[發明專利]集成的主動矩陣的觸控面板

在審

• 申請號: 201680055183.4
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN108139824A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: D·蓋拉多;C·J·布朗
• 申請（專利權）人: 夏普株式會社
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/044
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 汪飛亞;習冬梅

一種集成的觸控屏包括以多行和多列的二維矩陣排列的顯示像素。在顯示像素中定義觸控元件的矩陣，具有包含顯示像素的k×j組合的觸摸單元，其中k表示像素的行數，j表示像素的列數。觸控元件由觸摸單元的n×m矩陣組成。包含在觸控元件中的顯示像素的公共電極電連接在一起以形成觸控元件的公共電極。觸摸單元包括沿行方向延伸的a條導線和沿列方向延伸的b條導線，其中a≦k且b≦j且a和b中的至少一個不為零。觸摸單元包括兩個開關裝置，一個(520)用于選擇性地將觸控元件的公共電極與第一觸摸數據線(541)連接，另一個(521)用于選擇性地將觸控元件的公共電極與第二觸摸數據線(540)連接。該觸控屏包括可在自容觸摸感測模式或互容觸摸感測模式下運行的控制器，自容觸摸感測模式通過將激勵電壓施加到觸控元件的公共電極并感測由觸控元件產生的信號；互容觸摸感測模式通過將激發電壓施加到觸控元件的公共電極，并確定產生在所述觸控元件矩陣中至少另一個觸控元件中的信號。沿行方向延伸的a條導線和沿列方向延伸的b條導線被提供以允許觸摸感測功能，且為提供顯示功能所需的顯示控制線和顯示數據線的附加部分。由于a≦k且b≦j，因此在顯示像素的任意行或列中不需要多于一條額外的導線，從而使顯示像素的開口率的減小最小化。

技術領域

本發明涉及觸控面板裝置。具體而言，本發明涉及電容式觸控面板。這種電容式觸控面板裝置可發現應用于一系列消費電子產品，包括例如移動電話、平板電腦和臺式電腦、電子書閱讀器和數字標牌產品。

背景技術

觸控面板已被廣泛采用作為例如智能手機和平板電腦等各種電子產品的輸入裝置。

現在大多數高端便攜式和手持式電子裝置都包含觸控面板。這些最經常被用作觸控屏的一部分，即，顯示器和觸控面板被對齊使得觸控面板的觸摸區域對應顯示器的顯示區域。

具有觸控屏的電子設備的最常見的用戶界面是顯示器上的圖像，該圖像具有看似交互的點。更具體地說，該裝置可以顯示按鈕的圖片，然后用戶可以通過用他們的手指或用觸筆觸摸、按壓或擊打按鈕來與該裝置進行交互。例如，用戶能夠“按壓”按鈕并且觸控面板檢測到一個觸摸(或多個觸摸)。響應于檢測到的一個觸摸或多個觸摸，電子裝置執行一些適當的功能。例如，電子裝置可能會自行關閉、執行應用程序等。

盡管許多不同的技術可被用來創建觸控面板，電容系統已被證明是最流行的，由于其準確性、耐久性以及在很小或沒有激活力的情況下檢測觸摸輸入事件的能力。

用于觸控面板的電容式感測的最基本的方法是表面電容法，也被稱為自電容，例如如US4293734(Pepper，1981年10月6日)中所公開的。表面電容型觸控面板的一種典型實施方式在圖1中被示出，并且包括透明基板10，透明基板10的表面涂覆有形成感測電極11的導電材料。一個或多個電壓源12連接感測電極，例如在每個角落，并用于在基板上方產生靜電場。當導電的輸入物體13，例如人的手指，靠近感測電極時，在感測電極11和輸入物體13之間動態地形成電容器14，并且該場受到干擾。電容器14引起從電壓源12汲取的電流量的變化，其中電流變化的幅度與手指位置和電壓源連接到感測電極的點之間的距離有關。電流感測器15被提供以測量從每個電壓源12汲取的電流，并且觸摸輸入事件的位置通過比較在每個源處測量的電流的大小而被計算。盡管結構和操作簡單，但是表面電容式觸控面板不能偵測例如當兩個或更多個手指與觸控面板接觸時發生的多個同時的觸摸輸入事件。

應用于觸控面板的另一個眾所周知的電容感測方法是投射電容法，也稱為互電容。在該方法中，如圖2所示，驅動電極20和感測電極21形成在透明基板(未示出)上。從電壓源22向驅動電極20施加改變的電壓或激勵信號。然后通過形成在驅動電極20與感測電極21之間的互耦電容器23的電容耦合在相鄰的感測電極21上產生信號。電流測量裝置24連接該感測電極21并提供互耦電容器23的電容大小的測量。當輸入物體13靠近兩個電極時，它與驅動電極27形成第一動態電容器并與感測電極28形成第二動態電容器。如果輸入物體接地，例如與人的身體連接的人的手指的情況，則這些動態形成的電容的效果表現為驅動電極與感測電極之間的電容耦合量的減少，并因此附接到感測電極21的電流測量裝置24所測量的信號的幅度減小。