專利名稱：電容式觸控顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是與液晶顯示器有關(guān)；具體而言，本發(fā)明是關(guān)于一種電容式觸控顯示裝置，其通過交錯式的電極排列方式，使得同一時間下相鄰感測線所感測出的感測電壓可分別來自提供不同驅(qū)動電壓的不同驅(qū)動線，以提升其信噪比(Signal-Noise Ratio, SNR)。
背景技術(shù)：
隨著科技快速發(fā)展，薄膜電晶體液晶顯示器(TFT IXD)已逐步取代傳統(tǒng)顯示器，并已廣泛應(yīng)用于電視、平面顯示器、移動電話、平板電腦以及投影機等各種電子產(chǎn)品上。對于具有觸控功能的薄膜電晶體液晶顯示器而言，觸控感測器是其重要的模塊之一，其性能的優(yōu)劣也直接影響液晶顯示器的整體效能。如圖1所示，一般用以感測形成于電容式觸控面板上的觸控點的電容式觸控感測器包含有彼此垂直排列的驅(qū)動電極(driving electrode)DE與感測電極(sensingelectrode) SE,其中驅(qū)動電極DE與感測電極SE彼此重疊(overlap)的部分稱之為節(jié)點(node) NO,而互感式(mutual capacitance type)電容觸控感測法即感測觸控面板上每一節(jié)點的電容變化量。假設(shè)電容式觸控感測器包含有J個驅(qū)動電極與K個感測電極，故總共形成有(J X K)個節(jié)點。由于每個驅(qū)動電極均會提供一驅(qū)動電壓且與K個感測電極相交，因此每個節(jié)點均會耦合出一互感電容Cm，且每個互感電容Cm均會耦合出感測電壓。當電容式觸控面板被觸碰時，對應(yīng)于觸碰處的節(jié)點的互感電容Cm將會隨之改變，其耦合出的感測電壓也會改變，故可利用此一特性去判斷電容式觸控面板是否有被觸碰。于同一時間下，相鄰感測電極所感測出的感測電壓均來自同一驅(qū)動電極，再配合感測電路進行感測。感測電路的感測方法可以是電流感測式、電荷轉(zhuǎn)移式或電壓感測式，且該些感測方法又可采用單端輸入或差動輸入的形式，其中以差動輸入的形式的抗噪聲效果最好。舉例而言，如圖2所示，電容式觸控感測器CT包含有8條驅(qū)動線YO Y7與8條感測線XO X7，故總共形成有64個節(jié)點N00、N10、N20、· · ·、N67、N77。然而，由于相鄰的感測線XO及Xl于同一時間所感測出的感測電壓Vstl與Vsi分別為節(jié)點N00及NlO耦合自同一驅(qū)動線YO所提供的驅(qū)動電壓VDQ，亦即相鄰感測電極XO及Xl所感測出的感測電壓Vstl與Vsi均具有相同相位，因此，雖然感測電路SC將差動輸入的相鄰感測線XO及Xl的感測電壓Vso與Vsi相減后能夠降低噪聲的影響程度，但具有相同相位的信號相減后本身的強度也會被降低，故其信噪比并無法有效獲得顯著提升，導致電容式觸控顯示裝置的效能受到限制。有鑒于此，本發(fā)明提出一種電容式觸控顯示裝置，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一范疇在于提供一種電容式觸控顯示裝置。于一實施例中，電容式觸控顯示裝置至少包含電容式觸控面板及電容式觸控感測器。電容式觸控感測器設(shè)置于電容式觸控面板上，用以感測形成于電容式觸控面板上的觸控點。電容式觸控感測器包含有復數(shù)條驅(qū)動線、復數(shù)條感測線及感測電路。該復數(shù)條驅(qū)動線包含依第一方向相鄰排列的第一驅(qū)動線與第二驅(qū)動線。于一時間下，第一驅(qū)動線及第二驅(qū)動線分別用以輸入具有不同相位及不同電壓的第一驅(qū)動電壓及第二驅(qū)動電壓。該復數(shù)條感測線包含依第二方向相鄰排列的第一感測線與第二感測線。第一感測線與第一驅(qū)動線重疊形成第一節(jié)點而未與第二驅(qū)動線重疊，第二感測線與第二驅(qū)動線重疊形成第二節(jié)點而未與第一驅(qū)動線重疊。第一節(jié)點與第二節(jié)點分別耦合出第一互感電容與第二互感電容，且第一互感電容與第二互感電容分別耦合出第一感測電壓與第二感測電壓，并分別由第一感測線與第二感測線輸出第一感測電壓與第二感測電壓。感測電路接收第一感測電壓與第二感測電壓并將第一感測電壓與第二感測電壓相減，以得到感測電壓差值。于一實施例中，當感測電路得到的感測電壓差值增大時，感測電壓差值相對應(yīng)的信噪比亦隨之增大。