CN105378618A - 电容式触控探测构件及探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用新方案的电容式触控探测构件及探测方法，新方案利用根据当线等效电容器施加交流电压时是否在触控探测单元上产生触控所探测的电压量值间的差来探测触控信号，线等效电容器形成于探测触控的感测垫与邻近感测垫的非感测垫间。根据本发明的触控探测构件探测是否因触控输入构件的接近而产生触控电容(Ct)，触控输入构件按压显示元件的上表面且例如为人体的手指(25)或类似导电材料。触控探测构件包括感测垫(10a)，在感测垫(10a)与触控输入构件间产生触控电容(Ct)；交流电压，施加至在感测垫(10a)与邻近感测垫(10a)的非感测垫(10b)间形成的线等效电容器(Ceq)；及触控探测单元(14)，连接至感测垫(13)以探测根据触控输入构件是否产生触控而产生的电压差。根据本发明，利用在感测垫信号线与非感测垫信号线间产生的寄生电容器来探测触控，从而易于设计及制造触控面板。

Description

电容式触控探测构件及探测方法
技术领域
本发明涉及一种探测如人体的手指或具有与手指类似的导电特性的触控输入构件等触控输入构件的电容型触控输入的构件及方法，且更具体而言，涉及一种用于对在感测垫与非感测垫间形成的感测等效电容器的一侧施加交流驱动电压并根据触控来探测自触控探测器产生的电压差以取得触控信号的电容型触控探测构件及探测方法。
背景技术
一般而言，触控屏面板附装于例如液晶显示器(liquidcrystaldisplay，LCD)、等离子体显示面板(plasmadisplaypanel，PDP)、有机发光二极管(organiclightemittingdiode，OLED)、有源矩阵式有机发光二极管(activematrixorganiclightemittingdiode，AMOLED)等显示元件上，且是产生与例如手指及笔等物体所触控的位置相对应的信号的输入元件中的一种。触控屏面板已用于许多种应用中，例如用于小型便携式终端、工业终端、数字信息元件(digitalinformationdevice，DID)等。
通常，已公开了各种类型的触控屏面板。然而，最广泛使用的是制造工艺简单且制造成本低的电阻型触控屏面板。然而，由于电阻型触控屏面板具有低的透射率且需要施加非常大的压力，因而电阻型触控屏面板不便于使用、在实现多点触控(multitouch)及手势识别方面存在困难、会导致探测错误等。
相反，电容型触控屏面板可具有高的透射率，能识别软输入(softtouch)，且能实现更好的多点触控及手势识别，因此其市场份额已逐渐扩大。
图1说明现有电容型触控屏面板的实例。参照图1，在由塑料、玻璃等制成的透明基板2的上表面及下表面上形成透明导电层，且在透明基板2的四个角上分别形成电压施加金属电极4。所述透明导电层是由例如氧化铟锡(indiumtinoxide，ITO)及氧化锑锡(antimonytinoxide，ATO)等透明金属制成。此外，在透明导电层的四个角上形成的金属电极4是通过被印刷具有低电阻率的导电金属(例如银(Ag))而形成。在金属电极4周围形成电阻网络。电阻网络被形成为直线化图案，以向透明导电层的整个表面等同地发出控制信号。此外，包括金属电极4的透明导电层的上部被涂布以保护层(passivationlayer)。
在上述电容型触控屏面板中，对金属电极4施加高频交流电压，且因此高频交流电压施加于透明基板2的整个表面上。在此种情形中，当透明基板2的上表面上的透明导电层被手指8或导电触控输入构件轻轻地触控时，在预定量的电流被吸收进身体并计算所述四个金属电极4中每一者处的电流量的同时，嵌置于控制器6中的电流传感器感测电流的变化，从而识别到触控点。
然而，如图1所说明的电容型触控屏面板是基于用于探测微电流的量值的方法。因而，电容型触控屏面板需要使用价格高昂的探测装置，因此电容型触控屏面板的价格升高且电容型触控屏面板难以实现用于识别多个触控的多点触控。
为克服上述问题，如图2所说明的电容型触控屏面板主要在近年使用。图2的触控屏面板被配置成包括横向线性触控探测传感器5a、纵向线性触控探测传感器5b、及用于分析触控信号的触控驱动集成电路(integratedcircuit，IC)7。所述触控屏面板是基于用于探测在线性触控探测传感器5与手指8间形成的电容的量值(图1)的方法，且扫描横向线性触控探测传感器5a及纵向线性触控探测传感器5b来探测信号，从而识别多个触控点。
然而，当上述触控屏面板安装于例如液晶显示器等显示元件上时，触控屏面板会由于噪声而难以探测信号。例如，液晶显示器使用共用电极。在某些情形中，对共用电极施加交流共用电压Vcom。此外，在探测触控点时，共用电极的共用电压Vcom起到噪声的作用。
图3说明其中现有电容型触控屏面板安装于液晶显示器上的实施例。显示元件200具有其中将液晶密封于薄膜晶体管(thinfilmtransistor，TFT)基板205与设置于薄膜晶体管基板205上的彩色滤光片215之间以形成液晶层210的结构。为对液晶进行密封，通过密封剂230将薄膜晶体管基板205的外部与彩色滤光片215的外部相互结合于一起。尽管图中未说明，然而将偏光板附装至液晶面板的上部及下部并另外将背光单元(backlightunit，BLU)安装至偏光板。
如图中所说明，触控屏面板安装于显示元件200上。触控屏面板具有其中将线性触控探测传感器5置于基板1上的结构。用于保护线性触控探测传感器5的保护面板3附装于基板1上。触控屏面板通过例如双面胶带(doubleadhesivetape，DAT)等粘台部件9而结合至显示元件200的边缘部并在粘合部件9与显示元件200之间形成气隙9a。
在此种构造中，当如图3所说明产生触控时，会在手指8与线性触控探测传感器5之间形成电容(例如Ct)。然而，如图中所说明，会在线性触控探测传感器5与在显示元件200的彩色滤光片215的下表面上形成的共用电极220之间形成电容(例如共用电极电容Cvcom)，且由于图案之间的电容耦合、制造工艺因素等，未知的寄生电容Cp也会施加于线性触控探测传感器5。因此，构成如图4的等效电路一样的电路。
此处，现有触控屏面板探测触控电容Ct的变化来识别触控，且在探测Ct的过程中例如Cvcom及Cp等组件起到噪声的作用。具体而言，由图案之间的电容耦合引起的Cp为触控电容Ct的十倍大，因此触控灵敏度可能会因Cp而降低。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种电容型触控探测构件及探测方法，电容型触控探测构件及探测方法能够通过对在连接至触控探测器的感测垫与邻近感测垫的非感测垫之间形成的通常起到寄生电容器作用的感测等效电容器的一侧施加交流驱动电压并利用如下现象取得触控信号来将寄生电容的影响最小化并稳定地取得触控信号：当在触控输入构件(例如手指)与感测垫之间形成触控电容时，由触控探测器所探测的电压的量值会因应于触控电容的量值而出现差异。
技术手段
如上文，本发明的特性配置如下以实现本发明的上述目的以及本发明的具体效果。
根据本发明的示例性实施例，提供一种触控探测构件，触控探测构件包括：多个触控探测传感器；多个传感器信号线，用以对触控探测传感器施加信号或接收自触控探测传感器取得的信号；以及触控探测器14，用以基于所取得的信号来探测触控输入构件是否产生触控，其中触控探测传感器被分类成至少一个感测垫及至少一个非感测垫，且触控的产生是基于多个等效电容器Ceq的电压变化来探测，多个等效电容器形成在连接至感测垫的至少一个感测垫传感器信号线与连接至非感测垫的至少一个非感测垫传感器信号线之间。
触控的产生可在其中对等效电容器施加交流电压的状态下进行探测，且交流电压是经由非感测垫传感器信号线进行施加。
触控探测构件还可包括：三端子式开关元件，被配置成充电构件以在探测是否产生触控之前对触控探测传感器充电，其中三端子式开关元件将由被供应至控制端子的控制信号输入至输入端子的充电信号供应至与输出端子连接的触控探测传感器，以对触控探测传感器充电。
输入端子可保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态，且在触控探测器探测是否产生触控时，输出端子可保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态。
可通过调整三端子式开关元件的控制信号的接通时间来确定充电时间。
等效电容器可根据等效电容器的电容的量值而被分类成线之间的第一电容与线之间的第二电容中的至少一个。
触控探测构件还可包括：充电构件，用以在探测是否产生触控之前，对线之间的第一电容及线之间的第二电容以具有相同电压的预充电信号进行充电。
线之间的第二电容可大于线之间的第一电容。
可通过调整感测垫传感器信号线与非感测垫传感器信号线之间的距离来改变线之间的第二电容及线之间的第一电容。
触控可在探测是否产生触控时利用线之间的第一电容与线之间的第二电容中的仅任一个来探测。
在利用线之间的第一电容探测触控的产生时，参与形成线之间的第二电容的非感测垫传感器信号线可保持浮动状态或高阻抗状态。
触控探测传感器、感测垫传感器信号线、及非感测垫传感器信号线可使用同一掩模形成。
传感器信号线的宽度可根据触控探测传感器的位置而不同地形成。
在对探测传感器充电之后，可对等效电容器施加交流电压。
触控探测构件还可包括：用以改变交流电压的量值的构件。
触控探测构件还可包括：用以改变交流电压的上升沿或下降沿的梯度的构件。
触控探测构件还可包括：触控电容器Ct，被配置成由触控探测传感器及触控输入构件的触控形成；以及共用电极电容器Cvcom，被配置成形成于触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间。
在触控探测传感器未感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式1计算。
以下方程式1可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p .
在上述方程式1中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
在触控探测传感器感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式2计算。
以下方程式2可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t .
在上述方程式2中，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
关于触控探测器是否产生触控的判断可基于由以上方程式1所取得的电压与由以上方程式2所取得的电压之间的差。
以上方程式1可为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p 且以上方程式2可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式1及方程式2中，Vsensornottouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
触控探测传感器可被排列成阵列，且触控探测器可探测每一行中的信号。
触控探测构件还可包括：补偿电容器，用以补偿线之间的第一电容与线之间的第二电容之间的差。
补偿电容器的一侧可连接至触控探测器并可接收与经过补偿电容器的另一侧的交流电压相同的交流电压。
补偿电容器的一侧可连接至触控探测器并可接收与经过补偿电容器的另一侧的交流电压不同的交流电压。
在触控探测传感器未感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式5计算。
以下方程式5可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p .
在以上方程式5中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
在触控探测传感器感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式6计算。
以下方程式6可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + + C b a l + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式6中，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
关于触控探测器是否产生触控的判断可基于由以上方程式5所取得的电压与由以上方程式6所取得的电压之间的差。
以上方程式5可为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p 且以下方程式6可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式5及方程式6中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
触控探测器可探测是否与交流电压的上升沿或交流电压的下降沿同步地产生触控。
触控探测器可探测是否与交流电压的上升沿或交流电压的下降沿相距预定时间间隔产生触控。
产生交流电压的交流电压产生器可具有笔的形状，且所产生的交流电压可经由笔的前端传送。
触控探测传感器之间的结合部可面对彼此，具有带有至少一个拐点或弯曲部的几何形状。
触控探测传感器可被划分成多个区域，仅被划分区域的一部分可设有预定图案，且所形成的图案可连接至彼此。
在传感器信号线穿过显示元件的黑色矩阵部时，传感器信号线的宽度可被形成得宽。
根据本发明的另一实施例，提供一种触控探测方法，包括：使用三端子式开关元件以预定充电电压对多个触控探测传感器进行充电；将多个触控探测传感器分类成至少一个传感器垫及至少一个非感测垫，在连接至感测垫的至少一个感测垫传感器信号线与连接至非感测垫的至少一个非感测垫传感器信号线之间形成多个等效电容器Ceq；以及由触控探测器经由非感测垫传感器信号线对等效电容器施加交流电压，并根据触控输入构件是否产生触控而基于等效电容器中所产生的电压变化来探测触控。
感测垫及非感测垫的分类可基于所定义次序而依序确定。
触控探测器可探测是否与交流电压的上升沿或交流电压的下降沿同步地产生触控。
触控探测器可探测是否与交流电压的上升沿或交流电压的下降沿相距预定时间间隔产生触控。
三端子式开关元件可将由被供应至控制端子的控制信号输入至输入端子的充电信号供应至与输出端子连接的触控探测传感器，以对触控探测传感器充电。
输入端子可保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态，且在触控探测器探测是否产生触控时，输出端子可保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态。
可通过调整三端子式开关元件的控制信号的接通时间来确定充电时间。
等效电容器可根据等效电容器的电容的量值而被分类成线之间的第一电容与线之间的第二电容中的至少一个。
触控探测方法还可包括：在探测是否产生触控之前，对线之间的第一电容及线之间的第二电容以具有相同电压的预充电信号进行充电。
线之间的第二电容可大于线之间的第一电容。
可通过调整感测垫传感器信号线与非感测垫传感器信号线之间的距离来改变线之间的第二电容及线之间的第一电容。
触控可在探测是否产生触控时利用线之间的第一电容与线之间的第二电容中的仅任一个来探测。
在利用线之间的第一电容探测触控的产生时，参与形成线之间的第二电容的非感测垫传感器信号线可保持浮动状态或高阻抗状态。
触控探测传感器、感测垫传感器信号线、及非感测垫传感器信号线可使用同一掩模形成。
传感器信号线的宽度可根据触控探测传感器的位置而不同地形成。
触控探测方法还可包括：改变交流电压的量值。
触控探测方法还可包括：改变交流电压的上升沿或下降沿的梯度。
在触控探测传感器未感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式1计算。
方程式1可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p .
