CN107407989B - 用于检测电容触碰信号的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测人体的手指或类似于手指的具有导电特性的触碰输入单元的电容触碰信号的装置及方法，且有关于一种用于检测对形成于感测垫与非感测垫之间的感测等效电容器的一侧施加交替的驱动电压，在触碰检测部检测根据有无触碰产生于感测垫的电压差而判断有无触磁的电容触碰信号的装置及方法。根据本发明用于检测电容触碰信号的装置及方法，对感测垫及形成于感测垫与邻接的非感测垫之间的感测等效电容器施加交替的驱动电压，因通过手指等的触碰输入赋予的触碰电容的差异而在触碰检测部检测产生电压差，从而获得触碰信号，并且因此在传感器信号线之间产生并且传统上作为噪声施加的寄生电容是相反的用作检测触碰信号的手段，从而能够容易地设计触碰面板并具有提高灵敏度的效果。

Description

用于检测电容触碰信号的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测人体的手指或类似于手指的具有导电特性的触碰输入单元的电容触碰信号的装置及方法，更详细而言，涉及一种利用形成于感测垫与非感测垫之间的感测等效电容器检测触碰信号的用于检测电容触碰信号的装置及方法。
背景技术
通常，触碰屏幕面板(Touch Screen Panel)是附着至液晶显示装置(LiquidCrystal Display，LCD)、等离子体显示面板(Plasma Display Panel，PDP)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、主动矩阵有机发光二极管(Active MatrixOrganic Light Emitting Diode，AMOLED)等显示装置上，在手指或笔等物体触碰时于相应位置产生对应的信号的输入装置之一。触碰屏幕面板利用于小型携带终端、产业用终端、数字信息器件(Digital Information Device，DID)等非常广泛的领域中。
先前揭示有各种类型的触碰屏幕面板，但制程简单且制造成本低廉的电阻方式的触碰屏幕面板的利用最为广泛。然而，电阻方式的触碰屏幕面板的透射率较低且需施加压力，因此具有如下等问题点：使用较为不便，多触碰及示意动作识别困难，发生检测错误。
相反地，电容式触碰屏幕面板具有透射率较高、可识别轻触碰且多触碰及示意动作的识别良好的优点，因此其市场逐渐扩大。
图1表示先前的电容式触碰屏幕面板的一例。参照图1，在由塑胶或玻璃等制造的透明基板(2)的上下表面，形成有透明导电膜，在透明基板(2)的四角，分别形成有电压施加用金属电极(4)。上述透明导电膜包含铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或锑锡氧化物(Antimony Tin Oxide，ATO)等透明金属。而且，形成至上述透明导电膜的四角的金属电极(4)由银(Ag)等电阻率较低的导电性金属印刷而形成。在上述金属电极(4)的周边形成电阻网。上述电阻网为了向上述透明导电膜的整个表面均匀地发送控制信号，形成为线性图案(Linearization Pattern)。而且，在包含金属电极(4)的透明导电膜的上部涂敷保护膜。
在如上所述的电容式触碰屏幕面板中，若对上述金属电极(4)施加高频交替电压，则该电压向透明基板(2)的整个面扩散。此时，若利用手指(8)或导电性触碰输入单元轻轻触碰透明基板(2)的上表面的透明导电膜，则会有固定量的电流流入至体内，由内置于控制器(6)的电流传感器感知电流的变化，运算分别来自四个金属电极(4)的电流量而识别触碰点。
然而，如图1的电容式触碰屏幕面板为检测微小电流的方式，需要高价的检测装置，因此具有如下问题点：价格上升，难以实现识别多个触碰的多触碰。
为了克服此种问题点，最近主要使用如图2的电容式触碰屏幕面板。图2的触碰屏幕面板包含：横向线性触碰检测传感器(5a)及纵向线性触碰检测传感器(5b)；触碰驱动积体电路(Integrated Circuit，IC)(7)，其对触碰信号进行分析。此种触碰屏幕面板为检测形成至线性触碰检测传感器(5)与手指(8)之间的电容大小的方式，对横向线性触碰检测传感器(5a)及纵向线性触碰检测传感器(5b)进行扫描而检测信号，因此可识别多个触碰点。
然而，如上所述的触碰屏幕面板于安装至如LCD的显示装置上而使用时，因噪声而产生难以检测信号的现象。例如，LCD使用共通电极，视情形而对该共通电极施加交替的共通电压Vcom。而且，共通电极的共通电压(Vcom)在检测触碰点时，作为噪声而发挥作用。
图3表示在LCD上设置先前的电容式触碰屏幕面板的实施方式。显示装置(200)具有如下构造：在下侧的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板(205)与上侧的彩色滤光片(215)之间封入液晶而形成液晶层(210)。为了封入液晶，TFT基板(205)与彩色滤光片(215)通过密封剂(230)而在其等的外围部接合。虽未图示，但于液晶面板的上下附着偏光板，除此之外，也设置背光单元(Back Light Unit，BLU)。
如图所示，在显示装置(200)的上部设置触碰屏幕面板。触碰屏幕面板具有于基板(1)的上表面放置有上述线性触碰检测传感器(5)的构造。在基板(1)上，附着用以保护线性触碰检测传感器(5)的保护面板(3)。触碰屏幕面板以如双面胶(Double Adhesive Tape，DAT)等的附着构件(9)为介质而接着至显示装置(200)的边缘部，与显示装置(200)之间形成空隙(9a)。
在此种构成中，在产生如图3的触碰的情形时，手指(8)与线性触碰检测传感器(5)之间形成如Ct的电容。然而，如图所示，在线性触碰检测传感器(5)与形成于显示装置(200)的彩色滤光片(215)的下表面的共通电极(220)之间也形成如共通电极电容(Cvcom)的电容，因图案之间的电容耦合或制程因素等产生的未知的寄生电容即Cp也作用于线性触碰检测传感器(5)。因此，构成如图4的等效电路的电路。
此处，先前的触碰屏幕面板检测触碰电容即Ct的变化量而识别触碰，如Cvcom及Cp的成分于Ct的检测中作为噪声而发挥作用。特别是，也存在产生于图案与显示装置之间的共通电极电容(Cvcom)比触碰电容即Ct大十倍以上的情形，故而存在因Cvcom而触碰感度下降的问题。
发明内容
[发明欲解决的课题]
本发明是为了解决如上所述的先前的触碰屏幕面板的问题点而提出者，其目的在于提供一种对形成至连接于触碰检测部的感测垫与邻接于感测垫的非感测垫之间且之前作为寄生电容器而进行动作的感测等效电容器的一侧施加交替的驱动电压，在如手的触碰输入单元与感测垫之间形成触碰电容时，利用根据触碰电容的大小而由触碰检测部检测到的电压产生差异的现象获得触碰信号，藉此将寄生电容的影响最小化，稳定地获得触碰信号的电容式触碰检测单元及检测方法。
[解决课题的手段]
根据本发明的电容式触碰信号检测装置的一方面，
其检测如人体的手指或类似于手指的导电体的触碰输入单元是否触碰包含矩阵形态的多个触碰检测传感器的触碰面板，上述电容式触碰信号检测装置的特征在于：
包含触碰驱动IC(TDI：Touch Drive IC)，其检测有无因上述触碰输入单元的接近发生的触碰，
上述触碰驱动IC利用形成至上述触碰检测传感器中的至少一个以上的感测垫(sensing pad)与非感测垫(non-sensing pad)之间的至少一个以上的感测等效电容器(sensing equivalent capacitor)(Ceq)判断有无上述触碰。
较佳为，特征在于：
上述感测垫为于第1时点通过上述触碰驱动IC而执行触碰检测的垫，上述非感测垫为不于上述第1时点通过上述触碰驱动IC而执行触碰检测的垫，
上述感测垫与上述非感测垫随时间可变。
较佳为，特征在于：
上述感测等效电容器(Ceq)为产生于将上述感测垫与上述触碰驱动IC连接的感测垫信号线、与将上述非感测垫与上述触碰驱动IC连接的非感测垫信号线间的多个线间电容器。
较佳为，特征在于：
上述感测等效电容器的大小通过将上述感测垫充电为第1电压且对上述非感测垫施加第2电压而确定。
较佳为，特征在于：
上述第1电压及上述第2电压为直流电压、交替电压、或组合有直流电压与交替电压的形态，上述第1电压与上述第2电压具有不同的电位而产生电位差。
较佳为，特征在于：
将上述第2电压施加至除上述感测垫以外的所有上述非感测垫而使上述触碰面板以全驱动状态(FULL驱动)进行动作。
较佳为，特征在于：
上述非感测垫中的一部分连接至上述第2电压，上述非感测垫中的一部分连接至直流(Direct Current，DC)电源或保持浮动(floating)状态而使上述触碰面板以块驱动(BLOCK驱动)状态进行动作。
较佳为，特征在于：
上述触碰驱动IC的触碰检测
是根据因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压(Vsensortouch)、与不产生上述触碰电容时的电压(Vsensornontouch)之差而执行。
较佳为，特征在于：
因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压(Vsensortouch)及不产生上述触碰电容时的电压(Vsensornontouch)与上述感测等效电容器的大小成正比。
较佳为，特征在于：
因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压(Vsensortouch)与上述触碰电容((Ct)的大小成反比。
较佳为，特征在于：
上述第2电压为交替电压，
上述触碰驱动IC检测有无触碰是与上述第2电压自高位准降至低位准的时间(Ft：falling time)同步化而执行。
较佳为，特征在于：
在上述触碰驱动IC中
在求出因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器产生触碰电容(Ct)时的电压(Vsensortouch)时，上述第1电压的大小大于上述第2电压的大小，或大于上述第2电压的高值与上述第2电压的低值之差。
较佳为，特征在于：
在上述触碰驱动IC中
在求出不产生触碰电容时的电压(Vsensornontouch)时，上述第1电压的大小大于上述第2电压的大小，或大于上述第2电压的高值与上述第2电压的低值之差。
较佳为，特征在于：
上述第1电压及上述第2电压为交替电压，上述第1电压与上述第2电压为反相位。
较佳为，
除上述感测垫以外的所有上述非感测垫保持DC电位或浮动(floating)状态，上述DC电位包含零(0)伏特。
较佳为，特征在于：
上述感测垫
为位于列[j]的多个触碰检测传感器；
此处，列[j]保持列[1]≤列[j]≤列[m]的关系，
列[1]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最远距离的触碰检测传感器的第1列，列[m]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最短距离的触碰检测传感器的第m列。
较佳为，特征在于：
上述感测垫为位于列[j]的多个触碰检测传感器，
上述非感测垫为位于列[1]与列[j-1]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器，或位于列[j+1]与列[m]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器；
此处，列[j]保持列[1]≤列[j]≤列[m]的关系，
列[1]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最远距离的触碰检测传感器的第1列，列[m]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最短距离的触碰检测传感器的第m列。
较佳为，特征在于：
位于上述列[j]的触碰检测传感器中的一部分包含感测-非感测垫，
上述感测-非感测垫为位于上述列[j]的非感测垫。
较佳为，特征在于：
上述感测垫及上述非感测垫以列为单位可变。
较佳为，特征在于还包含：
确定上述非感测垫的列(row)数的单元；及
确定存在上述非感测垫的位置的单元。
较佳为，特征在于：
上述位于列[j]的触碰检测传感器分为多个子集而进行扫描，上述子集包含至少一个以上的触碰检测传感器。
较佳为，
上述子集包括包含偶数行的触碰检测传感器的第1子集、及包含奇数行的触碰检测传感器的多个第2子集。
较佳为，特征在于：
上述子集包含两个子集，第1子集为以中央列为基准而位于左侧的触碰检测传感器，第2子集为位于上述中央行的触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