于一實施例中，若該第一驅(qū)動電壓與該第二驅(qū)動電壓均具有正相位，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓減去該第二感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第一信噪比。 于一實施例中，若該第一驅(qū)動電壓具有正相位且該第二驅(qū)動電壓為零，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第二信噪比。該第二信噪比大于該第一信噪比。于一實施例中，若該第一驅(qū)動電壓具有正相位且該第二驅(qū)動電壓具有負相位，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓加上該第二感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第三信噪比。該第三信噪比大于該第一信噪比。于一實施例中，若該第一驅(qū)動電壓為零且該第二驅(qū)動電壓具有負相位，該感測電壓差值趨近于該第二感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第四信噪比。該第四信噪比大于該第一信噪比。于一實施例中，該感測電路包含一差動放大單元，該差動放大單元包含一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，當該第一輸入端及該第二輸入端分別接收該第一感測電壓與該第二感測電壓后，該差動放大單元將該第一感測電壓減去該第二感測電壓以得到該感測電壓差值并將該感測電壓差值放大后，由該輸出端輸出放大后的該感測電壓差值。相較于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的電容式觸控顯示裝置通過電容式觸控感測器的電極排列方式的改變，將原本傳統(tǒng)電極的規(guī)則式排列改為交錯式排列，使得同一時間下相鄰感測電極所感測出的感測電壓可分別來自提供不同驅(qū)動電壓的不同驅(qū)動電極，亦即相鄰感測電極所感測出的感測電壓可具有不同相位，因此，感測電路將差動輸入的相鄰感測電極的感測電壓相減后不僅能夠有效降低噪聲的影響，并且信號本身強度不會被降低，故其信噪比可有效獲得顯著提升。由此，本發(fā)明的電容式觸控感測器能夠更為準確地對于電容式觸控面板進行觸碰點的感測，以大幅減少其誤判的機率。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。


圖1是繪示傳統(tǒng)上于驅(qū)動電極與感測電極重疊形成的節(jié)點上耦合出互感電容的示意圖。圖2是繪示傳統(tǒng)的電容式觸控顯示裝置的驅(qū)動電極與感測電極重疊形成的節(jié)點排列示意圖。圖3是繪示本發(fā)明的電容式觸控顯示裝置的驅(qū)動電極與感測電極的節(jié)點排列示意圖。圖4繪示本發(fā)明的驅(qū)動電極與感測電極的布局的一實施例。圖5A至圖51則分別繪示各種具有不同型式的節(jié)點。圖6繪示本發(fā)明的驅(qū)動電極與感測電極的布局的另一實施例。圖7繪示感測線數(shù)目與圖2相同但驅(qū)動線數(shù)目較圖2倍增的實施例。主要元件符號說明DE:驅(qū)動電極SE:感測電極NO:節(jié)點Cm:互感電容YO Y7:驅(qū)動線XO X15:感測線N00、· · ·、N 157 :節(jié)點Cl C2 :電容VD0, Vd1:驅(qū)動電壓CT 電容式觸控感測器SC:感測電路DA:差動放大單元+ :第一輸入端-:第二輸入端OUT :輸出端Al A4 :放大器Sffl SW4 :開關(guān)
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為電容式觸控顯示裝置。于此實施例中，該電容式觸控顯示裝置至少包含有電容式觸控面板及電容式觸控感測器，電容式觸控感測器可采用互感式(mutual capacitance type)觸控感測法感測形成于電容式觸控面板上的觸控點,但不以此為限。請參照圖3，圖3是繪示本發(fā)明的電容式觸控顯示裝置的驅(qū)動線(電極)與感測線(電極)的節(jié)點交錯排列的示意圖。如圖3所示，驅(qū)動線YO Y7與感測線XO X15總共形成有64個節(jié)點N00、N20、. . .、N11、N31、. . .、N137、N157。