在以上方程式1中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器及触控输入构件的触控形成的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
在触控探测传感器感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式2计算。
以下方程式2可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式2中，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器及触控输入构件的触控形成的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
关于触控探测器是否产生触控的判断可基于由以上方程式1所取得的电压与由以上方程式2所取得的电压之间的差。
以上方程式1可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p 且
以上方程式2为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式1及方程式2中，Vsensornottouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器及触控输入构件的触控形成的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
触控探测传感器可被排列成阵列，且触控探测器可探测每一行中的信号。
触控探测方法还可包括：补偿线之间的第一电容与线之间的第二电容之间的差。
补偿电容器的一侧可连接至触控探测器并可接收与经过补偿电容器的另一侧的交流电压相同的交流电压。
补偿电容器的一侧可连接至触控探测器并可接收与经过补偿电容器的另一侧的交流电压不同的交流电压。
在触控探测传感器未感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式5计算。
以下方程式5可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p .
在以上方程式5中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
在触控探测传感器感测到触控时，触控探测器所感测的电压可由以下方程式6计算。
以下方程式6可为 Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式6中，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
关于触控探测器是否产生触控的判断可基于由以上方程式5所取得的电压与由以上方程式6所取得的电压之间的差。
以上方程式5可为 Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p 且以上方程式6可为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t .
在以上方程式5及方程式6中，Vsensornontouch可代表在未进行触控时由触控探测器14探测的电压，Vsensortouch可代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，Vpre可代表触控探测传感器的充电电压，Vh可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器施加的交流电压的高电平电压，Vl可代表对非感测垫传感器信号线及补偿电容器Cba1施加的交流电压的低电平电压，Cvcom可代表在触控探测传感器与对包括触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp可代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct可代表由触控探测传感器与触控输入构件的触控形成的触控电容器的电容，在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性可为正的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的极性可为负的。
产生交流电压的交流电压产生器可具有笔的形状，且所产生的交流电压可经由笔的前端传送。
触控探测传感器之间的结合部可面对彼此，具有带有至少一个拐点或弯曲部的几何形状。
触控探测传感器可被划分成多个区域，仅被划分区域的一部分可设有预定图案，且所形成的图案可连接至彼此。
在感测垫传感器信号线及非感测垫传感器信号线穿过显示元件的黑色矩阵部时，传感器信号线的宽度可被形成得宽。
发明效果
根据本发明实施例的电容型触控探测构件及探测方法，对在感测垫与邻近所述感测垫的非感测垫之间形成的感测等效电容器施加交流驱动电压，并由触控探测器探测因触控输入构件(例如手指)所增加的触控电容的差而出现的电压差，以取得触控信号，从而将传感器信号线之间出现的通常起到噪声作用的寄生电容相反地用作触控信号探测构件(例如，不受触控信号影响的基本值)，进而有利于触控面板的设计并提高可见性。
附图说明
图1是说明现有触控屏面板的实例的立体图。
图2是说明现有触控屏面板的另一实例的平面配置图。
图3是说明其中将图2所示触控屏面板安装于显示元件上的实例的剖视图。
图4是探测图3所示触控电容的等效电路图。
图5是说明液晶显示元件的共用电压波形的波形图。
图6是概念性地说明典型三端子式开关元件的图。
图7是说明探测触控输入的原理的图。
图8是说明根据本发明实施例的触控探测构件的基本结构的电路图。
图9是图8的等效电路图。
图10是说明触控探测传感器的配置的实例的剖视图。
图11是说明触控探测传感器的配置的另一实例的剖视图。
图12是对感测等效电容器施加交流电压的实施例。
图13是说明根据本发明的实施例的触控屏面板的配置图。
图14是说明用于补偿感测电容的本发明实施例的图。
图15是说明交流电压的量值因应于寄存器的设定而改变的构件的实施例的图。
图16是说明具有交流触控构件的实施例的图。
图17是说明触控探测传感器10及传感器信号线22的设置的实施例的图。
图18是说明用于改善触控座标的触控探测传感器的形式的实施例的图。
图19是说明用于改善可见性的本发明实施例的图。
图20是传感器信号线22的设计的本发明实施例。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细阐述。
首先，本发明涉及一种电容型触控探测构件及探测方法。现有触控探测构件是基于一种通过手指的触控来探测电容的量值的方法，而本发明是基于一种利用如下现象来探测触控的方法：当对在用于探测触控的感测垫(连接至触控探测器的垫)与邻近所述感测垫的非感测垫(作为与感测垫对应的垫而未连接至触控探测器的垫)之间形成的感测等效电容器施加交流驱动电压时，会因所增加触控电容的量值的差异而出现探测电压的差异。根据本发明实施例的触控探测系统将未产生触控时所探测的电压的量值与因产生触控而增加触控电容时所探测的电压的量值进行比较，并基于两个电压的量值之间的差来探测触控，从而将因寄生电容等引起的效应最小化并更稳定地取得触控信号。
本发明中所述的显示元件是液晶显示器、等离子体显示面板、及有机发光二极管中的任一个，或者包括向其他用户显示任意类型的静止图片(例如JPG、TIF等)或移动图片(MPEG2、MPEG-4等)的所有构件。
在以上所列显示元件中，液晶显示器需要使用共用电压Vcom来驱动液晶。例如，小型及中型便携式液晶显示器使用线反转机制(lineinversionscheme)，在线反转机制中，共用电极的共用电压在一个行中或者在多个门极线的每一者中交替变化，以由此降低电流消耗。再例如，大型液晶显示器使用点反转驱动机制(dotinversiondrivingscheme)，在点反转驱动机制中，共用电极的共用电压具有恒定的直流(DC)电平。再例如，共面切换模式(in-planeswitchingmode)液晶显示器通过行反转或点反转驱动机制来显示图像，其中共用电极被形成于液晶显示器薄膜晶体管基板的区域的一部分中。在共面切换模式液晶显示器中，背面接地(background)被共同地形成于整个彩色滤光片上且接地至接地信号以切断静电放电(electrostaticdischarge，ESD)，所述彩色滤光片经由背面氧化铟锡而暴露至外部。
根据本发明的实施例，除以上所述被施加共用电压Vcom的电极外，在显示元件内共同发挥作用的所有电极均被称为“共用电极”，且被施加至显示元件的共用电极的交流电压或直流电压、抑或以非特定频率交变的电压被称为“共用电压”。
本发明探测手指或与手指具有类似电特性的触控输入构件的非接触触控输入。此处，“非接触触控输入”意指例如手指等触控输入构件在其中所述触控输入构件通过存在于输入构件与触控探测传感器之间的基板而与触控探测传感器间隔开预定距离的状态下执行触控输入。触控输入构件可接触基板的外表面。然而，甚至在此种情形中，所述触控输入构件与所述触控探测传感器也保持非接触状态。因此，手指对触控探测传感器的触控行为可被表达为用语“近接(access)”。同时，因手指接触基板的外表面，故手指对基板的触控行为可被表达为用语“接触”。在本说明书中，“近接”与“接触”通用。
根据本发明，触控输入构件包括由键盘、鼠标、手指、触控笔、尖笔、及触控探测传感器进行的会引起可被感测到的电压变化的任意类型的输入(例如，如具有预定形状的导体一样的物体、或者如电磁波等一样的输入等)。
此外，下文所将说明的例如“～单元”等组件是用于执行特定功能的一组单位功能元件。例如，用于任何信号的放大器是单位功能元件，且一组放大器或信号转换器可被称为信号转换单元。此外，“～单元”可包含于上层组件或另一“～单元”中，或者可包括下层组件及其他“～单元”。此外，“～单元”自身可包括操作功能或者“～单元”包括可对存储于存储器等中的命令等进行处理的独立中央处理器(centralprocessingunit，CPU)。
在下文的图中，为清楚地表示层及区，为清楚起见会在图中夸大厚度或区。在本说明书通篇中，相同参考编号指代相同元件。假设例如层、区域、及基板等部件存在于另一部件“上”或“上表面”上，则此意指这些部件被设置成“直接位于另一部件上(其之间不存在另一部件)”，及这些部件可在其之间设置有另一部件(例如，中间层或绝缘层)。
此外，除非特别指出，否则在本说明书中所述的“信号”被统称为电压或电流。
此外，在本说明书中，“电容”表示物理量且与“静电容量”具有相同的含义。同时，“电容器”被称为具有代表物理量的电容的元件。在本发明中，补偿电容器Cba1可通过基于设计值的制造工艺来制造(如制造于触控驱动集成电路(integratedcircuit，IC)内)并可像本说明书中的线之间的电容器一样自然地产生(其是在以任意距离彼此平行的两个传感器信号线之间制成)。在本说明书中，直接制造的电容器与自然形成的电容器均被称为“电容器”而不加以区分。
在本说明书中，用作电容器的符号的符号C被用作表示电容器的信号且表示作为电容器量值的电容。例如，C1是表示电容器的符号且是作为电容器构件C1的量值的电容。
此外，在本说明书中，含义“强制施加信号(forcingasignal)”意指改变保持任意状态的信号的电平。例如，将信号强制施加至开关元件的通/断端子意指将现有低电平电压(例如接地电压(0V)或具有预定量值的直流电压或交流电压)改变成高(Hi)电平(例如，幅值大于所述低电平电压的直流电压或交流电压)。
此外，在本说明书中，触控探测传感器10(图9或图12)包括感测垫10a(图9或图12)及非感测垫10b(图9或图12)。感测垫10a是所述多个触控探测传感器10中连接至触控探测器14(图9或12)以探测触控的触控探测传感器10，且非感测垫10b则是不连接至触控探测器14、从而不执行触控探测的触控探测传感器10。在完成触控探测之后，感测垫10a变成非感测垫10b，且任何非感测垫10b根据预先定义的次序转变成感测垫10a。因此，感测垫与非感测垫并不固定，而是可随时间转变，且每一感测垫及每一非感测垫的转变次序可基于预先定义的次序而依序确定。分时技术(timesharingtechnique)是定义次序的实施例。
此外，在本说明书中，对触控进行探测或对触控信号进行探测具有相同含义。触控信号探测的代表性实施例是探测如下第一电压与第二电压之间的差：所述第一电压是在如手指等导体不接触或近接触控探测感测器10且因此不形成触控电容时触控探测器所探测到的电压，而所述第二电压是由触控探测器基于在例如手指等导体与触控探测传感器相对时所形成的触控电容Ct而探测到的电压。
此外，在本说明书中，TDI代表触控驱动集成电路。
此外，在本说明书中，预充电及充电与预充电电压及充电电压是以相同含义使用。
此外，感测垫可意指包括在各感测垫之间进行连接的传感器信号线，除非在本说明书中特别指明，且非感测垫可意指在各非感测垫之间进行连接的非感测垫信号线，除非在本说明书中特别指明。
图6是概念性地说明在本发明中用作电容器充电构件的一个实例的三端子式开关元件的图。参照图6，所述三端子式开关元件一般包括三个端子：通/断控制端子Cont、输入端子In及输出端子Out。通/断控制端子Cont是控制开关元件的接通/断开的端子。在此种情形中，当将具有预定量值的电压或电流施加至所述通/断控制端子Cont时，施加至输入端子In的电压或电流以电压或电流形式被输出至输出端子。
在阐述本发明的详细实施例之前，将参照图7简要地阐述触控电容及线之间的电容的形成原理。在图7的实例中，假定当手指25或与手指类似的导电触控构件(例如电容型触控笔)靠近触控探测传感器10时触控探测传感器10与手指25彼此间隔开间隔“d”并具有被称为“A”的相对区域(或相对接触区域)。此时，如图7中的右侧等效电路及方程式C＝(eA)/D所说明，在手指25与触控探测传感器10之间形成电容“C”。在本说明书中，在手指25与触控探测传感器10之间形成的电容被称为触控静电容量或触控电容Ct。
