專利名稱：一種主動式觸控感測電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主動式觸控感測電路，特別是關(guān)于一種由電容、電阻以及晶體管所組成的感測電路，其系藉由一瞬間的大開電流作為感應(yīng)信號，降低功耗，增加反應(yīng)時間。
背景技術(shù)：
觸控面板的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括可攜式信息、消費及通訊產(chǎn)品、金融或商業(yè)用途、工廠自動化控制系統(tǒng)、公共信息用途等。此外，自各大廠推出智能型手機、平板計算機等熱門的觸控行動裝置后，讓使用者重新體會觸控產(chǎn)品的應(yīng)用便利性，同時在操作習(xí)慣上也產(chǎn)生另一種變化，消費性商品開始嘗試導(dǎo)入更便捷的觸控解決方案，藉以取代較易老化、故障或是進塵、腐蝕的機械式開關(guān)，平面式的配置也很容易與多數(shù)電子裝置進行設(shè)計整合，觸控面板的需求量因而大增。
此外，觸控感測單元的基本運作原理，多為實行檢測表面電容變化的機制，進行觸點的定位與壓按動作感知，當(dāng)人體部位或手指接近到感測單元的金屬導(dǎo)電片時，立即會導(dǎo)致金屬材質(zhì)的導(dǎo)電片產(chǎn)生電容值的細微變化，當(dāng)導(dǎo)電部位在金屬片上移動時，會同時改變金屬片表面的電場，進而使電容值出現(xiàn)變化，并將此些微的變化利用觸控感測單元搜集、處理回饋觸點坐標、動作形式等信息，以上即基本的觸控感測機制。而觸控感測電路更為觸控面板中主要的組件的一，其系用以偵測物體的觸點位置，以使控制系統(tǒng)得知物體實際接觸于面板上的位置，藉此以正確操控裝置。如專利前案的中華人民國共和國專利申請?zhí)柕?00405146C號，系揭露一觸控式液晶顯不器，請參考圖I與圖2,其中圖I為其液晶顯不器不意圖，而圖2為圖I液晶顯不面板的局部電路圖。圖I的液晶顯示器100包含閘極驅(qū)動器102、源極驅(qū)動器104、固定電壓單元106、判斷單元108以及液晶顯示面板110。而圖I的液晶顯示面板110包含圖2所示的復(fù)數(shù)個像素單元200以及復(fù)數(shù)個偵測電路210。圖2中的每一偵測電路210系耦接于像素單元200。需特別注意的是，圖2的偵測電路210的個數(shù)可以少于或等于像素單元200的個數(shù)，且圖2復(fù)數(shù)個偵測電路210均勻分布在圖I的液晶顯示面板110上。圖2中的每一像素單元200包含開關(guān)晶體管202、儲存電容204以及液晶電容206。而液晶電容206系由兩個所電極組成，一個電極連接到共電壓端V·，另一個電極則連接到開關(guān)晶體管202，二電極的間分布有液晶分子。當(dāng)開關(guān)晶體管202的閘極接收到掃描線Glri傳來圖I的閘極驅(qū)動器102所產(chǎn)生的掃描信號時，會經(jīng)由數(shù)據(jù)線Dn導(dǎo)通由圖I的源極驅(qū)動器104產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信號電壓予圖2的液晶電容206。而圖2的液晶電容206的液晶分子則依據(jù)共電壓端Vcom產(chǎn)生的共電壓以及數(shù)據(jù)信號電壓的電壓差產(chǎn)生不同的排列方向，以控制通過液晶分子的光線強度。且圖2的儲存電容204則用來儲存該數(shù)據(jù)信號電壓，使得液晶電容206在圖2的開關(guān)晶體管202關(guān)閉時仍能維持該數(shù)據(jù)信號電壓與共電壓的間的電壓差，而使通過液晶分子的光線強度保持固定。圖2的偵測電路210包含第一晶體管211、第二晶體管212、第三晶體管213以及一感測單元。