相較于圖2的現(xiàn)有技術(shù)，圖3的節(jié)點數(shù)目及驅(qū)動線數(shù)目雖然與圖2所示一樣，但圖3的感測線數(shù)目明顯較圖2所示的感測線數(shù)目多出一倍，并且每一驅(qū)動線并不會與每一感測線均重疊形成節(jié)點，而每一感測線亦不會與每一驅(qū)動線均重疊形成節(jié)點。請參照圖4，圖4是繪示本發(fā)明的驅(qū)動線與感測線的布局(layout)的一種型式。需說明的是，限于篇幅，圖4僅繪制上半部的驅(qū)動線YO Y3的部分。更詳細地說，以相鄰的兩條驅(qū)動線YO與Yl為例，驅(qū)動線YO分別與感測線X0、X2、X4、…、X12及X14重疊形成節(jié)點N00、N20、MO、· · ·、N120及N140,而驅(qū)動線Yl則分別與感測線 Χ1、Χ3、Χ5、· · ·、X13 及 X15 重疊形成節(jié)點 Nil、N31、N51、· · ·、N131 及 N151，其余均可依此類推，于此不另行贅述。若以相鄰的兩條感測線XO與Xl為例，感測線XO分別與驅(qū)動線Y0、Y2、Y4及Υ6重疊形成節(jié)點Ν00、Ν02、Ν04及Ν06，而感測線Xl分別與驅(qū)動線Υ1、Υ3、Υ5及Υ7重疊形成節(jié)點N11、N13、N15及N17，其余均可依此類推，于此不另行贅述。需特別說明的是，于同一時間下，相鄰的兩條驅(qū)動線YO與Yl是用以分別輸入具有不同相位及不同電壓的驅(qū)動電壓Vdci及VD1。于實際應(yīng)用中，于同一時間下的驅(qū)動電壓Vdci及Vdi的大小可視實際需求進行調(diào)整，只要驅(qū)動電壓Vdci的相位與Vdi的相位有所不同即可。由于驅(qū)動線YO輸入的驅(qū)動電壓Vdq流經(jīng)與感測線XO重疊形成的節(jié)點N00，故將于節(jié)點NOO處耦合出互感電容Cm，并進而于感測線XO上耦合出感測電壓VsOO。至于驅(qū)動線Yl輸入的驅(qū)動電壓Vdi流經(jīng)與感測線Xl重疊形成的節(jié)點NI I，故將于節(jié)點Nll處耦合出互感電容Cm，并進而于感測線Xl上耦合出感測電壓VslI。因此，感測電路SC分別自感測線XO及感測線Xl接收到感測電壓VsOO及VslI，并將感測電壓VsOO與Vsll相減以得到感測電壓差值。需說明的是，感測電路SC所得到的感測電壓差值將會影響其信噪比的大小，當感測電壓差值增加時，其信噪比亦會隨之變大。于實際應(yīng)用中，感測電路SC包含差動放大單元DA，且差動放大單元DA包含第一輸入端+、第二輸入端-及輸出端OUT。當?shù)谝惠斎攵?及第二輸入端-分別接收感測電壓VsOO與Vsll后，差動放大單元DA將感測電壓VsOO減去Vsll以得到感測電壓差值并將感測電壓差值放大后，由輸出端OUT輸出放大后的感測電壓差值，并經(jīng)過后續(xù)的信號處理程序后，據(jù)以判斷電容式觸控面板是否被觸碰。 接下來，將通過幾個不同實際情況說明相鄰驅(qū)動線所輸入的具有不同相位及不同電壓的驅(qū)動電壓對其信噪比的影響。于第一種情況下，假設(shè)于同一時間下，驅(qū)動線YO所輸入的驅(qū)動電壓Vdci與驅(qū)動線Yl所輸入的驅(qū)動電壓Vdi均具有正相位，由于兩者的噪聲將會大致相互抵銷，感測電路SC所得到的感測電壓差值Λ Vsl趨近于感測線XO的感測電壓VsOO減去感測線Xl的感測電壓Vsll的值，且感測電壓差值A(chǔ)Vsl對應(yīng)于第一信噪比SNRl。同理，驅(qū)動電壓Vdci與Vdi均具有負相位的情況亦類似，于此不另行贅述。于第二種情況下，假設(shè)于同一時間下，驅(qū)動線YO所輸入的驅(qū)動電壓Vdci具有正相位，而驅(qū)動線Yl所輸入的驅(qū)動電壓Vdi為零，由于兩者的噪聲將會大致相互抵銷，感測電路SC所得到的感測電壓差值A(chǔ)Vs2趨近于感測線XO的感測電壓VsOO的值，且感測電壓差值A(chǔ)Vs2對應(yīng)于第二信噪比SNR2。相較于第一種情況，由于感測電壓VsOO不必減去同相位的感測電壓Vsll，感測電壓差值Λ Vs2會比感測電壓差值A(chǔ)Vsl來得大，故第二信噪比SNR2應(yīng)該會比第一信噪比SNRl來得大。于第三種情況下，假設(shè)于同一時間下，驅(qū)動線YO所輸入的驅(qū)動電壓Vdci具有正相位，而驅(qū)動線Yl所輸入的驅(qū)動電壓Vdi具有負相位，由于兩者的噪聲將會大致相互抵銷，感測電路SC所得到的感測電壓差值Λ Vs3趨近于感測線XO的感測電壓VsOO加上感測線Xl的感測電壓Vsll的值，且感測電壓差值A(chǔ)Vs3對應(yīng)于第三信噪比SNR3。