此外，当取代手指25及触控探测传感器10，图7的实例中两个平行的信号线彼此间隔开间隔“d”且具有被称为“A”的相对区域时，也会在这两个信号线之间形成图7的等效电路及方程式C＝(eA)/D中所说明的线之间的电容C。当信号线是由ITO或金属材料形成时，通过将材料的涂布厚度乘以这两个信号线之间的相对长度而获得的值变为两个平行信号线之间的相对面积，且这两个相对信号线之间的间隔程度变为间隔距离。在本发明中，在这两个信号线之间形成光学透明粘合剂(opticallyclearadhesive，OCA)或空气层，因此在图7的方程式C＝(eA)/D中，作为电容率(permittivity)，可采用光学透明粘合剂或空气的电容率。
图8是说明根据本发明实施例的触控探测构件的基本结构的电路图。参照图8，根据本发明实施例的专门触控探测构件具有由充电构件12、触控探测传感器10、传感器信号线22、共用电极电容器Cvcom、杂散电容电容器Cp、及触控探测器14构成的基本结构。
充电构件12是开关元件、例如运算放大器(operationalamplifier，AMP)等用于根据控制信号而供应信号的线性元件、等等，所述开关元件将预充电信号(或充电信号)Vpre供应至与触控探测器14连接的所有电容器并根据被施加至称为“Cont”的“通/断控制端子”的断开信号而断开以使输出端子12-1变成高阻抗。
当如图8的实施例所说明使用三端子式开关元件作为充电构件12时，可利用被供应至通/断控制端子的控制信号及被供应至输入端子12-2的信号Vpre在所要求的定时将适当的充电电压供应至与充电构件12的输出端子12-1连接的所有电容器。作为充电电压，可使用包括零伏的直流(DC)电压、或如方波、三角波或正弦波一样交变的交流电压、抑或具有其中将直流电压与交流电压相互组合的形式(例如，第一周期的直流电压与第二周期的交流电压重复出现(总周期＝第一周期+第二周期)。此处，第一周期与第二周期可相同也可不同)的电压。
触控探测传感器10(图9或图12)被配置成包括感测垫10a(图9或12)及非感测垫10b(图9或图12)，感测垫10a连接至触控探测器14(图9或图12)以探测触控信号，非感测垫10b则不连接至触控探测器14从而不探测触控信号。感测垫10a及非感测垫10b并非固定的，且同一触控探测传感器10可被切换成分时使用(在预定时间间隔之后，感测垫被切换成非感测垫)。连接至触控探测器14以进行触控探测的触控探测传感器10被称为感测垫10a，且不连接至触控探测器14(或与触控探测器14间隔开)的触控探测传感器10被称为非感测垫10b。因此，触控探测传感器10根据一个触控探测传感器10是否连接至触控探测器14而被分类成感测垫或非感测垫。
假定在图8的实施例中，一个触控探测传感器10依序为感测垫，且其余触控探测传感器10为非感测垫。以“PC”标记的触控探测传感器10作为感测垫10a运作，且所有其余触控探测传感器10作为非感测垫PA、PB、PD、PE、PF、PG、PH、PI、及PJ运作。以“PB”标记的触控探测传感器在以“PC”标记的触控探测传感器运作之前用作感测垫，且以“PD”标记的触控探测传感器可在以“PC”标记的感测垫运作之后自非感测垫转变成感测垫。因此，触控探测传感器10向感测垫及非感测垫的转变是通过下文将阐述的图13的定时控制器33的控制来进行。作为图8的利用一个感测垫来探测触控信号的方法的实施例以及用于探测触控信号的方法的另一实施例，可使所述多个触控探测传感器同时作为感测垫运作。
在图8中，当对感测垫信号线22a施加预充电电压Vpre、且符号为PC并具有与Vpre具有预定电位差的任意电压VLb1的感测垫10a连接至与感测垫10a相邻且符号为PB、PD及PF的非感测垫以及与非感测垫连接的非感测垫信号线22b-B、22b-D及22b-F时，会基于图7中所阐述的原理而在感测垫10a与非感测垫22b之间形成电容。
更详细地说，因具有预定电位的Vpre被施加至感测垫信号线22a及感测垫10a且连接至VLb1的非感测垫信号线22b-B相对于感测垫信号线22a具有预定的相对距离及相对面积，故会根据图7中所阐述的原理而在非感测垫信号线22b-B与感测垫信号线22a之间形成线之间的电容C1、根据相同原理而在感测垫信号线22a与非感测垫信号线22b-D之间形成线之间的电容C2，且根据相同原理而在感测垫(PC)10a与非感测垫信号线22b-F之间形成线之间的电容C3。
参照下文将阐述的<方程式1>或<方程式2>，通常，线之间的电容起到寄生电容Cp的作用且因此起到会降低触控灵敏度的噪声的作用。然而，本发明将线之间的电容相反地用来探测触控信号，以在用于获得由触控探测器探测的电压的方程式中减小Cp，从而改善触控灵敏度，且本发明将线之间的电容(其为得到减小的Cp)放置于用于获得触控探测器所探测的电压的方程式的分子上，以实现多种灵敏度改善效果，从而改善触控灵敏度。
同时，即使在感测垫信号线22a与非感测垫信号线22b-A之间存在非感测垫信号线22b-B(如C4)时，也可形成线之间的电容。在本说明书中，在感测垫信号线22a与非感测垫信号线之间形成线之间的电容(如C1至C3)的情形被定义为初级线之间的电容，且在感测垫信号线22a与非感测垫信号线之间形成一个或多个非感测垫信号线的状态中形成的电容(如C4)被定义为次级线之间的电容。
因此，在感测垫10a与感测垫信号线22a之间可形成多个次级电容。当使用次级线之间的电容进行触控探测时，触控灵敏度得到改善且因此所有用于形成次级线之间的电容的非感测垫信号线优选地被连接至用于形成初级线之间的电容的VLb1。用于形成次级线之间的电容的非感测垫信号线可连接至与VLb1不同的电位，但优选地共同使用VLb1以简化电路。
当电路的简化或触控灵敏度远好于预期时，产生次级线之间的电容的非感测垫信号线(在图8的实施例中为信号线22b-A或22b-E)可保持浮动或高阻抗状态而减弱触控灵敏度，从而在浮动的非感测垫信号线与感测垫信号线之间不出现次级线之间的电容。触控驱动集成电路(TDI)产生次级线之间的电容并具有用于判断感测垫信号线22a及与感测垫信号线22a相邻的非感测垫信号线22b是在预定电位连接至彼此还是保持于浮动或高阻抗状态的构件。连接至非感测垫信号线22b的电压VLb1是包括零(0)伏的直流电位或交流电压。
在本说明书中，用语“闭合(closed)”也应用于形成初级线之间的电容的非感测垫信号线且还应用于基于感测垫信号线而形成次级线之间的电容的非感测垫信号线。
感测垫10a共同地连接至初级线之间的电容C1至C3以及次级线之间的电容，且因此所有线之间的电容均可由一个等效电容器表示。如果等效电容器是线之间的等效电容器Ceq，则此可由如图8及图9所说明的等效电路表示。
同时，线之间的等效电容器Ceq具有以下特征。
1.相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b之间的相对长度越长，则相对区域变得越宽，从而使线之间的等效电容Ceq增加越多。因此，当感测垫10a在触控驱动集成电路中处于越远的距离时，线之间的等效电容Ceq变得越大。
2.可根据相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b的相对距离而调整线之间的等效电容Ceq的量值。相对距离是相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b之间的宽度，且因此可根据设计而改变线之间的等效电容Ceq的量值。
参照图9，线之间的等效电容Ceq形成于感测垫10a与邻近感测垫10a的非感测垫10b之间，且非感测垫10b连接至任意电压VLb1。
在图9中，非感测垫10b及非感测垫信号线22b由一个等效非感测垫10b及一个等效非感测垫信号线22b表示，而非由形成初级电容及次级电容的多个非感测垫及多个非感测垫信号线表示。在图8中，除感测垫10a以外的所有非感测垫信号线22b均连接至预定电压VLb1，且因此在图9中，电压VLb1连接至非感测垫信号线22b。因此，尽管在图9中一个非感测垫信号线22b连接至VLb1，然而产生初级线之间的电容或次级线之间的电容的所述多个非感测垫信号线均实质上连接至VLb1。VLb1是在施加预充电电压Vpre时施加至非感测垫信号线22b的一侧的电压，且是用于通过预充电而形成线之间的等效电容Ceq的电压。交流电压施加至非感测垫信号线22b以探测触控信号，且VLb1包括作为交流电压的低电压或高电压。
充电构件12的输出端子12-1及连接至输出端子12-1的所有电容器均连接至触控探测器14。缓冲器14-1是构成触控探测器14的其中一个组件，且输入端子具有高阻抗(Hi-Z)特性。当充电构件12的输出端子12-1在高阻抗状态下连接至触控探测器的高阻抗输入端子时，连接于充电构件的输出端子12-1与缓冲器14-1之间的所有电容器Ceq、Ct、Cvcom及Cp也均处于高阻抗状态。
尽管在下文阐述，然而Ceq的量值根据连接感测垫10a的感测垫信号线22a的长度而不同，且因此充电时间也根据感测垫的位置而不同。当基于一个固定时间来确定充电时间时，充电时间必须被确定为最长时间，此会造成触控探测时间可能变慢的问题。因此，触控驱动集成电路具有用于确定充电时间的构件。充电时间是作为充电构件12的接通时间加以确定。
图9说明充电构件12的输出端子12-1直接连接至缓冲器14-1，但所有其输入处于高阻抗状态的元件(如金属氧化物半导体(metaloxidesemiconductor，MOS)的门极、薄膜晶体管(thinfilmtransistor，TFT)的门极等)均可用来取代缓冲器14-1。使充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14处于高阻抗状态的原因在于：由于在高阻抗状态中被隔离的电荷不存在放电路径而使得在图9中的点P处形成的电压的量值被长时间保持，故易于相对精确地探测电压的量值。
缓冲器14-1的信号输出被输入至放大器14-2。根据是否产生触控而定，当在图9中的点P处探测到的电压的变化小时，优选是使用放大器14-2来放大所述信号。放大器可使用利用参考电压14-4所产生的DAC14-3。
此外，经触控探测器14探测及放大的信号可穿过ADC转换器14-5而被传递至图13的信号处理器35。可使用一个或多个ADC转换器14-5。当使用多个ADC转换器14-5时，可更快速地进行信号处理。
尽管在图9中未说明，然而可在触控探测器14所显示的数个功能单元当中使用滤波器。例如，也可在缓冲器14-1的前一级中使用滤波器，且可在放大器14-2的前一级中或放大器的某些组件中使用滤波器。作为滤波器，可使用各种滤波器，例如带宽低通滤波器、带宽高通滤波器、割草滤波器(grasscutfilter，GCF)、排序滤波器(rankingfilter)、及利用斩波(chopping)的平均滤波器。
触控探测传感器10是由透明导体或金属制成。当触控探测传感器10安装于显示元件上且由透明导体制成时，透明导体可为透明导电性材料，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锑(ATO)、碳纳米管(carbonnanotube，CNT)及氧化铟锌，或为具有与此类似的导电特性的透明材料。如果触控探测传感器10用作不与显示元件一起使用的触控键盘及冰箱或监视器的触控键，则触控探测传感器10也可由例如金属等非透射性材料制成。
传感器信号线22是将在触控构件(例如手指25)靠近触控探测传感器10时所形成的触控电容的极性连接至触控探测器14的信号线，并使用与触控探测传感器10相同的掩模，且可由透明导电材料制成。在某些情形中，传感器信号线22使用与触控探测传感器10不同的掩模且也可由例如金属等非透射性材料制成。传感器信号线22的电阻的量值由Rt表示且非感测垫10b的电阻的量值由Rnt表示。
电阻分量在探测触控信号时用作产生信号延迟的因素。因此，电阻分量的量值越小越好。因此，为降低电阻，优选地使与在触控驱动集成电路中设置于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22的宽度宽。触控驱动集成电路中设置于短距离处的触控探测传感器10的传感器信号线22的宽度窄，且因此即使电阻增大，绝对电阻值也小。因此，优选的是通过使触控驱动集成电路中处于较短距离处的触控探测传感器10的传感器信号线22的宽度窄而使传感器信号线所经过的路径的宽度窄。如此一来，根据本发明，可根据触控探测传感器10的位置而不同地形成传感器信号线的宽度。
图8及图9的共用电极电容器Cvcom是当触控探测传感器10与显示元件的共用电极相对且触控探测传感器10的一侧连接至触控探测器14、另一侧连接至显示元件的共用电压时形成的电容。在此种情形中，共用电极电容器是通过被直接连接至显示元件的共用电压来应用，但共用电极电容器(Cvcom)一般会通过例如玻璃或空气等介质而被电磁感应。
重新参照图9，当人体的手指25以预定间隔靠近触控探测传感器10时，在手指25与触控探测传感器10之间形成被称为“Ct”的触控电容。Ct是由图7的关系方程式C＝(eA)/d所设定的值，且可通过控制触控构件(例如手指25)与触控探测传感器10的间隔、相对面积等加以控制。例如，当触控探测传感器10的面积增大时，根据图7的关系方程式，Ct也会增大。相反，当触控探测传感器10的面积减小时，Ct会减小。根据一个实施例，Ct可被设计成自几毫微微法(fF)至几十微法(μF)。
图9的Cp是寄生电容器，且是由在触控驱动集成电路中所形成的或用于构成所述触控驱动集成电路的半导体与封装之间的打线接合所形成的寄生电容器的等效电路。寄生电容器可由具有不同的接地的多个寄生电容器Cp构成。在本说明书中，说明连接至仅一个接地的仅一个寄生电容器。
