CN102402319A - 触控面板的驱动方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控面板的驱动方法与装置，此触控面板包含具有导电异向性的导电层。该驱动方法包括在多个电极对中逐一选择一个电极对。其中，这些电极对各自包含第一电极与第二电极，这些第一电极配置于导电层的第一侧，这些第二电极配置于导电层的第二侧。当这些电极对的其中一个电极对被选择时，逐一驱动被选择电极对的第一电极与第二电极，以实现触控面板具有较佳的精准度。

Description

触控面板的驱动方法与装置

技术领域

本发明涉及一种触控面板，特别涉及一种触控面板的驱动方法与装置。

背景技术

为了达到更便利、体积更轻巧化以及更人性化的目的，许多信息产品的输入方式已由传统的键盘或鼠标等装置，转变为使用触控面板作为输入的方式。触控面板可组装在诸多种类的平面显示器上，以使平面显示器兼具显示画面以及输入操作信息的功能。传统触控面板主要包括电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。不同类型的触控面板各自具有其优缺点，例如电容式触控面板具有质感佳、触控力道小等优点，但是价格较为昂贵。降低触控面板的成本，以及对触碰点进行精确定位，一直是本领域的课题。

发明内容

本发明提供一种触控面板的驱动方法与装置，以实现触控面板触碰点的精确定位。

本发明实施例提出一种触控面板的驱动方法。触控面板包含在第一轴向具有导电异向性的导电层，而导电层沿第一轴向的二个对向侧边分别为第一侧与第二侧。该导电层包含多个电极对，其中该多个电极对各自包含第一电极与第二电极，这些第一电极配置于导电层的第一侧，这些第二电极配置于导电层的第二侧。该驱动方法包括在多个电极对中逐一选择一个电极对，当这些电极对的其中一个电极对被选择时，逐一驱动被选择电极对的第一电极与第二电极。

本发明实施例提出一种触控面板的驱动装置。触控面板包含在第一轴向具有导电异向性的导电层，其中该导电层沿第一轴向的二个对向侧边分别为第一侧与第二侧。该驱动装置包括多个电极对、选择器以及感测电路。这些电极对各自包含第一电极与第二电极。这些第一电极配置于导电层的第一侧。这些第二电极配置于导电层的第二侧；选择器连接至该导电层的这些电极对。选择器在这些电极对中逐一选择一个电极对。感测电路连接至选择器。当这些电极对的其中一个电极对被选择时，感测电路透过选择器逐一驱动被选择电极对的第一电极与第二电极。

在本发明的一实施例中，提供参考电压至所述被选择电极对以外的其它电极对的第一电极与第二电极。

在本发明的一实施例中，浮接被选择电极对的邻近电极对，以及提供参考电压至所述被选择电极对以及所述被选择电极对的邻近电极对以外的其它电极对的第一电极与第二电极。

在本发明的一实施例中，当驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极其中之一时，另一电极被浮接或被提供该参考电压。

在本发明的一实施例中，逐一驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极的步骤包括：提供驱动电压至所述被选择电极对的第一电极；自所述被选择电极对的第一电极移除驱动电压后，感测所述被选择电极对的第一电极；在所述被选择电极对的第一电极完成感测后，提供驱动电压至所述被选择电极对的第二电极；以及自所述被选择电极对的第二电极移除驱动电压后，感测所述被选择电极对的第二电极。

基于上述，本发明实施例在导电异向性的导电层配置多个电极对，每一个电极对的第一电极与第二电极分别配置于导电层的相对向两侧边。利用电极对的两个感测值可以求出第一轴向的位置关系。因为先完成一个电极对的驱动操作后才进行下一个电极对的驱动操作，所以具有较佳的精准度并可实现触控手势(gesture)的功能。