相較于第一種情況，由于感測電壓VsOO不必與感測電壓Vsll相減，而是與感測電壓Vsll相加，感測電壓差值A(chǔ)Vs3會比感測電壓差值A(chǔ)Vsl來得大，故第三信噪比SNR3應(yīng)該會比第一信噪比SNRl來得大。同理，驅(qū)動線YO所輸入的驅(qū)動電壓Vdci具有負相位，而驅(qū)動線Yl所輸入的驅(qū)動電壓Vdi具有正相位的情況亦類似，于此不另行贅述。于第四種情況下，假設(shè)于同一時間下，驅(qū)動線YO所輸入的驅(qū)動電壓Vdci為零，而驅(qū)動線Yl所輸入的驅(qū)動電壓Vdi具有負相位，由于兩者的噪聲將會大致相互抵銷，感測電路SC所得到的感測電壓差值A(chǔ)Vs4趨近于感測線Xl的感測電壓Vsll的值，且感測電壓差值A(chǔ)Vs4對應(yīng)于第四信噪比SNR4。相較于第一種情況，由于感測電壓Vsll不必與同相位的感測電壓VsOO相減，感測電壓差值A(chǔ)Vs4會比感測電壓差值A(chǔ)Vsl來得大，故第四信噪比SNR4應(yīng)該會比第一信噪比SNRl來得大。至于圖5A至圖51則分別繪示各種具有不同型式的節(jié)點NOO及NI I，通過改變電極形狀的方式以增加其接觸面積，但不以此為限。圖6繪示本發(fā)明的驅(qū)動線與感測線的布局(layout)的另一種型式。需說明的是，限于篇幅，圖6僅繪制上半部的驅(qū)動線YO Y3的部分。于本發(fā)明的上述實施例中，均為驅(qū)動線數(shù)目與現(xiàn)有技術(shù)(圖2) —致，但感測線數(shù)目較現(xiàn)有技術(shù)(圖2)的感測線數(shù)目多出一倍的情形。實際上，本發(fā)明亦包含感測線數(shù)目與現(xiàn)有技術(shù)(圖2) —致，但驅(qū)動線數(shù)目較現(xiàn)有技術(shù)(圖2)的驅(qū)動線數(shù)目多出一倍的情形。請參照圖7，圖7所繪示的即是感測線數(shù)目與現(xiàn)有技術(shù)(圖2)相同但驅(qū)動線數(shù)目較現(xiàn)有技術(shù)(圖2)倍增的實施例。需說明的是，限于篇幅，圖7僅繪制左半部的感測線XO X3的部分。與上述實施例不同 的是，若以圖7中的相鄰的兩條感測線XO與Xl為例，感測線XO分別與驅(qū)動線Y0、Y2、Y4及Υ6重疊形成節(jié)點Ν00、Ν02、Ν04及Ν06，而感測線Xl則分別與驅(qū)動線Υ1、Υ3、Υ5及Υ7重疊形成節(jié)點Ν11、Ν13、Ν15及Ν17。若以相鄰的兩條驅(qū)動線YO與Yl為例，驅(qū)動線YO分別與感測線XO及Χ2重疊形成節(jié)點NOO及Ν20，而驅(qū)動線Yl分別與感測線Xl及Χ3重疊形成節(jié)點Nll及Ν31，其余均可依此類推，于此不另行贅述。需特別說明的是，于同一時間下，相鄰的兩條驅(qū)動線YO與Yl用以分別輸入具有不同相位及不同電壓的兩驅(qū)動電壓。于實際應(yīng)用中，于同一時間下的兩驅(qū)動電壓的大小可視實際需求進行調(diào)整，只要兩驅(qū)動電壓的相位有所不同即可使得相鄰感測線XO與Xl所感測出的感測電壓具有不同相位，因此，當感測電路將差動輸入的相鄰感測電極XO與Xl的感測電壓相減后，不僅能夠有效降低噪聲的影響，信噪比亦可獲得顯著提升。相較于現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)本發(fā)明的電容式觸控顯示裝置通過電容式觸控感測器的電極排列方式的改變，將原本傳統(tǒng)電極的規(guī)則式排列改為交錯式排列，使得同一時間下相鄰感測電極所感測出的感測電壓可分別來自提供不同驅(qū)動電壓的不同驅(qū)動電極，亦即相鄰感測電極所感測出的感測電壓可具有不同相位，因此，感測電路將差動輸入的相鄰感測電極的感測電壓相減后不僅能夠有效降低噪聲的影響，并且信號本身強度不會被降低，故其信噪比可有效獲得顯著提升。由此，本發(fā)明的電容式觸控感測器能夠更為準確地對于電容式觸控面板進行觸碰點的感測，以大幅減少其誤判的機率。