重新参照图9，预充电电压Vpre被施加至充电构件12的输入端子12-2(图8)且当被施加至通/断控制端子cont的控制电压Vg使作为充电构件12的开关元件接通时，经由输出端子12-1输出预充电电压Vpre。因此，连接至充电构件12的输出端子12-1的所有电容器均被充以预充电电压Vpre。
根据一个实施例，如果在Vpre为3V且Vg自零伏(0V)变至10V时作为充电构件12的开关元件接通，则在开关元件接通后在用于探测触控的感测垫10a与手指25之间形成的触控电容器Ct、线之间的等效电容器Ceq、寄生电容器Cp、及共用电极电容器Cvcom的电位均相对于与每一电容的一侧相连的接地电位为3V。例如，如果共用电压Vcom是4V，则当图9中的点P的电位为3V时，共用电极电容Cveom的电位3V意味着相对于共用电压Vcom为4V时为3V(即，基于Vcom＝4V，P电位为7V)。
在图9中的点P充电之后，当充电构件12的控制电压Vg自10V降至0V以使充电构件12断开时，作为触控探测器的点P变为高阻抗，且因此点P处的电荷被隔离于触控电容器Ct、线之间的等效电容器Ceq、寄生电容器Cp及共用电极电容器Cvcom中。根据一个实施例，当对线之间的等效电容器Ceq施加交流电压时，在点P处探测的电压的量值与被施加于线之间的等效电容器Ceq的交流电压的量值成比例且与连接至点P的各电容存在关联。
图10是说明根据本发明实施例的触控探测传感器的构造的实例的剖视图，且图11是说明根据本发明实施例的触控探测传感器的构造的另一实例的剖视图。图10说明触控探测传感器10安装于与显示元件分别形成的基板上，且图11说明触控探测传感器10嵌置于显示元件中。共用电极电容器Cvcom的形成关系将在下文参照图10及图11进行阐述。
如图10中所说明，显示元件200具有共用电极220。有源矩阵式有机发光二极管或等离子体显示面板(PDP)不具有与用于显示图像品质的功能之间的共用电极，但具有在有源矩阵式有机发光二极管的薄膜晶体管基板或等离子体显示面板的驱动基板上形成的各种电位且图8及图9的Cvcom形成于相对的触控探测传感器10之间，因此由在有源矩阵式发光二极管的薄膜晶体管基板上或等离子体显示面板的驱动基板上形成的各种电位所形成的虚拟电位也被称作共用电极。
显示元件200可为上文所述各种类型的显示元件，且共用电极220可为液晶显示器的Vcom电极或其他类型的电极。图10的实施例说明各种显示元件中的液晶显示器。
图11所说明的显示元件200具有其中将液晶密封于下部的薄膜晶体管基板205与上部的彩色滤光片215之间以形成液晶层210的结构。为对液晶进行密封，通过密封剂230将薄膜晶体管基板205的外部与彩色滤光片215的外部结合至彼此。尽管图中未说明，然而可将偏光板附装至液晶面板的上部及下部。另外，可像背光单元(BLU)一样安装构成背光单元的光学片材以及增亮膜(brightnessenhancementfilm，BEF)。
如图中所说明，触控屏面板50安装于显示元件200上。图11所说明的触控屏面板50的外部通过例如双面胶带(DAT)等粘合部件57(图11)附装至显示元件200的上部。此外，在触控屏面板50与显示元件200之间形成气隙58或者在触控屏面板50与显示元件200之间加入接触部件58。接触部件58是附装于触控屏面板50与显示元件200之间的材料，例如为透射性硅、光学透明粘合剂(OCA)、及粘合树脂。
用于显示图像的共用电压电平被施加至显示元件200的共用电极220，且共用电压可为具有预定量值的直流电压或者可为以预定频率交变的具有预定幅值的交流电压。例如，在具有行反转的小型液晶显示器中，共用电极220的共用电压如图5所说明进行交变，且在例如笔记本计算机及具有点反转的监视器/电视机等液晶显示器中，则采用具有直流电平的共用电压(其是具有预定量值的电压)。
如图中所说明，共用电极电容器Cvcom形成于触控探测传感器10与显示元件200的共用电极220之间，且触控电容Ct形成于触控探测传感器10与手指25之间。因此，共用电极电容Cvcom及触控电容Ct一起形成于触控探测传感器10中。
同时，图11中的参考编号24是用于保护触控探测传感器10的保护层，且使用玻璃、塑料、乙烯基塑料(viny1)、布料等。
图11是触控探测传感器的构造的另一实例，且说明其中触控探测传感器10嵌置于显示元件中的实施例。参照图11，触控屏面板50可形成于作为显示元件一部分的彩色滤光片215的上表面。如图中所说明，共用电极220形成于彩色滤光片215之下，且触控探测传感器10被图案化于彩色滤光片的上表面。在图11的实施例中，可由偏光板来取代保护层24。甚至在图11的实施例中，共用电极电容Cvcom形成于共用电极220与触控探测传感器10之间，且因此共用电极电容Cvcom(位于触控探测传感器10与显示元件200的共用电极220之间)与触控电容Ct(位于触控探测传感器10与手指25之间)一起形成于触控探测传感器10中。
图12说明对线之间的等效电容Ceq应用交流电压来探测触控信号的实施例。
参照图12，形成于触控探测传感器10与导体(例如手指25)之间的触控电容Ct、Ceq、Cvcom及Cp连接至充电构件12的输出端子12-1。因此，当在充电构件12接通的状态下对充电构件12的输入端子12-2施加预充电信号Vpre时，Ceq、Ct、Cvcom及Cp被充至预充电电平Vpre，且因此触控探测器14的输入端子的电位变为预充电电平Vpre。接下来，当充电构件12断开时，被充于四个电容器中的信号保持为预充电信号电平Vpre直至其被分别放电为止。
为稳定地隔离所充信号，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端子处于高阻抗状态。优选地，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端子可具有至少100KΩ的阻抗。
然而，根据另一实施例，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端子可不处于高阻抗状态。例如，当在四个电容器中所充的信号被放电的同时观察到触控输入、由其他构件所充的信号被隔离、或者在放电起始定时时刻迅速观察到信号时，触控探测器14的输入端子需要为高阻抗。
触控探测器14探测感测垫10a的电压(或点P处的电压)。触控探测器14探测当未产生触控时(即，当不形成Ct时)点P的电压，并探测当产生触控时(即，当形成Ct时)点P处的电压，以利用这两个所探测电压之间的量值差来取得触控信号。根据图12的实施例，在感测垫10a及触控探测器的输入端子(其为点P)处存在感测信号线电阻Rt，但在预定时间之后Rt两端的信号的大小变为相同且因此忽略Rt的影响。因此，在本说明书中，感测垫10a所探测的电压与在点P处探测的电压具有相同含义。
在本发明中，当图12的点P被充以充电电压Vpre时，与非感测垫10b连接的非感测垫信号线22b的一侧连接至预定电压Vl或Vh。Vl是本发明的交流电压的低电压，且Vh是本发明的交流电压的高电压，其中所述交流电压在Vh与Vl之间交变。Vh或Vl的作用如同上述VLb1，即用于形成线之间的等效电容器Ceq。
为在施加充电电压Vppre且经过预定时间之后探测触控信号，对非感测垫信号线22b施加交流电压。所述交流电压的绝对值是Vh-Vl且电位可自高电压Vh变至低电压Vl或者自低电压Vl变至高电压Vh。所述交流电压是具有各种形状(如方波、三角波、正弦波、或锯齿波)的电压且本发明的触控驱动集成电路(TDI)可改变所述交流电压的量值或频率。
触控探测器14与交流电压自低电压Vl上升至高电压Vh时的上升沿或上升时刻或者所述交流电压自高电压Vh下降至低电压Vl时的下降沿或下降时刻同步地探测电压。当触控驱动集成电路与上升沿或下降沿同步地探测电压时，优选的是在相对于所述沿延迟达预定时间之后探测所述电压。原因在于，在感测垫信号线22a的电阻分量Rt或非感测垫的电阻分量Rnt使探测电压达到稳定之前需要一定时间(例如，几十纳秒或几十微秒)。
此外，在交流电压的上升沿或下降沿处产生的电磁波可影响与本发明的电容型触控探测构件耦合的元件，因此本发明的触控驱动集成电路可还包括一种用于调整交流电压的上升沿或下降沿的梯度的方法。作为用于在触控驱动集成电路中调整梯度的方法的一个实施例，可使用寄存器。在多个寄存器中，对上升沿的时间或下降沿的时间进行映射，且当选择所述多个寄存器中的一者时，图13的交流电压产生器42可调整交流电压的上升沿的梯度或下降沿的梯度。
假定Vh为5V且Vl为0V，则交流电压的绝对值Vh-Vl为5V。当交流电压自低变高时，交流电压为+5V(为正极性)，而当交流电压自高变低时，交流电压为-5V(为负极性)。所述极性应用于下文所将阐述的用于探测触控信号的方程式。
当图12的P点被充以充电电压Vpre时，假定施加至非感测垫信号线22b的电压是Vh或Vl，则线之间的等效电容器Ceq被充以具有Vpre与Vh之间的差或Vpre与Vl之间的差的电压。例如，当Ceq被充以Vpre时，如果连接至非感测垫信号线22b的第一电压是高电压Vh，则交流电压自高Vh变至低Vl且交流电压的极性为负(-)。此外，当Ceq被充以Vpre时，如果连接至非感测垫信号线22b的第一电压是低电压Vl，则交流电压自低Vl变至高Vh且极性为正(+)。
在对非感测垫信号线22b施加交流电压时触控探测器14所探测到的电压如下所述。
1.当未产生触控时所探测到的电压。
[方程式1]
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p
2.当产生触控时所探测到的电压。
当产生触控时，触控电容Ct被加至触控探测器14，且因此通过以下<方程式2>来确定触控探测器14所探测的电压。
[方程式2]
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t
在以上<方程式1>及<方程式2>中，
Vsensornontouch代表在未产生触控时由触控探测器14探测的电压，
Vsensortouch代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，
Vpre代表预充电电压，
Vh代表对非感测垫传感器信号线22b施加的交流电压的高电平电压，
Vl代表对非感测垫传感器信号线22b施加的交流电压的低电平电压，Cvcom代表共用电极电容，Cp代表寄生电容，Ct代表触控电容。在交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性为正(或+)的，且在交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性为负(或-)的。
阐述以上<方程式1>与<方程式2>之间的差异，Ct位于以上<方程式2>的分母上。触控电容Ct是感测垫10a与触控构件(例如手指25)之间的电容器，且因此作为Ct的量值的电容根据是否产生触控或者根据触控构件与触控感测垫10a的相对距离或相对面积而变化。由于Ct的差会引起由以上<方程式1>与<方程式2>所推导的电压的差，因此判断是否产生触控或者可通过探测电压差(<方程式1>-<方程式2>或<方程式2>-<方程式1>)来计算触控面积。
以上<方程式1>是在未产生触控时触控探测器14所探测的值，且因此是固定值。然而，当如以上<方程式2>一样增加了触控电容时，触控探测器14所探测的电压具有发生改变的触控电容，且因此通过以上<方程式2>所探测的电压的量值发生改变。本发明根据以上<方程式1>与<方程式2>之间的电压差或以上<方程式2>与<方程式1>之间的电压差来探测是否产生触控或者探测触控面积，且因此，作为固定值的以上<方程式1>的电压可优选地被存储于存储元件(存储器)28(图13)中。
如果以数字-模拟转换器(DAC)14-3取代被存储于存储单元28(图13)中的以上<方程式1>的电压，则可通过简单电路(如差分放大器)来探测<方程式1>-<方程式2>或<方程式2>-<方程式1>。因此，当未产生触控时，本发明具有用于将由触控探测器14以上述<方程式1>形式探测的电压存储于存储器中的构件，并具有用于以DAC14-3取代被存储于存储器中的无触控时的电压的构件。
例如，当在图8的感测垫10a无触控时由触控探测器14探测到的电压为3V时，对在图8的感测垫10a无触控时的电压进行显示的DAC为3V。此外，DAC可显示包括预定偏移量的3V。例如，当DAC为3.5V时，DAC包括0.5V的偏移量。
因此，在所有触控探测传感器10无触控时触控探测器14所探测到的电压被存储于存储器中，以探测相对于在对应的触控探测传感器10作为感测垫运作时触控探测器所探测的电压的差，从而易于探测是否产生触控以及探测触控面积。
同时，在触控驱动集成电路中的电源供应单元47(图13)中产生Vh及Vl，且在触控驱动集成电路中的交流电压产生器42(图13)中产生交变的Vh及Vl。
同时，Cvcom可由以下<方程式3>获得。
<方程式3>
C v c o m = &Element; 1 S 1 D 1
在以上<方程式3>中，ε1是存在于触控探测传感器10与共用电极220之间的媒介的复数电容率(complexpermittivity)。在图10的情形中，在触控探测传感器10与共用电极220之间可存在玻璃、空气层、偏光板、及用于将偏光板附装至玻璃的粘合剂，且因此其复数电容率为以上方程式3的ε1。S1是触控探测传感器10与共用电极220的相对面积，且因此可易于获得。如在图10的实例中所说明，当共用电极220形成于彩色滤光片215的下表面时，相对面积S1取决于触控探测传感器10的面积。此外，D1是触控探测传感器10与共用电极220之间的距离，且因此对应于媒介的厚度。
如上文所述，Cvcom是可易于获得的值且是可预先设定的值。
Ct可通过以下<方程式4>获得。
[方程式4]
C t = &Element; 2 S 2 D 2
