電容式觸控感測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電容式觸控感測裝置，該觸控感測裝置包括：觸摸面板，觸摸面板包括基本布置成矩陣形式的多個第一電極和基本布置成矩陣形式的多個第二電極；和感測信號控制單元，感測信號控制單元連接到觸摸面板，其中，感測信號控制單元包括第一開關(guān)塊，并且第一開關(guān)塊連接于與第一電極連接的多個第一信號線與交叉于第一信號線的多個第一跡線之間。
【專利說明】電容式觸控感測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明的示例性實施方式涉及電容式觸控感測裝置及其驅(qū)動方法。

【背景技術(shù)】
[0002]例如，通常使用各種輸入裝置來執(zhí)行顯示器(例如，液晶顯示器和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器、便攜式傳輸裝置、其他信息處理裝置等)的功能。最近，已經(jīng)廣泛應(yīng)用包括觸控感測裝置的輸入裝置。
[0003]觸控感測裝置通常包括觸摸傳感器和控制單元。觸摸傳感器可被分類為各種類型，諸如，以電阻類型、電容類型、電磁類型(“EM”)以及光學(xué)類型為例。
[0004]電容式觸摸傳感器通常包括感測電容器，該感測電容器包括接收感測信號并且檢測導(dǎo)體(諸如手指)靠近觸摸傳感器時產(chǎn)生的感測電容器的電容變化的多個感測電極，從而例如檢測觸摸的發(fā)生和位置。
[0005]觸摸傳感器可設(shè)置在觸摸面板內(nèi)，該觸摸面板可附接在顯示器上(例如，擴(kuò)展單元式)、可設(shè)置在顯示器的基板外部(例如，單元上式)、或者可設(shè)置在顯示器內(nèi)部(例如，嵌入單元式)。包括觸摸傳感器的顯示器對用戶的手指、觸摸筆等在屏幕上的觸摸以及關(guān)于觸摸位置的信息進(jìn)行檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的示例性實施方式涉及一種包括具有簡單堆棧結(jié)構(gòu)的觸摸面板的觸控感測裝置。
[0007]在這種實施方式中，自由限定或者控制觸摸面板中多個感測電極之間的連接，以允許在觸控感測裝置的各種狀態(tài)和使用環(huán)境下高效地操作。
[0008]在這種實施方式中，觸控感測裝置通過用于自由地控制感測電極之間的斷開從而使得感測電極形成互感測電容器或者自感測電容器的各種方法，來感測其上的觸摸。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，觸控感測裝置包括:觸摸面板，該觸摸面板包括基本布置成矩陣形式的多個第一電極和基本布置成矩陣形式的多個第二電極；以及感測信號控制單元，該感測信號控制單元連接到觸摸面板，其中，感測信號控制單元包括第一開關(guān)塊，其中，第一開關(guān)塊包括連接于多個第一信號線與和第一信號線交叉的多個第一跡線之間的多個第一開關(guān)，其中所述多個第一信號線連接到第一電極。
[0010]在示例性實施方式中，部分第一信號線可通過第一開關(guān)塊中短路的第一開關(guān)而彼此連接。
[0011]在示例性實施方式中，第二電極中設(shè)置在同一列或者同一行內(nèi)的部分第二電極可通過觸摸面板中的連接器彼此連接。
[0012]在不例性實施方式中，與第一電極中設(shè)置在同一行或者同一列內(nèi)的第一電極連接的部分第一信號線可通過第一開關(guān)塊中短路的第一開關(guān)而彼此連接。
[0013]在示例性實施方式中，第一電極中的第一電極和第二電極中的第二電極中的一個可從感測信號控制單元接收感測輸入信號，并且該第一電極和該第二電極中的另一個可將感測輸出信號輸出給感測信號控制單元。
[0014]在不例性實施方式中，第一電極和第二電極可彼此相鄰，并且第一電極和第二電極可形成互感測電容器。
[0015]在示例性實施方式中，第一信號線可通過在第一開關(guān)塊中短路的第一開關(guān)而分別連接至彼此不同的第一跡線。
[0016]在示例性實施方式中，感測信號控制單元可進(jìn)一步包括第二開關(guān)塊，并且第二開關(guān)塊可包括多個第二開關(guān)，所述多個第二開關(guān)連接于連接到第二電極的多個第二信號線與和第二信號線交叉的多個第二跡線之間。
[0017]在示例性實施方式中，部分第二信號線可通過在第二開關(guān)塊中短路的第二開關(guān)而彼此連接。
[0018]在不例性實施方式中，與第一電極中設(shè)置在同一行或者同一列內(nèi)的第一電極連接的部分第一信號線可通過在第一開關(guān)塊中短路的第一開關(guān)而彼此連接。
[0019]在示例性實施方式中，與第二電極中設(shè)置在同一行或者同一列內(nèi)的第二電極連接的部分第二信號線可通過在第二開關(guān)塊中短路的第二開關(guān)而彼此連接。
[0020]在示例性實施方式中，第一電極中的第一電極和第二電極中的第二電極中的一個可接收感測輸入信號，并且第一電極和第二電極中的另一個可輸出感測輸出信號。
[0021]在示例性實施方式中，第一信號線可通過第一開關(guān)塊中短路的第一開關(guān)分別連接至彼此不同的第一跡線。
[0022]在示例性實施方式中，第二信號線可通過第二開關(guān)塊中短路的第二開關(guān)分別連接至彼此不同的第二跡線。
[0023]在不例性實施方式中,第一電極和第二電極中的每一個可接收感測輸入信號并且輸出感測輸出信號。
[0024]在示例性實施方式中，第一電極和第二電極中的每一個可形成自感測電容器。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，觸控感測裝置包括具有簡單堆棧結(jié)構(gòu)的觸摸面板。在這種實施方式中，基于觸控感測裝置的狀態(tài)和使用環(huán)境自由地限定感測電極之間的連接。在這種實施方式中，觸控感測裝置通過用于自由限定感測電極之間的斷開從而允許感測電極自由地形成互感測電容器或者自感測電容器的各種方法，感測其上的觸摸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過參照附圖來詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施方式，本發(fā)明的上述特征以及其他特征將變得更為顯而易見。
[0027]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式的框圖。