位于上述列[j]的触碰检测传感器中的一部分包含感测-非感测垫，
上述感测-非感测垫为位于上述列[j]的非感测垫，
施加至上述非感测垫的上述第2电压为交替电压，施加至上述感测-非感测垫的交替电压与上述第2电压为反相位。
较佳为，特征在于：
仅对上述感测-非感测垫的一部分施加与上述第2电压为反相位的交替电压。
较佳为，特征在于：
上述第2电压为交替电压，
位于上述列[1]至列[j-1]及上述列[j+1]至列[m]中的至少一个以上的列的非感测垫分为第1相位的第1组及与上述第1相位为反相位的第2组。
较佳为，
施加至位于上述列[j-1]的上述非感测垫及位于上述列[j+1]的上述非感测垫的上述第2电压的交替电压的相位、
与施加至位于上述列[1]至列[j-2]的上述非感测垫及位于上述列[j+2]至列[m]的上述非感测垫的上述第2电压的交替电压的相位保持彼此为反相位的关系。
较佳为，特征在于：
上述非感测垫为位于上述列[j-1]及上述列[j+1]的多个触碰检测传感器，施加至上述非感测垫的上述第2电压为交替电压。
较佳为，特征在于：
除上述感测垫及上述非感测垫以外的所有触碰检测传感器保持DC电位或浮动(floating)状态，上述DC电位包含零(0)伏特或接地(ground)。
较佳为，特征在于：
在上述感测垫与上述非感测垫以列为单位可变时，
若上述感测垫为位于列[1]的多个触碰检测传感器，
则上述非感测垫为位于列[2]至列[m]之间的多个触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[1]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方各一列(row)，
则定位有上述非感测垫的列分别为列[2]及列[m]。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[1]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方多个列(row)，
则上述前方的列是指自位于中央的列位于上述列[m]之间的多个列，上述后方的列是指自上述列[2]位于定位于上述中央的列的多个列。
较佳为，特征在于：
在上述感测垫与上述非感测垫以列为单位可变时，
若上述感测垫为位于列[m]的多个触碰检测传感器，
则上述非感测垫为位于列[1]至列[m-1]之间的多个触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[m]为基准而将上述非感测垫设定为前方与后方各一列(row)，
则定位有上述非感测垫的列分别为列[m-1]及列[1]。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[m]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方多个列(row)，
则上述前方的列是指自位于中央的列位于上述列[m-1]之间的多个列，上述后方的列是指自上述列[1]位于定位有上述中央的列的多个列。
较佳为，
若上述感测垫为位于列[1]的多个触碰检测传感器，
则上述感测等效电容器包含与连接于位于定位有上述感测垫的第1行的下一行即第2行的多个触碰检测传感器的多个传感器信号线的线间电容。
较佳为，特征在于：
上述位于第2行的上述触碰检测传感器的传感器信号线以上述第2行的触碰检测传感器为基准而形成于左侧及右侧。
较佳为，特征在于：
形成于上述右侧的传感器信号线与上述触碰驱动IC连接，形成于上述左侧的传感器信号线以与上述第1行的列[1]的传感器信号线隔开固定间隔的方式配置而被施加上述第2电压。
根据本发明的电容式触碰信号检测方法的一方面，
其检测如人体的手指或类似于手指的导电体的触碰输入单元是否触碰包含矩阵形态的多个触碰检测传感器的触碰面板，上述电容式触碰信号检测方法的特征在于包含如下步骤：
将上述触碰检测传感器中的至少一个以上的感测垫(sensing pad)充电为第1电压的步骤；
对上述触碰检测传感器中的至少一个以上的非感测垫(non-sensing pad)施加第2电压的步骤；及
在触碰驱动IC(TDI：touch drive IC)中，利用形成至上述感测垫与上述非感测垫之间的至少一个以上的感测等效电容器(sensing equivalent capacitor)(Ceq)检测有无因上述触碰输入单元的接近发生的触碰的步骤。
较佳为，特征在于：
上述感测垫为于第1时点通过上述触碰驱动IC而执行触碰检测的垫，上述非感测垫为不于上述第1时点通过上述触碰驱动IC而执行触碰检测的垫，
上述感测垫与上述非感测垫随时间可变。
较佳为，特征在于：
上述感测等效电容器(Ceq)为产生于将上述感测垫与上述触碰驱动IC连接的感测垫信号线、与将上述非感测垫与上述触碰驱动IC连接的非感测垫信号线之间的多个线间电容器。
较佳为，特征在于：
上述感测等效电容器的大小通过将上述感测垫充电为第1电压且对上述非感测垫施加第2电压而确定。
较佳为，特征在于：
上述第1电压及上述第2电压为直流电压、交替电压、或组合有直流电压与交替电压的形态，上述第1电压与上述第2电压具有不同的电位而产生电位差。
较佳为，特征在于：
将上述第2电压施加至除上述感测垫以外的所有上述非感测垫而使上述触碰面板以全驱动状态(FULL驱动)进行动作。
较佳为，特征在于：
上述非感测垫中的一部分连接至上述第2电压，上述非感测垫中的一部分连接至DC电源或保持浮动(floating)状态而使上述触碰面板以块驱动(BLOCK驱动)状态进行动作。
较佳为，特征在于：
上述触碰驱动IC的触碰检测
根据因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压Vsensortouch、与不产生上述触碰电容时的电压Vsensornontouch之差而执行。
较佳为，特征在于：
因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压Vsensortouch及不产生上述触碰电容时的电压Vsensornontouch与上述感测等效电容器的大小成正比。
较佳为，特征在于：
因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器产生触碰电容(Ct)时的电压Vsensortouch与上述触碰电容(Ct)的大小成反比。
较佳为，特征在于：
上述第2电压为交替电压，
上述触碰驱动IC检测有无触碰是与上述第2电压自高位准降至低位准的时间(Ft：falling time)同步化而执行。
较佳为，特征在于：
在上述触碰驱动IC中
在求出因上述触碰输入单元接近上述触碰检测传感器而产生触碰电容(Ct)时的电压Vsensortouch时，上述第1电压的大小大于上述第2电压的大小，或大于上述第2电压的高值与上述第2电压的低值之差。
较佳为，特征在于：
在上述触碰驱动IC中
在求出不产生触碰电容时的电压Vsensornontouch时，上述第1电压的大小大于上述第2电压的大小，或大于上述第2电压的高值与上述第2电压的低值之差。
较佳为，特征在于：
上述第1电压及上述第2电压为交替电压，上述第1电压与上述第2电压为反相位。
较佳为，
除上述感测垫以外的所有上述非感测垫保持DC电位或浮动(floating)状态，上述DC电位包含零(0)伏特。
较佳为，特征在于：
上述感测垫为位于列[j]的多个触碰检测传感器；
此处，列[j]保持列[1]≤列[j]≤列[m]的关系，
列[1]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最远距离的触碰检测传感器的第1列，列[m]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最短距离的触碰检测传感器的第m列。
较佳为，特征在于：
上述感测垫为位于列[j]的多个触碰检测传感器，
上述非感测垫为位于定位于列[1]与列[j-1]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器，或位于定位于列[j+1]与列[m]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器；
此处，列[j]保持列[1]≤列[j]≤列[m]的关系，
列[1]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最远距离的触碰检测传感器的第1列，列[m]表示定位有位于距上述触碰驱动IC最短距离的触碰检测传感器的第m列。
较佳为，特征在于：
上述位于列[j]的触碰检测传感器中的一部分包含感测-非感测垫，
上述感测-非感测垫为位于上述列[j]的非感测垫。
较佳为，特征在于：
上述感测垫与上述非感测垫以列为单位可变。
较佳为，特征在于还包含：
确定上述非感测垫的列(row)数的单元；及
确定存在上述非感测垫的位置的单元。
较佳为，特征在于：
上述位于列[j]的触碰检测传感器分为多个子集而进列扫描，上述子集包含至少一个以上的触碰检测传感器。
较佳为，
上述子集包括包含偶数行的触碰检测传感器的第1子集、包含及奇数行的触碰检测传感器的多个第2子集。
较佳为，特征在于：
上述子集包含两个子集，第1子集为以中央列为基准而位于左侧的触碰检测传感器，第2子集为位于上述中央行的触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
上述位于列[j]的触碰检测传感器中的一部分包含感测-非感测垫，
上述感测-非感测垫为位于上述列[j]的非感测垫，
施加至上述非感测垫的上述第2电压为交替电压，施加至上述感测-非感测垫的交替电压与上述第2电压为反相位。
较佳为，特征在于：
仅对上述感测-非感测垫的一部分施加与上述第2电压为反相位的交替电压。
较佳为，特征在于：
上述第2电压为交替电压，
位于上述列[1]至列[j-1]及上述列[j+1]至列[m]中的至少一个以上的列的非感测垫分为第1相位的第1组及与上述第1相位为反相位的第2组。
较佳为，
施加至位于上述列[j-1]的上述非感测垫及位于上述列[j+1]的上述非感测垫的上述第2电压的交替电压的相位
与施加至位于上述列[1]至列[j-2]的上述非感测垫及位于上述列[j+2]至列[m]的上述非感测垫的上述第2电压的交替电压的相位彼此保持反相位的关系。
较佳为，特征在于：
上述非感测垫为位于上述列[j-1]及上述列[j+1]的多个触碰检测传感器，施加至上述非感测垫的上述第2电压为交替电压。
较佳为，
除上述感测垫及上述非感测垫以外的所有触碰检测传感器保持DC电位或浮动(floating)状态，上述DC电位包含零(0)伏特或接地(ground)。
较佳为，特征在于：
在上述感测垫与上述非感测垫以列为单位可变时，
若上述感测垫为位于列[1]的多个触碰检测传感器，
则上述非感测垫为位于列[2]至列[m]之间的多个触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[1]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方各一列(row)，
则定位有上述非感测垫的列分别为列[2]及列[m]。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[1]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方多个列(row)，
则上述前方的列是指自位于中央的列位于上述列[m]之间的多个列，上述后方的列是指自上述列[2]位于定位于上述中央的列的多个列。
较佳为，特征在于：
在上述感测垫与上述非感测垫以列为单位可变时，
若上述感测垫为位于列[m]的多个触碰检测传感器，
则上述非感测垫为位于列[1]至列[m-1]之间的多个触碰检测传感器。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[m]为基准而将上述非感测垫设定为前方与后方各一列(row)，
则定位有上述非感测垫的列分别为列[m-1]及列[1]。
较佳为，特征在于：
若以定位有上述感测垫的列[m]为基准而将上述非感测垫确定为前方与后方多个列(row)，
则上述前方的列是指自位于中央的列位于上述列[m-1]之间的多个列，上述后方的列是指自上述列[1]位于定位于上述中央的列的多个列。
较佳为，
若上述感测垫为位于列[1]的多个触碰检测传感器，
则上述感测等效电容器包含与连接于位于定位有上述感测垫的第1行的下一行即第2行的多个触碰检测传感器的多个传感器信号线的线间电容。
较佳为，特征在于：
位于上述第2行的上述触碰检测传感器的传感器信号线以上述第2行的触碰检测传感器为基准而形成至左侧及右侧。