在以上<方程式4>中，ε2可自触控探测传感器10与手指25之间的媒介获得，且可在使用多种媒介时使用媒介的复数电容率获得。如果将钢化玻璃附装于图10中的触控屏面板50的上表面，则电容率ε2可自通过将钢化玻璃的比电容率乘以真空的电容率所获得的值来获得。S2对应于感测垫10a与手指25的相对面积。如果手指25完全覆盖任一感测垫10a，则S2对应于触控探测传感器10的面积。如果手指25覆盖触控探测传感器10的一部分，则S2会减小，减小量为感测垫10a的面积中不与手指25相对的面积。D2是感测垫10a与手指25之间的距离，且因此对应于置于触控屏面板50的上表面的保护层24的厚度。如上文所述，Ct是可易于获得的值，且是可易于使用置于触控屏面板50的上表面的保护层24、钢化玻璃等的材料及厚度来设定的值。根据以上<方程式4>，Ct与手指25及触控探测传感器10的相对面积成比例，且因此可计算出手指25对触控探测传感器10的触控占据比率。一种用于计算手指25的触控占据比率的方法如下所述。参照以上<方程式1>及<方程式2>，所述差异是在根据是否产生触控而存在触控电容Ct与不存在触控电容Ct时的差异。假定在以上<方程式1>中所提及的所有电容均具有预定固定量值且Vpre是固定值，则可通过在以上<方程式1>及<方程式2>中所探测的电压来仅提取Ct。在以上<方程式4>中，当ε2及D2为固定值时，触控电容Ct仅与触控面积成比例。因此，可通过所提取的Ct而简单地获得触控面积。在利用以上<方程式1>及<方程式2>来获得面积时，使用通过以上<方程式1>所探测的电压与通过以上<方程式2>所探测电压二者。此外，本发明可基于由触控探测器14所探测的电压来操作触控面积。图13是说明根据本发明的触控屏面板的一个实施例的构造图且说明其中将触控探测传感器10排列成点矩阵形式的实例。在图13的下部提供触控驱动集成电路(TDI)30的构造。触控驱动集成电路30可包括驱动器31、触控探测器41、定时控制器33、信号处理器35、存储单元28、交流电压产生器42、电源供应单元47及通信单元46，并可还包括中央处理器40。中央处理器40是具有操作功能的微处理器且可位于触控驱动集成电路30之外。驱动器31具有充电构件12，且包括对所述多个触控探测传感器10中的感测垫及非感测垫进行选择以及将所选择的垫连接至触控探测器14的功能。此外，驱动器31包括在利用充电构件12进行充电操作期间将非感测垫信号线22b的一侧连接至Vh或Vl的功能。参照以上<方程式1>或<方程式2>，会因交变电压的量值Vh-Vl而产生探测电压的量值的差，因此为调整触控灵敏度，触控驱动集成电路可还包括用于改变交流电压的量值的构件。交流电压越大，则探测电压越大，此意味着探测灵敏度得到改善。触控驱动集成电路中设置有用于控制量值Vh-Vl(其为交流电压的大小)的寄存器。根据一个实施例，所述寄存器具有多个位址，且交流电压的不同量值被映射至每一位址。与所选择寄存器的值对应的交流电压的量值被传递至驱动器31且在探测触控信号时应用。定时控制器33用于产生在触控驱动集成电路中所需要的多个不同时钟。例如，操作中央处理器40需要时钟，且操作模拟-数字转换器或依序操作驱动器31的多工器也需要时钟。因此，每一功能所需要的时钟可能为多个时钟，且定时控制器33可产生并供应多个不同的时钟。信号处理器35将触控探测器14所产生的ADC值供应至中央处理器40，控制通信单元46经由内置集成电路(interintegratedcircuit；I2C)或串行外围接口总线(serialperipheralinterfacebus；SPI)信号线将ADC值传送至触控驱动集成电路30的外部，或者产生并供应触控驱动集成电路30内的所有功能元件(例如触控探测器35或驱动器)所需要的信号。所述功能元件或功能区块被称为用于执行图13所说明的每一功能的组件。例如，在当前触控驱动集成电路中包括九个功能区块，且中央处理器40是这些功能区块中的一者。信号处理器35将在触控探测器14中产生的ADC值容纳于存储单元28中及/或执行所需要的操作。例如，信号处理器35可参照在触控探测器14中产生的ADC值来操作由触控探测传感器10与触控构件的触控所引起的触控面积，并可利用ADC值或操作面积值来操作触控座标。存储单元28由闪速存储器、E2PROM、SRAM或DRAM构成。闪速存储器或E2PROM储存有对触控驱动集成电路30进行驱动所需要的多个寄存器值或者对中央处理器40进行操作所需要的程序。中央处理器40可具有许多与信号处理器35的功能重叠的功能。因此，中央处理器40可不包含于触控驱动集成电路30中或者可位于触控驱动集成电路30的外部。在预计中央处理器40与信号处理器35具有重叠性能的区段中，可不临时使用中央处理器40与信号处理器35中的任一个。中央处理器可执行由信号处理器35执行的大部分角色且执行对触控座标进行提取或执行例如缩放(zoom)、旋转、移动等手势的各种功能。此外，中央处理器可通过以下方式处理各种形式的数据：操作触控输入区域以产生缩放信号、计算触控输入的强度、以及当多个图形用户界面(GUI)物件(例如小键盘)同时被触控时仅将用户所需的图形用户界面物件(例如具有大的探测面积)识别为有效输入，等等，且中央处理器可使用触控驱动集成电路30内的数据或将所述数据经由通信线传送至外部。
用于控制中央处理器40的程序安装于存储单元28中，并可在产生修改时由新程序取代。新程序可利用包含于通信单元46中的通信总线、例如I2C、SPI、USB等的串行通信、或者例如CPU接口(以下称为I/F)等并行通信来执行。通信单元46用于将所需要的信息输出至触控驱动集成电路30的外部或者将自触控驱动集成电路30的外部提供的信息输入至触控驱动集成电路的内部。通信单元利用例如I2C及SPI等串行通信或者例如CPU接口等并行I/F。交流电压产生器42产生被施加至线之间的等效电容器Ceq的交流电压。由电源供应单元47产生交流电压的高电压Vh及低电压Vl，且交流电压产生器42对高电压Vh及低电压Vl进行组合以产生交流电压，从而使驱动器31可使用所述交流电压。此外，交流电压产生器42具有一种用于调整交流电压的上升沿或下降沿的梯度的方法。根据图13的实施例的用于探测触控信号的感测垫被配置有一个或多个。然而，感测垫优选地被配置有多个，以缩短感测时间。感测垫可被随机选择且可自由六个行Row1至Row5及五个列Col1至Col5构成的30个触控探测传感器10中逐列地或逐行地选择。根据本发明的一个实施例，基于触控驱动集成电路的位置来设定行座标及列座标。因此，触控探测传感器的行座标及列座标不是固定的，而是可根据触控驱动集成电路的设定位置而相对改变的值。根据逐列地选择感测垫的实施例，当Col1中所包含的六个触控探测传感器10被同时确定为第一感测垫时，Col1中所包含的所有六个触控探测传感器10均作为感测垫运作。(在此种情形中，Col2至Col5作为非感测垫运作)。然而，在此种情形中，不形成上述线之间的等效电容器Ceq，而是即使形成线之间的等效电容器Ceq，电容的量值也是小的，且因此可能会降低触控探测灵敏度。因此，逐行感测比逐列感测更优选。原因在于，在逐行感测的情形中，不存在紧邻的感测垫信号线22，因此不会发生因信号干扰而造成故障的问题。在Row1被选择作为感测垫且因此Row1中所包含的五个触控探测传感器10作为感测垫运作的同时，Row2至Row6中所包含的所有触控探测传感器10均作为非感测垫运作。当Row1完成感测垫的功能时，Row2依序变成感测垫且Row1及Row3至Row6作为非感测垫运作，此依序重复进行。在Row1中，五个触控探测传感器10作为感测垫运作，因此触控驱动集成电路优选地包括五个驱动器31。因此，这五个感测垫被同时驱动以缩短触控探测时间。同时，参照上文所述线之间的感测等效电容器的两个特性中的第一特性，当Row1作为感测垫运作时的感测等效电容Ceq大于当Row6作为感测垫运作时的感测等效电容Ceq。原因在于，与位于Row1中的触控探测传感器10连接的感测信号线22的长度长于与位于Row6中的触控探测传感器10连接的传感器信号线22的长度。因此，在触控驱动集成电路中的距离越远，则在感测垫中形成的感测等效电容Ceq的量值越大。因此，优选的是补偿感测等效电容Ceq的不同量值以探测到均匀的触控信号。对感测等效电容Ceq的量值进行补偿意味着将补偿电容器加至<方程式1>或<方程式2>的感测等效电容Ceq以便即使感测垫的位置发生改变，也会对于相同的触控电容Ct探测到相同的电压。
本发明具有用于基于每一位置上的感测等效电容Ceq的不同量值来补偿感测等效电容Ceq的不同量值以使每一位置保持相同触控灵敏度的构件。
图14说明根据本发明实施例的一种用于补偿感测电容Ceq的方法。参照图14，补偿电容器Cba1连接至触控探测器14且补偿电容器Cba1的一侧被施加交流电压。因此，Ceq与Cba1相互并联连接且因此在等效电路中Ceq可与Cba1的量值一样大。
根据一个实施例，施加至补偿电容器Cba1的交流电压可相同于施加至线之间的等效电容器Ceq的交流电压。
根据另一实施例，补偿电容器Cba1的一侧可被施加与施加至线之间的等效电容器Ceq的交流电压具有不同量值(幅值)的电压。例如，补偿电容器Cba1的一侧可连接至零伏(V)的GND或具有预定电位的直流(DC)。然而，为简化电源供应单元47及交流电压产生器42，施加至线之间的等效电容器Ceq及补偿电容器Cba1的交流电压优选地是相同的，且在本说明书中提出了其中交流电压相同的情形的实施例。
当图13的Row1中所包含的五个触控探测传感器10用作感测垫时，假定在Row1的col3的感测垫10a中产生的感测等效电容Ceq的量值是15pF，当Row2用作感测垫时，假定在Row2的col3的感测垫中产生的感测等效电容Ceq的量值是13pF，且当Row6用作感测垫时，假定在Row6的col3的感测垫中产生的感测等效电容Ceq的量值是5pF。如果在Row1用作感测垫时将Cba1的量值选择为0pF且在Row2用作感测垫时将Cba1的量值选择为2pF，则电容器的量值与Row1的Ceq的量值15pF相同，且如果在Row6用作感测垫时将Cba1的量值选择为10pF，则Ceq为5pF且因此所有其中对Cba1(其为10pF)进行了5pF(其为Row6的Ceq)补偿的电容器的量值均为15pF，此与Row1的15pF相等。因此，如果通过调整Cba1的量值而使Cba1的经补偿量值与Ceq之和为恒定值(例如15pF)来对电容补偿与每一行中Ceq的差对应的量，则会在每一行中感应出具有15pF的感测等效电容Ceq。
在本说明书中，补偿电容器的设定量值(例如0pF、2pF、10pF及15pF)是一个实施例，且感测等效电容Ceq与补偿电容Cba1之和适宜基于在每一行中所探测的感测等效电容Ceq的量值而被定义成相互匹配。
当补偿电容Cba1的一侧连接至触控探测器14且其另一侧被施加与施加至线之间的等效电容器Ceq的交流电压相同的交流电压时，触控探测器14所探测的电压如下所述。
1.当未产生触控时所探测到的电压。
[方程式5]
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C a b l C e q + C a b l + C v c o m + C p
2.当产生触控时所探测到的电压。
当产生触控时，触控电容Ct被加至触控探测器14，且因此通过以下<方程式6>来确定触控探测器14所探测的电压。
[方程式6]
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t
在以上<方程式5>及<方程式6>中，
Vsensornontouch代表在未产生触控时由触控探测器14探测的电压，
Vsensortouch代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，
Vpre代表预充电电压，
Vh代表对非感测垫信号线22b及补偿电容器Cba1的一侧施加的交流电压的高电平电压，
Vl代表对非感测垫信号线22b及补偿电容器Cba1的一侧施加的交流电压的低电平电压，Cvcom代表共用电极电容，Cp代表寄生电容，Ct代表触控电容。在交流电压自低变为高时，(Vh-Vl)的极性为正(或+)的，且在交流电压自高变为低时，(Vh-Vl)的所述极性为负(或-)的。
参照<方程式5>及<方程式6>，在图13的实施例中，可通过以补偿电容Cba1补偿每一行的不同感测等效电容Ceq而使每一行的触控灵敏度保持相同。
此外，参照<方程式5>及<方程式6>，当在每一行中产生的触控等效电容Ceq的量值小时，可利用Cba1极大地改善触控灵敏度。
此外，参照<方程式5>及<方程式6>，在其中不对Ceq施加交流电压而是对Ceq施加交流电压的部分连接至GND或浮动的状态下，当交流电压仅施加至与触控探测器14连接的补偿电容器Cba1的一侧时，<方程式1>或<方程式2>的Ceq被Cba1取代。因此，根据本发明，被施加交流电压的电容器包含于代表探测电压的方程式的分母及分子中。
本发明具有用于基于感测等效电容Ceq的不同量值来补偿感测等效电容Ceq的量值的构件。触控驱动集成电路30包括用于确定补偿电容器Cba1的量值的构件。根据所述构件的实施例，将多个寄存器与具有不同量值的补偿电容Cba1进行映射，且在图13的实施例中，对所述多个寄存器指配在每一行中具有不同量值的Cba1。
同时，参照以上<方程式1>或<方程式2>，触控探测器14所探测的探测电压与(Vh-Vl)成比例，且因此当恰当调整交流电压的量值时，可通过调整触控探测器14所探测的电压的量值来调整触控灵敏度。触控驱动集成电路包括用于改变交流电压的量值的构件。根据实施例，触控驱动集成电路中的所述多个寄存器被指配具有不同量值的交流电压，且交流电压的量值可通过寄存器的选择来确定。
图15说明其中根据触控驱动集成电路中所包含的寄存器的设定来改变交流电压的量值的实施例。参照图15，当选择寄存器位址00h时，交流电压为2V，且当选择寄存器位址07h时，交流电压为16V。
因此，根据前述实施例的触控探测装置改变交流电压来调整与触控灵敏度相关联的探测电压的量值。