感測單元系用來用來于一特定時段內(nèi)產(chǎn)生動態(tài)電壓于節(jié)點Y，因此在本實施例中，感測單元可為一觸控電容cv，其原理系在該特定時段內(nèi)，依據(jù)觸控電容Cv的電容值動態(tài)變化，使得觸控電容Cv輸出至節(jié)點Y為一動態(tài)電壓。然而，前述該習(xí)知的觸控式液晶顯示器必須藉額外的一閘極控制及掃描線G1-Gn的驅(qū)動，增加額外的成本。且其系以電壓作為感應(yīng)信號，并藉由感測電路的源極追隨器讀出該電壓值，其易受到組件間的變異而引響。此案系利用電容分壓概念作感測，因此，其感應(yīng)信號較微弱而難以讀取。最后，當(dāng)未觸摸時，仍有大電流通過，故其功率的消耗大，不利于大面積的觸控面板使用。綜前所述，習(xí)知觸控面板的觸控感測電路無法達到所需要求，故需發(fā)明一種具有高感測信號強度的觸控感測電路，藉此產(chǎn)生高感測信號強度且可降低讀取電路所需的成本
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種控制閘極電壓關(guān)閉時間的主動式觸控感測電路，其系可應(yīng)用于內(nèi)嵌式(In-cell)或外掛式(on-cell)觸控面板,當(dāng)電容被觸摸時,其電容值系同時改變，以使晶體管的閘極的輸入波形產(chǎn)生嚴重的阻容延遲(RC Delay)效應(yīng)，使晶體管的汲極輸出較大的一開電流，進而使此開電流極易被讀取，提高感測信號強度，降低誤判率。本發(fā)明系提供一種主動式觸控感測電路，系適用于觸控面板，此主動式觸控感測電路包含感測單元、電阻、晶體管。感測單元的第一端系連接預(yù)設(shè)固定電壓。電阻的第一端系連接感測單元的第二端，且電阻的第二端系連接于第一掃瞄線。晶體管的控制端系連接于感測單元的第二端，晶體管的輸入端系連接于第二掃瞄線，晶體管的輸出端系連接于讀取線。其中，當(dāng)物體觸摸感測單元感測單元的感測值系改變，以使控制端的一輸入波形產(chǎn)生改變，并使輸出端輸出一開電流，而藉由該讀取線傳輸開電流。本發(fā)明的感測單元系為一可變電容，其中當(dāng)物體觸摸可變電容，則改變可變電容的電容值。本發(fā)明的電阻系可以一薄膜晶體管所實現(xiàn)，且當(dāng)電容值改變時，可產(chǎn)生對應(yīng)的該輸入波形改變。本發(fā)明于輸入波形時，因該電阻以及該可變電容所產(chǎn)生的一阻容延遲(RCDelay),而使該輸入波形產(chǎn)生改變。本發(fā)明的第一掃貓線更包含第一信號，第一信號系由高電位變化至低電位，以及第二掃描線更包含第二信號，第二信號系由低電位變化至高電位。其中，第一信號與第二信號間系具有預(yù)定時間間距。


圖I所示為習(xí)知液晶顯示器示意圖；圖2所不為圖一的習(xí)知液晶顯不面板的局部電路圖；圖3A所示系顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的主動式觸控感測電路示意圖；圖3B所示為于圖3A的主動式觸控感測電路中，第一掃描線以及第二掃描線的第一信號以及第二信號的時訊圖；以及
圖4所示為圖3A的主動式觸控感測電路的量測結(jié)果。其中，附圖標記說明如下100液晶顯示器102閘極驅(qū)動器104源極驅(qū)動器106固定電壓單元108判斷單元110液晶顯示面板 200像素單元202開關(guān)晶體管204儲存電容206液晶電容211第一晶體管212第二晶體管213第三晶體管210偵測電路300主動式觸控感測電路裝置302晶體管3022晶體管的控制端3024晶體管的輸入端3026晶體管的輸出端308電阻3082電阻第一端3084電阻第二端310感測單元3102感測單元第一端3104感測單元第二端
