觸控感應(yīng)裝置與相關(guān)觸控屏幕的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明關(guān)于電容式觸控屏幕，尤指觸控屏幕的電極的型樣設(shè)計。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于觸控提供既直覺又自然的人機互動形式，因此觸控屏幕已經(jīng)廣泛地被運用在 個人計算機，平板計算機，智能型手機，便攜帶式裝置，手持裝置等各種電子裝置之中。近 來，電容式觸控屏幕快速地發(fā)展，且有取代其他類型的觸控屏幕的趨勢。
[0003] 電容式觸控屏幕利用電容式的觸控感測裝置，即：主動感測陣列，包含有驅(qū)動電極 以及感應(yīng)電極，并且藉助于相關(guān)的控制以及感應(yīng)電路，檢測使用者的觸碰并決定觸碰位置。 驅(qū)動脈沖逐行地提供至驅(qū)動電極，以至于在驅(qū)動電極上形成電荷，這些電荷會以電容式耦 合的形式，耦合至與驅(qū)動電極所交錯的感應(yīng)電極。如此一來，將在感應(yīng)電極上形成可測量的 電壓或電流。驅(qū)動脈沖與感應(yīng)電極上所測得的信號之間的關(guān)系，又與感應(yīng)電極與驅(qū)動電極 之間所耦合的電容量有關(guān)。因此，根據(jù)驅(qū)動信號與測量到的感應(yīng)信號將可得到交會處的耦 合電容的電容值（亦即，互容值）。當(dāng)一個觸碰物體（例如：手指或?qū)щ姽P）靠近觸控感測 裝置時，將會改變驅(qū)動電極與感應(yīng)電極之間的電場（因觸碰物體實質(zhì)上接地，所以會將電 場吸收），從而減少在鄰近處上測量到的電容值。因此，觸控位置基本上可從互容值的減少 而決定。
[0004] 在某些操作環(huán)境下，觸控裝置可能會與觸碰物體之間不共地（common ground)。例 如，當(dāng)觸控裝置被放置在一個絕緣體上，例如：木質(zhì)/塑膠桌、床、紙箱、塑膠箱等，此時觸控 裝置與觸碰物體不共地（假設(shè)使用者站在地面上）。在這種環(huán)境下，觸碰物體相對于觸控 裝置所連接的地為浮接（floating)。因此，觸碰物體形成一浮接導(dǎo)體，這會造成在觸碰物 體與觸控裝置所連接的地之間產(chǎn)生一個電容值差（capacitance difference)。圖IA與圖 IB解釋這種狀況如何影響感應(yīng)電極與驅(qū)動電極之間所測量到的互容值。在圖IA中，觸碰 物體FINGER與觸控感測裝置（亦即，感應(yīng)電極RX與驅(qū)動電極TX)共地。因此，當(dāng)觸碰物體 FINGER接近觸控感測裝置時，在感應(yīng)電極RX與驅(qū)動電極TX之間測量到的互容值將會下降， 這是因為觸碰物體吸收了電極間的電場。然而，在圖IB中，觸碰物體FINGER與觸控感測裝 置不共地，所以在感應(yīng)電極RX與驅(qū)動電極TX之間會產(chǎn)生一個電容值差，在這種情況下，觸 碰物體FINGER接近觸控感測裝置時所造成的互容值下降，會共地時下降的程度。表1展示 了兩種情形的差異。
[0007] 如表1所示，不共地狀態(tài)將會造成難以識別的微弱感應(yīng)信號（亦即，互容值（Cm) 在觸碰前后的差值）。這讓觸控感測裝置中的處理電路難以從感應(yīng)信號中分析出觸碰位 置。有些方法可能可以解決這樣的問題。但由于觸控屏幕可能會操作在不同的使用環(huán)境下， 如手持，放置在桌上，或者是床上，此時觸碰物體與觸控感測裝置之間的電容差值會相當(dāng)不 同。因此，有必要設(shè)計一種觸控感測裝置，其無論在是否共地或者是電容差值大小不同的情 況下，都可得到足以明確識別的感應(yīng)信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 因此，本發(fā)明的一目的在于提供觸控屏幕的電極型樣的設(shè)計，其中，本發(fā)明在一個 觸控屏幕中，設(shè)計了多種不同的環(huán)繞型樣，如此一來可確保在不同操作環(huán)境下，都能得到可 被明確識別的感應(yīng)信號。
[0009] 本發(fā)明的一實施例提供一種觸控感測裝置，該觸控感測裝置包含：多個第一電極； 多個第二電極，設(shè)置于該多個第一電極的周遭；多個第一環(huán)繞型樣，由該多個第一電極與該 多個第二電極所形成；多個第二環(huán)繞型樣，由該多個第一電極與該多個第二電極所形成。每 一個第一環(huán)繞型樣包含：該多個第一電極的一個與該多個第二電極的一個交錯。每一個第 二環(huán)繞型樣包含：該多個第二電極的一個夾在該多個第二電極的另一個與該多個第一電極 的一個中間。