附图说明

图1A是依照本发明一实施例说明电容式触控面板与驱动装置的示意图。

图1B是图1A的触控面板沿剖线A-A’的局部剖面示意图

图2A是依照本发明实施例附图1A中第二电极S21～S26的感测值示意图。

图2B是依照本发明实施例附图1A中第一电极S11～S16的感测值示意图。

图2C是依照本发明实施例附图1A中第一电极S11～S16的感测值各自与第二电极中S21～S26对应电极的感测值相加示意图。

图3是依照实施例说明触碰点发生移动的情形。

图4是依照本发明另一实施例说明触控面板的驱动方法。

图5是附图1A所示触控面板的电极驱动顺序示意图。

图6是依据另一实施例附图1A所示触控面板的电极驱动顺序示意图。

主要元件符号说明

触控面板                    100

基板                        102

导电层                      110

导电层的二个对向侧边        111、112

驱动装置                    150

选择器                      151

感测电路                    152

微控制器              153

低阻抗方向            D

高阻抗方向            H

电极对                S1～S6

第一电极              S11～S16

第二电极              S21～S26

步骤                  S410～S430

触碰点                T1、T2、TP

具体实施方式

图1A为依照本发明一实施例说明电容式触控面板100与驱动装置150的示意图。图1B为图1A的触控面板100沿剖线A-A’的局部剖面示意图。在图1A与图1B中引入笛卡儿坐标系统(Cartesiancoordinate system)，其包括相互垂直的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向。触控面板100包含导电层110、保护层(cover lens)120以及基板102。导电层110配置于基板102上，而保护层120则配置于导电层110上。导电层110具有导电异向性(Anisotropic Conductivity)，亦即，导电薄膜110在两个不同方向上具有不同的阻抗性。例如，导电层110具有图1A所示之低阻抗方向D以及高阻抗方向H，其中低阻抗方向D和高阻抗方向H可为垂直。在本实施例中，导电层110的低阻抗方向D为Y轴方向。

在本实施例中，基板102与/或保护层120可采用如：聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate，PMMA)或薄化后的玻璃基板等透明材料。导电层110可以是平行排列的碳纳米管(carbon nano-tube，CNT)所形成的导电薄膜。此碳纳米管薄膜是由超顺垂直排列碳纳米管阵列(Super Vertical-Aligned Carbon Nanotube Array)透过拉伸方式制成，可应用于制作透明的导电薄膜。例如，采用化学气相沉积法(chemical vapor deposition，CVD)或其它适当的方法于硅基板、石英基板或其它适当的基板上形成碳纳米管层。接着，沿着一拉伸方向从碳纳米管层的一侧边拉出碳纳米管薄膜，也就是导电层110。之后，将导电层110配置于基板102上，同时将保护层120覆盖于导电层110上即初步地完成电容式触控面板100。因拉伸制程中，长炼状碳纳米管约略沿着拉伸方向平行排列，使得碳纳米管薄膜在拉伸方向具有较低阻抗，在垂直拉伸方向阻抗约为拉伸方向阻抗的50至350倍之间。碳纳米管薄膜的表面电阻也因量测的位置不同、方向不同而介于1KΩ至800KΩ之间，因此导电层110具有导电异向性。

请参照图1A，导电层110沿第一轴向(例如Y轴方向)的二个对向侧边分别为第一侧111与第二侧112。在导电层110配置多个电极对，这些电极对各自包含一个第一电极与一个第二电极。每一个电极对的第一电极与第二电极分别配置于导电层的相对向两侧边111与112。在本实施例中，每一个电极对的第一电极至第二电极的联机方向同于第一轴向(即低阻抗方向D)，亦及第一电极与第二电极位于第一轴向(即低阻抗方向D)上。例如，第一电极对为第一电极S11与第二电极S21，第二电极对为第一电极S12与第二电极S22，第三电极对为第一电极S13与第二电极S23，第四电极对为第一电极S14与第二电极S24，第五电极对为第一电极S15与第二电极S25，第六电极对为第一电极S16与第二电极S26。每一个电极对内的第一电极S11～S16配置于导电层110的第一侧111。每一个电极对内的第二电极S21～S26配置于导电层110的第二侧112。

虽然图1A的电容式触控面板100仅以六个电极对作为实现范例，但实际应用时，电极对的数目可根据实际触控面板的面积以及设计需求而定。

为了简化说明，以下实施例以触控面板100在操作时，仅以一个触碰点TP为例。在实际操作时，本实施例所述定位方法也可适用于多触碰点的情形。

请参照图1A，驱动装置150包含选择器151与感测电路152。本实施例将沿X轴方向扫描并驱动第一电极S11～S16与第二电极S21～S26。例如，上述扫描与驱动的顺序可以是S11、S12、S13、S14、S15、S16、S26、S25、S24、S23、S22、S21，或是以S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26顺序驱动。选择器151连接至导电层110的电极S11～S16与S21～S26。选择器151依据上述顺序逐一选择一个电极，以及提供参考电压(例如接地电压或是其它固定准位的参考电压)至其它未被选择的电极。感测电路152连接于选择器151与微控制器153之间。当电极S11～S16与S21～S26的其中一个电极对被选择时，感测电路152透过选择器151驱动被选择电极。上述驱动操作例如先对被选择电极施加驱动电压而对导电层110充电，然后感测被选择电极的物理特征值(即感测值，例如电压值、电荷量或电容值等)，以及将被驱动电极的感测值传送至微控制器153。微控制器153利用第一电极S11～S16的感测值与第二电极S21～S26的感测值可以求出X轴与Y轴的位置。

