專利名稱：互電容觸摸屏及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏領(lǐng)域，具體地講，涉及一種提高了靈敏度的互電容觸摸屏及其 驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
在觸摸屏技術(shù)中，電容式觸摸屏相比電阻式觸摸屏具有壽命長，透光率高，可以支 持多點(diǎn)觸摸等優(yōu)點(diǎn)。而互電容感應(yīng)觸摸屏是電容式觸摸屏中一種新興的技術(shù)，它不但可以 實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸摸，還對噪聲和對地寄生電容有很好的抑制作用，因此已經(jīng)成為各電容 式觸摸屏芯片廠商主攻的方向。如圖1和圖2所示，傳統(tǒng)的互電容觸摸屏包括下基板9，所述下基板9上形成有 驅(qū)動(dòng)線層(材料為氧化錫銦)10，所述驅(qū)動(dòng)線層10包括至少一條驅(qū)動(dòng)線2，所述驅(qū)動(dòng)線2由
若干相互平行的驅(qū)動(dòng)電極2a，2b......2h組成，所述驅(qū)動(dòng)電極層10上具有絕緣介質(zhì)11，所
述絕緣介質(zhì)11的另一面上形成有感應(yīng)線層12，所述感應(yīng)線層12包括至少一條感應(yīng)線5，所
述感應(yīng)線5由若干相互平行的感應(yīng)電極5a，5b......5i組成，所述感應(yīng)線層12上形成有保
護(hù)層13，所述驅(qū)動(dòng)電極2a，2b......2h和所述感應(yīng)電極5a，5b......5i相互垂直，所述傳統(tǒng)
的互電容觸摸屏還包括交流驅(qū)動(dòng)電源1，所述交流驅(qū)動(dòng)電源1用以向所述驅(qū)動(dòng)線提供信號(hào)； 如圖2所示，每一根所述感應(yīng)線5通過一個(gè)數(shù)字開關(guān)17連接到檢測單元16。圖3所示為所述傳統(tǒng)的互電容觸摸屏的等效電路。如圖3所示，所述交流驅(qū)動(dòng)電 源1連接所述驅(qū)動(dòng)線2，一定長度的所述驅(qū)動(dòng)線2等效成一個(gè)電阻，所述驅(qū)動(dòng)電極和所述感 應(yīng)電極在交叉點(diǎn)形成互電容4，當(dāng)有觸摸時(shí)，所述互電容4的值會(huì)發(fā)生變化，另外，所述驅(qū)動(dòng) 電極和所述感應(yīng)電極也分別存在對地寄生電容3，由于感應(yīng)線5上的感應(yīng)信號(hào)比較小，所以 一般還會(huì)在每條感應(yīng)線5的一端連接一個(gè)放大器6用以放大信號(hào)，然后通過輸出端8輸出 輸出信號(hào)Vout。所述傳統(tǒng)的互電容觸摸屏的檢測方式為依次掃描每一根驅(qū)動(dòng)線2，即在每根驅(qū) 動(dòng)線2上依次施加驅(qū)動(dòng)電壓14，同時(shí)其余的驅(qū)動(dòng)線接地15，而檢測端每根感應(yīng)線5都通過 一個(gè)數(shù)字開關(guān)17接到檢測單元16，由數(shù)字開關(guān)17控制每一根感應(yīng)線5連接到檢測單元16 從而檢測出每一根感應(yīng)線5上的信號(hào)。由于手指是一種導(dǎo)體，當(dāng)手指觸摸到觸摸屏表面時(shí)，觸摸位置處的互電容4就由 于手指的電容感應(yīng)效應(yīng)發(fā)生了變化。這一變化可以被檢測單元16檢測出來，從而判斷出是 否有手指觸摸以及在什么位置觸摸。當(dāng)對地寄生電容3比較大時(shí)，互電容4的變化仍然可 以對檢測電路6處的信號(hào)產(chǎn)生較大的影響，檢測信號(hào)6由于互電容4變化所產(chǎn)生的變化并 不受寄生電容3變大的影響。因此互電容檢測原理對于對地寄生電容有較強(qiáng)抑制作用。同 樣，這一原理對于耦合的噪聲也有較好的抑制作用。盡管互電容觸摸屏對寄生電容3具有很強(qiáng)的抑制作用。但當(dāng)寄生電容3很大時(shí)， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的變形。驅(qū)動(dòng)脈沖的變形會(huì)對檢測信號(hào)產(chǎn)生兩方面不利影響首先是 會(huì)使檢測信號(hào)嚴(yán)重衰減，其次是若采用電荷采集的方式檢測觸摸信號(hào)，驅(qū)動(dòng)脈沖的變形會(huì)使采集的電荷一直變化，從而難以進(jìn)行檢測。圖4a至圖6b說明了驅(qū)動(dòng)脈沖的變形造成的 上述不利影響。脈沖變形主要是由電阻電容的時(shí)間延遲(RC延遲)造成的，在圖4a和圖4b中，從 所述驅(qū)動(dòng)線2上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)18測得驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在圖5a和圖5b中，從所述感應(yīng)線5上 的感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)19測得感應(yīng)信號(hào)。由于RC(R表示電阻，C表示電容)延遲不同，交流驅(qū)動(dòng) 電源1施加的驅(qū)動(dòng)電壓14分別為驅(qū)動(dòng)方波Ia和Ib時(shí)，在驅(qū)動(dòng)線2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)18處 會(huì)分別變形成為波形18a和18b。當(dāng)驅(qū)動(dòng)線2和感應(yīng)線5上的電阻均為1千歐姆、驅(qū)動(dòng)線2 上的寄生電容為300pF、感應(yīng)線5上的寄生電容為40pF、互電容為1. 4pF的情況，驅(qū)動(dòng)信號(hào) 節(jié)點(diǎn)18處的波形由驅(qū)動(dòng)方波Ia變形為波形18a;當(dāng)驅(qū)動(dòng)線2上的電阻為10千歐姆、感應(yīng)線 5上的電阻為15千歐姆、驅(qū)動(dòng)線2上的寄生電容為900pF、感應(yīng)線5上的寄生電容為40pF、 互電容為1. 