[0010] 本發(fā)明的另一實施例提供一種觸控屏幕，該觸控屏幕包含：一顯示裝置、一觸碰控 制裝置以及受控于該觸碰控制裝置的一觸控感測裝置。該觸控感測裝置包含：多個第一電 極；多個第二電極，設(shè)置于該多個第一電極的周遭；多個第一環(huán)繞型樣，由該多個第一電極 與該多個第二電極所形成；多個第二環(huán)繞型樣，由該多個第一電極與該多個第二電極所形 成。每一個第一環(huán)繞型樣包含：該多個第一電極的一個與該多個第二電極的一個交錯。每 一個第二環(huán)繞型樣包含：該多個第二電極的一個夾在該多個第二電極的另一個與該多個第 一電極的一個中間。
【附圖說明】
[0011] 圖IA與圖IB解釋在不同操作環(huán)境下測量到的互容值的變化。
[0012] 圖2繪示本發(fā)明觸控感測裝置的一實施例的一部份的簡化布局架構(gòu)。
[0013] 圖3更清楚地繪示出觸控感測裝置100的第一環(huán)繞型樣。
[0014] 圖4更清楚地繪示出觸控感測裝置100的第二環(huán)繞型樣。
[0015] 圖5A與圖5B解釋第二環(huán)繞型樣在不同操作環(huán)境下所測量到的互容值變化。
[0016] 圖6、圖7A以圖7B解釋第一環(huán)繞型樣PATA_1-PATA_2與第二環(huán)繞型樣 PATB_1-PATB_2的排列如何改善感應(yīng)信號。
[0017] 圖8為本發(fā)明觸控感測裝置100的一實施例的詳細布局。
[0018] 圖9為本發(fā)明觸控屏幕的一實施例的架構(gòu)圖。
[0019] 附圖標記說明
[0020] FINGER 觸碰物體
[0021] TX、T1~T4 驅(qū)動電極
[0022] RX、R1~R4 感應(yīng)電極
[0023] Cm 互容
[0024] C 電容差值
[0025] PATA_1 ~PATA_8 第一環(huán)繞型樣
[0026] PATB_1 ~PATB_8 第二環(huán)繞型樣
[0027] 261~265 突出分支
[0028] 271 ~275 開 口槽孔
[0029] GND 屏蔽電極
[0030] 100 觸控感應(yīng)裝置
[0031] 200 觸碰控制電路
[0032] 300 顯示裝置
[0033] 400 觸控屏幕
【具體實施方式】
[0034] 在說明書及權(quán)利要求書中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng) 可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及權(quán)利要求書并不 以名稱的差異來作為區(qū)分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。在 通篇說明書及權(quán)利要求中所提及的"包含"為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成"包含但不限定 于"。此外，"耦接"一詞在此包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第 一裝置耦接于一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接于該第二裝置，或通過其他 裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置，如上所述，為了在各種操作環(huán)境下都能確 保感應(yīng)信號足以被識別，本發(fā)明提供一種觸控感測裝置，其具有多種驅(qū)動電極與與感應(yīng)電 極的環(huán)繞型樣。
[0035] 圖2繪示本發(fā)明觸控感測裝置的一實施例的一部份的簡化布局架構(gòu)。如圖所示， 觸控感測裝置100包含驅(qū)動電極Tl~T4以及感應(yīng)電極Rl~R4。當(dāng)然，這個范例僅作 為說明之用，在不同實施態(tài)樣中，可能會使用不同數(shù)量的驅(qū)動電極與感應(yīng)電極。在一實施 例中，驅(qū)動電極Tl~T4可能在一第一金屬層上形成，而感應(yīng)電極Rl~R4則在一第二金 屬層上形成，且第一金屬層與第二金屬層之間具有一導(dǎo)電膜，例如氧化銦錫（indium tin oxide, ITO)、例如氧化銦鋅（indium zinc oxid