具體實施例方式本發(fā)明的一種主動式觸控感測電路裝置，首先請參閱圖3A，圖3A系顯示根據(jù)本發(fā)明實施例的主動式觸控感測電路示意圖。于圖3A中，主動式觸控感測電路300系為適用于一觸控面板(未圖示)的觸控感測組件，其系用以偵測使用者觸摸該觸控面板的位置，以讓使用者藉由手直接觸摸顯示裝置，如智能型手機、平板計算機等，進而操控該裝置。仍請參考圖3A，主動式觸控感測電路裝置300系包含感測單元310、電阻308、以及晶體管302。感測單元310系具有第一端3102以及第二端3104。感測單元310的第一端3102系連接一預(yù)設(shè)固定電壓V_。電阻308具有第一端3082以及第二端3084。需說明的是，于本實施例中所述的主動式觸控感測電路裝置300僅以一個表示，然，此僅為示例，熟的此技藝者可知，一觸控面板(未圖示)的觸控感測組件中亦可包含復(fù)數(shù)個上述的主動式觸控感測電路300。需說明的是，本實施例中的晶體管302系為一薄膜晶體管(Thin filmtransistor, TFT)，然熟知此技藝者可知，本案的晶體管亦可為各種種類的薄膜晶體管所取代。于圖3A中，電阻308的第一端3082系連接感測單元310的第二端3104，且電阻308的第二端3084系連接于第一掃瞄線Gn_lt)晶體管302具有控制端3022、輸入端3024、以及輸出端3026。晶體管302的控制端3022系連接于感測單元310的第二端3104。晶體管302的輸入端系連接于第二掃瞄線3024。晶體管302的輸出端3026系連接于讀取線Rn，此讀取線Rn系用以讀取輸出端3026所輸出的一電流信號。需說明的是，本實施例的電阻并不限于一般的電阻組件，亦可以其它組件實現(xiàn)，如一薄膜晶體管。續(xù)請參考圖3A，第一掃瞄線Glri更包含一第一信號Sp第二掃描線Gn更包含一第二信號s2。第一信號S1系由高電位變化至低電位，第二信號S2系由低電位變化至高電位。其中，第一信號S1與第二信號S2間系具有一預(yù)定時間間距Tp，猶如圖3Β所示，用以調(diào)整確保不會因寄生電容效應(yīng)，使得在未接觸時就有電流流出。 于本實施例中，當(dāng)設(shè)置于觸控面板(未圖示)中的主動式觸控感測電路裝置300被一使用者的手指所觸摸時，感測單元310的感測值系隨的改變，以使晶體管302控制端3022的輸入波形產(chǎn)生改變,并使輸出端3026輸出一開電流I，而藉由讀取線Rn傳輸該開電流I。其中，輸入波形因電阻308以及可變電容所產(chǎn)生的一阻容延遲(RC Delay)，使輸入波形產(chǎn)生改變。于另一實施例中，主動式觸控感測電路裝置300的感測單元302系為一可變電容，其中當(dāng)使用者的手指觸摸可變電容時，則改變可變電容的電容值。此外，當(dāng)電容值改變時，則產(chǎn)生對應(yīng)的該輸入波形改變。進而改變晶體管302控制端3022所接收到的輸入波形，最終，輸出端3026系輸出一開電流I，而藉由該讀取線Rn傳輸該開電流I。請參考圖3A以及圖4所示，其中圖4系為圖3A中主動式觸控感測電路的量測結(jié)果圖。晶體管302的控制端3022(即閘極端)系與感測單元310以及電阻308連接，以形成一電阻電容低通濾波器(RC low-pass filter),使得a節(jié)點受到的電壓為經(jīng)過此低通濾波器的波形，如圖4中Va波形所示，該波形Va系接輸入晶體管302的控制端3022。第二掃描線Gn的電位為VS_,N，當(dāng)未觸摸主動式觸控感測電路裝置300時，在第二掃描線Gn的電位Vscan,N系切換至高電位時，a節(jié)點的電位Va系已由高電位切換至低電位，使晶體管保持關(guān)狀態(tài)(即低電流)。仍如圖4中，當(dāng)觸摸主動式觸控感測電路裝置300時，a節(jié)點的電位Va系受到電阻電容電路的影響，而延長切換至低電位狀態(tài)的時間，導(dǎo)致晶體管302保持關(guān)狀態(tài)(即低電流)。