[0028]圖2是沿著圖1中示出的觸控感測裝置的線I1-1I截取的截面圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的替代示例性實施方式的框圖；
[0030]圖4和圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的示例性實施方式的框圖；
[0031]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式的框圖。
[0032]圖7和圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的替代示例性實施方式的框圖；
[0033]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式的框圖。
[0034]圖10至圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的替代示例性實施方式的框圖；以及
[0035]圖14和圖15是根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測輸入電極和感測輸出電極的示例性實施方式的平面圖。

【具體實施方式】
[0036]下文中，將參照附圖更完整地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施方式。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實施，并不應(yīng)解釋為受本文所闡述的實施方式的限制。更確切地，這些實施方式被提供以使本公開詳盡和完整，以及將本發(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。全文中，相似的參考標(biāo)號表示相似的元件。
[0037]應(yīng)理解，當(dāng)提到一個元件或?qū)印霸凇绷硪辉驅(qū)印吧稀薄ⅰ斑B接至”或“耦合至”另一元件或?qū)訒r，其可以直接在另一元件或?qū)由?、直接連接或耦合至另一元件或?qū)樱蛘呖纱嬖谥虚g元件或?qū)?。相反，?dāng)提到一個元件“直接在”另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ爸苯舆B接至”或“直接耦合至”另一元件或?qū)訒r，不存在中間元件或?qū)?。全文中相似的?biāo)號表示相似的元件。如文中所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列項目的任意和全部組合。
[0038]應(yīng)理解，盡管術(shù)語第一、第二等可在本文中用于描述各種元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語所限定。這些術(shù)語僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層和/或部分與另一元件、部件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，而不背離本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0039]為便于描述，本文中可使用諸如“之下”、“下面”、“下”、“上面”、“上”等的空間關(guān)系術(shù)語，來描述如圖中所示的一個元件或特征與其他元件或特征的關(guān)系。應(yīng)理解，空間關(guān)系術(shù)語意在涵蓋除了圖中描繪的方位之外的在使用或操作中的設(shè)備的不同方位。例如，如果圖中的設(shè)備被倒轉(zhuǎn)，則被描述為在其他元件或特征的“下面”或“之下”的元件將被定位為在其他元件或特征“上面”。因此，示例性術(shù)語“下面”可以涵蓋上面和下面這兩個方位。設(shè)備可被定位為其他方位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，且本文中使用的空間關(guān)系描述語可被相應(yīng)地解釋。
[0040]本文中所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】的目的，且并不意在限制本發(fā)明。如文中所使用的，單數(shù)形式“一” “一個”和“該”意在還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地表示并非如此。應(yīng)進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”和/或“包含”當(dāng)被用在本說明書中時，用于指明所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，而并不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。
[0041]考慮到可懷疑的測量以及與特定量的測量相關(guān)聯(lián)的誤差(S卩，測量系統(tǒng)的局限性)，本文中使用的“約”或者“近似”包括在由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所確定的針對特定值的可接受偏差范圍內(nèi)的所陳述的值和手段。例如，“約”可指在一個或者多個標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi)，或者在所述值的±30%、20%、10%,5%范圍內(nèi)。
[0042]除非另外定義，否則本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。應(yīng)進(jìn)一步理解，諸如在通用詞典中定義的那些術(shù)語的術(shù)語應(yīng)被解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)背景中的含義相一致的含義，且不以理想化或過于正式的方式來解釋，除非文中明確地如此定義。
[0043]本文中參照截面示圖描述了示例性實施方式，該截面示圖是理想化實施方式的示意性示圖。這樣，可預(yù)期例如制造技術(shù)和/或公差所導(dǎo)致的示圖的形狀的變化。因此，文中所描述的實施方式不應(yīng)解釋為限于本文所示的區(qū)域的具體形狀，而應(yīng)包括由于例如制造所導(dǎo)致的形狀上的偏差。例如，被示出或被描述為平坦的區(qū)域可能典型地具有粗糙的和/或非線性的特征。此外，所示的銳角可能被圓化。因此，圖中所示的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，且其形狀不意在示出區(qū)域的精確形狀，并且不意在限制本文所述的權(quán)利要求的范圍。
