控模式信號201至主控端電路211。在時間t51，主控端電路211可根據觸控模式信號201來決定輸出具有第三電壓準位(例如高電壓準位)的書寫致能信號202至時序控制器212，以使時序控制器212可根據書寫致能信號202輸出具有第一電壓準位(例如高電壓準位)的同步致能信號203至觸控驅動器220。在本實施例中，觸控驅動器220可根據同步致能信號203來決定觸控面板240是否追隨第一同步信號204進行觸控感測。
在時間t52，時序控制器212可輸出第一同步信號204至觸控驅動器220。在本實施例中，觸控驅動器220可根據具有第一電壓準位的同步致能信號203來決定追隨第一同步信號204(即追隨源極輸出致能信號206)的信號頻率進行觸控感測。觸控驅動器220可根據操作信號205來操作觸控面板240，其中操作信號205同步於第一同步信號204。換言之，當時序控制器212判斷書寫致能信號202為第一電壓準位時，觸控面板240的感測期間與顯示面板230的畫面閒置期間同步。
具體而言，參考源極輸出致能信號206，在時間t52之後，源極輸出致能信號206具有週期性變化的波形。對此，時間t52至時間t54的期間為顯示面板230顯示一個幀的期間，並且時間t54之後的波形可以此類推。在時間t52至時間t53的期間，顯示面板230可根據顯示數據來驅動面板中的多個像素單元。時間t53至時 間t54的期間可為畫面閒置期間，並且時序控制器212可在此期間不驅動面板中的像素單元。接著，參考操作信號205，操作信號205可與第一同步信號204同步(同樣與源極輸出致能信號206同步)。觸控驅動器220可根據操作信號205來決定感測期間為時間t53至時間t54的期間，以使觸控面板240的感測期間與顯示面板230的畫面閒置期間同步。舉例而言，觸控驅動器220可操作觸控面板240可例如在時間t53至時間t54的期間進行觸控的感測，且在時間t52至時間t53的期間不進行觸控的感測。因此，觸控驅動器220所取得使用者透過觸控筆250進行的一般操作的觸控感測結果可不受到由顯示面板230進行顯示驅動所產生的電磁干擾，而可提供正確的觸控感測結果。
圖6為本發明的一實施例的觸控顯示裝置的操作方法的流程圖。本實施例的觸控顯示裝置的操作方法可適用於圖1以及圖2的觸控顯示裝置100、200。以圖1為例，參考圖1以及圖6，觸控顯示裝置100可執行如以下步驟S610~S630，以實現有效的觸控感測功能。在步驟S610，觸控顯示裝置100通過整合控制電路110輸出第一同步信號104至觸控驅動器120。在步驟S620，觸控顯示裝置100通過觸控驅動器120輸出觸控模式信號101至整合控制電路110。在步驟S630，觸控顯示裝置100通過控制整合電路110根據觸控模式信號101產生同步致能信號103至觸控驅動器120。因此，觸控驅動器120可根據同步致能信號103以及第一同步信號104來有效地驅動觸控面板。
另外，關於本實施例的觸控驅動器120具體驅動觸控面板的方式與技術效果可參考上述圖1至圖5實施例的說明，而在此不多加贅述。
綜上所述，本發明的觸控顯示裝置及其操作方法，可根據觸控驅動器當前用於通過觸控面板感測使用者的手指的觸控結果或感測觸控筆的觸控結果，來相應地決定觸控面板的觸控感測期間。當觸控驅動器當前用於通過觸控面板感測使用者的手指的觸控結果時，觸控驅動器可採用較低頻且與顯示面板的畫面閒置期間同步的觸控感測方式來進行，以有效降低或避免觸控感測結果受到顯示面板在顯示驅動過程中所產生的電磁干擾的影響。並且，當觸控驅動器當前用於通過觸控面板感測觸控筆的觸控結果時，觸控驅動器可採用較高頻的觸控感測方式來進行，以有效確保使用者透過觸控筆在觸控面板上所進行的書寫結果可被敏銳地感測，而不會發生書寫軌跡未連續或不清楚的情況降低或避免觸控感測結果受到顯示面板在顯示驅動過程中所產生的電磁干擾的影響。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:觸控顯示裝置
101:觸控模式信號
103:同步致能信號
104:第一同步信號
110:整合控制電路
120:觸控驅動器

Claims (16)