较佳为，特征在于：
形成于上述右侧的传感器信号线与上述触碰驱动IC连接，形成于上述左侧的传感器信号线以与上述第1行的列[1]的传感器信号线隔开固定间隔的方式配置而被施加上述第2电压。
[发明的效果]
根据本发明的电容式触碰信号检测及方法，对形成于感测垫与邻接于感测垫的非感测垫之间的感测等效电容器施加交替的驱动电压，根据因手指等的触碰输入赋予的触碰电容的差异而检测于触碰检测部产生电压之差而获得触碰信号，藉此具有将之前作为噪声而发挥作用的产生于传感器信号线之间的寄生电容反用作检测触碰信号的单元的效果。
根据本发明的电容式触碰信号检测及方法，具有可通过调节施加于感测等效电容器的驱动电压的大小而调节触碰信号的感度的效果。
附图说明
图1是先前的触碰屏幕面板的一例的立体图。
图2是先前的触碰屏幕面板的另一例的俯视图。
图3是图2的触碰屏幕面板设置于显示装置上的例的剖面图。
图4是表示在图3的触碰屏幕面板检测触碰电容的等效电路图。
图5是例示液晶显示装置的共通电压波形的波形图。
图6是概略性地表示通常的三端子型开关元件的图。
图7是概略性地表示检测触碰输入的原理的图。
图8是本发明的触碰检测装置的基本电路图。
图9是更具体地表示图8的等效电路的图。
图10是本发明的触碰检测传感器的构成的一例的剖面图。
图11是本发明的触碰检测传感器的构成的另一例的剖面图。
图12是表示对本发明的感测垫信号线与非感测垫信号线之间的感测等效电容器施加交替电压的实施例的图。
图13是概略性地表示本发明的电容式触碰信号检测装置的构成图。
图14是表示本发明的电容式触碰信号检测装置包含多工器的一实施例的图。
图15是用以说明本发明的块驱动的一实施例的图。
图16是用以说明本发明的块驱动的另一实施例(循环(rotation)功能)的图。
图17是表示本发明的触碰屏幕面板的一实施例的图。
图18是表示本发明的电容式触碰信号检测装置的另一实施例(再映射(RE-MAP))的图。
图19是表示图18的再映射过程的图。
图20是表示存储至本发明的存储装置的再映射的结果的图。
具体实施方式
以下，参照随附附图及实施例，详细地对本发明的较佳的实施例进行说明。
首先，本发明是有关于一种电容式触碰信号检测方法，即有关于一种与先前的触碰检测单元检测因手指等的接触产生的电容的大小的方式不同地，在对形成于处于对触碰进行检测中的感测垫与邻接的非感测垫之间的感测等效电容器施加交替的驱动电压时，利用因所赋予的触碰电容之差而在检测电压中产生差异的现象对触碰进行检测的方式。
本案发明中的感测等效电容器不仅指形成于感测垫与邻接的非感测垫之间的电容器，准确而言是指形成至和感测垫连接的信号线与和非感测垫连接的信号线之间的线间等效电容器。
本案发明中的全驱动方法(FULL驱动方法)是指对除至少一个以上的感测垫以外的所有非感测垫施加交替的驱动电压而使该非感测垫参与触碰检测的驱动方法。
本案发明中的块驱动方法(BLOCK驱动方法)为与全驱动方法对应的概念，指仅对非感测垫的一部分、特别是与感测垫邻接的非感测垫施加交替的驱动电压而使该非感测垫参与触碰检测的驱动方法。
本发明的触碰检测装置对未发生触碰时检测到的电压、与因发生触碰而赋予触碰电容时检测到的电压的大小进行比较而利用两个电压之差检测触碰，可使寄生电容等的影响最小化，更稳定地获得触碰信号。
本发明中所提及的显示装置是指液晶显示器LCD、迷你计算机PDP、有机发光二极管OLED中的任一种，或其他显示图像的所有单元。
以上所列出的显示装置中的LCD为了驱动液晶而需要共通电压(Vcom)。作为一例，于携带设备用中小型LCD中，为了减少消耗电流而使用共通电极的共通电压以一个或多个栅极线为单位而交替的线反转(Line inversion)方式。作为另一例，大型LCD的共通电极的共通电压具有固定的DC位准，且使用点反转(Dot Inversion)驱动方式。作为又一例，在面内切换模式的LCD的情形时，共通电极形成至LCD的薄膜晶体管(TFT)基板的一部分区域而通过线反转或点反转驱动方式显示图像。在此种面内切换模式的LCD的情形时，背景(BackGround)共通地形成至通过背面ITO而露出于外部的彩色滤光片整体，为了阻断静电放电(Electro Static Discharge，ESD)而使该背景与接地信号接地。
在本发明中，除如上所述般被施加共通电压(Vcom)的电极以外，将于显示装置内共通地发挥作用的所有电极称为“共通电极”，将施加至显示装置的共通电极的交替电压、直流(DC)电压、或按照不特定的频率交替的形态的电压称为“共通电压”。
本发明对手指或类似于手指的具有电特性的触碰输入单元的非接触触碰输入进行检测。此处，所谓“非接触触碰输入”是指如下情形：手指等触碰输入单元因存在于输入单元与触碰检测传感器之间的基板而在与触碰检测传感器隔开特定距离的状态下进行触碰输入。触碰输入单元可与基板的外表面接触。然而，在该情形时，触碰输入单元与触碰检测传感器也保持非接触状态。因此，手指对触碰检测传感器的触碰行为能够以“接近”一词表达。另一方面，可呈手指接触基板的外表面的状态，因此手指对基板的触碰行为能够以“接触”一词表达。在本说明书中，“接近”与“接触”通用。
又，以下所说明的如“～部”的构成是执行特定功能的单位功能要素(UnitFunction Element)的集合体，例如某个信号的放大器为单位功能要素，放大器及信号转换器集合而成的集合体可命名为信号转换部。又，“～部”可包含于更大的构成要素或“～部”中，或者包含更小的构成要素及“～部”。又，“～部”也可自身具有单独的中央处理器(CPU)。
在以下的附图中，为了明确表示多个层及区域而放大表示厚度及区域。在整篇说明书中，对类似部分使用相同的符号。在记载为层、区域、基板等部分处于另一部分“上”或“上表面”时，不仅包含处于另一部分的“正上方”的情形，而且也包含于其等中间具有又一部分的情形。相反地，于记载为某个部分处于另一部分的“正上方”时，意为中间不具有其他部分。
又，本说明书中所记载的“信号”若未特别提及，则统称电压或电流。
又，在本说明书中，“电容(capacitance)”表示物理大小，以与“电容”相同的含义来使用。另一方面，“电容器”是指具有物理大小即电容的元件(element)。在本发明中，补偿电容器(Cbal)如制作于触碰驱动集成电路(IC)的内部者般根据所设计的值而通过制程制作，也如制作于按照任意距离平行的两个传感器信号线之间的本说明书的线间电容器般自然地产生。在本说明书中，不分直接制作的电容器及自然形成的电容器而均命名为“电容器”。
在本说明书中，用作电容器记号的符号C用作指代电容器的符号，又，表示电容器的大小即电容。例如，C1为指称电容器的符号，又，也意味着该电容器的大小即电容为C1。
又，在本说明书中，“施加(forcing)信号(signal)”的含义为保持某种状态的信号的位准(Level)改变。例如，对开关元件的接通/断开控制端子施加信号的含义为现有的低(Low)位准电压改变为高(Hi)位准。
又，在本说明书中，触碰检测传感器(10)包含感测垫(10a)及非感测垫(10b)。感测垫(10a)为多个触碰检测传感器(10)中的为了检测触碰而连接于触碰检测部(14)的触碰检测传感器(10)，非感测垫(10b)为不执行触碰检测且未连接至触碰检测部(14)的触碰检测传感器(10)。
感测垫(10a)于触碰检测结束后成为非感测垫(10b)，按照事先设定的顺序而任意的非感测垫(10b)转换为感测垫(10a)。因此，感测垫与非感测垫并不固定，按照事先设定顺序而依序确定。分时方法(Time Sharing Technique)为设定感测垫与非感测垫的顺序的一实施例。
又，在本说明书中，检测触碰或触碰信号的含义相同，意味着检测于如手指的导电体未接触或接近触碰检测传感器(10)而未形成触碰电容(Ct)时由触碰检测部检测到的电压、与通过在如手指的导电体与触碰检测传感器对向时形成的触碰电容(Ct)而由触碰检测部检测到的电压之差。
又，在本说明书中，将触碰驱动积体电路(Touch Drive IC)简称为TDI而使用。
又，在本说明书中，预充电与充电、以及预充电电压与充电电压以相同的含义来使用。
又，在本说明书中，感测垫(10a)不仅指感测垫(10a)其本身，而且指包含与感测垫(10a)连接的传感器信号线，相同地，非感测垫(10b)也不仅指非感测垫(10b)其本身，而且指包含与非感测垫(10b)连接的非感测垫信号线。
又，本说明书中所使用的行与列为表示与感测垫或传感器信号线的排列相关的方向性的用语，行(COLumn)为传感器信号线聚集成束形成而朝向TDI(30)的方向，列(Row)为与行方向成直角的方向。本案发明中的行方向与列方向并非以绝对性的含义来使用，而是表示可根据TDI的配置位置或因其他因素而发生变化的方向性的用语。
图6是概略性地表示在本发明中用作充电单元的一例的开关元件中的三端子型开关元件的图。参照图6，三端子型开关元件通常具备接通/断开控制端子(Cont)、输入端子(In)、输出端子(Out)三个端子。
接通/断开控制端子(Cont)是对开关元件的接通/断开进行控制的端子，若对该端子施加特定的电压或电流，则施加于输入端子(In)的电压或电流以电压或电流形态自输出端子(Out)输出。
在对本发明的具体实施例进行说明前，参照图7简略地对形成触碰电容及线间电容(Capacitance between lines)的原理进行说明。
在图7的例示中，假设于手指(25)或类似于手指的触碰单元接近触碰检测传感器(10)时，触碰检测传感器(10)与手指(25)以间隔“d”隔开，且具有对向面积“A”。于是，如图7的右侧等效电路及数学式所示，在手指(25)与触碰检测传感器(10)之间形成电容“C”。在本说明书中，将形成于手指(25)与触碰检测传感器(10)之间的电容称为触碰电容或触碰电容(Ct)。
又，在图7的例示中，在代替手指(25)与触碰检测传感器(10)而两根平行的信号线以间隔“d”隔开且具有对向面积“A”时，是两个信号线之间也形成图7的等效电路及数学式所示的线间电容C。
当信号线由ITO或金属物质制成时，将该物质的涂布厚度与两根信号线的对向长度相乘所得的值成为两根平行的信号线的对向面积，两根对向信号线相隔的程度成为隔开距离。是本发明中，在两根信号线之间形成光学透明黏着剂(Optically Clear Adhesive，OCA)或空气层，因此在图7的数学式中，介电常数可应用OCA或空气的介电常数。
图8是表示本发明的触碰检测单元的基本构造的电路图。参照图8，根据本发明而特殊化的触碰检测单元包含充电单元(12)、触碰检测传感器(10)、传感器信号线(22)、共通电极电容器Cvcom、杂散电容电容器(Cp)及触碰检测部(14)而构成。
充电单元(12)是向连接于触碰检测部(14)的所有电容器供给预充电信号(或充电信号)即Vpre，通过施加于命名为“Cont”的“接通/断开控制端子”的断开(Turn Off)信号断开而将输出端(12-1)设为高阻抗的开关元件，或根据控制信号而供给信号的运算放大器(Operational Amplifier，OP-AMP)等线性元件。
如图8的实施例，在使用三端子型开关元件作为充电单元(12)的情形时，可利用供给至接通/断开控制端子的控制信号及供给至输入端(12-2)的信号Vpre，在需要的时点将适当的充电电压供给至连接于充电单元(12)的输出端(12-1)的所有电容器。
充电电压可使用包含零伏特(Zero Volt)的DC电压、如矩形波、三角波或正弦波(Sine Wave)般交替的交流(Alternating Current，AC)电压、或结合有DC及AC电压的形态的电压。
触碰检测传感器(10)包含：感测垫(Sensing Pad)(10a)，其连接至触碰检测部(14)而检测触碰信号；及非感测垫(Non Sensing Pad)(10b)，其未连接至触碰检测部(14)且不检测触碰信号。
感测垫(10a)与非感测垫(10b)并不固定，若相同的触碰检测传感器(10)为了通过分时方法(Time Sharing)进行触碰检测而连接至触碰检测部(14)，则称为感测垫(10a)，若远离触碰检测部(14)，则称为非感测垫(10b)。因此，根据任意的触碰检测传感器(10)是否与触碰检测部(14)连接而区分为感测垫或非感测垫。
在图8的实施例中，假设一个触碰检测传感器(10)依次成为感测垫，剩余部分为非感测垫的情形，该情形为标记为“PC”的触碰检测传感器(10)作为感测垫(10a)而进行动作，剩余部分均为非感测垫的情形(FULL驱动的实施例)。
在标记为“PC”的感测垫进行动作前的时点，标记为“PB”的触碰检测传感器发挥感测垫的作用，在标记为“PC”的感测垫进行动作后，标记为“PD”的触碰检测传感器的作用自非感测垫变更为感测垫。通过下文将述的图13的时序控制部(33)的介入而执行如上所述的触碰检测传感器(10)向感测垫及非感测垫的切换。