4pF的情況，驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)18處的波形由驅(qū)動(dòng)方波Ib變形為波形18b。其中， 圖4a和圖4b中，各個(gè)波形的周期均為16微秒(μ s)，所述驅(qū)動(dòng)方波la，lb的峰值為正負(fù) 18伏(V)。波形18a和18b上升到各自幅值的0.632倍所需的時(shí)間就是RC的乘積。圖4a 顯示了 RC延遲較小的情況，而圖4b顯示了 RC延遲較大的情況，從圖4a和圖4b可知，當(dāng)寄 生電容較大時(shí)，RC延遲較大，波形18a和18b上升速度較慢。在圖4b中，可以看出，由于RC 延遲，驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)18處的波形18b還沒有上升到最大值，就因?yàn)轵?qū)動(dòng)方波Ib的下降沿到 來從而開始下降。因此驅(qū)動(dòng)線2上的波形18b無法達(dá)到最大值，從而降低了輸出端8輸出 的輸出信號(hào)Vout。此時(shí)波形18a的峰值仍為正負(fù)18伏，而波形18b穩(wěn)定后的峰值約8伏。圖5a和圖5b示出了感應(yīng)線5上感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)19處兩種情況的波形19a和19b， 其中，圖5a對應(yīng)圖4a所示的情況，圖5b對應(yīng)圖4b所示的情況。圖5a和圖5b各個(gè)波形周 期也均為16微秒。驅(qū)動(dòng)線2上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形18a和18b經(jīng)過了互電容4的高通作用， 在感應(yīng)線5上產(chǎn)生了感應(yīng)信號(hào)，所述感應(yīng)信號(hào)的波形為波形19a和19b，感應(yīng)信號(hào)的波形的 強(qiáng)弱同驅(qū)動(dòng)線上的波形18a和18b有關(guān)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)處的波形18a和18b的減小同樣也 會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)19a和19b的減小。圖5a中，波形19a顯示了 RC延遲較小的情況，而 圖5b中，波形19b顯示了 RC延遲較大的情況。波形19a的峰值約為正負(fù)350毫伏(mV)，波 形19b的峰值約為50毫伏。圖6a和圖6b示出了波形19a和19b經(jīng)過放大器6之后的輸出端8輸出的輸出信 號(hào)Vout的波形8a和Sb。其中，圖6a對應(yīng)圖4a所示的情況，圖6b對應(yīng)圖4b所示的情況。 圖6a和圖6b各個(gè)波形周期也均為16微秒。事實(shí)上，這一輸出電壓實(shí)際上就是感應(yīng)線信號(hào) 的波形19a、19b的積分信號(hào)。因此，由于RC延遲造成的信號(hào)減小現(xiàn)象同樣在輸出電壓上體 現(xiàn)出來。圖6a中，波形8a顯示了 RC延遲較小的情況，而圖6b中，波形8b顯示了 RC延遲較 大的情況。波形8a的峰值為0到-1伏，峰峰值1伏，波形8b的峰值為約-300毫伏到-700 毫伏，峰峰值約為400毫伏。所述峰峰值是指波形最大正相值與最大負(fù)向值之間的差值。另外由于各個(gè)波形18b、19b的變形，波形8b的幅值一直在改變，因此相比波形8a， 波形8b更加難以被檢測出來，也就是說，觸摸以及觸摸的位置較難被檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決由于RC延遲造成的波形變形，尤其是在寄生電容很大的情 況下，感應(yīng)信號(hào)的波形較小而且不穩(wěn)定，從而波形不容易被檢測到，觸摸屏的靈敏度低的問題。為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種互電容觸摸屏，所述互電容觸摸屏 包括絕緣層；驅(qū)動(dòng)線層，位于所述絕緣層的第一表面，所述驅(qū)動(dòng)線層包括至少兩條驅(qū)動(dòng)線；感應(yīng)線層，位于所述絕緣層的第二表面，所述感應(yīng)線層包括至少兩條感應(yīng)線；其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元，向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一正向恒定電流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下 降階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電流?？蛇x的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元通過第一開關(guān)單元向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)?？蛇x的，所述第一開關(guān)單元為單刀多擲開關(guān)。可選的，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元還包括第一正電壓源和第二正電壓源，或第一負(fù)電壓 源和第二負(fù)電壓源?？蛇x的，所述的互電容觸摸屏還包括感應(yīng)信號(hào)單元，所述感應(yīng)信號(hào)單元向所述感 應(yīng)線提供感應(yīng)信號(hào)，在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向所述感應(yīng)線提供第二正向 恒定電流；在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng)線提供第二反向恒定電流。可選的，所述感應(yīng)線包括第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端。