[0044]除非文中指出并非如此或上下文明顯矛盾，否則文中描述的所有方法可按適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行。任何和所有的示例或示例性語言(例如“諸如”)的使用僅為了更好地闡明本發(fā)明，且除非另外聲明否則并不限制本發(fā)明的范圍。本說明書中的語言不應(yīng)被解釋為表示任何未聲明的元件對于實施來說是必須的。
[0045]首先，將參照圖1和圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式。
[0046]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式的框圖，并且圖2是沿著圖1中所示的觸控感測裝置的線I1-1I截取的截面圖。
[0047]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式是一種感測外部物體在其上的觸摸的裝置，觸控感測裝置包括外部物體觸摸的觸摸面板100和控制觸摸感測的感測信號控制單元800。
[0048]本文中，例如，外部物體的觸摸包括諸如用戶的手的外部物體對觸摸面板100的直接觸摸、或者外部物體對觸摸面板100的靠近。
[0049]觸摸面板100包括多個感測輸入電極120 (也稱之為“TX”)和多個感測輸出電極130 (也稱之為“RX”)。感測輸入電極120與感測輸出電極130彼此分離。
[0050]感測輸入電極120可布置成基本矩陣形式，并且感測輸出電極130可布置成基本矩陣形式。感測輸出電極130行可設(shè)置在感測輸入電極120相鄰行之間，并且感測輸出電極130列可設(shè)置在感測輸入電極120相鄰列之間。
[0051]在觸摸面板100的示例性實施方式中，至少部分感測輸入電極12可彼此連接或者彼此分離。在觸摸面板100的該實施方式中，至少部分感測輸出電極130可彼此連接或者彼此分離。在觸摸面板100中彼此連接的感測輸入電極120可布置在同一列內(nèi)，并且在觸摸面板100中彼此連接的感測輸出電極130可布置在同一列內(nèi)。在示例性實施方式中，在觸摸面板100中設(shè)置在一列內(nèi)的感測輸入電極120彼此連接，并且感測輸出電極130可彼此分離。在替代示例性實施方式中，在觸摸面板100中設(shè)置在一列內(nèi)的感測輸出電極130彼此連接,并且感測輸入電極120可彼此分離。
[0052]在示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130可包括例如諸如氧化銦錫(“ΙΤ0”)、氧化銦鋅(“ΙΖ0”)以及薄金屬層等透明導(dǎo)電材料，但并不局限于此。
[0053]在示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130中的每一個均可具有四邊形形狀，例如，圖1中所示的菱形形狀，但是并不局限于此。在替代示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130中的每一個均具有各種形狀。在示例性實施方式中，可以基于觸摸的物體和觸摸方法來確定感測輸入電極120和感測輸出電極130的大小。在一個示例性實施方式中，例如，感測輸入電極120和感測輸出電極130中的每一個的邊的長度可約為幾毫米。
[0054]參照圖2，感測輸入電極120和感測輸出電極130可設(shè)置在基板110上。在示例性實施方式中，觸摸面板100可被配置為附接在顯示器上(例如，擴(kuò)展單元式)，并且觸摸面板100的基板110可與顯示器的基板分離地制備。在替代示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130可設(shè)置在顯示器的基板外部(例如，單元上式)或者顯示器的基板內(nèi)部(例如，內(nèi)嵌單元式)，并且顯示器的基板可以是觸摸面板100的基板110。
[0055]在示例性實施方式中，如圖2所示，絕緣層140可設(shè)置在感測輸入電極120和感測輸出電極130上。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，感測輸入電極120和感測輸出電極130彼此設(shè)置在同一層內(nèi)，并且可使用單個光學(xué)掩模而設(shè)置(例如，形成)在基板110上。在示例性實施方式中，如果觸摸面板100中彼此連接的感測輸入電極120或者彼此連接的感測輸出電極130設(shè)置在基板110上，則用于連接在感測輸入電極120之間的配線或者用于連接在感測輸出電極130之間的配線可以與感測輸入電極120和感測輸出電極130設(shè)置在同一層上。在該實施方式中，用于連接在感測輸入電極120之間的配線或者用于連接在感測輸出電極130之間的配線位于基板110與絕緣層140之間。
[0057]在該實施方式中，可充分簡化包括感測輸入電極120和感測輸出電極130的觸摸面板100的堆棧結(jié)構(gòu)。
[0058]參照圖1和圖2，單個感測輸入電極120中的每一個可與至少部分感測輸出電極130 (例如，四個感測輸出電極130)相鄰，并且單個感測輸出電極130中的每一個可相鄰于感測輸入電極120，例如，四個感測輸入電極120。
[0059]彼此相鄰的感測輸入電極120和感測輸出電極130形成感測電容器Cm。感測電容器Cm用作觸摸傳感器并且可以是互感測電容器。感測電容器Cm可通過感測輸入電極120接收感測輸入信號Vs，并且輸出基于因外部物體觸摸而致的其中電荷量的變化的感測輸出信號Vp。
[0060]感測信號控制單元800連接到觸摸面板100的感測輸入電極120和感測輸出電極130。感測信號控制單元800將感測輸入信號Ns傳輸至感測輸入電極120并且從感測輸出電極130接收感測輸出信號Vp。感測信號控制單元800對感測輸出信號Vp進(jìn)行處理，并且基于感測輸出信號Vp產(chǎn)生諸如觸摸面板100上觸摸的發(fā)生和位置的觸摸信息。
[0061]首先，將參照圖1和圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式的操作。
[0062]在示例性實施方式中，當(dāng)感測輸入信號Vs從感測信號控制單元800輸入到感測輸入電極120時，以預(yù)定的電荷量對感測電容器Cm進(jìn)行充電。感測輸入信號Vs可按順序地輸入到各行感測輸入電極120、或者可同時輸入到各行感測輸入電極120。