参照图12或图14，根据本发明的电容型触控探测构件及探测方法，交流电压施加至与处于高阻抗状态的触控探测器14连接的电容器Ceq及Cba1的一侧，且可根据是否产生触控电容Ct来探测触控。因此，当与处于高阻抗状态的触控探测器14连接的任一电容器被施加交流电压时，可进行触控探测。此处，触控探测器14处于高阻抗状态这一事实意指充电构件12处于断开状态，充电构件12的输出端子12-1处于高阻抗状态，触控探测器14的输入单元处于高阻抗状态，且图12的点P处于高阻抗状态。
图16是说明具有交变触控构件的本发明实施例的图。图16是图12的其中在触控探测传感器10与手指25之间形成触控电容Ct的实施例的修改形式，其不同于采用交变触控构件26来取代手指25的事实。亦即，此相同于图12中所述者，只是在触控探测传感器10与交变触控构件26之间形成触控电容Ct。
交变触控构件26的实施例可为具有笔的形状的触控笔。参照图16，交变触控构件26可包括交流电压产生器42(图13)。在交流电压产生器42(图13)中，交变触控构件26包括通往笔的前端(笔尖)17的连接线18，且由交流电压产生器42(图13)产生的交流电压经由连接线18被传递至笔的前端。交变触控构件26的交流电压产生器42(图13)可包括电源供应单元或充电单元。电源供应单元可包括电池或可充电电池。充电单元探测被施加至线之间的等效电容器Ceq及补偿电容器Cba1的交流电压的上升沿或下降沿，以充注充电单元中所包含的电容器中的电压。因此，在使用充电单元时，交变触控构件26优选地靠近触控探测传感器10。
交流电压是如方波、三角波、正弦波等的交流电压。交流电压产生器42(图13)可包括用于确定交流电压的量值或交变频率的构件。交流电压的量值可根据可变电阻器的电阻值的变化来确定。此外，交变频率也可根据可变电阻器、可变电容器等的变化来确定。交流电压可通过一次线圈与二次线圈之间的关联而产生或者可由交流电压产生器42(图13)中所包含的线性电路(例如运算放大器(OPAMP))与例如电阻器R及电容器C等电路部件的组合来产生。
根据一个实施例，交变触控构件26可包括用于接通或断开交流电压的构件。例如，当使用触控笔作为交变触控构件26时，如果按压安装于触控笔下部的按钮开关(pushswitch)，则可能不产生交流电压，且如果不按压按钮开关，则可产生交流电压。按钮开关的位置可安装于触控笔的任意部分上，且因此所属领域的技术人员将知，按钮开关的位置及交流电压的产生并非仅限于上述实施例。
在触控探测传感器10与交变触控构件26之间基于以上方程式4而形成触控电容Ct。当交变触控构件26的交流电压的高电压的量值被设定成Vph且低电压的量值被设定成Vpl时，交流电压的量值被确定为Vph-Vpl。当交变触控构件26形成Ct时，触控探测器14所探测的电压的量值通过以下<方程式7>来确定。
[方程式7]
V s e n s o r ( p e n ) = ( V p h - V p l ) C t C e q + C v c o m + C p + C t
当在图16所说明的实施例中包括所说明的补偿电容器Cba1时，Cba1将被额外包含于以上<方程式7>的分母中。以上<方程式7>是当仅对Ct施加交变触控构件26的交流电压时触控探测器14所探测到的电压。因此，交流电压不施加至Ceq、Cba1等，或者施加至Ceq或Cba1的交流电压被避开上升沿或下降沿施加。为在避开被施加至Ceq或Cba1的交流电压的同时产生交变触控构件26的交流电压，交变触控构件26可进一步包括用于探测在触控探测传感器10中形成的电压的上升沿或下降沿的构件(图中未说明)。此外，交变触控构件26可使用比施加至Ceq或Cba1的交流电压快的频率来探测被施加至Ceq或Cba1的交流电压的直流区段中或未施加交流电压的区中的触控信号。
当在交变触控构件26与触控探测传感器10之间不存在CT时，用于获得所探测电压的方程式是以上<方程式1>或<方程式5>，因此通过由以上<方程式1>或<方程式5>所获得的第一电压与通过以上<方程式7>所获得的第二单元之间的差来探测交变触控构件26的触控信号。因此，本发明可基于通过以上<方程式1>与<方程式2>所探测的电压之间的差来探测手指的触控，以及基于由以上<方程式5>与<方程式6>所探测的电压之间的差来探测手指的触控。在此种情形中，所用触控构件是作为手指25(图12)的非交变触控构件(自身产生交流电压且不输出交流电压的触控构件)。
同时，当对线之间的等效电容器Ceq的一侧施加交流电压时，如果未产生触控，则交变触控构件26可基于由触控探测器14基于以上<方程式1>所探测的第一电压的量值与由触控探测器14基于以上<方程式7>所探测的第二电压的量值之间的差来探测交变触控构件26是否产生触控。此外，当对线之间的等效电容器Ceq及补偿电容器Cba1的一侧施加交流电压时，交变触控构件26可基于由触控探测器14基于以上<方程式5>所探测的第一电压的量值与由触控探测器14基于以上<方程式7>所探测的第二电压之间的差来探测交变触控构件26是否产生触控。
根据本发明的实施例，可由非交变触控构件(例如手指25(图12))及交变触控构件(触控笔26(图16))同时探测触控信号。原因在于，在其中非交变触控构件或交变触控构件不接触触控探测传感器10的状态下，即在其中不形成Ct的状态下所探测的电压的量值是基于以上<方程式1>或<方程式5>来探测。因此，可利用基于以上<方程式1>或<方程式5>所探测的电压与基于以上<方程式2>或<方程式6>所探测的电压之间的差来探测非交变触控构件(例如手指25(图12))的触控，并可基于以上<方程式1>或<方程式5>所探测的电压与基于以上<方程式7>所探测的电压之间的差来探测交变触控构件26(图12)的触控。可通过使Vph-Vpl的量值不同来将基于<方程式7>所探测的电压与通过以上<方程式2>或<方程式6>所探测的电压的量值相区分，且因此触控探测器14可利用所述探测电压之间的差来确认为交变触控构件26(图12)还是非交变触控构件25(图12)。
同时，重新参照图13，根据本发明的实施例，触控探测传感器10可基于触控驱动集成电路(TDI)30、通过在行方向上所包含的各触控探测传感器10的任意组合来探测触控信号。根据触控探测传感器10的组合的第一详细实例，一个Row1中所包含的所有触控探测传感器10同时运作来探测触控信号，此类似于Row1中所包含的所有五个触控探测传感器10同时运作来探测触控信号。根据触控探测传感器10的组合的第二详细实例，只有Row1中所包含的偶数列Col2/Col4可运作来探测触控信号或者只有奇数列Col1/Col3/Col5可运作来探测触控信号。根据触控探测传感器10的组合的第三详细实例，任一行中50％的触控探测传感器10探测触控信号或者50％的触控探测传感器10不探测触控信号，且在执行触控探测的50％的触控探测传感器10的操作完成后，不探测触控信号的其余50％的触控探测传感器10可被配置成探测触控信号。根据本发明的实施例，触控探测构件可还包括用于对在一行中所包含的多个触控探测传感器10进行选择以判断是否探测到触控信号的构件。根据前述实施例，探测触控信号的操作意指连接至传感器信号线22的触控探测传感器10连接至充电构件12及触控探测器14以探测所述电压来进行触控信号探测。
图17是说明触控探测传感器10及传感器信号线22的设定的实施例的图。参照图17，触控探测传感器10及传感器信号线22包含于被划分成行及列的方形中。根据实施例，虚拟方形的区域被划分成其中包括触控探测传感器10及第二信号线22的行及列。根据另一实施例，列方向(如列5或列1)上的外侧区域或者行方向(如行1或行6)上的外侧区域可小于或大于被虚拟划分的方形的中心部分的区域。当列或行的外侧部分的虚拟方形的区域小且触控探测传感器10及传感器信号线22设置于方形中时，探测分辨率更好且因此触控屏面板50的外侧部分的探测力(detectionpower)得到提高。根据本发明的实施例，位于触控屏面板50的外侧部分的触控探测传感器10的区域可被配置成小于位于触控屏面板50的中心部分的触控探测传感器10的区域。根据本发明的另一实施例，除位于触控屏面板50的外侧部分的虚拟方形以外的其余虚拟方形的面积可相同。此外，根据本发明，一个虚拟方形包括一个触控探测传感器10。
重新参照图17，Row1包括一个触控探测传感器10及一个传感器信号线22，但如Row2及Row3一样，当传感器信号线靠近触控驱动集成电路30时，会在虚拟方形中包括更多的传感器信号线22。因此，根据本发明，虚拟方形可包括一个传感器信号线及多个传感器信号线22。当虚拟方形包括多个传感器信号线22时，当触控探测传感器10包括越多传感器信号线22时，触控探测传感器10的面积变得越小。举例而言，座标为Row1/Col1的触控探测传感器10的面积小于座标为Row6/Col1的触控探测传感器10的面积。此意味着与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10相比，位置更靠近触控驱动集成电路的触控探测传感器10具有较小的面积。
同时，与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22的电阻大于与更靠近触控驱动集成电路的触控探测传感器10连接的传感器信号线22的电阻，因此触控探测器14探测电压的探测时间被延迟。因此，为减小与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器连接的传感器信号线22的电阻，传感器信号线22的布线宽度优选是宽的。根据本发明的实施例，与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线的宽度宽于与位置靠近触控驱动集成电路触控探测传感器10连接的传感器信号线22的宽度。
根据本发明的实施例，触控探测传感器10的面积根据相对于触控驱动集成电路的距离而改变，因此触控构件25所探测的面积的值发生改变。针对每一行确定面积值的相对比率，且因此可通过对基于此而探测的面积进行补偿来使独立于触控探测传感器10的面积而探测的面积大小相等。例如，假定任一触控构件25在Row1中所探测的面积的大小是100且在Row6中所探测的面积的大小是50，则Row1中所探测的面积的仅50％用作触控区域、但在Row6中所探测的面积增加两倍-此可用作所探测接触面积。本发明可包括用于基于触控探测传感器10的位置及面积来补偿触控面积以使触控面积相等的构件。
如图17中的Col5所标记，本发明的实施例可具有相同面积的触控探测传感器10。
根据本发明的实施例，触控探测传感器10或传感器信号线22可位于由图17的虚线所示的显示元件的有源区域的外部。在此种构造中，触控座标探测力在显示元件的有源区域的外侧部分处得到提高。
同时，与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22之间的彼此相对区域大于与相对于触控驱动集成电路位于近距离处的传感器信号线22连接的传感器信号线22之间的彼此相对区域，因此对与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22具有影响的杂散电容的量值较大。线之间的等效电容Ceq的大小会因杂散电容而存在差异，且因此参照<方程式2>或<方程式6>，触控探测器14所探测的电压会因Cp的量值的差异而存在差异。为解决上述问题，与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22之间的距离优选地被形成为彼此间隔开更远，且随着传感器信号线22的彼此相对距离可彼此间隔开更远，自<方程式3>或<方程式4>导出的Cp的量值小。根据本发明的实施例，与相对于触控驱动集成电路位于远距离处的触控探测传感器10连接的传感器信号线22之间的间隔距离宽于与位置靠近触控驱动集成电路的触控探测传感器10连接的传感器信号线22之间的间隔距离。
设置于Row1及Row2中的触控探测传感器10以触控驱动集成电路30为基准设置于上部及下部(如彼此间隔开预定距离“d”)，且传感器信号线22不会在其间穿过的触控探测传感器10需要彼此间隔开预定距离。触控探测传感器10彼此间隔开预定距离，以防止在其之间出现信号干扰。根据实施例，间隔距离“d”可优选地介于1μm与5000μm之间。
图18是说明用于改善触控座标的触控探测传感器的形状的实施例的图。图17中的触控探测传感器被形成为虚拟方形且即使触控方形内的任意点，也会等同地探测到对应的座标。作为其修改形式，参照图18，各触控探测传感器彼此相对，具有在以触控驱动集成电路为基准的垂直方向上设置的各行之间存在拐点或弯曲部的几何形状。例如，参照Row1及Row2的Col1，这两个触控探测传感器10之间的彼此相对的结合部以三角形形状彼此相对。在触控构件25位于图17的Row2/Col1中的情形中，即使触控构件位于图17的虚拟方形内的任意位置，垂直方向上的座标也相同。为更准确地确定触控位置在垂直方向上的座标，触控构件需要接触至少两个触控探测传感器10，但触控构件仅接触虚拟方形中的所述一个触控探测传感器10(图17的实施例)。然而，参照图18的Row2/Col1，即使在触控构件25处于与图17相同的位置时，触控构件25也会一同接触上端Row1/Col1处的触控探测传感器10及Row2/Col1处的触控探测传感器10。因此，当以触控驱动集成电路为基准而彼此垂直地相对的触控探测传感器10的相对表面具有带有拐点的三角形形状、方形形状或梯形形状(图18中的Co13)且触控构件25穿过相对的拐点以接触至少两个触控探测传感器10时，可通过触控构件25而更准确地探测在垂直方向上的座标。
通过调整图18的Col1的顶点之间的距离，图18的Col2具有菱形触控探测传感器10。图18的Col2的“L”(即具有拐点的彼此相对的触控探测传感器10的具有最长长度的拐点之间的距离)为图17中所设定的虚拟方形的纵向(以触控驱动集成电路为基准的垂直方向)长度的约5％至300％。因此，当这两个触控探测传感器10在垂直方向上彼此相对时，相对的拐点的形状具有三角形形状、正弦波形状、方形形状、梯形形状等而无任何限定，且因此具有其中当如图17所说明穿过虚拟相对表面时探测到这两个区域的形状。