可選的，所述第二正向恒定電流源包括兩個(gè)連接端，向所述感應(yīng)線提供第二正向 恒定電流時(shí)，所述第二正向恒定電流源的兩個(gè)連接端分別連接所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和 第二感應(yīng)信號(hào)輸入端?？蛇x的，所述第二反向恒定電流源包括兩個(gè)連接端，向所述感應(yīng)線提供第二反向 恒定電流時(shí)，所述第二反向恒定電流源的兩個(gè)連接端分別連接所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和 第二感應(yīng)信號(hào)輸入端?？蛇x的，所述感應(yīng)信號(hào)單元還包括第三正向恒定電流源和第三反向恒定電流源， 在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向所述感應(yīng)線提供第三正向恒定電流；在所述感 應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng)線提供第三反向恒定電流?？蛇x的，所述感應(yīng)線還包括第三感應(yīng)信號(hào)輸入端和第四感應(yīng)信號(hào)輸入端，所述第 三感應(yīng)信號(hào)輸入端通過開關(guān)和所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端連接，所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端通 過另一開關(guān)和所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端連接?？蛇x的，所述第二正向恒定電流和所述第三正向恒定電流相同，所述第二反向恒 定電流和所述第三反向恒定電流相同?？蛇x的，所述第二正向恒定電流和所述第二反向恒定電流幅值大小相等?？蛇x的，所述第二正向恒定電流源、所述第二反向恒定電流源、所述第三正向恒定 電流源和所述第三反向恒定電流源各包括一個(gè)連接端，通過開關(guān)和所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入 端或所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端連接。本發(fā)明還提供了一種互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟Sl 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元向至少一條所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 波形的上升階段，所述驅(qū)動(dòng)線獲得第一正向恒定電流，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段， 所述驅(qū)動(dòng)線獲得第一反向恒定電流；
S2 接收所述感應(yīng)線上的感應(yīng)信號(hào)。優(yōu)選的，在所述步驟Sl還包括由感應(yīng)信號(hào)單元向所述感應(yīng)線提供感應(yīng)信號(hào)，在 所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向所述感應(yīng)線提供第二正向恒定電流，在所述感應(yīng) 信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng)線提供第二反向恒定電流。本發(fā)明的所述互電容觸摸屏以及互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，由于所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單 元，向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第 一正向恒定電流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電 流。因此能夠降低由于RC延遲造成的波形變形，使得即使寄生電容很大，仍能得到較大的 檢測信號(hào)并且使檢測信號(hào)較穩(wěn)定從而使它更容易被檢測到，提高觸摸屏的靈敏度。


圖1示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)線層和感應(yīng)線層的平面結(jié)構(gòu)及連接方式 示意圖。圖3示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏的等效電路原理圖。圖4a和圖4b示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏中驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)的波形。圖5a和圖5b示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏中感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)的波形。圖6a和圖6b示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏中輸出端輸出的輸出信號(hào)Vout的波形。圖7a和圖7b進(jìn)一步示出了傳統(tǒng)的互電容觸摸屏中驅(qū)動(dòng)線和感應(yīng)線上信號(hào)變形。圖8是根據(jù)本發(fā)明的互電容觸摸屏一優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的互電容觸摸屏另一優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖。圖10示出了本發(fā)明互電容觸摸屏較佳實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)線、感應(yīng)線和輸出端的電壓 波形。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容以及解決的技術(shù)問題和技術(shù)效果更加清楚易懂，下面結(jié) 合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明并不限于附圖和所描述的實(shí)施 方式。