[0063]在該實施方式中，當(dāng)由外部物體在觸摸面板100觸摸時，感測電容器Cm的電荷量發(fā)生變化，并且由此通過感測輸出電極130輸出感測輸出信號Vp。外部物體在觸摸面板100觸摸時的感測輸出信號Vp的電壓電平低于觸摸面板100上沒有觸摸時的感測輸出信號Vp的電壓電平。
[0064]感測信號控制單元800接收感測輸出信號Vp并且對所接收的感測輸出信號Vp執(zhí)行取樣和模數(shù)(“A/D”)轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生數(shù)字感測信號。感測信號控制單元800或者分離設(shè)置的電路可對數(shù)字感測信號執(zhí)行操作處理以產(chǎn)生觸摸信息，諸如，觸摸面板100上觸摸的發(fā)生或者位置。
[0065]然后，將參照圖3至圖5以及圖1和圖2來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的替代示例性實施方式。
[0066]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的替代示例性實施方式的框圖，并且圖4和圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置中的感測信號控制單元的示例性實施方式的框圖。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，感測輸入電極120和感測輸出電極130均可布置成基本η X m矩陣形式(此處，η和m均是自然數(shù))。
[0068]參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的觸摸面板100的示例性實施方式與上述示例性實施方式基本相同，并且設(shè)置在觸摸面板100上的至少部分感測輸出電極130可彼此連接。在該實施方式中，布置在同一列內(nèi)的感測輸出電極130通過連接器132彼此連接，并且布置在不同列內(nèi)的感測輸出電極130可彼此分離，例如彼此不連接。每列感測輸出電極130可通過多個輸出信號線134_1、134_2、…、134_m中的對應(yīng)輸出信號線連接到感測信號控制單元800。
[0069]感測輸入電極120在觸摸面板100中可彼此分離。觸摸面板100內(nèi)設(shè)置在各列的感測輸入電極120可通過η條輸入信號線126_1、126_2、…、126_η連接到感測信號控制單元800。連接到感測輸入電極120的輸入信號線126_1、126_2、…、126_η可分成m個組，其中每個組均包括η條輸入信號線126_1、126_2、…、126_η。
[0070]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，感測輸入電極120或者連接到感測輸入電極120的配線可以不與感測輸出電極130或者連接到感測輸出電極130的配線交叉，從而可略去如上所述可設(shè)置在不同于感測輸入電極120和感測輸出電極130的層內(nèi)的附加連接器。因此，在該實施方式中，包括感測輸入電極120和感測輸出電極130的觸摸面板100的堆棧結(jié)構(gòu)可被充分簡化。
[0071]參照圖4，連接到各行感測輸出電極130的輸出信號線134_1、134_2、...、134_πι可分別連接到感測信號控制單元800的多個輸入端RX1、RX2、…、RXm。
[0072]連接到感測輸入電極120的m個組的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n可分別連接到感測信號控制單元800的m個輸出端組T1、T2、...、Tm。各個輸出端組T1、T2、…、Tm可包括η個輸出端ΤΧ1、…、ΤΧη。
[0073]參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的感測信號控制單元800的示例性實施方式可包括開關(guān)塊820、感測輸入信號輸出單元840以及感測信號處理單元850。
[0074]在該實施方式中，開關(guān)塊820可以實施為集成電路(“1C”)形式，并且包括多個開關(guān)，該多個開關(guān)可控制m個組的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與交叉于輸入信號線的多個跡線821_1、821_2、…、821_N (此處，N是自然數(shù))之間的連接性(例如，連接或者斷開)。在圖4中，開關(guān)可設(shè)置在輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與跡線821_1、821-2、…、821_N2間的交叉點。在示例性實施方式中，控制輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與跡線821_1、821_2、…、821_N之間的連接的開關(guān)可形成短路點825。在該實施方式中，例如，可使用基于軟件的控制算法自由地改變或者控制短路點825的位置。
[0075]觸摸面板100的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n可通過輸出端TX1、…、TXn連接到感測信號控制單元800的開關(guān)塊820的內(nèi)部。開關(guān)塊820可進(jìn)一步包括虛擬配線Ldm，虛擬配線Ldm可延伸到開關(guān)塊820之外。
[0076]跡線821_1、821_2、…、821_N 的數(shù)量可以是 η 以上。跡線 821_1、821_2、…、821_N可延伸到開關(guān)塊820之外以連接到感測輸入信號輸出單元840。
[0077]參照圖4，在示例性實施方式中，每組輸入信號線126_1、126_2、…、126_η中的至少一個通過短路點825可電連接到另一組輸入信號線126_1、126_2、…、126_η中的至少一個。在一個示例性實施方式中，例如，與設(shè)置在觸摸面板100的第一行中的感測輸入電極120連接的輸入信號線126_1通過短路點825可連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第一跡線821_1 ;與設(shè)置在觸摸面板100的第二行中感測輸入電極120連接的輸入信號線126_2通過短路點825可連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第二跡線821_2 ;并且與設(shè)置在觸摸面板100的第η行中的感測輸入電極120連接的輸入信號線126_η通過短路點825可連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第N條跡線821-Ν。在該實施方式中，N可以等于η。