当手指触碰触控面板100时(即图1A所示触碰点TP)，对第一电极S11～S16及第二电极S21～S26进行感测后会获得多个感测值。图2A是依照本发明实施例说明图1A中第二电极S21～S26的感测值示意图。横轴表示第二电极S21～S26的位置，纵轴表示感测值。由于触碰点TP较靠近第二电极S23，因此图2A在S23处出现相对极值(relative extreme)，例如第二电极S23的感测值大于邻近第二电极的感测值。相类似地，图2B是依照本发明实施例说明图1A中第一电极S11～S16的感测值示意图。横轴表示第一电极S11～S16的位置，纵轴表示感测值。图2B于S13处亦出现相对极值。由于触碰点TP与第一电极S11～S16的距离大于触碰点TP与第二电极S21～S26的距离，因此第一电极S11～S16的感测值整体上小于第二电极S21～S26。

于本实施例中，微控制器153将第一电极S11～S16的感测值各自与第二电极中S21～S26对应电极的感测值相加，而获得电极对S1、S2、S3、S4、S5、S6的感测值。例如，S1＝S11+S21，S2＝S12+S22，以此类推。图2C是依照本发明实施例说明书附图1A中第一电极S11～S16的感测值各自与第二电极中S21～S26对应电极的感测值相加示意图。横轴表示电极的位置(例如X轴的位置)，纵轴表示感测值。然后，以电极对S1～S6中相对极值的位置(在此为电极对S3的位置)做为触碰点TP于触控面板100上第二轴向(例如X轴方向)的位置。

在其它实施例中，触碰点TP于X轴的位置可以由第一电极S11～S16出现相对极值的位置(在此为第一电极S13的位置)来决定，或由第二电极S21～S26出现相对极值的位置(在此为第二电极S23的位置)来决定。应用本实施例也可以依据设计需求，采用内插法或其它算法计算出更精确的第二轴向位置。

当微控制器153发现在第一电极S13出现相对极值，便会依据第一电极S13与同一电极对的第二电极S23二个电极的感测值计算第一轴向(例如Y轴)的位置。依据第一电极S13与第二电极S23的感测值之比值，微控制器153可以计算触碰点TP于Y轴的位置。例如，若第一电极S13的感测值等于第二电极S23的感测值，则表示触碰点TP于Y轴的(L/2)位置。

图3是依照实施例说明触碰点发生移动之情形。选择器151以S11、S12、S13、S14、S15、S16、S21、S22、S23、S24、S25、S26顺序选择扫描每一个电极。假设触碰点移动前的位置在图3所示T1处，在完成第一电极S11～S16的驱动操作后，微控制器153可以在第一电极S14发现相对极值，也就表示触碰点的X轴位置在第一电极S14附近。因此，等到完成第二电极S21～S26的驱动操作后，微控制器153会依据第一电极S14与第二电极S24的感测值的比值计算出触碰点的Y轴位置。由于驱动电极S14之后，还需依序驱动电极S14、S15、S16、S21、S22、S23，然后才会驱动电极S24，使得驱动第一电极S14的时间点与驱动第二电极S24的时间点之间存在一段时间差。假设单侧边电极数量为N，驱动单一电极所需时间为t，则此时间差约为N×t。然而，在这一段时间差N×t中，触碰点恰巧沿着X轴由图3所示T1处移动至T2处。上述触碰点的移动导致相对极值原本应该出现在第二电极S24，却错误地出现在第二电极S22。可想而知，如图3所示，微控制器153依据第一电极S14与第二电极S24的感测值计算出的Y轴位置必然是错误的。

图4是依照本发明另一实施例说明触控面板100的驱动方法。图5是说明书附图1A所示触控面板100的电极驱动顺序示意图。电极对S1为第一电极S11与第二电极S21，电极对S2为第一电极S12与第二电极S22，电极对S3为第一电极S13与第二电极S23，电极对S4为第一电极S14与第二电极S24，电极对S5为第一电极S15与第二电极S25，电极对S6为第一电极S16与第二电极S26。每一个电极对内的第一电极S11～S16配置于导电层110的第一侧111。每一个电极对内的第二电极S21～S26配置于导电层110的第二侧112。于每一个电极对S1～S6中，自第一电极至第二电极的方向为第一轴向(或低阻抗方向D)。