為了說明本發(fā)明實(shí)施方式的工作原理，將傳統(tǒng)互電容模型(圖3)中的驅(qū)動(dòng)線電壓 18和感應(yīng)線電壓19作一次說明。圖7a和圖7b為一般情況下驅(qū)動(dòng)線電壓18和感應(yīng)線電壓 19的波形示意圖。在圖7a和圖7b中，橫軸為時(shí)間，縱軸為電壓。結(jié)合圖3所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電 源1向驅(qū)動(dòng)線2輸入方波時(shí)，驅(qū)動(dòng)線2上的波形由于RC延遲而變形，驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)18處的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形如圖7a所示，從而使感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)19處的感應(yīng)信號(hào)的波形變成如圖7b所 示。圖7b中感應(yīng)信號(hào)的波形的正向階段可以分為兩個(gè)階段正向上升階段20和正向下降 階段21。正向上升階段20主要由圖7a中波形的上升速度決定，而正向下降階段21主要由 感應(yīng)線5上的電阻及寄生電容決定。由圖7b可知，感應(yīng)線5上的信號(hào)衰減很嚴(yán)重，不利于觸 摸信號(hào)的檢測。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的感應(yīng)線5上的信號(hào)嚴(yán)重衰減的問題，需要將驅(qū)動(dòng)線2 上的電壓迅速升高到驅(qū)動(dòng)脈沖的高電平，而為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的檢測信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致難 以檢測的問題，需要將感應(yīng)線5上的信號(hào)迅速從高電平拉低到接近零，從而使積分的結(jié)果
7(輸出電壓)可以較長時(shí)間保持在一個(gè)電位上。對此本發(fā)明的互電容觸摸屏以及互電容觸 摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，由于具有驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元，向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一正向恒定電流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階 段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電流。因此能夠降低由于RC延遲造成的波形變形，使 得即使寄生電容很大，仍能得到較大的檢測信號(hào)并且使檢測信號(hào)較穩(wěn)定從而使它更容易被 檢測到，提高觸摸屏的靈敏度。根據(jù)本發(fā)明的互電容觸摸屏包括絕緣層(未圖示)；驅(qū)動(dòng)線層(未圖示)，位于所 述絕緣層的第一表面，所述驅(qū)動(dòng)線層包括至少兩條驅(qū)動(dòng)線；感應(yīng)線層(未圖示)，位于所述 絕緣層的第二表面，所述感應(yīng)線層包括至少兩條感應(yīng)線；以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元，向所述驅(qū)動(dòng) 線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一正向恒定電 流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電流。其中，所述 絕緣層、驅(qū)動(dòng)線層、感應(yīng)線層可以與現(xiàn)有技術(shù)的位置、形狀、材料等相同，也可以和其他現(xiàn)有 的互電容觸摸屏相同。在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段和下降階段分別提供第一正向恒定電流和第 一反向恒定電流可以使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形迅速升高到驅(qū)動(dòng)脈沖的高電平，從而減少感應(yīng)信號(hào) 的衰減問題。實(shí)施例一圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的互電容觸摸屏一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電路原理圖。如圖8所 示，本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20通過第一開關(guān)單元26向所述驅(qū)動(dòng)線2提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述 感應(yīng)線5包括第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502、以及第三感應(yīng)信號(hào)輸 入端503和第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504，所述感應(yīng)信號(hào)單元50通過所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端 501和所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502向所述感應(yīng)線5輸入信號(hào)；所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20包括 第一正向恒定電流源22、第一反向恒定電流源23、第一正電壓源Vd 24、第二正電壓源25， 其中，所述第一正電壓源Vd24和第二正電壓源25可以用第一負(fù)電壓源和第二負(fù)電壓源代 替；所述感應(yīng)信號(hào)單元50包括第二正向恒定電流源29、第二反向恒定電流源30、第三正 向恒定電流源30、第三反向恒定電流源40。 