图18的“M”是位于彼此垂直地相邻的所述两个触控探测传感器10彼此相对之处的弯曲部的宽度。所述宽度越宽，则触控构件25接触到这两个触控探测传感器10的机率越大、但相对区域也越大。因此，Cp增大，且因此触控灵敏度可能会降低。由图18中的“M“定义的这两个触控探测传感器彼此相对之处的弯曲部的宽度可优选地介于1mm至50mm。此外，在图18中，弯曲部具有三角形形状且这两个触控探测传感器10的相对梯度发生变化之处的点(如三角形顶点)被称为拐点。拐点的数目可为一个或多个，且优选地，可使用至少两个拐点。
相对部分的梯度一般在彼此垂直地相对的所述两个触控探测传感器10的拐点的左侧及右侧发生变化，但在某些情形中，可假定相对部分会在梯度不发生变化的情况下终止。例如，在图18的Col1的以三角形形状彼此相对的所述两个触控探测传感器10的情形中，三角形的梯度会升高或降低并接着在拐点处停止，且完整形成触控探测传感器10的形状。在此种情形中，假定拐点的数目是0.5，如其中拐点的数目介于0.5个至1.5个或2.5个的情形一样，基于所利用的0.5个拐点而添加一个或多个拐点且从而可确定相对面积。在此种情形中，触控探测传感器10的总体外侧区域在每一触控探测传感器10中是均匀的。
重新参照图18，当形成具有拐点或弯曲部的一个触控探测传感器10时，上弯曲部与下弯曲部彼此对称。另一选择为，上弯曲部与下弯曲部可被形成为彼此不对称的。当上弯曲部及下弯曲部彼此对称时，例如，图18的Col2的顶点面对彼此，而当上弯曲部与下弯曲部彼此不对称时，图18的Col2的顶点彼此不匹配。
图19是说明用于改善可见性的本发明实施例的图。参照图19，存在两个以触控驱动集成电路为基准而彼此垂直地相对的触控探测传感器10、以及连接至所述两个触控探测传感器10的传感器信号线22。在某些情形中，可出现图17所说明的图案，此会使产品品质劣化。为改善图案的可见性问题，将触控探测传感器划分成多个，仅所划分的区的一部分形成有图案，且所形成的图案可连接至彼此。例如，图19a中所划分的区的仅50％形成有呈Δ(delta)结构的图案，且当具有所形成的Δ结构的图案连接至彼此时，触控探测传感器10的探测区域减小至50％，但可见性得到改善。图19b说明其中仅传感器信号线22的区的一部分形成有图案的实施例，其中虚设图案23嵌置于触控探测传感器10与传感器信号线22之间并被划分而仅在某一区中形成图案并将图案连接至彼此。因此，本发明将虚设图案23嵌置于触控探测传感器10中、传感器信号线22中、或触控探测传感器10与传感器信号线22之间，且划分成多个，并且触控探测传感器10仅在所划分的区的一部分中被图案化以改善可见性。
图20是传感器信号线22的设计的本发明实施例。参照图20，图20说明安装于作为便携式元件的移动电话的正面上且具有触控的钢化玻璃。一般而言，钢化玻璃的一侧被嵌置有公司标志或形成有颜色(例如黑色或白色)以提高可销售性(marketability)。颜色被称为黑色矩阵(BM)且参照图20的前部，阴影部分是黑色矩阵部分。在黑色矩阵的某一区中，黑色矩阵被开口以执行相机镜头、红外线传感器等的操作。当沿A-A′方向切割黑色矩阵时，钢化玻璃的底部印刷有黑色矩阵。黑色矩阵是具有颜色的墨水，或者对黑色矩阵使用例如有机黑色矩阵、铬黑色矩阵、及氧化银(Ag2O)等非导电材料。
在其中根据本发明的触控探测传感器10嵌置于钢化玻璃的底部中的情形中，当传感器信号线22穿过黑色矩阵时会因黑色矩阵产生的台阶而切割信号线。因此，参照图20的后部，在其中安装有根据本发明的触控探测传感器10及传感器信号线22的情形中，当传感器信号线22穿过黑色矩阵台阶部时信号线的宽度被合意地形成为宽于恰好位于黑色矩阵台阶之前的传感器信号线22的宽度。根据一个实施例，当恰好位于黑色矩阵台阶部之前的传感器信号线22的宽度22-1为100％时，与黑色矩阵台阶部交叉的传感器信号线22的宽度22-2可优选地介于101％至1000％之间。
本发明所属领域的技术人员将显而易见的是，上文所述本发明并非仅限于上述示例性实施例及附图，而是可在不背离本发明范围及精神的条件下作出各种替代、修改及改动。
主要元件标号说明
10：触控探测传感器
10a：感测垫(SensingPad)
10b：非感测垫(NonSensingPad)
12：充电构件
12-1：输出端子
12-2：输入端子
14：触控探测器
22：传感器信号线
22a：感测垫信号线
22b：非感测垫信号线
25：手指
26：交变触控构件
28：存储单元
30：驱动集成电路(TouchDriveIC，TDI)
31：驱动器
33：定时控制器
35：信号处理器
40：中央处理器(CPU)
42：交流电压产生器
46：通信单元
47：电源供应单元
50：触控屏面板
57：粘合部件
58：接触部件
200：显示元件
205：薄膜晶体管(TFT)基板
210：液晶层
215：彩色滤光片
220：共用电极
230：密封剂

Claims (64)

1.一种触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件包括：
多个触控探测传感器；
多个传感器信号线，用以对所述触控探测传感器施加信号或接收自所述触控探测传感器取得的信号；以及
触控探测器，用以基于所取得的所述信号来探测触控输入构件是否产生触控，
其中所述触控探测传感器被分类成至少一个感测垫及至少一个非感测垫，且所述触控的所述产生是基于多个等效电容器Ceq的电压变化来探测，所述多个等效电容器形成在连接至所述感测垫的至少一个感测垫传感器信号线与连接至所述非感测垫的至少一个非感测垫传感器信号线之间。
2.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控的所述产生是在其中对所述等效电容器施加交流电压的状态下进行探测，且所述交流电压是经由所述非感测垫传感器信号线进行施加。
3.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
三端子式开关元件，被配置成充电构件以在探测是否产生所述触控之前对所述触控探测传感器充电，
其中所述三端子式开关元件将由被供应至控制端子的控制信号输入至输入端子的充电信号供应至与输出端子连接的所述触控探测传感器，以对所述触控探测传感器充电。
4.根据权利要求3所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述输入端子保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态，且
在所述触控探测器探测是否产生所述触控时，所述输出端子保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态。
5.根据权利要求2所述的触控探测构件，其特征在于，其中通过调整所述三端子式开关元件的所述控制信号的接通时间来确定充电时间。
6.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述等效电容器根据所述等效电容器的电容的量值而被分类成线之间的第一电容与线之间的第二电容中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
充电构件，用以在探测是否产生所述触控之前，对所述线之间的第一电容及所述线之间的第二电容以具有相同电压的预充电信号进行充电。
8.根据权利要求7所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述线之间的第二电容大于所述线之间的第一电容。
9.根据权利要求7所述的触控探测构件，其特征在于，其中通过调整所述感测垫传感器信号线与所述非感测垫传感器信号线之间的距离来改变所述线之间的第二电容及所述线之间的第一电容。
10.根据权利要求6所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控是在探测是否产生所述触控时利用所述线之间的第一电容与所述线之间的第二电容中的仅任一个来探测。
11.根据权利要求10所述的触控探测构件，其特征在于，其中在利用所述线之间的第一电容探测所述触控的所述产生时，且
参与形成所述线之间的第二电容的所述非感测垫传感器信号线保持浮动状态或高阻抗状态。
12.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测传感器、所述感测垫传感器信号线、及所述非感测垫传感器信号线是使用同一掩模形成。
13.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述传感器信号线的宽度根据所述触控探测传感器的位置而不同地形成。
14.根据权利要求3所述的触控探测构件，其特征在于，其中在对所述探测传感器充电之后，对所述等效电容器施加交流电压。
15.根据权利要求2所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
用以改变所述交流电压的量值的构件。
16.根据权利要求2所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
用以改变所述交流电压的上升沿或下降沿的梯度的构件。
17.根据权利要求2所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
触控电容器Ct，被配置成由所述触控探测传感器及所述触控输入构件的所述触控形成；以及
共用电极电容器Cvcom，被配置成形成于所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间。
18.根据权利要求17所述的触控探测构件，其特征在于，其中在所述触控探测传感器未感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的所述电压由以下方程式1计算：
所述方程式1为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p ,
其中Vsensornontouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表所述共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表所述触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
19.根据权利要求17所述的触控探测构件，其特征在于，其中在所述触控探测传感器感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的所述电压由以下方程式2计算：
以下方程式2为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表所述共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表所述触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
20.根据权利要求17所述的触控探测构件，其特征在于，其中关于所述触控探测器是否产生所述触控的所述判断是基于由以上方程式1所取得的所述电压与由以上方程式2所取得的电压之间的差：
以上方程式1为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p 且
以上方程式2为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensornottouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表所述共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表所述触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
21.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测传感器被排列成阵列，且
所述触控探测器探测每一行中的信号。
22.根据权利要求6所述的触控探测构件，其特征在于，所述触控探测构件还包括：
补偿电容器，用以补偿所述线之间的第一电容与所述线之间的第二电容之间的差。
23.根据权利要求22所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述补偿电容器的一侧连接至所述触控探测器并接收与经过所述补偿电容器的另一侧的交流电压相同的交流电压。
24.根据权利要求22所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述补偿电容器的一侧连接至所述触控探测器并接收与经过所述补偿电容器的另一侧的交流电压不同的交流电压。
25.根据权利要求23所述的触控探测构件，其特征在于，其中在所述触控探测传感器未感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的电压由以下方程式5计算：
以下方程式5为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p ,
其中Vsensornontouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
26.根据权利要求23所述的触控探测构件，其特征在于，其中