利用图8的一个感测垫的触碰信号检测法为方便起见而导出的实施例，实际上多个触碰检测传感器可同时作为感测垫而进行动作。
在图8中，若预充电电压Vpre施加至感测垫信号线(22a)及符号为PC的感测垫(10a)，与感测垫(10a)邻接的符号为PB、PD、PF的非感测垫及与该符号为PB、PD、PF的非感测垫连接的非感测垫信号线(22b-B、22b-D、22b-F)连接至与Vpre具有特定电位差的任一电压Vlb1，则因图7中所说明的原理而在感测垫(10a)与非感测垫(22b)之间形成电容。
具体而言，对感测垫信号线(22a)及感测垫(10a)施加具有特定电位的Vpre，连接于Vlb1的非感测垫信号线(22b-B)与感测垫信号线(22a)具有特定的对向距离及对向面积，因此因图7中所说明的原理而在彼此间形成具有称为C1的电容的线间电容(Capacitancebetween lines)，因相同的原理而在感测垫信号线(22a)与非感测垫信号线(22b-D)之间形成称为C2的线间电容，也因相同的原理而在感测垫(PC)(10a)与对向的非感测垫信号线(22b-F)之间形成线间电容C3。
参照下文将述的<数学式1>或<数学式2>，之前此种线间电容C1、C2及C3发挥寄生电容器(Cp)作用而起到使触碰感度下降的噪声作用。
然而，在本发明中，反用线间电容器而用于检测触碰信号，因此具有如下多个提高感度的效果：在数学式1或数学式2中减少Cp而提高触碰感度，使减少的Cp即线间电容位于数学式1或数学式2的分子而提高触碰感度。
另一方面，如C4般即便于感测垫信号线(22a)与非感测垫信号线(22b-A)之间存在非感测垫信号线(22b-B)，也形成线间电容。在本说明书中，将如C1至C3般于感测垫信号线(22a)与非感测垫信号线之间形成线间电容的情形称为一次线间电容，将如C4般于感测垫信号线(22a)与非感测垫信号线之间存在一个或多个非感测垫信号线的状态下形成的电容定义为二次线间电容。
因此，在感测垫(10a)及感测垫信号线(22a)形成多个二次线间电容。若也将二次线间电容用于触碰检测，则触碰感度提高，因此较佳为将用以形成二次线间电容的所有非感测垫信号线连接至用于形成一次线间电容的Vlb1。将此种方法定义为“全驱动方法(FULL驱动方法)”。
如下所述，存在为了形成二次线间电容而仅使用非感测垫的一部分的情形，将该情形定义为“块驱动方法(BLOCK驱动方法)”。用以形成二次线间电容的非感测垫信号线也可连接至并非为Vlb1的其他电位，但为了简化电路，较佳为共用Vlb1。
为了简化电路或使触碰感度弱化，也可将产生二次线间电容的非感测垫信号线(在图8的实施例中为如22b-A或22b-E的信号线)保持为浮动或高阻抗状态，因此不会在浮动的非感测垫信号线与感测垫信号线之间产生二次线间电容。TDI具有如下单元：产生二次线间电容，确定以特定电位连接感测垫信号线(22a)与邻接的非感测垫信号线(22b)、或是保持为浮动或高阻抗状态。连接至非感测垫信号线(22b)的电压Vlb1为包含0(zero)V的DC电位或AC电压。
在本说明书中，所谓邻接(Closed)的用语适用于以感测垫信号线为基准而形成一次线间电容的非感测垫信号线，也适用于形成二次线间电容的非感测垫信号线。
在图8的感测垫(10a)共通连接有一次线间电容(C1至C3)及二次线间电容，因此可将其等全部表示为一个等效电容器，若将该等效电容器称为线间等效电容器(Ceq)，则可将图8表示为如图9的等效电路。
另一方面，线间等效电容器(Ceq)具有如下特征。
1.对向的传感器信号线(22a)与传感器信号线(22b)的对向长度越长则对向面积越广，因此线间等效电容(Ceq)越大。因此，越为远离TDI的感测垫(10a)，则线间等效电容(Ceq)越大。
2.可根据对向的传感器信号线(22a)与传感器信号线(22b)的对向距离而调整线间等效电容(Ceq)的大小。对向距离为对向的传感器信号线(22a)与传感器信号线(22b)之间的宽度(Width)，因此可通过设计而变更线间等效电容(Ceq)的大小。
参照图9，在感测垫(10a)与邻接的非感测垫(10b)之间形成线间等效电容器Ceq)，非感测垫(10b)连接于任意的电压Vlb1。又，图9的非感测垫(10b)及非感测垫信号线(22b)是将在图8中形成一次线间电容及二次线间电容的多个非感测垫及非感测垫信号线表示为一个等效非感测垫(10b)及等效非感测垫信号线(22b)。在图8中，在除感测垫(10a)以外的所有非感测垫信号线(22b)连接驱动电压Vlb1，因此在图9中也在非感测垫信号线(22b)连接电压Vlb1。
因此，虽在图9中表示为在一个非感测垫信号线(22b)连接有Vlb1，但实际上是在产生一次或二次线间电容的多个非感测垫信号线连接有Vlb1。
Vlb1为在施加预充电电压Vpre时施加至非感测信号线(22b)的一侧的电压，具体而言，是用以与预充电电压相互作用而形成线间等效电容(Ceq)的电压。为了检测触碰信号，对非感测信号线(22b)施加交替的Vlb1。
充电单元(12)的输出端(12-1)、及和输出端(12-1)连接的所有电容器与触碰检测部(14)连接。缓冲器(Buffer)(14-1)是构成触碰检测部(14)的构件之一，输入端具有高阻抗(Hi Impedance，以下称为Hi-z)特性。若充电单元(12)的输出端(12-1)以Hi-z状态连接至触碰检测部(14)的Hi-z输入端，则连接于充电单元的输出端(12-1)与缓冲器(14-1)之间的所有电容器(Ceq、Ct、Cvcom、Cp)也成为Hi-z状态。
如下所述，根据连接感测垫(10a)的感测垫信号线(22a)的长度而(Ceq)的大小不同，因此充电时间也根据感测垫的位置而改变。在将充电时间确定为一个固定时间时，仅可确定为充电时间最长的时间，因此具有触碰检测时间变慢的缺点。
因此，TDI具有可确定充电时间的单元。充电时间确定为充电单元(12)的接通时间。
在图9的实施例中，例示充电单元(12)的输出端(12-1)直接连接至缓冲器(14-1)的情形，但可使用金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)的栅极(gate)或TFT的栅极等输入为Hi-z状态的所有元件来代替缓冲器(14-1)。将充电单元(12)的输出端(12-1)及触碰检测部(14)设为Hi-z状态的原因在于，在Hi-z状态下无孤立的电荷的放电路径，因此长时间保持形成在图9的P点的电压大小而容易检测电压大小。
自缓冲器(14-1)输出的信号输入至放大器(14-2)。在根据有无触碰而在图9的P点检测到的电压的变化量较小的情形时，较佳为使用放大器(14-2)放大信号。在放大器中可使用数字类比转换器(Digital to analog converter，DAC)(14-3)，DAC是利用参考电压(14-4)而产生。
又，由触碰检测部(14)检测且被放大的信号为了传输至图13的信号处理部(35)，可经由类比数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)(14-5)。此种ADC转换器(14-5)可使用一个或多个，若使用多个则可实现更快的信号处理。
虽未在图9中表示，但可在表示在触碰检测部(14)内的多个功能部之间使用滤波器(filter)。例如，可在缓冲器(14-1)的前端(Previous stage)使用滤波器，也可将滤波器用作放大器(14-2)的前端或放大器的构件中的一部分。此种滤波器可使用带宽低通滤波器(Bandwidth Low Pass Filter)、带宽高通滤波器(Bandwidth High Pass Filter)、干扰截止滤波器(Grass Cut Filter)、排序滤波器(Ranking Filter)、利用斩波(Chopping)的平均滤波器(Average Filter)等各种滤波器。
触碰检测传感器(10)由透明导电体或金属(Metal)形成。在触碰检测传感器(10)设置至显示装置上而形成为透明导电体的情形时，透明导电体由铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)、锑锡氧化物(Antimony Tin Oxide，ATO)、奈米碳管(Carbon Nano Tube，CNT)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)等导电性透明物质或类似于此的具有导电特性的透明物质形成。
在触碰检测传感器(10)用作并非如显示装置般使用的触碰键盘、冰箱或监控器等的触碰按键的情形时，触碰检测传感器(10)也可由金属(metal)等非透过物质形成。
传感器信号线(22)是将于对触碰检测传感器(10)接近如手指(25)的触碰单元时形成的触碰电容的一极(Polarity)连接至触碰检测部(14)的信号线(Signal Line)，可使用与触碰检测传感器(10)相同的遮罩(mask)由导电性透明物质形成。
在某种情形时，传感器信号线(22)也可使用与触碰检测传感器(10)为异质(different)的遮罩由金属等非透过物质形成。传感器信号线(22)以Rt表示电阻的大小，将非感测垫(10b)的电阻的大小表示为Rnt。
此种电阻成分在检测触碰信号时作为引起信号的延迟的因素而发挥作用，因此越小越佳。因此，与远离TDI配置的触碰检测传感器(10)连接的传感器信号线(22)为了降低电阻，较佳为使其宽度变宽，接近TDI配置的触碰检测传感器(10)的传感器信号线(22)的宽度较窄，故而即便电阻增加，绝对电阻值也较小，因此较佳为使接近TDI配置的触碰检测传感器(10)的传感器信号线(22)的宽度变窄而使供传感器信号线通过的路径的宽度变窄。
如上所述，在本发明中，可根据触碰检测传感器(10)的位置而不同地形成传感器信号线的宽度。
图8至图9的共通电极电容器(Cvcom)为于触碰检测传感器(10)与显示装置的共通电极对向时形成的电容，一侧连接至触碰检测部(14)，另一侧连接至显示装置的共通电压。
此时，可与显示装置的共通电压直接连接而施加，但大部分也可通过玻璃或空气等介质电磁性地诱导而施加。
再次参照图9，若人体的手指(25)按照固定间隔接近触碰检测传感器(10)，则在手指(25)与触碰检测传感器(10)之间形成称为“Ct”的触碰电容(Ct)。Ct是通过图7的关系式而设定的值，可通过调节如手指(25)的触碰单元与触碰检测传感器(10)的间隔、对向面积等而调整。
例如，若使触碰检测传感器(10)的面积变广，则根据图7的关系式而Ct也变大。相反地，通过较小地构成触碰检测传感器(10)的面积而Ct变小。作为一实施例，Ct可设计为数fF(femto Farada)至数十μF(micro Farad)。
图9的Cp是寄生电容器，且是形成于TDI内部，在构成TDI的半导体与封装体(Package)的打线接合(wire bonding)等中形成的寄生电容器的等效电路。
寄生电容器可包含接地彼此不同的多个寄生电容器(Cp)，于本说明书中，仅假设一个接地而仅表示连接于此的一个寄生电容器。
再次参照图9，对充电单元(12)的输入端(12-2)施加预充电电压(Pre chargeVoltage)即Vpre，在通过施加至接通/断开控制端子(cont)的控制电压(Vg)而作为充电单元(12)的开关元件接通(Turn on)时，预充电电压Vpre)通过输出端(12-1)而输出。因此，连接于充电单元(12)的输出端(12-1)的所有电容器被充电为预充电电压(Vpre)。
作为一实施例，若于Vpre为3V，且Vg自0V(Zero Volt)变为10V时作为充电单元(12)的开关元件接通，则于开关元件接通后，形成于检测触碰中的感测垫(10a)与手指(25)之间的触碰电容器(Ct)、线间等效电容器(Ceq)、寄生电容器(Cp)、共通电极电容(Cvcom)的电位以连接于各电容的一侧的接地电位为基准而为3V。
例如，若将共通电压即Vcom设为4V，则在图9的P点的电位为3V时，共通电极电容(Cvcom)的电位为3V是指以共通电压Vcom为4V时为基准而为3V。即，共通电极电容(Cvcom)的电位是指与共通电压之差。
在对图9的P点进行充电后，若将充电单元(12)的控制电压(Vg)自10V降至0V而使充电单元(12)断开，则触碰检测部即P点成为Hi-z，P点的电荷孤立，因此若对线间等效电容器(Ceq0施加交替的电压，则于P点检测到的电压的大小与施加于线间等效电容器(Ceq)的交替的电压的大小成正比，与连接于P点的电容具有相关关系。
图10是表示本发明的触碰检测传感器的构成的一例的剖面图，图11是表示本发明的触碰检测传感器的构成的另一例的剖面图。图10例示触碰检测传感器(10)安装至与显示装置单独形成的基板上的情形，图11例示触碰检测传感器(10)安装于显示装置内的情形。若参照图10及图11而对共通电极电容器Cvcom的形成关系进行说明，则如下。