所述驅(qū)動(dòng)線2通過第一開關(guān)單元26選擇性地與第一正向恒定電流源22、第一反向 恒定電流源23、第一正電壓源Vd 24、第二正電壓源25接通；所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501 可以選擇性的與所述第二正向恒定電流源29、第二反向恒定電流源30以及第三感應(yīng)信號(hào) 輸入端503接通；所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502可以選擇性的與所述第三正向恒定電流源 39、第三反向恒定電流源40以及第四感應(yīng)信號(hào)輸入504端接通。在圖8、圖9中所示的互電容觸摸屏中，參數(shù)取值為驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20的一個(gè)周期 為6微秒(μ s)、驅(qū)動(dòng)線2上的電阻為25千歐、驅(qū)動(dòng)線2上的寄生電容為3000pF、感應(yīng)線5 上的電阻為30千歐、感應(yīng)線5上寄生電容為30pF、未觸摸時(shí)互電容4為0. 6pF、觸摸時(shí)互電 容4為0. 4pF、檢測放大器34的電容為50pF、第一正向恒定電流和第一反向恒定電流的幅 值均為44毫安、第二正向恒定電流和第二反向恒定電流以及第三正向恒定電流和第三反 向恒定電流的幅值均為6. 1微安、檢測信號(hào)放大器的輸出的最大幅值為75毫伏((mV))、第 一正電壓為15伏(V)、第二正電壓為0伏.如圖10所示，在驅(qū)動(dòng)電壓14的一個(gè)周期中，可以將驅(qū)動(dòng)線2上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)21處的波形221劃分為101 106六個(gè)時(shí)段，相應(yīng)的，感應(yīng)線5上的感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)51處的波 形以及輸出端35處的輸出電壓波形也被劃分成相應(yīng)的六個(gè)時(shí)段在時(shí)段101，對應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段，也即感應(yīng)信號(hào)波形的正向上升階 段，所述第一開關(guān)單元26連接到第一正向恒定電流源22，所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501連 接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述第四感應(yīng)信號(hào)輸 入端504，從而使所述感應(yīng)線5和檢測放大器34連通；優(yōu)選的，所述檢測放大器34為電荷 放大器。在時(shí)段102，對應(yīng)感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，所述第一開關(guān)單元26連接到 所述第一正電壓源Vd 24，所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第二正向恒定電流源29， 所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述第三正向恒定電流源39 ；在時(shí)段103，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第一正向恒定電流源22，所述第一 感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接 所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504，從而使所述感應(yīng)線5和所述檢測放大器34連通；在時(shí)段104，對應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，也即感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階 段，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第一反向恒定電流源23，所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端 501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述第四感應(yīng)信 號(hào)輸入端504，從而使所述感應(yīng)線5和所述檢測放大器34連通；在時(shí)段105，對應(yīng)感應(yīng)信號(hào)的波形的反向下降階段，所述第一開關(guān)單元26連接到 所述第二正電壓源25，所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第二反向恒定電流源30，所 述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述第三反向恒定電流源40 ；在時(shí)段106，所述第一開關(guān)單元26仍然連接到所述第一反向恒定電流源23，所述 第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502 連接所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504，從而使所述感應(yīng)線5和所述檢測放大器34連通；對應(yīng)以上六個(gè)時(shí)段，所述感應(yīng)線5上的感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)51處的波形551、輸出端35 處的輸出電壓波形如圖10所示。以上實(shí)施例為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，可選的，在時(shí)段102和時(shí)段105，可以用第一 負(fù)電壓源代替第一正電壓源，用第二負(fù)電壓源代替第二正電壓源。