通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電容式觸控顯示裝置，包含 一電容式觸控面板；以及 一電容式觸控感測器，設(shè)置于該電容式觸控面板上，該電容式觸控感測器包含 復數(shù)條驅(qū)動線，包含依一第一方向相鄰排列的一第一驅(qū)動線與一第二驅(qū)動線，于一時間下，該第一驅(qū)動線及該第二驅(qū)動線分別用以輸入具有不同相位及不同電壓的一第一驅(qū)動電壓及一第二驅(qū)動電壓； 復數(shù)條感測線，包含依一第二方向相鄰排列的一第一感測線與一第二感測線，該第一感測線與該第一驅(qū)動線重疊形成一第一節(jié)點而未與該第二驅(qū)動線重疊，該第二感測線與該第二驅(qū)動線重疊形成一第二節(jié)點而未與該第一驅(qū)動線重疊，該第一節(jié)點與該第二節(jié)點分別耦合出一第一互感電容與一第二互感電容，且該第一互感電容與該第二互感電容分別耦合出一第一感測電壓與一第二感測電壓，并分別由該第一感測線與該第二感測線輸出該第一感測電壓與該第二感測電壓；以及 一感測電路，耦接至該復數(shù)條感測線，該感測電路接收該第一感測電壓與該第二感測電壓并將該第一感測電壓與該第二感測電壓相減，以得到一感測電壓差值。
2.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中當該感測電路得到的該感測電壓差值增大時，該感測電壓差值相對應(yīng)的信噪比亦隨之增大。
3.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中若該第一驅(qū)動電壓與該第二驅(qū)動電壓均具有正相位，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓減去該第二感測電壓的值，且該感 測電壓差值對應(yīng)于一第一信噪比。
4.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中若該第一驅(qū)動電壓具有正相位且該第二驅(qū)動電壓為零，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第二信噪比。
5.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中若該第一驅(qū)動電壓具有正相位且該第二驅(qū)動電壓具有負相位，該感測電壓差值趨近于該第一感測電壓加上該第二感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第三信噪比。
6.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中若該第一驅(qū)動電壓為零且該第二驅(qū)動電壓具有負相位，該感測電壓差值趨近于該第二感測電壓的值，且該感測電壓差值對應(yīng)于一第四信噪比。
7.如權(quán)利要求3或4所述的電容式觸控顯示裝置，其中該第二信噪比大于該第一信噪比。
8.如權(quán)利要求3或5所述的電容式觸控顯示裝置，其中該第三信噪比大于該第一信噪比。
9.如權(quán)利要求3或6所述的電容式觸控顯示裝置，其中該第四信噪比大于該第一信噪比。
10.如權(quán)利要求1所述的電容式觸控顯示裝置，其中該感測電路包含一差動放大單元，該差動放大單兀包含一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，當該第一輸入端及該第二輸入端分別接收該第一感測電壓與該第二感測電壓后，該差動放大單元將該第一感測電壓減去該第二感測電壓以得到該感測電壓差值，并將該感測電壓差值放大后，由該輸出端輸出放大后的該感測電壓差值。
全文摘要
一種電容式觸控顯示裝置，包含電容式觸控面板及電容式觸控感測器。電容式觸控感測器包含復數(shù)條驅(qū)動線、復數(shù)條感測線及感測電路。于一時間下，相鄰的第一與第二驅(qū)動線用以輸入具有不同相位及不同電壓的第一及第二驅(qū)動電壓。第一感測線與第一驅(qū)動線重疊形成第一節(jié)點而未與第二驅(qū)動線重疊，第二感測線與第二驅(qū)動線重疊形成第二節(jié)點而未與第一驅(qū)動線重疊。第一與第二節(jié)點耦合出第一與第二互感電容，進而耦合出第一與第二感測電壓，并由第一與第二感測線輸出。感測電路將第一與第二感測電壓相減以得到感測電壓差值。
文檔編號G06F3/044GK103049147SQ201110354778
公開日2013年4月17日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者詹前煜, 左克揚 申請人:瑞鼎科技股份有限公司