如图10所示，显示装置(200)具有共通电极(220)。在AMOLED或PDP的情形时，虽不具有为了显示图像而被赋予功能的共通电极，但形成AMOLED的TFT基板或PDP的驱动基板上所形成的各种电位，以及在与该AMOLED的TFT基板或PDP的驱动基板对向的触碰检测传感器(10)之间形成图8至图9的Cvcom，因此包含形成于AMOLED的TFT基板或PDP的驱动基板的各种电位的假想电位也命名为共通电极。
显示装置(200)可为之前所提及的各种形态的显示装置，共通电极(220)可为LCD的Vcom电极或其他类型的电极。图10的实施例例示显示装置中的LCD。
图10所示的显示装置(200)具有如下构造：在下侧的TFT基板(205)与上侧的彩色滤光片(215)之间封入液晶而形成液晶层(210)。为了封入液晶，TFT基板(205)与彩色滤光片(215)通过密封剂(230)而于其等的外围部接合。虽未图示，但于液晶面板的上下附着偏光板，除此之外，也可一同设置背光单元(Back Light Unit，BLU)、及构成增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)的光学片。
如图所示，在显示装置(200)的上部设置触碰屏幕面板(50)。在图10的例示中，触碰屏幕面板(50)在其外围部以如双面胶(Double Adhesive Tape，DAT)等的附着构件(57)为介质而附着至显示装置(200)的上部。而且，在触碰屏幕面板(50)与显示装置(200)之间形成空隙(58)或以接触构件(58)填充。接触构件(58)是透过性硅、光学透明黏着剂(Optically Clear Adhesive，OCA)、或接着性树脂(Resin)等使触碰屏幕面板(50)与显示装置(200)附着的素材。
对显示装置(200)的共通电极(220)施加用以显示图像的共通电压位准，共通电压为DC或按照特定频率交替固定振幅的电压。例如，进行线反转的小型LCD的共通电极(220)的共通电压如图5般交替，进行点反转的笔记型电脑或监控器/电视(TeleVision，TV)等的LCD被施加固定大小的电压即DC位准的共通电压。
如图所示，在触碰检测传感器(10)与显示装置(200)的共通电极(220)之间形成共通电极电容器Cvcom，在触碰检测传感器(10)与手指(25)之间形成触碰电容(Ct)。如上所述，在触碰检测传感器(10)中一同形成共通电极电容Cvcom及触碰电容(Ct)。
另一方面，附图中未进行说明的符号24为用以保护触碰检测传感器(10)的保护层(24)，使用玻璃、塑胶、乙烯树脂(vinyl)或布(cloth)等。
图11是触碰检测传感器的构成的另一例，且是在显示装置内置有触碰检测传感器(10)的情形的实施例。参照图11，触碰屏幕面板(50)可形成于显示装置的一部分即彩色滤光片(215)的上表面。如图所示，在彩色滤光片(215)的下部形成有共通电极(220)，在彩色滤光片的上表面图案化(Patterning)有触碰检测传感器(10)。
在图11的实施例中，以偏光板(Polarizer)代替保护层(24)。在图11的实施例中，在共通电极(220)与触碰检测传感器(10)之间形成共通电极电容Cvcom，在触碰检测传感器(10)中一同形成共通电极电容Cvcom及触碰电容(Ct)。
图12是为了检测触碰信号而对线间等效电容器(Ceq)施加交替电压的实施例。
参照图12，在充电单元(12)的输出端(12-1)连接有形成于触碰检测传感器(10)与如手指(25)的导电体之间的电容器Ct、Ceq、Cvcom及Cp。
因此，若在接通充电单元(12)的状态下对充电单元(12)的输入端(12-2)施加预充电电压(Vpre)，则Ceq、Ct、Cvcom及Cp被充电为预充电位准(Vpre)而触碰检测部(14)的输入端的电位成为预充电位准(Vpre)。此后，当断开充电单元(12)时，只要不另外使充入于四个电容器的信号放电，则保持预充电位准(Vpre)。
为了稳定地孤立所充入的信号，充电单元(12)的输出端(12-1)及触碰检测部(14)的输入端为Hi-z状态，较佳为至少具有100Kohm以上的阻抗。若一面使充入在四个电容器的信号放电一面观察触碰输入、使充入在其他单元的信号孤立、或在开始放电的时点迅速地观察信号，则触碰检测部(14)的输入端并非必须为Hi-z。
触碰检测部(14)对感测垫(10a)的电压(或P点的电压)进行检测。触碰检测部(14)在未发生触碰时(即，未形成Ct时)检测P点的电压，在发生触碰时(即，形成Ct时)检测P点的电压而利用检测到的两个电压之差获得触碰信号。
在图12的实施例中，在感测垫(10a)与P点即触碰检测部的输入端存在感测信号线电阻Rt，但于固定时点，Rt两端的信号大小相同，因此忽视Rt的影响。因此，在本说明书中，在感测垫(10a)检测到的电压与于P点检测到的电压具有相同的含义。
在本发明中，在图12的P点被充电为充电电压(Vpre)时，对与非感测垫(10b)连接的非感测垫信号线(22b)的一侧施加特定的电压Vl或Vh。Vl为本发明的交替的电压的低(Low)电压，Vh为本发明的交替的电压的高(Hi)电压，进行交替的电压交替Vh与Vl。
Vh及Vl发挥与之前说明的Vlb1相同的作用，即发挥形成线间等效电容器(Ceq)的作用。
为了在施加充电电压并经过特定时间后检测触碰信号，对非感测垫信号线(22b)施加交替电压。交替电压的绝对大小为Vh-Vl，可将电位自高电压(Vh)变更为低电压(Vl)，或自低电压(Vl变更为高电压(Vh)。交替电压为矩形波、三角波、正弦波或锯齿波等各种形态的电压，本发明的TDI可改变交替电压的大小或频率。
触碰检测部(14)与交替电压自低电压(Vl)上升为高电压(Vh)的上升边缘(Edge)(上升时间(Rt：rising time))、或自高电压(Vh)下降为低电压(Vl)的下降边缘(edge)(下降时间(Ft：falling time))同步地检测电压。TDI较佳为于与上述上升或下降边缘同步地检测电压时，在自边缘(edge)延迟特定时间后对电压进行检测。其原因在于，因感测垫信号线(22a)的电阻成分即Rt及非感测垫的电阻成分即Rnt而至检测电压稳定化为止需要些许时间。该TDI具有确定上述特定时间的单元，该特定时间可通过暂存器而确定。而且，暂存器具有各种时间，可选择其中之一。
又，因在交替电压的上升边缘(edge)或下降边缘产生的电磁波而会对与本发明的电容式触碰检测单元结合的设备造成影响，因此本发明的TDI具有对交替电压的上升边缘或下降边缘的斜率进行调整的单元。
作为TDI内部的对斜率进行调整的单元的一实施例，可使用暂存器(Registor)。在多个暂存器中映射(mapping)有上升边缘及下降边缘的时间，若选择多个暂存器中的一个，则图13的交替电压产生部(42)可对交替电压的上升边缘及下降边缘的斜率进行调整。
若将Vh假设为5V，且将Vl假设为0V，则交替电压的绝对大小(Vh-Vl)为5V。在进行交替的电压自低变为高时，交替电压为极性呈阳(Positive)的+5V，在自高交替为低时，交替电压为极性呈阴(Negative)的-5V。此种极性(polarity)应用于下文将述的触碰信号检测数学式。
在图12的P点充电为充电电压Vpre时，若将施加于非感测垫信号线(22b)的电压假设为Vh或Vl，则线间等效电容器(Ceq)被充电为具有Vpre与Vh之差或Vpre与Vl之差的电压。
例如，在Ceq充电为Vpre时，若连接于非感测垫信号线(22b)的初始电压为高电压(Vh)，则进行交替的电压自高电压(Vh)交替为低电压(Vl)，交替电压的极性为阴极(-)。又，在Ceq充电为Vpre时，若连接于非感测垫信号线(22b)的初始电压为低电压Vl，则进行交替的电压自低电压(Vl)交替为高电压(Vh)，极性为阳极(+)。
通过施加于非感测垫信号线(22b)的交替电压而于触碰检测部(14)检测到的电压如下。
1.在未发生触碰时检测到的电压
[数学式1]
Figure BDA0001398931420000211
2.在发生触碰时检测到的电压
在发生触碰时，对触碰检测部(14)赋予触碰电容(Ct)，因此于触碰检测部(14)检测到的电压通过以下<数学式2>确定。
[数学式2]
Figure BDA0001398931420000212
在以上<数学式1>及<数学式2>中，Vsensornontouch为在未发生触碰时在触碰检测部(14)检测到的电压，Vsensortouch为在发生现触碰时于触碰检测部(14)检测到的电压，Vpre为预充电电压，Vh为施加至非感测垫信号线(22b)的交替电压的高位准电压，Vl为施加至非感测垫信号线(22b)的交替电压的低位准电压，Ceq为线间等效电容，Cvcom为共通电极电容，Cp为寄生电容，Ct为触碰电容。在交替电压自低交替为高时，(Vh-Vl)的极性为阳极(Positive或plus)，在交替电压自高交替为低时，(Vh-Vl)的极性为阴极(Negative或minus)。
观察<数学式1>与<数学式2>的差异，<数学式2>在分母存在Ct。触碰电容(Ct)为形成至感测垫(10a)与如手指(25)的触碰单元之间的电容器，因此Ct的大小即电容根据有无触碰、或根据触碰单元与触碰感测垫(10a)的对向距离或对向面积而不同，此种Ct的差异导致通过<数学式1>与<数学式2>诱导的电压差，因此只要检测此种电压差(<数学式1>-<数学式2>或<数学式2>-<数学式1>)，即可运算有无触碰或触碰面积。
<数学式1>为在未发生触碰时于触碰检测部(14)检测到的值，因此为固定值。然而，在如<数学式2>般赋予触碰电容时，在触碰检测部(14)检测到的电压的触碰电容可变，因此通过<数学式2>而检测到的电压的大小可变。本发明根据<数学式1>与<数学式2>或<数学式2>与<数学式1>的电压差而检测有无触碰或触碰面积，因此作为固定值的<数学式1>的电压较佳为存储至存储装置(存储部，图13的28)。
若能够以DAC(图9的14-3)代替存储在存储部(图13的28)的<数学式1>的电压，则<数学式1>-<数学式2>或<数学式2>-<数学式1>可在如差动放大器的简单电路中检测。因此，本发明具有在未发生触碰时以<数学式1>的形态将在触碰检测部(14)检测到的电压存储至存储器的单元，又，具有以DAC 14-3代替存储在存储器的未发生触碰时的电压的单元。
例如，在未触碰图8的感测垫(10a)时，在触碰检测部(14)检测到的电压为3V的情形时，在图8的感测垫(10a)呈非触碰(non-touch)状态时表示电压的DAC为3V。又，DAC可包含固定差量而表示3V。例如，在DAC为3.5V的情形时，包含0.5V的差量。
如上所述，将在所有触碰检测传感器(10)呈非触碰状态时于触碰检测部(14)检测到的电压存储至存储器，在相应的触碰检测传感器(10)作为感测垫而进行动作时，只要检测与于触碰检测部检测到的电压之差，即可容易地检测有无触碰及触碰面积。
另一方面，Vh及Vl产生于TDI内部的电源部(图13的(47))，Vh与Vl的交替电压产生于TDI内部的交替电压产生部(图13的(42))。
另一方面，Cvcom可根据以下<数学式3>而获得。
[数学式3]
Figure BDA0001398931420000221
在<数学式3>中，ε1为存在于触碰检测传感器(10)与共通电极(220)之间的介质的复合介电常数。在图10的情形时，在触碰检测传感器(10)与共通电极(220)之间存在玻璃、空气层、偏光板及用以将偏光板附着至玻璃的接着剂，因此其等的复合介电常数成为数学式3的ε1。S1为触碰检测传感器(10)与共通电极(220)的对向面积，因此可容易地求出。如图10中的例，在共通电极(220)跨及彩色滤光片(215)的下侧面整体而形成的情形时，对向面积S1根据触碰检测传感器(10)的面积而确定。又，D1为触碰检测传感器(10)与共通电极(220)之间的距离，因此相当于介质的厚度。
如上所述，Cvcom为可容易地求出的值，同时为可设定的值。
Ct可根据以下<数学式4>而获得。
[数学式4]
Figure BDA0001398931420000222
在<数学式4>中，ε2可根据触碰检测传感器(10)与手指(25)之间的介质而获得，若使用多个介质，则可求作其等的复合介电常数。若在图10中在触碰屏幕面板(50)的上表面附着强化玻璃，则可根据对强化玻璃的非介电常数乘以真空介电常数所得的值而求出介电常数ε2。S2相当于感测垫(10a)与手指(25)的对向面积。
若手指(25)覆盖某个感测垫(10a)整体，则S2相当于触碰检测传感器(10)的面积。若手指(25)覆盖触碰检测传感器(10)的一部分，则S2会自感测垫(10a)的面积减少不与手指(25)对向的面积。
又，D2为感测垫(10a)与手指(25)之间的距离，因此相当于放置于触碰屏幕面板(50)的上表面的保护层(24)的厚度。