[0078]圖5示意性示出了通過短路點825彼此連接的輸入信號線126_1、126_2、…、126_N以及圖4中所示的開關(guān)塊820內(nèi)的η條跡線821_1、821_2、…、821_η。
[0079]如圖5所示，在示例性實施方式中，在觸摸面板100中設(shè)置在同一行內(nèi)的感測輸入電極120在觸摸面板100中彼此分離，但是可通過感測信號控制單元800的開關(guān)塊820中的可變短路點825而彼此連接，使用基于軟件的控制算法可控制可變短路點。
[0080]感測輸入信號輸出單元840可產(chǎn)生感測輸入信號Vs，并且然后通過跡線821_1、821_2、...、821_N傳輸感測輸入信號Vs。感測輸入信號Vs可包括至少兩個不同的電壓電平并且可包括周期性脈沖。根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方式，感測輸入信號Vs可以是基于預(yù)定電壓電平改變的交流(“AC”)電壓。
[0081]參照圖3和圖4，觸摸面板100的各行感測輸入電極120均可通過開關(guān)塊820的短路點825接收同一感測輸入信號Vs。感測輸入信號輸出單元840可按順序地從第一行感測輸入電極120到最后一行(例如，第η行)感測輸入電極120掃描并且輸入感測輸入信號Vs。
[0082]感測信號處理單元850接收和處理通過輸入端RX1、RX2、…、RXm輸入的感測輸出信號Vp0在一個示例性實施方式中，例如，感測信號處理單元850可對感測輸出信號Vp進(jìn)行取樣并且執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0083]然后，將參照圖3至圖5來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式的操作。
[0084]感測輸入信號輸出單元840可將感測輸入信號Vs按順序地輸入至通過跡線821_1、821_2、…、821_N和短路點825而彼此連接的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n。
[0085]然后，感測輸入信號Vs被傳輸至連接到輸入信號線126_1、126_2、*..>126_η的感測輸入電極120，從而使得以預(yù)定的電荷量對感測電容器Cm進(jìn)行充電。
[0086]當(dāng)觸摸面板100上發(fā)生觸摸時，基于感測電容器Cm的電荷量變化(例如，基本成比例)而改變的感測輸出信號Vp通過連接到感測輸出電極130的輸出信號線134_1、134_2、…、134_m被輸入到感測信號控制單元800。
[0087]可由感測信號控制單元800的感測信號處理單元850對感測輸出信號Vp進(jìn)行處理，以產(chǎn)生數(shù)字感測信號。
[0088]然后，將參照圖6至圖8以及上述附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式。與上述示例性實施方式相同的組成元件以相同參考標(biāo)號表示，并且將省去其相同的描述，這同樣適用于所有示例性實施方式。
[0089]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施方式的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式的框圖，并且圖7和圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的替代示例性實施方式的框圖。
[0090]圖6至圖8中示出的觸控感測裝置與圖3至圖5中示出的觸控感測裝置的示例性實施方式基本相同，但感測輸入電極120和感測輸出電極130與感測信號控制單元800的連接除外。圖6至圖8中示出的相同或者類似元件被標(biāo)記有上述用于描述圖3至圖5示出的觸控感測裝置的示例性實施方式所使用的相同參考字符，并且在下文中將省去或者簡化任何其重復(fù)性細(xì)節(jié)描述。
[0091]參照圖6，在示例性實施方式中，設(shè)置在觸摸面板100上的至少部分感測輸入電極120可彼此連接。同一列內(nèi)的感測輸入電極120可通過連接器122而彼此連接，并且布置在不同列內(nèi)的感測輸入電極120可彼此分離(例如，彼此電斷開)。各列感測輸入電極120中的每列可通過輸入信號線124_1、124_2、…、124_m連接到感測信號控制單元800。
[0092]感測輸出電極130在觸摸面板100中可彼此分離。設(shè)置在觸摸面板100內(nèi)每列感測輸出電極130可通過η條輸出信號線136_1、136_2、…、136_η連接到感測信號控制單元800。連接到感測輸出電極130的輸出信號線136_1、136_2、…、136_η均可被分成m個組，每組包括η條輸出信號線136_1、136_2、…、136_η。
[0093]參照圖7，連接到各行感測輸入電極120的輸入信號線124_1、124_2、...、124_πι可連接到感測信號控制單元800的輸出端ΤΧ1、ΤΧ2、…、TXm。
[0094]連接到感測輸出電極130的m個組的每組輸出信號線136_1、136_2、…、136_11可連接到感測信號控制單元800的m個輸入端組Rl、R2、...、Rm。每個輸入端組R1、R2、…、Rm均包括η個輸入端RXl、...、RXn。
[0095]參照圖7，根據(jù)本發(fā)明的感測信號控制單元800的示例性實施方式可包括開關(guān)塊830、感測輸入信號輸出單元840以及感測信號處理單元850。
[0096]開關(guān)塊830可實施為IC形式，并且包括開關(guān)，其中開關(guān)可控制m個組的輸出信號線136_1、136_2、…、136_n與交叉于輸出信號線136_1、136_2、…、136_n的多個跡線831_1、831_2、…、831_N (此處，N是自然數(shù))之間的連接(例如，連接或者斷開)。在圖7中，開關(guān)可設(shè)置在輸出信號線136_1、136_2、…、136_n與跡線831_1、831-2、…、831_N之間的交叉點?？刂戚敵鲂盘柧€136_1、136_2、…、136_n與跡線831_1、831_2、…、831_N之間的連接的開關(guān)可形成短路點835。在該實施方式中，例如，使用基于軟件的控制算法可自由地改變短路點835的位置。
[0097]觸摸面板100的輸出信號線136_1、136_2、…、136_n可通過輸入端RX1、-,RXn連接到感測信號控制單元800的開關(guān)塊830的內(nèi)部。開關(guān)塊830可進(jìn)一步包括虛擬配線Ldm,并且虛擬配線Ldm可延伸至開關(guān)塊830之外。