请参照图1A、图4与图5，于步骤S410中，选择器151于多个电极对S1～S6中逐一选择一个电极对。于图5所示实施例中，电极对S1～S6的选择顺序例如是S1、S2、S3、S4、S5、S6。在其它实施例中，电极对S1～S6的选择顺序可以是其它顺序，例如随机顺序，但不以此为限。

当步骤S410选择了电极对S1～S6的其中一个电极对时，选择器151进行步骤S420以提供参考电压(例如接地电压或是其它固定准位的参考电压)至其它未被选择的电极对的第一电极与第二电极。例如，若选择器151于步骤S410中选择电极对S2，则选择器151于步骤S420中提供接地电压至其它未被选择的电极对S1、S3～S6。

当步骤S410选择了电极对S1～S6的其中一个电极对时，感测电路152进行步骤S430以透过选择器151逐一驱动被选择电极对的第一电极与第二电极。在本实施例中，当感测电路152驱动被选择电极对中第一与第二电极其中之一时，另一电极被浮接(floating)。在其它实施例中，当感测电路152驱动被选择电极对中第一与第二电极其中之一时，另一电机被选择器151提供参考电压(例如接地电压)。例如，若步骤S410选择电极对S2，则感测电路152可以透过选择器151先驱动第一电极S12，同时选择器151使第二电极S22浮接。完成第一电极S12的驱动操作后，感测电路152再透过选择器151驱动第二电极S22，同时选择器151使第一电极S12浮接。本实施例所述触控面板100的电极驱动顺序如图5所示。

上述对某一电极对的驱动操作(即步骤S430)说明如下。感测电路152提供驱动电压(例如电源电压Vdd)至被选择电极对的第一电极。在从被选择电极对的第一电极移除该驱动电压后，感测电路152感测被选择电极对的第一电极。在被选择电极对的第一电极完成感测后，感测电路152提供驱动电压至被选择电极对的第二电极。在从被选择电极对的第二电极移除该驱动电压后，感测电路152感测被选择电极对的第二电极。

假设触碰点位于第二电极S23的附近。图5所示实施例在驱动第一电极S13的时间点与驱动第二电极S23的时间点之间存在一段极小的时间差。此时间差约为1×t。与图3所示实施例的时间差N×t相比，图5所示实施例的时间差1×t明显小很多，因此具有较佳的精准度。尤其是触控面板100上单侧边电极数量N越大时，图5所示实施例改善电极对的驱动时间差的效果越好。

对于被选择电极对而言，第一电极与第二电极的驱动顺序可以是“第一电极、第二电极”(如图5所示)，或以其它顺序，例如随机顺序，但不以此为限。例如，图6是依据另一实施例附图1A所示触控面板100的电极驱动顺序示意图。于图6所示实施例中，对于被选择电极对而言，第一电极与第二电极的驱动顺序是“第一电极、第二电极”与“第二电极、第一电极”二种顺序交替使用。图6的其它实施方式可以参照图4与图5的相关说明。

根据上述实施例的启示，在驱动被选择电极对时，其它的电极对被提供参考电压(例如接地电压)。然而，本发明的实现方式不应以此为限。在其它实施例中，当多个电极对的其中一个电极对被选择时，选择器151可以使被选择电极对的邻近电极对浮接，然后除了被选择电极对以及其邻近电极对外，提供参考电压至其它电极对。例如，若电极对S3被选择时，选择器151可以使电极对S 3的邻近电极对S2与S4浮接，然后除了电极对S2、S3与S4外，提供参考电压至其它电极对S1、S5与S6的第一电极与第二电极。

又例如，若电极对S3被选择时，选择器151可以使电极对S3的邻近电极对S1、S2、S4与S5浮接，然后除了电极对S1、S2、S3、S4与S5外，提供参考电压至其它电极对S6的第一电极与第二电极。上述浮接的电极对数量可以依据设计需求来决定。

再者，依据设计需求，上述被选择电极对的邻近电极对中的第一电极与第二电极可以都浮接，也可以将其中一个电极浮接而提供参考电压至另一电极。例如，假设电极对S3被选择。当第一电极S13被驱动时，选择器151可以使电极对S2与S4中的第一电极S12与S14浮接，以及提供参考电压至第二电极S22与S24。当第一电极S23被驱动时，选择器151可以使电极对S2与S4中的第二电极S22与S24浮接，以及提供参考电压至第一电极S12与S14。