在所述触控探测传感器感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的电压由以下方程式6计算：
以下方程式6为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
27.根据权利要求23所述的触控探测构件，其特征在于，其中
关于所述触控探测器是否产生所述触控的所述判断是基于由以上方程式5所取得的所述电压与由以上方程式6所取得的电压之间的差：
以上方程式5为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C s b l + C v c o m + C p 且
以上方程式6为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensornontouch代表在未进行触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vsensortouch代表在产生触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
28.根据权利要求23所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测器探测是否与所述交流电压的上升沿或所述交流电压的下降沿同步地产生所述触控。
29.根据权利要求23所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测器探测是否与所述交流电压的上升沿或所述交流电压的下降沿相距预定时间间隔产生所述触控。
30.根据权利要求2所述的触控探测构件，其特征在于，其中产生所述交流电压的交流电压产生器具有笔的形状，且所述所产生的交流电压经由所述笔的前端传送。
31.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测传感器之间的结合部面对彼此，具有带有至少一个拐点或弯曲部的几何形状。
32.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中所述触控探测传感器被划分成多个区域，仅所述被划分区域的一部分设有预定图案，且所述所形成的图案连接至彼此。
33.根据权利要求1所述的触控探测构件，其特征在于，其中在所述传感器信号线穿过显示元件的黑色矩阵部时，所述传感器信号线的宽度被形成得宽。
34.一种触控探测方法，其特征在于，所述触控探测方法包括：
使用三端子式开关元件以预定充电电压对多个触控探测传感器进行充电；
将所述多个触控探测传感器分类成至少一个传感器垫及至少一个非感测垫，
在连接至所述感测垫的至少一个感测垫传感器信号线与连接至所述非感测垫的至少一个非感测垫传感器信号线之间形成多个等效电容器Ceq；以及
由触控探测器经由所述非感测垫传感器信号线对所述等效电容器施加交流电压，并根据触控输入构件是否产生触控而基于所述等效电容器中所产生的电压变化来探测所述触控。
35.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述感测垫及所述非感测垫的所述分类是基于所定义次序而依序确定。
36.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测器探测是否与所述交流电压的上升沿或所述交流电压的下降沿同步地产生所述触控。
37.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测器探测是否与所述交流电压的上升沿或所述交流电压的下降沿相距预定时间间隔产生所述触控。
38.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述三端子式开关元件将由被供应至控制端子的控制信号输入至输入端子的充电信号供应至与输出端子连接的所述触控探测传感器，以对所述触控探测传感器充电。
39.根据权利要求38所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述输入端子保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态，且
在所述触控探测器探测是否产生所述触控时，所述输出端子保持等于或大于100kΩ的高阻抗状态。
40.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中通过调整所述三端子式开关元件的所述控制信号的接通时间来确定充电时间。
41.根据权利要求34所述的触控探测方法，其中所述等效电容器根据所述等效电容器的电容的量值而被分类成线之间的第一电容与线之间的第二电容中的至少一个。
42.根据权利要求41所述的触控探测方法，其特征在于，所述触控探测方法还包括：
在探测是否产生所述触控之前，对所述线之间的第一电容及所述线之间的第二电容以具有相同电压的预充电信号进行充电。
43.根据权利要求41所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述线之间的第二电容大于所述线之间的第一电容。
44.根据权利要求41所述的触控探测方法，其特征在于，其中通过调整所述感测垫传感器信号线与所述非感测垫传感器信号线之间的距离来改变所述线之间的第二电容及所述线之间的第一电容。
45.根据权利要求41所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控是在探测是否产生所述触控时利用所述线之间的第一电容与所述线之间的第二电容中的仅任一个来探测。
46.根据权利要求45所述的触控探测方法，其特征在于，其中在利用所述线之间的第一电容探测所述触控的所述产生时，参与形成所述线之间的第二电容的所述非感测垫传感器信号线保持浮动状态或高阻抗状态。
47.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测传感器、所述感测垫传感器信号线、及所述非感测垫传感器信号线是使用同一掩模形成。
48.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述传感器信号线的宽度根据所述触控探测传感器的位置而不同地形成。
49.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，所述触控探测方法还包括：
改变所述交流电压的量值。
50.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，所述触控探测方法还包括：
改变所述交流电压的上升沿或下降沿的梯度。
51.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中在所述触控探测传感器未感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的所述电压由以下方程式1计算：
所述方程式1为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p ,
其中Vsensornontouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器及所述触控输入构件的所述触控形成的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
52.根据权利要求34所述的触控探测方法，其中在所述触控探测传感器感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的所述电压由以下方程式2计算：
以下方程式2为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器及所述触控输入构件的所述触控形成的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
53.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中
关于所述触控探测器是否产生所述触控的所述判断是基于由以上方程式1所取得的电压与由以上方程式2所取得的电压之间的差：
以上方程式1为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p 且
以上方程式2为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q C e q + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensornottouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容，Cp代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器及所述触控输入构件的所述触控形成的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
54.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测传感器被排列成阵列，且
所述触控探测器探测每一行中的信号。
55.根据权利要求41所述的触控探测方法，其特征在于，所述触控探测方法还包括：
补偿所述线之间的第一电容与所述线之间的第二电容之间的差。
56.根据权利要求55所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述补偿电容器的一侧连接至所述触控探测器并接收与经过所述补偿电容器的另一侧的交流电压相同的交流电压。
57.根据权利要求55所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述补偿电容器的一侧连接至所述触控探测器并接收与经过所述补偿电容器的另一侧的交流电压不同的交流电压。
58.根据权利要求56所述的触控探测方法，其特征在于，其中在所述触控探测传感器未感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的电压由以下方程式5计算：
以下方程式5为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p ,
其中Vsensornontouch代表在未进行所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
59.根据权利要求56所述的触控探测方法，其特征在于，其中在所述触控探测传感器感测到所述触控时，所述触控探测器所感测的电压由以下方程式6计算：
以下方程式6为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensortouch代表在产生所述触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
60.根据权利要求56所述的触控探测方法，其特征在于，其中关于所述触控探测器是否产生所述触控的所述判断是基于由以上方程式5所取得的所述电压与由以上方程式6所取得的电压之间的差：
以上方程式5为
Vsensor n o n t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C a b l + C v c o m + C p 且
以上方程式6为
Vsensor t o u c h = V p r e + ( V h - V l ) C e q + C b a l C e q + C b a l + C v c o m + C p + C t ,
其中Vsensornontouch代表在未进行触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vsensortouch代表在产生触控时由所述触控探测器14探测的所述电压，Vpre代表所述触控探测传感器的充电电压，Vh代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器施加的所述交流电压的高电平电压，Vl代表对所述非感测垫传感器信号线及所述补偿电容器Cbal施加的所述交流电压的低电平电压，Cvcom代表在所述触控探测传感器与对包括所述触控探测传感器的显示元件施加共用电压的共用电极之间形成的共用电极电容器的电容，Cp代表由所述触控探测构件产生的寄生电容，Ct代表由所述触控探测传感器与所述触控输入构件的所述触控形成的触控电容器的电容，在所述交流电压自低变为高时，Vh-Vl的极性是正的，且在所述交流电压自高变为低时，Vh-Vl的所述极性是负的。
61.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中产生所述交流电压的交流电压产生器具有笔的形状，且所述所产生的交流电压经由所述笔的前端传送。
62.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测传感器之间的结合部面对彼此，具有带有至少一个拐点或弯曲部的几何形状。
63.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中所述触控探测传感器被划分成多个区域，仅所述被划分区域的一部分设有预定图案，且所述所形成的图案连接至彼此。
64.根据权利要求34所述的触控探测方法，其特征在于，其中在所述感测垫传感器信号线及所述非感测垫传感器信号线穿过显示元件的黑色矩阵部时，所述传感器信号线的宽度被形成得宽。
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