[0098]跡線831_1、831_2、…、831_N (此處，N是自然數(shù))的數(shù)量可以是η以上。跡線831_1、831_2、…、831_N可延伸至開關(guān)塊830之外以連接到感測信號處理單元840。
[0099]參照圖7，每組輸出信號線136_1、136_2、…、136_n中的至少一個可通過至少一個短路點835電連接到另一組輸出信號線136_1、136_2、…、136_n中的至少一個。在一個示例性實施方式中，例如，與設(shè)置在觸摸面板100的第一行內(nèi)的感測輸出電極130連接的輸出信號線136_1可通過短路點835連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第一跡線831_1 ;與設(shè)置在觸摸面板100的第二行內(nèi)的感測輸出電極130連接的輸出信號線136_2可通過短路點835連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第二跡線831_2 ;并且與設(shè)置在觸摸面板100的第η行內(nèi)的感測輸出電極130連接的輸出信號線136_η可通過短路點835連接到同一對應(yīng)的跡線，例如，第N條跡線831-Ν。在該實施方式中，N可以等于η。
[0100]圖8示意性示出了通過圖7中所示的開關(guān)塊830內(nèi)的短路點835和η條跡線831_1、831_2、…、831_η而彼此連接的輸出信號線136_1、136_2、…、136_Ν。
[0101]在該實施方式中，如圖8所示，在觸摸面板100中設(shè)置在同一行內(nèi)的感測輸出電極130在觸摸面板100中彼此分離，但是可通過感測信號控制單元800的開關(guān)塊830中的可變短路點835而彼此連接，其中可使用基于軟件的控制算法控制可變短路點835。
[0102]感測輸入信號輸出單元840可產(chǎn)生感測輸入信號Vs，并且然后通過輸出端TX1、TX2、…、TXm將感測輸入信號Vs傳輸至連接到每列感測輸入電極120的輸入信號線124_1、124_2、…、124_m。感測輸入信號輸出單兀840可按順序地從第一列感測輸入電極120到最后一列感測輸入電極120對感測輸入信號Vs進(jìn)行掃描并且將感測輸入信號Vs輸入。
[0103]感測信號處理單元850接收并且處理通過跡線831_1、831_2、…、831_N傳輸?shù)母袦y輸出信號Vp。感測信號處理單元850可按順序地接收對應(yīng)于被掃描和輸入的感測輸入信號Vs的感測輸出信號Vp，并且對接收的感測輸出信號Vp進(jìn)行取樣和執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0104]然后，將參照圖9至圖12以及圖1至圖8來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的另一替代不例性實施方式。
[0105]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式的框圖，并且圖10至圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的替代示例性實施方式的框圖。
[0106]圖9至圖12中示出的觸控感測裝置與圖3至圖8中示出的觸控感測裝置的示例性實施方式基本相同，除了感測輸入電極120在觸摸面板100中彼此不連接，并且在感測信號控制單元的開關(guān)塊820中可變地彼此連接；并且感測輸出電極130在觸摸面板100中彼此不連接，并且在感測信號控制單元的開關(guān)塊830中可變地彼此連接。圖9至圖12中示出的相同或者類似元件被標(biāo)記有以上用于描述圖3至圖8中示出的觸控感測裝置的示例性實施方式所使用的相同的參考字符，并且在下文中將省去或者簡化任何其重復(fù)性細(xì)節(jié)描述。
[0107]參照圖9，感測輸入電極120在觸摸面板100中可彼此分離(例如，斷電)。在示例性實施方式中，設(shè)置在觸摸面板100中各列的感測輸入電極120可通過η條輸入信號線126_1、126_2、…、126_η連接到感測信號控制單元800。連接到感測輸入電極120的輸入信號線126_1、126_2、…、126_11均可分成m個組，每個組均包括η條輸入信號線126_1、
126—2、…、126—η ο
[0108]在該實施方式中，感測輸出電極130在觸摸面板100中可彼此分離。設(shè)置在觸摸面板100中的每列感測輸出電極130可通過η條輸出信號線136_1、136_2、…、136_η連接到感測信號控制單元800。連接到感測輸出電極130的輸出信號線136_1、136_2、…、136_η可被分成m個組，每個組均包括η條輸出信號線136_1、136_2、…、136_η。
[0109]參照圖10至圖12，根據(jù)本發(fā)明的感測信號控制單元800的示例性實施方式可包括兩個開關(guān)塊(例如，第一開關(guān)塊820、第二開關(guān)塊830)、感測輸入信號輸出單元840以及感測信號處理單兀850。
[0110]第一開關(guān)塊820包括多個開關(guān)，該多個開關(guān)可控制m個組的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與交叉于輸入信號線的多個第一跡線821_1、821_2、…、821_N (此處，N是自然數(shù))之間的連接(例如，連接或者斷開)。在圖10至圖12中，開關(guān)可設(shè)置在輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與第一跡線821_1、821_2、…、821_N之間的交叉點處。用于控制輸入信號線126_1、126_2、…、126_n與第一跡線821_1、821_2、…、821_N之間的連接的開關(guān)可形成短路點825。在該實施方式中，例如，使用基于軟件的控制算法可自由地改變短路點825的位置。
[0111]觸摸面板100的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n可連接到感測信號控制單元800的開關(guān)塊820內(nèi)部。第一跡線821_1、821_2、…、821_N可延伸至開關(guān)塊820之外以連接到感測輸入信號輸出單元840。