在另一实施例中，假设电极对S3被选择。当第一电极S13被驱动时，选择器151可以使电极对S2与S4中的第二电极S22与S24浮接，以及提供参考电压至第一电极S12与S14。当第一电极S23被驱动时，选择器151可以使电极对S2与S4中的第一电极S12与S14浮接，以及提供参考电压至第二电极S22与S24。

综上所述，上述实施例在导电异向性的导电层110配置多个电极对S1～S6，每一个电极对的第一电极与第二电极分别配置于导电层110的相对向两侧边111与112。利用电极对的二个感测值可以求出第一轴向(例如Y轴)的位置。因为先完成一个电极对的驱动操作后才进行下一个电极对的驱动操作，所以具有较佳的精准度并可实现触控手势(gesture)的功能。

Claims (20)

1.一种触控面板的驱动方法，该触控面板包含在一第一轴向具有导电异向性的一导电层，该导电层沿该第一轴向的二个对向侧边分别为一第一侧与一第二侧，该导电层包含多个电极对，其中该多个电极对各自包含一第一电极与一第二电极，该多个第一电极配置于该导电层的该第一侧，该些第二电极配置于该导电层的第二侧，其特征在于：该驱动方法包括：

在该些电极对中逐一选择一个电极对；以及

当该多个电极对的其中一个电极对被选择时，逐一驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极。

2.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：提供一参考电压至所述被选择电极对以外的其它电极对的第一电极与第二电极。

3.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：浮接所述被选择电极对的邻近电极对；以及

提供一参考电压至除所述被选择电极对以及所述被选择电极对的邻近电极对以外的其它电极对的第一电极与第二电极。

4.如权利要求3所述触控面板的驱动方法，其特征在于：该参考电压为接地电压。

5.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：当驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极其中之一时，另一电极被提供一参考电压。

6.如权利要求1项所述触控面板的驱动方法，其特征在于：当驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极其中之一时，另一电极被浮接。

7.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：逐一驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极之步骤包括：

提供一驱动电压至所述被选择电极对的第一电极；

自所述被选择电极对的第一电极移除该驱动电压后，感测所述被选择电极对的第一电极；

在所述被选择电极对的第一电极完成感测后，提供该驱动电压至所述被选择电极对的第二电极；以及

自所述被选择电极对的第二电极移除该驱动电压后，感测所述被选择电极对的第二电极。

8.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：该导电层的低阻抗方向为该第一轴向。

9.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：该导电层为碳纳米管薄膜。

10.如权利要求1所述触控面板的驱动方法，其特征在于：在该多个电极对中，自所述第一电极至所述第二电极的方向为该第一轴向。

11.一种触控面板的驱动装置，该触控面板包含在一第一轴向具有导电异向性的一导电层，该导电层沿该第一轴向的二个对向侧边分别为一第一侧与一第二侧，其特征在于：该驱动装置包括：

多个电极对，其中该多个电极对各自包含一第一电极与一第二电极，该多个第一电极配置于该导电层的该第一侧，该多个第二电极配置于该导电层的该第二侧；

一选择器，连接至该导电层的该多个电极对，并于该些电极对中逐一选择一个电极对；以及

一感测电路，连接至该选择器，其中当该些电极对的其中一个电极对被选择时，该感测电路通过该选择器逐一驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极。

12.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该选择器提供一参考电压至所述被选择电极对以外的其它电极对。

13.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该选择器使所述被选择电极对的邻近电极对浮接，并提供一参考电压至除所述被选择电极对以及所述被选择电极对的邻近电极对以外的其它电极对。

14.如权利要求13所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该参考电压为接地电压。

15.如权利要求11项所述触控面板的驱动装置，其特征在于：当该感测电路驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极其中之一时，另一电极被该选择器提供一参考电压。

16.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：当该感测电路驱动所述被选择电极对的第一电极与第二电极其中之一时，另一电极被浮接。

17.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该感测电路提供一驱动电压至所述被选择电极对的第一电极；自所述被选择电极对的第一电极移除该驱动电压后，该感测电路感测所述被选择电极对的第一电极；在所述被选择电极对的第一电极完成感测后，该感测电路提供该驱动电压至所述被选择电极对的第二电极；以及自所述被选择电极对的第二电极移除该驱动电压后，该感测电路感测所述被选择电极对的第二电极。

18.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该导电层的低阻抗方向为该第一轴向。

19.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：该导电层为碳纳米管薄膜。

20.如权利要求11所述触控面板的驱动装置，其特征在于：在该些电极对中，自所述第一电极至所述第二电极的方向为该第一轴向。

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