如前所述，圖7b中的波形的上升階段20主要由圖7a中波形的上升速度決定，即 感應(yīng)線5上感應(yīng)信號(hào)的波形的上升階段的速度由驅(qū)動(dòng)線2上驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升速度決 定，所以，在時(shí)段101和時(shí)段104，使驅(qū)動(dòng)線2分別連接第一正向恒定電流源22和第一反向 恒定電流源23，有利于感應(yīng)線上感應(yīng)信號(hào)的波形的上升。這樣，可以有效降低感應(yīng)線5上的 信號(hào)衰減，有利于觸摸信號(hào)的檢測。優(yōu)選的，第一正向恒定電流源22提供第一正向恒定電流，第一反向恒定定電流源 23提供第一反向恒定電流，所述第一正向恒定電流和所述第一反向恒定電流的幅值相等。 這樣，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升等于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降，從而，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)對感應(yīng)信號(hào)的 影響也是對稱的，即驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升引起的感應(yīng)信號(hào)的波形的正向上升、和驅(qū)動(dòng)信 號(hào)的波形的下降引起的感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升是等效的。如前所述，圖7b中的波形的下降階段21主要由感應(yīng)線5上的電容及電阻決定， 因此，在時(shí)段102和時(shí)段105，分別使驅(qū)動(dòng)線2連接恒定電壓源(第一正電壓源和第二正電壓源，或第一負(fù)電壓源和第二負(fù)電壓源)，而使感應(yīng)線5連接恒定電流源(具體連接見時(shí)段 102和時(shí)段105所述)，從而使感應(yīng)線5上的信號(hào)迅速從高電平下降到零。這樣，可以使輸 出端35的電壓可以較長時(shí)間的保持在一個(gè)電位上，有利于觸摸信號(hào)的檢測。優(yōu)選的，所述第二正向恒定電流源29和所述第三正向恒定電流源相同39，所述第 二反向恒定電流源30和所述第三反向恒定電流源相同40，所述第二正向恒定電流源29提 供的第二正向恒定電流與所述第二反向恒定電流源提供的第二反向恒定電流的幅值相等， 所述第三正向恒定電流源39提供的第三正向恒定電流和所述第三反向恒定電流源40提供 的第三反向恒定電流的幅值相等。這樣，所述驅(qū)動(dòng)線2上的驅(qū)動(dòng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)21處的波形221、 所述感應(yīng)線5上的感應(yīng)信號(hào)節(jié)點(diǎn)51處的波形551、輸出端35處的輸出電壓波形，在各自前 半周期的變化和后各自半周期的變化是對稱的。如圖10所示，其中關(guān)于波形221，橫軸為時(shí)間以微秒為單位，縱軸為電壓以伏為單 位；關(guān)于波形551，橫軸為時(shí)間以微秒為單位，縱軸為電壓以微伏為單位；關(guān)于輸出端35處 的輸出電壓波形，橫軸為時(shí)間以微秒為單位，縱軸為電壓以微伏為單位。所述波形221、551 以及輸出端波形的周期均為6微秒，波形221峰值15伏，波形551峰值約100毫伏，輸出端 波形峰值約50毫伏。實(shí)施例二在時(shí)段101，所述第一開關(guān)單元26連接到第一正向恒定電流源22，所述第一感應(yīng) 信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述 第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504;在時(shí)段102，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第一正電壓源Vd 24，所述第一感應(yīng) 信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述 第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504;在時(shí)段103，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第一正向恒定電流源22，所述第一 感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接 所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504 ；在時(shí)段104，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第一反向恒定電流源23，所述第一 感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接 所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504 ；在時(shí)段105，所述第一開關(guān)單元26連接到所述第二正電壓源25，所述第一感應(yīng)信 號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502連接所述第 四感應(yīng)信號(hào)輸入端504 ；在時(shí)段106，所述第一開關(guān)單元26仍然連接到所述第一反向恒定電流源23，所述 第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501連接所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端503，所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502 連接所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端504 ；本實(shí)施例中，所述感應(yīng)信號(hào)單元50向所述感應(yīng)線5提供的感應(yīng)信號(hào)是零，而所述 驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20向所述驅(qū)動(dòng)線2提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同實(shí)施例一，各個(gè)信號(hào)的作用也同實(shí)施例 一相同。