[0112]第二開關(guān)塊830包括多個開關(guān)，該多個開關(guān)可控制m個組的輸出信號線136_1、136_2、…、136_n與交叉于輸出信號線的多個第二跡線831_1、831_2、…、831_N2間的連接(例如，連接或者斷開)。在圖10至圖12中，開關(guān)可設(shè)置在輸出信號線136_1、136_2、...、136_n與第二跡線831_1、831-2、…、831_N之間的交叉點處。用于控制輸出信號線136_1、136_2、…、136_n與第二跡線831_1、831_2、…、831_N之間的連接的開關(guān)可形成短路點835。在該實施方式中，例如，使用基于軟件的控制算法可自由地改變短路點835的位置。
[0113]觸摸面板100的輸出信號線136_1、136_2、…、136_n可連接到感測信號控制單元800的開關(guān)塊830內(nèi)部。第二跡線831_1、831_2、…、831_N可延伸至開關(guān)塊830之外以連接到感測信號處理單元850。
[0114]圖9至圖12中示出的觸控感測裝置的示例性實施方式的第一開關(guān)塊820和第二開關(guān)塊830的其他配置可與上述圖3至圖8中示出的示例性實施方式的開關(guān)塊820和830基本相同，并且將省去任何其重復(fù)性細(xì)節(jié)描述。
[0115]在示例性實施方式中，其中可自由地設(shè)定第一開關(guān)塊820的短路點825的位置。因此，在該實施方式中，觸摸面板100的感測輸入電極120可自由地彼此連接，并且均可連接至彼此獨立的第一跡線821_1、821_2、…、821_N以連接到感測輸入信號輸出單元840。通過第一開關(guān)塊820彼此連接的感測輸入電極120可接收同一感測輸入信號Vs。
[0116]在示例性實施方式中，其中可自由地設(shè)定第二開關(guān)塊830的短路點835的位置。因此，在該實施方式中，觸摸面板100的感測輸出電極130可自由地彼此連接，并且觸摸面板100的各個感測輸出電極130可連接至彼此獨立的第二跡線831_1、831_2、…、831_N以連接到感測信號處理單元850。通過第二開關(guān)塊830彼此連接的感測輸出電極130可通過同一配線將各個感測輸出信號Vp傳輸至感測信號處理單元850。
[0117]參照圖10，在示例性實施方式中，觸摸面板100中設(shè)置在同一行內(nèi)的感測輸入電極120可通過開關(guān)塊820的短路點825而彼此連接并且可接收同一感測輸入信號Vs。
[0118]在該實施方式中，如圖11所示，觸摸面板100中設(shè)置在同一列內(nèi)的感測輸入電極120可通過開關(guān)塊820的短路點825而彼此連接，并且可接收同一感測輸入信號Vs。
[0119]根據(jù)示例性實施方式，如圖10和圖11所示，感測輸入信號輸出單元840可從第一行或者第一列的感測輸入電極120到最后一行或者最后一列的感測輸入電極120按順序地掃描和輸入感測輸入信號Vs。
[0120]在該實施方式中，至少部分感測輸入電極120可以以各種方式彼此連接。
[0121]參照圖12，各個感測輸入電極120可通過彼此分離的第一跡線821_1、821_2、…、821_N接收對應(yīng)的感測輸入信號Vs。
[0122]在示例性實施方式中，參照圖10，觸摸面板100中設(shè)置在同一列內(nèi)的感測輸出電極130可通過開關(guān)塊830的短路點835而彼此連接。
[0123]在該實施方式中，如圖11所示，觸摸面板100中設(shè)置在同一行內(nèi)的感測輸出電極130可通過開關(guān)塊830的短路點835而彼此連接。
[0124]根據(jù)不例性實施方式,如圖10和圖11所不,對應(yīng)于掃描和輸入的感測輸入信號Vs而輸出的感測輸出信號Vp可通過同一配線輸入到感測信號處理單元850，并且由感測信號處理單元850對感測輸出信號Vp進(jìn)行處理。
[0125]此外，至少部分感測輸出電極130可以以各種方式彼此連接。
[0126]在替代示例性實施方式中，如圖12所示，各個感測輸出電極130可通過彼此分離的第二跡線831_1、831_2、…、831_N來傳輸相應(yīng)的感測輸出信號Vp。
[0127]感測輸入信號輸出單元840可產(chǎn)生感測輸入信號Vs，并且然后通過第一跡線
821_1、821_2.....821_N來傳輸感測輸入信號Vs。感測輸入信號輸出單元840可按順序地對感測輸入信號Vs進(jìn)行掃描并且通過第一跡線821_1、821_2、…、821_N來輸入感測輸入信號Vs。
[0128]感測信號處理單元850接收并且處理通過第二跡線831_1、831_2、…、831_N傳輸?shù)母袦y輸出信號Vp0感測信號處理單元850可按順序地接收對應(yīng)于掃描和輸入的感測輸入信號Vs的感測輸出信號Vp，并且對接收的感測輸出信號Vp進(jìn)行取樣和執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換。
[0129]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，可基于觸控感測裝置的狀態(tài)、使用環(huán)境、目的等自由地設(shè)定開關(guān)塊820和開關(guān)塊830的短路點825和短路點835，從而自由地限定感測輸入電極120之間或者感測輸出電極130之間的連接。
[0130]然后，將參照圖13來描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的觸控感測裝置的另一替代示例性實施方式。
[0131]圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測信號控制單元的另一替代示例性實施方式的框圖。
[0132]參照圖13，在根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的示例性實施方式中，各個感測輸入電極120均通過彼此分離的第一跡線821_1、821_2、…、821_N中的對應(yīng)跡線來接收對應(yīng)的感測輸入信號Vs ;并且如上參照圖12所述的，各個感測輸出電極130通過跡線831_1、831_2、…、831_N中的對應(yīng)第二跡線來傳輸對應(yīng)的輸出信號Vp。在該實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130均可用作獨立的感測電極，即，可以均是彼此獨立的感測電極。在該實施方式中，各個感測輸入電極120或者各個感測輸出電極130均可用作獨立的感測電極。