  1. 一種觸控顯示裝置，包括：一整合控制電路；以及一觸控驅動器，耦接該整合控制電路；其中該整合控制電路輸出一第一同步信號至該觸控驅動器，並且該觸控驅動器輸出一觸控模式信號至該整合控制電路，以使該整合控制電路根據該觸控模式信號產生一同步致能信號至該觸控驅動器，其中該觸控驅動器耦接一觸控面板，其中該觸控驅動器根據該同步致能信號來控制該觸控面板是否追隨該第一同步信號進行觸控感測。
  2. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該整合控制電路輸出一源極輸出致能信號至一顯示面板，並且該第一同步信號同步於該源極輸出致能信號。
  3. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該同步致能信號為一第一電壓準位，該觸控面板追隨該第一同步信號進行觸控感測。
  4. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中該觸控驅動器根據該第一同步信號來決定該觸控面板的一感測期間與一顯示面板的一畫面更新的閒置期間同步。
  5. 如請求項4所述的觸控顯示裝置，其中該同步致能信號為一第二電壓準位，該觸控面板不追隨該第一同步信號進行觸 控感測，該觸控面板的該感測期間未與該顯示面板的該畫面閒置期間同步。
  6. 如請求項3所述的觸控顯示裝置，其中當一觸控筆進行一般操作時，該同步致能信號為該第一電壓準位。
  7. 如請求項1所述的觸控顯示裝置，其中該整合控制電路包括：一主控端電路，耦接該觸控驅動器；以及一時序控制器，耦接該主控端電路以及一顯示面板，並輸出該第一同步信號至該觸控驅動器與該顯示面板；其中該主控端電路根據該觸控模式信號產生一書寫致能信號至該時序控制器，該時序控制器根據該書寫致能信號產生該第一同步信號，並且該主控端電路或該時序控制器輸出該同步致能信號至該觸控驅動器。
  8. 如請求項7所述的觸控顯示裝置，其中當該主控端電路判斷該書寫致能信號為一第三電壓準位時，該主控端電路輸出具有一第一電壓準位的該同步致能信號。
  9. 一種觸控顯示裝置的操作方法，包括：通過一整合控制電路輸出一第一同步信號至一觸控驅動器與一顯示面板；通過該觸控驅動器輸出一觸控模式信號至該整合控制電路；以及通過該整合控制電路根據該觸控模式信號產生一同步致能信 號至該觸控驅動器，其中該觸控驅動器還耦接一觸控面板，並且該操作方法還包括：通過該觸控驅動器根據該同步致能信號來控制該觸控面板是否追隨該第一同步信號進行觸控感測。
  10. 如請求項9所述的操作方法，其中該第一同步信號同步於一源極輸出致能信號。
  11. 如請求項9所述的操作方法，其中該同步致能信號為一第一電壓準位，該觸控面板追隨該第一同步信號進行觸控感測。
  12. 如請求項11所述的操作方法，其中控制該觸控面板是否追隨該第一同步信號進行觸控感測的步驟包括：通過該觸控驅動器根據該第一同步信號來決定該觸控面板的一感測期間與該顯示面板的一畫面更新的閒置期間同步。
  13. 如請求項12所述的操作方法，其中該同步致能信號為一第二電壓準位，該觸控面板不追隨該第一同步信號進行觸控感測，該觸控面板的該感測期間未與該顯示面板的該畫面閒置期間同步。
  14. 如請求項11所述的操作方法，其中當一觸控筆進行一般操作時，該同步致能信號為該第一電壓準位。
  15. 如請求項9所述的操作方法，其中該整合控制電路包括一主控端電路以及一時序控制器，其中產生該同步致能信號至該觸控驅動器的步驟包括：通過該時序控制器輸出該第一同步信號至該觸控驅動器與該顯示面板；通過該主控端電路根據該觸控模式信號產生一書寫致能信號至該時序控制器；通過該時序控制器根據該書寫致能信號產生該第一同步信號；以及通過該主控端電路或該時序控制器輸出該同步致能信號至該觸控驅動器。
  16. 如請求項15所述的操作方法，其中產生該同步致能信號至該觸控驅動器的步驟還包括：當該主控端電路判斷該書寫致能信號為一第三電壓準位時，通過該主控端電路輸出具有一第一電壓準位的該同步致能信號。
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