實(shí)施例三在本實(shí)施例中，所述感應(yīng)信號(hào)單元50向所述感應(yīng)線5提供的感應(yīng)信號(hào)同實(shí)施例一，而所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20向所述驅(qū)動(dòng)線2提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電壓14，各 個(gè)信號(hào)的作用也與實(shí)施例一相同。實(shí)施例四如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同主要是所述感應(yīng)信號(hào)單元50與所述感 應(yīng)線5的連接方式，其他方面，如各個(gè)時(shí)段中，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20與所述感應(yīng)信號(hào)單元分 別施加給所述驅(qū)動(dòng)線2和感應(yīng)線5的信號(hào)是相同的，各個(gè)信號(hào)的作用也是相同的。本實(shí)施例的所述第二正向恒定電流源29和第二反向恒定電流源30均包括兩個(gè)連 接端，所述兩個(gè)連接端對應(yīng)第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502。本實(shí)施例中的所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端501和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端502可以彼此 連接。實(shí)施例五本發(fā)明還提供了一種互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟Sl 所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元向至少一條所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的 波形的上升階段，所述驅(qū)動(dòng)線獲得第一正向恒定電流，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段， 所述驅(qū)動(dòng)線獲得第一反向恒定電流；S2 接收所述感應(yīng)線上的感應(yīng)信號(hào)。優(yōu)選的，在所述步驟Sl還包括由感應(yīng)信號(hào)單元向所述感應(yīng)線提供感應(yīng)信號(hào)，在 所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向所述感應(yīng)線提供第二正向恒定電流，在所述感應(yīng) 信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng)線提供第二反向恒定電流。下面參照圖10進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法及所實(shí)現(xiàn)的效^ ο從圖10中可以看出，通過利用本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20和感應(yīng)信號(hào)單元50，最后 的輸出端35的輸出電壓不會(huì)因?yàn)檩^大的寄生電容而發(fā)生變形，仍然可以達(dá)到最大電壓值 以及擁有一段較平緩的波形從而便于檢測。這樣就降低了寄生電容造成的驅(qū)動(dòng)脈沖波形的 變形，解決了信號(hào)檢測困難的問題。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元20和感應(yīng)信號(hào)單元50主要利用了電流源，從而通過電流 源像泵一樣抽放電荷使由于寄生電容影響的電壓上升和下降速度提高，從而改善了波形的 變形，克服了驅(qū)動(dòng)信號(hào)變形對信號(hào)檢測所產(chǎn)生的不利影響，提高了觸摸屏的靈敏度。本發(fā)明的互電容觸摸屏可以應(yīng)用于液晶顯示器，也可以應(yīng)用于有機(jī)發(fā)光二極管顯 示器，或者電子紙等現(xiàn)，只要滿足觸摸時(shí)與未觸摸時(shí)互電容發(fā)生變化即可。本說明書中所描述的只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案 而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員依本發(fā)明所公開的內(nèi)容通過邏輯分析、推理 或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種互電容觸摸屏，所述互電容觸摸屏包括絕緣層；驅(qū)動(dòng)線層，位于所述絕緣層的第一表面，所述驅(qū)動(dòng)線層包括至少兩條驅(qū)動(dòng)線；感應(yīng)線層，位于所述絕緣層的第二表面，所述感應(yīng)線層包括至少兩條感應(yīng)線；其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元，向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一正向恒定電流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元通過第一開 關(guān)單元向所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第一開關(guān)單元為單刀多擲 