[0133]在示例性實施方式中，連接到感測輸入電極120的輸入信號線126_1、126_2、…、126_n可通過開關(guān)塊820連接到第一感測信號輸入和處理單元860，從而接收感測輸入信號Vs并且輸出感測輸出信號Vp。在該實施方式中，連接到感測輸出電極130的輸入信號線136_1、136_2、…、136_n可通過開關(guān)塊830連接到第二感測信號輸入和處理單元870，從而接收感測輸入信號Vs并且輸出感測輸出信號Vp。
[0134]在示例性實施方式中，參照圖1，感測輸入電極120和感測輸出電極130可被設(shè)置成共同形成如上參照圖1所述的互感測電容器。在該實施方式中，各個感測輸入電極120或者各個感測輸出電極130可被設(shè)置為形成用作觸摸傳感器的自感測電容器，從而使得各個感測輸入電極120或者各個感測輸出電極130接收對應(yīng)的感測輸入信號Vs，并且然后被充有預(yù)定的電荷量。然后，當(dāng)由諸如手指的外部物體觸摸于其上時，自感測電容器的充電電荷量發(fā)生變化，從而輸出不同于輸入感測輸入信號V的感測輸出信號Vp。在該實施方式中，諸如觸摸面板100上觸摸的發(fā)生和位置等觸摸信息是基于感測輸出信號Vp的。
[0135]如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，在第一開關(guān)塊820和第二開關(guān)塊830中可自由地改變短路點825和短路點835的位置，從而使得基于使用互感測電容器Cm的觸摸感測方法或者使用自感測電容器的觸摸感測方法(彼此可相互轉(zhuǎn)換從而以各種方法感測觸摸)來執(zhí)行觸摸面板100上觸摸的觸摸感測。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，感測信號控制單元800可進(jìn)一步包括模式選擇單元(未示出)，其可選擇使用互感測電容器Cm的觸摸感測模式和使用自感測電容器的觸摸感測模式中的一種。
[0136]在下文中，將參照圖14和圖15來描述根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的感測輸入電極和感測輸出電極的示例性實施方式。
[0137]圖14和圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的觸控感測裝置的觸摸面板100的感測輸入電極和感測輸出電極的示例性實施方式的平面圖。
[0138]參照圖14，根據(jù)本發(fā)明的感測輸入電極120的示例性實施方式可具有這樣一種形狀，其中，從諸如菱形等的四邊形切除掉頂部和底部的頂點部分。在該實施方式中，感測輸出電極130可具有從諸如菱形等四邊形切除掉左頂點部分和右頂點部分的形狀。
[0139]參照圖15，在替代示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130均可具有矩形形狀。
[0140]在另一替代示例性實施方式中，感測輸入電極120和感測輸出電極130可具有諸如各種多邊形形狀或者各種圓形形狀的各種形狀。
[0141]盡管已經(jīng)結(jié)合目前被視為實用性的示例性實施方式來描述本發(fā)明，然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于所公開的實施方式，相反，是旨在涵蓋包括在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變形和等同布置。
【權(quán)利要求】
1.一種觸控感測裝置，包括: 觸摸面板，所述觸摸面板包括布置成矩陣形式的多個第一電極和布置成矩陣形式的多個第二電極；以及 感測信號控制單元，所述感測信號控制單元連接到所述觸摸面板，其中，所述感測信號控制單元包括第一開關(guān)塊； 其中，所述第一開關(guān)塊包括多個第一開關(guān)，所述多個第一開關(guān)連接于和所述第一電極連接的多個第一信號線與交叉于所述第一信號線的多個第一跡線之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感測裝置，其中: 部分所述第一信號線能夠通過所述第一開關(guān)塊中短路的所述第一開關(guān)而彼此連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸控感測裝置，其中: 所述第二電極之中設(shè)置在同一列或者同一行內(nèi)的部分所述第二電極通過所述觸摸面板中的連接器而彼此連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸控感測裝置，其中: 與所述第一電極之中設(shè)置在同一行或者同一列內(nèi)的第一電極連接的部分所述第一信號線能夠通過所述第一開關(guān)塊中短路的所述第一開關(guān)而彼此連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸控感測裝置，其中: 所述多個第一電極中的一第一電極和所述多個第二電極中的一第二電極之一從所述感測信號控制單元接收感測輸入信號；并且 所述一第一電極和所述一第二電極中的另一個將感測輸出信號輸出到所述感測信號控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸控感測裝置，其中: 所述一第一電極和所述一第二電極彼此相鄰；并且 所述一第一電極和所述一第二電極形成互感測電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感測裝置，其中: 所述第一信號線能夠通過在所述第一開關(guān)塊中短路的所述第一開關(guān)而分別連接至彼此不同的第一跡線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸控感測裝置，其中: 所述第二電極之中設(shè)置在同一列或者同一行內(nèi)的部分所述第二電極能夠通過所述觸摸面板中的連接器而彼此連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸控感測裝置，其中: 所述多個第一電極中的一第一電極和所述多個第二電極中的一第二電極之一從所述感測信號控制單元接收感測輸入信號；并且 所述一第一電極和所述一第二電極中的另一個將感測輸出信號輸出到所述感測信號控制單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸控感測裝置，其中: 所述一第一電極和所述一第二電極彼此相鄰；并且 所述一第一電極和所述一第二電極形成互感測電容器。
【文檔編號】G06F3/044GK104281341SQ201410038692
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】崔宰源, 金學(xué)善 申請人:三星顯示有限公司