如上所述，Ct也为可容易地求出的值，且为可利用放置至触碰屏幕面板(50)的上部的保护层(24)或强化玻璃等的材质及厚度而容易地设定的值。
根据<数学式4>，Ct和手指(25)与触碰检测传感器(10)的对向面积成正比，由此可运算手指(25)对触碰检测传感器(10)的触碰占有率。
运算手指(25)的触碰占有率的方法如下。参照<数学式1>及<数学式2>，差异点为有无因触碰产生的触碰电容(Ct)。若假设引用于<数学式1>的所有电容具有固定大小，且假设Vpre也为固定的值，则可利用于<数学式1>及<数学式2>中检测到的电压而仅算出Ct。
在<数学式4>中，在ε2与D2为固定值时，触碰电容(Ct)与触碰面积成正比。因此，可根据所导出的Ct运算面积。如上所述，在利用<数学式1>与<数学式2>求出面积时，均使用通过<数学式1>而检测到的电压及通过<数学式2>而检测到的电压。又，本发明可基在触碰检测部(14)检测到的电压而运算触碰面积。
图13是表示本发明的触碰屏幕面板的一实施例的构成图，且表示触碰检测传感器(10)排列成点矩阵形态的例。
在图13的下端，图示有TDI(30)的构成。TDI(30)包含驱动部(31)、触碰检测部(14)、时序控制部(33)、信号处理部(35)、存储部(28)、交替电压产生部(42)、电源部(47)、及通讯部(46)，除此之外，可更具备CPU(40)。CPU(40)为具有运算功能的微处理器，也可也可位于TDI(30)的外部。
在驱动部(31)具有充电单元(12)，包含于多个触碰检测传感器(10)中选择感测垫及非感测垫而连接至触碰检测部(14)的功能。又，在利用充电单元(12)的充电动作中，包含将非感测垫信号线(22b)的一侧连接为Vh或Vl的功能。
参照<数学式1>或<数学式2>，因交替电压即(Vh-Vl)的大小而检测电压的大小产生差，因此为了调整触碰感度，可在TDI内部具备可变更交替电压的大小的单元。交替电压越大则检测电压越大，其意味着检测感度良好。
在TDI的内部，设置用以调节交替的电压的大小即Vh-Vl的大小的暂存器。暂存器具有多个地址(Address)，在各地址中映射(mapping)有不同的交替电压的大小。相当于所选择的暂存器的值的交替电压的大小传输至驱动部(31)而在检测触碰信号时施加。
时序控制部(33)发挥产生TDI所需的多个不同的时钟(Clock)的作用。例如，为了使CPU(40)进行动作而需要时钟，为了使ADC进行动作或使驱动部(31)的多工器依序进行动作也需要时钟。如上所述般各功能所需的时钟有多种，时序控制部(33)产生供给此种多种时钟。
信号处理部(35)将于触碰检测部(14)产生的ADC值传输至CPU(40)、对通讯部(46)进行控制而通过内置积体电路(Inter Integrated Circuit，I2C)或串列周边接口(SerialPeripheral Interface，SPI)信号线将ADC值传输至TDI(30)外部、或产生并供给触碰检测部(35)或驱动部等TDI(30)内部的所有各功能要素所需的信号。
各功能要素或各功能BLOCK是指图13所示的各功能。例如，目前于TDI内部包含有九个各功能块，CPU(40)为其中之一。信号处理部(35)将于触碰检测部(14)产生的ADC值存储至存储部(28)，也执行所需的运算。
例如，信号处理部(35)可参照于触碰检测部(14)产生的ADC值而运算因触碰检测传感器(10)与接触单元的触碰产生的触碰面积，又，也可也可利用ADC值或所运算出的面积值运算触碰座标。
存储部(28)包含快闪存储器(Flash memory)、电子可擦可程序化只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Mmemory，E2PROM)、静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)。又，存储部(28)包含存储在感测垫(10a)检测到的触碰信号的帧存储器(frame memory)。帧存储器与触碰检测传感器(10)一对一地映射(mapping)。在快闪存储器或E2PROM存储驱动TDI(30)所需的各种暂存器值或使CPU(40)进行动作所需的程序。
CPU(40)与信号处理部(35)重叠多个功能。因此，CPU(40)可不包含于TDI(30)或位于TDI(30)的外部。若同时使用CPU(40)与信号处理部(35)，则一者可能不会被使用。
CPU可发挥信号处理部(35)所发挥的大部分的作用，导出触碰座标、执行缩放(zoom)、旋转(rotation)、移动(move)等示意动作、或执行多种功能(Function)。
又，能够以如下等各种形态对数据进行加工而在TDI(30)内部使用或利用通讯线传输至外部：运算触碰输入的面积而产生缩放信号；算出触碰输入的强度；在同时触碰如按键盘的图形使用者接口(Graphical User Interface，GUI)客体的情形时，仅将使用者所期望的(例如，较大地检测到面积的)GUI客体识别为有效输入。
用以控制CPU(40)的程序设置至存储部(28)，在产生修正事项时，可由新程序代替。利用通讯部(46)中所包含的通讯总线、例如I2C、SPI或通用串列总线(UniversalSerial Bus，USB)等串列(serial)通讯、或CPU接口(以下称为I/F)等并列(parallel)通讯执行新程序。
通讯部(46)执行如下功能：向TDI(30)的外部输出所需的信息；或向TDI的内部输入自TDI(30)的外部提供的信息。在通讯部使用I2C或SPI等的串列通讯或CPU接口等并列I/F。
交替电压产生部(42)产生施加至线间等效电容器(Ceq)的交替电压。交替电压的高电压(Vh)及低电压(Vl)产生于电源部(47)，交替电压产生部(42)将该等高电压(Vh)及低电压(Vl)组合而产生交替电压，以便可于驱动部使用交替电压。又，交替电压产生部(42)具有对交替电压的上升或下降边缘的斜率进行调整的单元。
图13是利用本发明的感测等效电容器检测触碰的电容式触碰检测装置的一实施例。参照图13，图13中描绘有斜线的触碰检测传感器(10)为正在检测触碰信号的感测垫(10a)，无斜线的触碰检测传感器(10)为不检测触碰的非感测垫(10b)。
此时，可如Col 1及Col 2般使感测垫(10a)彼此错开，可如Col 3及Col 4般于同一列检测触碰信号。在如Col 3与Col 4般于同一列检测触碰信号时，(C3、R1)与(C4、R1)相互发生干扰，因此较佳为如图所示般于其等之间配置具有零电位、接地或DC电压的DC线(1310)。
在如图13般过多的触碰检测传感器(10)检测触碰信号的情形时，在利用一个ADC检测触碰信号时需要较多的时间，因此会丢失(lost)触碰信号。
当然，可增加ADC的数量而于较快的时间内检测触碰信号，但若ADC变多，则具有如下缺点：TDI(30)的体积增加而TDI的价格上升，消耗电流增加。
为了解决此种问题，较佳的实施例于一个行中选择一个感测垫(10a)。自一个行中所包含的多个触碰检测传感器(10)抽取一个感测垫(10a)的方法之一为使用多工器(Multiplexer，mux)。
图14是与多工器的使用相关的实施例。图14的实施例为如下情形：具有五个组(Group)，在一个组中包含六个触碰检测传感器(10)(此种组的个数与触碰检测传感器的个数仅为用于说明的一实施例，实际上可追加更多的组，且于一个组内也可也可追加更多的触碰检测传感器(10))。
在图14的实施例中，组(Group)为共享多工器(31a)的触碰检测传感器(10)的集合体。多工器(31a)为对六个输入输出一个信号的6in×1out型(type)。在实际使用例中，多工器也可选择如20in×1out(在20个输入中选择一个)或30in×1out(在30个输入中选择一个)的各种实施例。
为了选择输入至多工器(31a)的多个信号中的一个，需要选择信号(selectcontrol)。为了在四个输入信号中选择一个，需要两个选择信号，为了在八个输入信号中选择一个，需要三个选择信号。
在图14的实施例中，需在六个输入信号中确定一个输出信号，因此至少需要三个选择信号，将该三个选择信号表示为“A、B、C”400。
若此种选择信号共用在所有多工器(31a)，则具有一个选择信号产生器(400)即可，因此用以实现选择信号产生器的电路变简单，TDI(30)也变简单。在本发明的一实施例中，由一个选择信号产生器产生的选择信号共用于所有多工器。
又，为了简化电路，较佳为使用相同类型的多工器(31a)。所谓相同类型的多工器是指如下情形：1)相同的输入个数；2)相同的输出个数；3)相同的选择信号个数；4)对任意的选择信号选择出的输入信号的顺序相同(即，是指在ABC为Hi(1)/Lo(0)/Lo(0)的情形时，选择输入在多工器的六个信号中的第五个并输出该第五个信号)。
本发明的多工器均为相同的类型，因此在与多工器(31a)连接的组中，触碰检测传感器(10)与多工器的连接方法也相同。
再次参照图14，对多工器31a的1号输入全部分配列Row 1号，对多工器的2号输入分配列Row 2号。最后的列Row 6号分配至多工器的6号输入，此种配线方法在各多工器中相同。因此，除例外的情形以外，为了检测触碰信号而使用处于同一列的触碰检测传感器(10)。
参照图14，最初列Row 1成为感测垫(10a)，其余列成为非感测垫(10b)，若列Row 1中的触碰信号检测结束，则列Row 1成为非感测垫，列Row 2成为感测垫，除列Row 2以外的所有列的触碰检测传感器成为非感测垫。即，感测垫经过列Row 1→列Row 2→列Row 3→列Row 4→列Row 5→列Row 6→列Row 1→列Row 2→…的过程，除此种感测垫以外的其余部分全部成为非感测垫。
如下所述，在块驱动方法中，为了形成二次线间电容而使用非感测垫的一部分，一部分连接至DC电源或呈浮动(floating)状态。
若对作为本发明的技术思想之一的全驱动方法(FULL驱动方法)进行说明，则如下。
如以上说明，二次线间电容越多则触碰感度越提高，因此较佳为尽可能多地形成二次线间电容。为此，在除感测垫(10a)以外的其余所有触碰检测传感器(10)为非感测垫的状态下，对所有非感测垫施加相同的交替电压。
即，所谓全驱动(FULL驱动)是指对除检测触碰信号中的感测垫(10a)以外的所有非感测垫(10b)施加交替电压，与交替电压同步地检测触碰信号。
在一个列中具有较多的感测垫(10a)的情形时，例如若假设感测垫(10a)为30个，则利用一个ADC对触碰信号进行处理时会丢失触碰信号，因此会产生欠佳的情形。在此种情形时，可将一个列分为奇数(行)与偶数(行)而区分为感测垫(10a)与非感测垫(10b)。
即，若任意的列中的奇数行成为感测垫，则偶数行成为非感测垫，因此在进行FULL驱动时，包含感测垫的Row的偶数行也会成为非感测垫(10b)。例如，在图13的实施例中，在列Row 1检测触碰信号的情形时，意味着仅奇数行(C1、R1)、(C3、R1)、(C5、R1)为检测触碰信号的感测垫(10a)，偶数行(C2、R1)、(C4、R1)为不检测触碰信号的非感测垫。相同地，若偶数行成为感测垫，则同一列的奇数行可成为非感测垫。
又，除如上所述般分为偶数与奇数以外，也有各分为1/2的方法。即，1号至15号行成为感测垫，16号至30号的行成为非感测垫的方法。
或者，也可分为3次以上的多(Multiple)次(times)而检测触碰。例如为如下方法：在一个列存在45个触碰检测传感器(10)的情形时，以15个为单位分为3组而经由3次扫描一个列。在该情形时，以15个为单位划分的触碰检测传感器构成一个子集，分为3个子集进行扫描。
可对非感测垫施加自高降为低的交替电压，或可施加自低上升为高的交替的电压。
在与施加自低(LOW)上升为高(HIGH)的交替电压的时点同步地检测触碰信号时，有需考虑的问题。
参照[数学式1]或[数学式2]，在(Vh-Vl)为上升的交替电压的情形时，(Vh-Vl)的极性成为plus，因此与(Vh-Vl)为下降的交替电压时相比，数学式1或数学式2的计算值变大。例如，若将数学式1与数学式2中所包含的
Figure BDA0001398931420000261
的计算值假设为0.5，将(Vh-Vl)假设为10V及上升交替电压，则在Vpre为1V的情形时，数学式1的计算值成为6V。
大部分情形为CPU或逻辑(Logic)的动作电压为3V以下，ADC或DAC也在较低的电压下动作的情形对产生消耗电流或动作电压而言有利，因此6V的检测电压为难以操作的电压。
为了克服此种问题点，本发明的较佳的实施例是与交替电压下降的时点同步化而检测触碰。若
Figure BDA0001398931420000262
的计算值为0.5，且(Vh-Vl)为10V及下降交替电压，则可通过对Vpre的大小进行调整而将数学式1或数学式2的计算值导出至所期望的电压带域。