開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元還包括第一 正電壓源和第二正電壓源，或第一負(fù)電壓源和第二負(fù)電壓源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的互電容觸摸屏，其特征在于，還包括感應(yīng)信號(hào)單元，所 述感應(yīng)信號(hào)單元向所述感應(yīng)線提供感應(yīng)信號(hào)，在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向 所述感應(yīng)線提供第二正向恒定電流；在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng) 線提供第二反向恒定電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述感應(yīng)線包括第一感應(yīng)信號(hào) 輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第二正向恒定電流源包括 兩個(gè)連接端，向所述感應(yīng)線提供第二正向恒定電流時(shí)，所述第二正向恒定電流源的兩個(gè)連 接端分別連接所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第二反向恒定電流源包括 兩個(gè)連接端，向所述感應(yīng)線提供第二反向恒定電流時(shí)，所述第二反向恒定電流源的兩個(gè)連 接端分別連接所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端和第二感應(yīng)信號(hào)輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述感應(yīng)信號(hào)單元還包括第三 正向恒定電流源和第三反向恒定電流源，在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階段，向所述 感應(yīng)線提供第三正向恒定電流；在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述感應(yīng)線提 供第三反向恒定電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述感應(yīng)線還包括第三感應(yīng)信 號(hào)輸入端和第四感應(yīng)信號(hào)輸入端，所述第三感應(yīng)信號(hào)輸入端通過開關(guān)和所述第一感應(yīng)信號(hào) 輸入端連接，所述第四感應(yīng)信號(hào)輸入端通過另一開關(guān)和所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第二正向恒定電流和所述 第三正向恒定電流相同，所述第二反向恒定電流和所述第三反向恒定電流相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第二正向恒定電流和所 述第二反向恒定電流幅值大小相等。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的互電容觸摸屏，其特征在于，所述第二正向恒定電流源、所 述第二反向恒定電流源、所述第三正向恒定電流源和所述第三反向恒定電流源各包括一個(gè) 連接端，通過開關(guān)和所述第一感應(yīng)信號(hào)輸入端或所述第二感應(yīng)信號(hào)輸入端連接。2
14.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，包括步驟51所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元向至少一條所述驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形 的上升階段，所述驅(qū)動(dòng)線獲得第一正向恒定電流，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，所述 驅(qū)動(dòng)線獲得第一反向恒定電流；52接收所述感應(yīng)線上的感應(yīng)信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的互電容觸摸屏的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在所述步驟Sl還 包括由感應(yīng)信號(hào)單元向所述感應(yīng)線提供感應(yīng)信號(hào)，在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的正向下降階 段，向所述感應(yīng)線提供第二正向恒定電流，在所述感應(yīng)信號(hào)的波形的反向上升階段，向所述 感應(yīng)線提供第二反向恒定電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種互電容觸摸屏及其驅(qū)動(dòng)方法，所述互電容觸摸屏相對于現(xiàn)有技術(shù)增加了驅(qū)動(dòng)信號(hào)單元，其向驅(qū)動(dòng)線提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的上升階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一正向恒定電流；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的下降階段，向所述驅(qū)動(dòng)線提供第一反向恒定電流。本發(fā)明有效降低了RC延遲造成的波形變形，即使寄生電容很大，檢測信號(hào)也較大并且更容易被檢測到，從而提高了觸摸屏的靈敏度。
文檔編號(hào)G06F3/044GK101957697SQ20091005760
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者邱承彬, 陳悅 申請人:上海天馬微電子有限公司