因此，第二掃描線Gn電位VS_,N切換至高電位的初，會產(chǎn)生一瞬間的開電流I。開電流I系藉由讀取線Rn傳輸，而被讀取。本發(fā)明的實施例中，只有在觸摸時，才有大電流的產(chǎn)生，在無觸摸時，即無電流產(chǎn)生，可使整體電路消耗較低的功耗；且瞬間的大的開電流I即作為主動式觸控感測電路300的感應(yīng)信號，故藉此可大幅降低組件變異的影響。而瞬間大電流的讀取對后端集成電路設(shè)計需求極低，因此可降低電路成本，其亦可用于大面積的觸控面板。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍內(nèi)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種主動式觸控感測電路裝置，系適用于一觸控面板，其特征在于，該主動式觸控感測電路包含 一感測單元，該感測單元的一第一端系連接一預(yù)設(shè)固定電壓； 一電阻，該電阻的一第一端系連接該感測單元的一第二端，且該電阻的一第二端系連接于一第一掃瞄線；以及 一晶體管，該晶體管的一控制端系連接于該感測單元的一第二端，該晶體管的一輸入端系連接于一第二掃瞄線，該晶體管的一輸出端系連接于一讀取線；其中，當(dāng)一物體觸摸該感測單元該感測單元的一感測值系改變，以使該控制端的一輸入波形產(chǎn)生改變，并使該輸出端輸出一開電流，而藉由該讀取線傳輸該開電流。
2.如權(quán)利要求I所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，該感測單元系為一可變電容，其中當(dāng)該物體觸摸該可變電容，則改變該可變電容的一電容值。
3.如權(quán)利要求2所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，當(dāng)該電容值改變，則產(chǎn)生對應(yīng)的該輸入波形改變。
4.如權(quán)利要求2所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，該輸入波形因該電阻以及該可變電容所產(chǎn)生的一阻容延遲(RC Delay)，使該輸入波形產(chǎn)生改變。
5.如權(quán)利要求2所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，該第一掃瞄線更包含一第一信號，該第一信號系由高電位變化至低電位，以及該第二掃描線更包含一第二信號，該第二信號系由該低電位變化至該高電位，其中，該第一信號與該第二信號間系具有一預(yù)定時間間距。
6.如權(quán)利要求I所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，該電阻系以一薄膜晶體管所實現(xiàn)。
7.如權(quán)利要求I所述的主動式觸控感測電路裝置，其特征在于，該晶體管系為一薄膜晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主動式觸控感測電路裝置，適用于一觸控面板，該主動式觸控感測電路包含感測單元、電阻、晶體管。電阻連接感測單元，且電阻連接于第一掃瞄線。晶體管的控制端連接于感測單元，晶體管的輸入端連接于第二掃瞄線，晶體管的輸出端連接于讀取線。當(dāng)一物體觸摸感測單元感測單元的感測值改變，以使控制端的輸入波形產(chǎn)生改變，并使輸出端輸出開電流，而藉由讀取線傳輸開電流。
文檔編號G06F3/044GK102778982SQ201110204839
公開日2012年11月14日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者周祿盛, 戴亞翔, 邱皓麟 申請人:宏碁股份有限公司