例如，在Vpre为7V的情形时，数学式1的计算值成为2V。如上所述，本发明在检测触碰时使用自高降为低的交替电压，以基于下降的交替电压及数学式1或数学式2的计算式而向所期望的电压内导出计算值的方式确定Vpre。此时，在数学式1或数学式2中，以大于除Vpre以外的项目的计算值或实测值的方式设定Vpre。
当在同一列存在感测垫及非感测垫时，在FULL驱动方法的情形时，一同包含于存在感测垫的列的非感测垫也与除此之外的非感测垫相同地被施加上升交替电压，较佳为被施加下降交替电压。
然而，在显示装置为LCD的情形时，交替电压会对LCD产生影响而对LCD的显示品质造成影响。又，在显示装置并非为LCD而为其他所有显示装置的情形时，也会对显示装置引起电性干扰而导致显示装置的显示品质下降。
用以克服该情形的方案之一为块驱动方法，在以下叙述该块驱动方法，又一方法为在FULL驱动方法中使与感测垫处于同一列的非感测垫(以下，称为感测-非感测垫(sensing-nonsensing pad))的交替电压的交替极性不同，或使与定位有感测垫的列不同的列的非感测垫的交替电压的极性不同。
使交替电压的极性不同的含义可存在以相同的(Vh-Vl)的大小使极性不同的情形，也可存在不仅大小不同而且极性也不同的情形。为了将于FULL驱动时对显示装置产生的影响最小化，只要施加与施加至非感测垫的交替电压为相反极性的交替电压，则电磁能彼此相抵而对显示装置产生的影响减少。
为了在FULL驱动中解决电性干扰，提出以下方案。
1.第1方案
1)前提条件：对除存在感测垫的列以外的非感测垫施加下降的交替电压(也可施加上升的交替电压)。
2)第1方案的实现方法：在同一列中存在感测垫与非感测垫(感测-非感测垫)时，对感测-非感测垫的一部分或全部施加上升的交替电压施加(在对非感测垫施加上升交替电压时，可对感测-非感测垫施加下降的交替电压)。即，对感测-非感测垫施加与施加至非感测垫的交替电压为反相位的交替电压。
2.第2方案
1)前提条件：对非感测垫施加下降交替电压。
2)第2方案的实现方法
(1)可对感测-非感测垫(与感测垫处于同一列的非感测垫)施加与施加至非感测垫的交替电压为相同相位或反相位的交替电压。
(2)对除包含感测垫的列以外的一个或多个列的非感测垫施加与施加在感测-非感测垫的交替电压为反相位的交替电压。
若参照图13对第2方案进行说明，则如下。
若假设在图13的列Row 4中存在感测垫(10a)，则对列Row 3与列Row 5施加上升交替电压，对其余部分施加下降交替电压。列Row 3与列Row 5为处于列Row 4的前后的一个列，但分别可使用两个、三个或其以上的多个。
较佳为如上所述般对包含感测垫(10a)的列的前后施加反相位的电压。然而，也可仅对一侧施加反相位。另外，也可仅对施加上升交替电压的所选择的列的一部分施加上升交替电压，一部分施加下降的交替电压。
图15是表示块驱动的一实施例的图。参照图15，为由8个行及10个列所构成的触碰制品。8个列为使用8个多工器的8个组(组为共享多工器的触碰检测传感器的集合)。
假设列Row 6正在检测触碰。在块驱动中，(如以上说明般)也可为列Row 6整体或如列Row 6的偶数行或奇数行的一部分发挥检测触碰的感测垫的作用。
块驱动中，仅与感测垫邻接的触碰检测传感器(10)成为非感测垫，其余连接至DC电位或呈浮动状态。参照图15，在列Row 6存在感测垫，因此仅对列前后的两个列施加下降的交替电压(也可施加上升交替电压，但之前已说明较佳为下降交替电压)。可在包含感测垫的列的前后各选择一个列，也可如图15般选择两个或其以上的多个列作为非感测垫。
可仅在包含感测垫的列的上侧或下侧定位一个或多个非感测垫。又，可仅对位于感测垫的上下的非感测垫施加交替电压，可不对位于感测-非感测垫的上下的非感测垫施加交替电压。
除选作非感测垫而被施加交替电压的列以外的其余所有列可连接至具有零电位(zero voltage)、接地或特定电位的DC电位，或保持不连接至任何部位的浮动状态。
再次参照图15，当列Row 6的触碰检测结束时，列Row 7进行触碰检测，若假设非感测垫于前后有两个，则在列Row 7存在感测垫的情形时，列Row 5、列Row 6、列Row 8及列Row9成为非感测垫。
又，本发明具有自块驱动或FULL驱动中选择一者的单元，作为一实施例，可设定为暂存器。例如，可设计称为“FULL_BLOCK”的暂存器，若为高(HIGH)状态则进行FULL驱动，若为低(LOW)状态则进行块驱动。
又，本发明具有在块驱动中确定存在非感测垫的位置的单元。作为一实施例，通过称为BLOCK_position的2位元的暂存器而在暂存器值为0时，可在感测垫的前后定位非感测垫，在为1时，在感测垫的前端(以定位有感测垫的列为基准而更远离TDI的列、即接近列Row1的列)定位非感测垫，在为2时，在感测垫的后端(以定位有感测垫的列为基准而更接近TDI的列、即接近列8的列)定位非感测垫。
作为具体例，列Row 6为列Row 7的前端，且为列Row 5的后端。
又，本发明具有在块驱动中设定包含非感测垫的列的个数的单元。例如，在称为Row_num的2位元的暂存器的值为0时，选择一个列，若为1则选择两个列，若为2则选择三个列。
在块驱动中，在感测垫前后两个列发挥非感测垫的作用而形成一次线间电容及二次线间电容的情形时，产生开始扫描的两个列即列Row 1及列Row 2、以及最后扫描的两个列即列Row 9及列Row 10的一次及二次线间电容量与其他列存在差异的问题，而该问题会导致产生触碰感度的差异。
为了解决此种问题，需要持续地连接起始点与末点的循环(Rotation)功能。
图16是循环功能的一实施例。参照图16，若将使感测垫前后两个列发挥非感测垫作用的情形列举为例，则在列Row6发挥感测垫的作用时，列Row 4/5及列Row 7/8发挥非感测垫的作用，在列Row 1号发挥感测垫的作用时，列Row 9/10及列Row 2/3发挥非感测垫的作用。如上所述，将如起点与终点彼此连接般执行非感测垫作用的情形定义为循环功能。
图17是基于循环功能的触碰检测传感器(10)的新设计方法。参照图17，终点列(Row 9/10)的传感器信号线(22、1700)与邻接的组的起点(列Row 1)的传感器信号线(22)对向而形成一次或二次线间电容。
此种格外对向的传感器信号线较佳为与预先设定的包含非感测垫的列的个数相同。在本实施例中，感测垫于前后各有两个，因此较佳为配置两个格外对向的传感器信号线。
又，格外对向的传感器信号线的特征在于：在一个触碰检测传感器(10)中形成两个，一侧连接至TDI(30)，另一侧与其他组的起点的传感器信号线隔开特定间隔而配置。又，分别于形成的触碰检测传感器的左侧及右侧配线。
终点的配线与其他组的起点的触碰检测传感器隔开的间隔较佳为不与触碰检测信号线(22)彼此的通常的间隔超过±500％。
本案发明中的全(FULL)驱动方式及块(BLOCK)驱动方式除以上所说明的触碰面板以外，可应用于各种形态的触碰面板。
特别是，以下的实施例研究对触碰检测传感器的再映射应用全驱动及块驱动的实施例。
首先，对再映射(re-mapping)进行研究。
本案发明中所使用的再映射(re-map)是指以与触碰检测传感器的配置一致的方式再排列存储在TDI的存储部的触碰信号的过程等的运算作用。在再映射过程中，为了算出发生导电体的触碰的准确的触碰座标，需追加执行使存储在TDI的存储部的触碰检测信号与触碰检测传感器的配置一致的一连串的运算过程。
该再映射(re-map)的过程发生于如下情形：在具有X×Y的触碰检测传感器的排列的显示装置中，为了检测该排列而采用的TDI具有并非为X×Y的排列的其他排列的存储器。
参照图14具体地进行观察，在5个组中分别具有6个触碰检测传感器(10)，因此于TDI 30中，对一个组(或多工器)分配6个输入接脚。即，是指在图14中，对1～6号、7～12号等构成一个行的6个触碰信号线分别分配具有相同个数的输入接脚的多工器而构成TDI。图14的实施例不格外要求以上说明的再映射(re-map)的运算步骤。
然而，与图14的实施例不同地，会发生如下情形：构成TDI的组的各多工器无法全部收容触碰检测传感器的一个组而过渡至其他多工器。
随着显示装置变大，在横向、纵向或横向与纵向所有方向追加触碰检测传感器(10)，因此会产生需增加TDI的个数的情形。例如，在对7英时的显示装置最佳化的触碰检测传感器的解析度为横向20个、纵向20个的情形时，为了将与7英时的显示装置中所使用的TDI相同的TDI使用于14英时的显示装置，要求比7英时中所使用的TDI个数多4个。
又，若7英时的显示装置略微变大为8英时，则最佳配置可为横向20个且纵向22个的触碰检测传感器。为此，现有的20×20的解析度即400个触碰检测传感器(10)中的应检测触碰信号的TDI(30)的检测对象的触碰检测个数增加至440个。
若为不格外制作可收容20×22的TDI而活用7英时的显示装置中所使用的TDI检测触碰信号的情形，则无法增加限定为400个的触碰信号检测信号的个数，因此会发生如下情形：放弃一部分对X方向或Y方向的一侧进行检测的触碰信号的解析度，校准一侧解析度。
在8英吋的情形时，在假设18×22的触碰检测传感器的配置为最佳的情形时，假设为在X×Y(或横向×纵向)的触碰解析度中，X(或横向)为组的个数，Y(或纵向)的个数为一个组中所包含的触碰检测传感器(10)的个数。为了将设计为对20×20的触碰检测传感器的构成而言最佳化的TDI(30)使用于18×22的显示装置，需使用称为再映射(Re-map)的技术，利用本发明的感测等效电容器的触碰检测装置及方法也相同地适用于与再映射相关的触碰面板。
图18是用以说明在图14的实施例中仅将传感器信号线(22)自右侧配置至左侧，将触碰检测传感器(10)再映射(re-map)的实施例。
在横向的触碰解析度更为重要的情形时，可使用呈横向具有6个或7个行且纵向的传感器个数减少的排列的显示装置。
本发明中的触碰面板可纵向连接其他组中使用的触碰检测传感器(10)而增加触碰检测解析度。
如图18的实施例所示，本发明可于触碰检测传感器(10)的左侧或右侧中的任一侧配置传感器信号线。
图14的一实施例中所使用的TDI 30如下：收容5个多工器组且于各组中可收容6个触碰检测传感器(10)即收容6个触碰信号线。
图18是用以说明再映射的图，表示为了将对6×5排列的触碰检测传感器而言最佳化的TDI(30)使用于4×7的排列的触碰检测传感器而采用的一例。
具体而言，无法在各多工器组中全部收容各行的触碰信号线，但TDI(30)整体的输入接脚的个数可全部收容触碰检测传感器的触碰信号线。
如图18所示，无法由组1的多工器(31-1)接收第1行的(C2、R1)的触碰检测传感器的触碰信号，而由组2的多工器(31-2)接收。
相似地，无法由组2的多工器(31-2)接收第2行的(C3、R1)及(C3、R2)的触碰检测传感器的触碰信号，而由组3的多工器(31-3)接收。
又，无法由组3的多工器(31-3)接收第3行的(C4、R1)、(C4、R2)及(C4、R3)，而由组4的多工器(31-4)接收。
无法在具有6个输入接脚的各多工器组中个别地收容图18中的各行的7个触碰信号线，但可于共有30个输入接脚的多工器组中全部收容28个触碰信号线。
组5的多工器的两个输入接脚保持为不连接触碰信号线的状态。
图18中的多工器的动作与图14中所说明的内容相同地动作。即，可通过在选择信号产生器(400)产生的选择信号而抽取一个输出，对所有多工器组选择相同的选择信号。在此种情形时，为了检测触碰信号而选择处于同一列的触碰检测传感器(10)。
在图14的实施例中，在选择相同的选择信号的情形时，在TDI中同时进行检测的触碰检测传感器成为(C1、R1)、(C2、R1)、(C3、R1)、(C4、R1)及(C5、R1)。作为触碰检测传感器的配置变得与图14不同的结果，可确认到如下情形：通过相同的选择信号而在图14中也选择相同的列(row)的触碰检测传感器，但在图18中，与图14不同地于其他列中(图18的描绘有斜线的部分)选择触碰检测传感器。
换言之，在本发明的再映射(Re-map)技术中，以同一列(row)为单位进行扫描的规律被打破，在多个列(row)中同时进行扫描。
图18的描绘有斜线的部分为图14的列Row 1，表示最初进行扫描的传感器(10)或通过再映射而列(row)发生变化的情况。又，并非于一个行中仅选择一个传感器(10)，观察图18的左侧行，也存在于一个行中选择两个传感器(10)的情形。
假设在如图18的传感器(10)的再映射(re-map)环境下发生触碰而检测到如图19的面积。
触碰检测传感器(10)可实现再映射，但在TDI(30)中与触碰检测传感器(10)一对一地映射(mapping)的存储部(28)的特定区域(以下称为帧存储器)无法实现再映射，因此若读取TDI(30)的存储部(28)的帧存储器，则会如图20般读出。
存储部(28)按照由各组的多工器接收到的触碰信号进行区分而存储，故而如图20般存储及读出。
即，图18的(C2、R1)在触碰检测传感器中配置于组1，但连接于(C2、R1)的传感器信号线连接至组2的多工器而如图20所示般存储至行2的1列。
相同地，(C3、R1)、(C3、R2)、(C4、R1)、(C4、R2)、(C4、R3)、(C5、R1)、(C5、R2)、(C5、R3)、(C5、R4)等在触碰检测传感器中的组及在多工器组中的各位置发生变化。
在如图20的情况即个别地分离触碰信号的情况下，无法抽取利用触碰信号的触碰座标，因此需在存储部(28)的RAM区域，利用如图19的帧存储器进行再映射。
本案发明中的存储部(28)的帧存储器(frame memory)与多工器的组相对应，其并非必须与触碰检测传感器的帧存储器相同。
在存储部(28)的帧存储器不与触碰检测传感器的帧存储器一对一地映射的情形时，在存储部(28)的RAM区域要求进行再映射(re-map)的追加程序。
即，本发明对存储在存储器的原始数据进行再映射，以便与基于与触碰检测传感器(10)一对一地映射的原始数据而再映射的触碰检测传感器(10)映射。
再映射的过程是指根据触碰检测传感器的行座标而对存储部的帧存储器进行再排列的过程。
若利用本发明的再映射过程，则可于减少TDI的生产费用的方面具有有利效果。
本发明的触碰面板具有如下特征：在多工器的全部输入接脚的个数多于触碰检测传感器的全部触碰信号线的个数，但各多工器的接收触碰信号的输入接脚的个数少于连接至输入接脚的触碰检测传感器的各行中的触碰信号线的个数的情形时，可直接活用于触碰检测传感器的各行的个数与各多工器的输入接脚的个数一对一地映射的情形中使用的TDI。
作为本案发明的特征的再映射是指以使存储在存储部的触碰信号与触碰检测传感器的排列映射的方式进行编程。即，再映射是指以触碰检测传感器的行的座标为基准而对存储在存储部的触碰信号进行再排列的过程。
在本案发明的全驱动(FULL驱动)或块驱动(BLOCK驱动)时，通过再映射(re-map)而列的扫描规律变得与图14的实施例不同。
即，在不进行再映射时，以列为单位(图14的实施例)进行扫描，但若执行再映射，则如图18的实施例般以点为单位(即，随机(random)的概念)进行扫描，而并非以列为单位(即，线(line)的概念)进行扫描。
再映射仅改变触碰检测传感器(10)的位置，因此相同地适用FULL驱动或块驱动中所应用的所有上述技术思想。即，通过再映射而仅触碰检测传感器的物理位置变更。
因此，在FULL驱动的情形时，也产生感测-非感测垫不位于同一列的情形。
又，在块驱动时，非感测垫可分散位于多个列，而并非位于同一列。
又，在本发明中，通过再映射而可于一个行中有两个触碰检测传感器(10)发挥检测触碰的感测垫(10a)的作用。又，本发明也可将图18的经再映射的形态设计为未实现再映射的形态的TDI(30)。即，参照图18，为具有四个组即四个多工器且具有7个触碰检测传感器的TDI。
因此，在图18的行1中，需有两个触碰检测传感器(10)同时执行用以获得触碰信号的感测垫(10a)的作用。然而，此种方法需使多工器的设计于所有组中均不同，且也需个别地赋予选择信号。
参照图18，具体地对如下动作进行说明：存储部(28)的帧存储器(6×5)将之前于触碰检测传感器的帧存储器(7×4)不同而要求再映射的触碰面板中作为寄生电容器进行动作的感测等效电容器用于检测触碰而提高触碰感度。
全驱动(FULL驱动)动作
如上所述，在要求再映射的触碰垫中，与图14的实施例不同地以点为单位(或以列为单位)进行扫描。
参照图18，在组1(或行1)中，(C1、R1)及(C2、R1)的触碰检测传感器成为感测垫，其余(C1、R2)、(C1、R3)、(C1、R4)、(C1、R5)及(C1、R6)的触碰检测传感器成为非感测垫。在组2中，(C3、R1)的触碰检测传感器成为感测垫，其余(C2、R2)、(C2、R3)、(C2、R4)、(C2、R5)、(C2、R6)及(C3、R1)的触碰检测传感器成为非感测垫。在组3中，(C4、R1)的触碰检测传感器成为感测垫，其余(C3、R3)、(C3、R4)、(C3、R5)、(C3、R6)、(C4、R2)及(C4、R3)的触碰检测传感器成为非感测垫。在组4中，(C5、R1)的触碰检测传感器成为感测垫，其余(C4、R4)、(C4、R5)、(C4、R6)、(C5、R2)、(C5、R3)及(C5、R4)的触碰检测传感器成为非感测垫。
在全(FULL)驱动状态下，利用充电单元(12)将连接于触碰检测部(14)的所有电容器充电为预充电信号(或充电信号)即Vpre。
充电单元(12)为3端子型开关元件或根据控制信号而供给信号的运算放大器等线性元件。
充电电压可使用包含零伏特(Zero Volt)的DC电压、如矩形波、三角波或正弦波(Sine Wave)的进行交替的AC电压、或结合有DC与AC电压的形态的电压。
图18的实施例为通过将于一个选择信号产生器(400)产生的选择信号共用至所有多工器而设定感测垫的结果。
当然，也可针对每个多工器提供不同的选择信号而如图14的实施例般将位于同一列(Row)的触碰检测传感器选定为感测垫。
例如，使对于组1至组5的多工器(31-1)至(31-5)的选择信号彼此不同而位于(C1、R1)、(C2、R2)、(C3、R3)、(C4、R4)的第1列的触碰检测传感器成为感测垫。
在此种实施例中，可直接应用图14中所应用的实施例。
具体而言，如下等实施例可直接应用在图18的实施例：(1)感测-非感测垫的设定；(2)感测-非感测垫与其余非感测垫的施加的交替电压彼此保持反相位关系；(3)施加至邻接于感测垫的一部分非感测垫(例如，在位于列1的触碰检测传感器为感测垫的情形时为位于列2的触碰检测传感器)的交替电压与施加至其余非感测垫的交替电压彼此保持反相位关系。
由于为FULL驱动状态，因此除感测垫以外的所有触碰检测传感器连接至与Vpre具有特定的电位差的任一电压Vlb1。
通过充入Vpre及施加Vlb1而在感测垫与非感测垫之间形成电容，具体而言，可分为一次线间电容或二次线间电容，但统称为感测等效电容器或感测等效电容。
非感测垫信号线也可连接至并非为Vlb1的其他电位，但为了简化电路，较佳为共用Vlb1。
连接至非感测垫信号线的电压Vlb1为包含0(zero)伏特的DC电位或AC电压。
在图18的实施例中，为了检测触碰信号而对线间等效电容器施加交替电压。又，为了稳定地孤立所充入的信号而充电单元的输出端及触碰检测部(14)的输入端为Hi-z，较佳为具有至少100Kohm以上的阻抗。若一面对充入于电容器的信号进行放电一面观察触碰输入、使充入于其他单元的信号孤立、或于放电开始时点迅速地观察信号，则触碰检测部(14)的输入端并非必须为Hi-z。
触碰检测部(14)对感测垫的电压进行检测。触碰检测部(14)在未发生触碰时(即，在未形成Ct时)对P点的电压进行检测，在发生触碰时(即，在形成Ct时)对P点的电压进行检测而利用所检测到的两个电压之差获得触碰信号。
在图18的实施例中，对与非感测垫连接的非感测垫信号线的一侧施加特定的电压Vl或Vh。Vl为本发明的交替的电压的低(Low)电压，Vh为本发明的交替的电压的高(Hi)电压，进行交替的电压交替Vh与Vl。Vh及Vl发挥与之前说明的Vlb1相同的作用、即发挥形成线间等效电容器(Ceq)的作用。
在施加充电电压并经过特定时间后，为了检测触碰信号而对非感测垫信号线施加交替电压，交替电压的绝对大小为Vh-Vl，可将电位自高电压Vh变更为低电压Vl，或自低电压Vl变更为高电压Vh。
触碰检测部(14)与交替电压自低电压Vl上升为高电压Vh的上升边缘(Edge)、或自高电压Vh降为低电压Vl的下降边缘(edge)同步地检测电压。TDI在与上述上升或下降边缘同步地检测电压时，较佳为于自边缘(edge)延迟特定时间后检测电压。其原因在于，因感测垫信号线(22a)的电阻成分即Rt或非感测垫的电阻成分即Rnt而至检测电压稳定化为止需要些许时间。
在在图18的各组的多工器中产生不同的选择信号而各行中的感测垫不位于同一列(Row)的情形的实施例中，除行1中的(C1、R1)及(C2、R1)以外的所有非感测垫连接至交替电压。
特别是，在显示装置为LCD的情形时，交替电压对LCD产生影响而会对LCD的显示品质造成影响。又，在显示装置为并非为LCD的其他所有显示装置的情形时，也可对显示装置引起电性干扰而导致显示装置的显示品质下降。用以克服该问题的方法之一如下：在full驱动方法中，使与感测垫处于同一Row的非感测垫(以下，称为感测-非感测垫(sensing-nonsensing pad))的交替电压的交替极性不同；或使定位有感测垫的列与不同的列的非感测垫的交替电压的极性不同。
如上所述，在列1中(C2、R2)、(C3、R3)及(C4、R4)成为感测-非感测垫，能够以使应用于此种感测-非感测垫与其余非感测垫(例如，(C1、R2)、(C2、R3)等)的交替电压的相位保持反相位的关系的方式防止显示装置的显示品质下降。
又，可使施加至如第1组的触碰检测传感器(C1、R2)及(C1、R6)般邻接于感测垫的触碰检测传感器的交替电压、与施加至第1组的其余触碰检测传感器(C1、R3)、(C1、R4)、(C1、R5)及(C1、R6)的交替电压的相位保持反相位的关系而获得相同的效果。
与第2组、第3组及第4组相同地应用。即，使感测垫前后一个触碰检测传感器与各行的其余触碰检测传感器所应用的交替电压保持反相位的关系。
在full驱动时，若为了将赋予至显示装置的影响最小化而施加与施加至非感测垫的交替电压为相反极性的交替电压，则电磁能彼此相抵而赋予至显示装置的影响减少。
块驱动(BLOCK驱动)动作
也可如图14的实施例般对图18的实施例直接应用块驱动(Block驱动)状态。
即，选择信号于各组的每个多工器中均不同，故而位于定位在同一列的(C1、R1)、(C2、R2)、(C3、R3)、(C4、R4)的第1列的触碰检测传感器可成为感测垫。
在Block驱动的情形时，仅对除感测垫以外的触碰检测传感器中的一部分施加Vlb1的交替电压，使其余触碰检测传感器保持DC电位或浮动(floating)状态而不产生感测等效电容。
已在图14的实施例中详细地观察了对同一列的块驱动动作，因此此处详细地对如图18般针对每个行而在不同的列确定感测垫的情形的实施例进行说明。
在组1中，(C1、R1)及(C2、R1)成为感测垫，因此与其接近的(C1、R2)及(C1、R6)成为非感测垫而可施加Vlb1。
又，在组2中，也可与组1的行1相同地应用。
在组3及组4的行3及行4中，以感测垫为基准而将非感测垫的个数设定为前后各两个，在行3中，(C3、R5)、(C3、R6)、(C4、R2)及(C4、R3)成为非感测垫而连接至Vlb1，其余(C3、R3)及(C3、R4)可保持浮动状态。
在行4中，以如下方式构成：与行3相似地，(C4、R5)、(C4、R6)、(C5、R2)及(C5、R3)成为非感测垫而连接至Vlb1，其余(C4、R4)及(C5、R4)保持浮动状态而不产生感测等效电容。
在图18的再映射的实施例中，也可直接应用图14中所说明的循环(Rotation)功能。
即，在作为起始点的列1的触碰检测传感器为感测垫的情形时，非感测垫成为(C2、R1)及(C1、R2)，在(C1、R1)及(C2、R1)同时为感测垫的情形时，(C1、R2)及(C1、R6)成为非感测垫而能够以持续地连接起始点与末点的构成检测触碰。
在图18的实施例中，也可如图17般以设置格外的信号线而执行循环功能的方式构成显示装置。
如上所述，在图18的再映射的情形时，也可直接应用图14中所应用的触碰检测方法，但各组的每个多工器具有不同的选择信号产生器，故而于在各行中感测垫位于不同的列的情形时，仅具有感测垫与非感测垫的位置与图14的实施例不同的差异。
如上所述，本发明并不限定于上述实施例及随附附图，在本发明的技术领域内技术人员应明白可于不脱离本发明的技术思想的范围内实现各种置换、变形及变更。

Claims (18)

1.一种用于检测电容触碰信号的装置，其检测导电体的触碰输入单元是否触碰包含矩阵形态的多个触碰检测传感器的触碰面板，所述电容式触碰信号检测装置的特征在于：
包含触碰驱动积体电路，其检测有无因所述触碰输入单元的接近发生的触碰；
在感测垫信号线和非感测垫信号线之间形成至少一个感测等效电容器，所述感测垫信号线连接感测垫和所述触碰驱动积体电路，所述非感测垫信号线连接非感测垫和所述触碰驱动积体电路，
其中，所述触碰驱动积体电路利用所述至少一个感测等效电容器来判断有无所述触碰，所述至少一个感测等效电容器的大小是通过将所述感测垫充电为第1电压且对所述非感测垫施加第2电压而确定，
第一组非感测垫连接至所述第2电压，第二组非感测垫连接至直流电源或保持浮动状态，其中所述第二组非感测垫不同于所述第一组非感测垫。
2.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述感测垫为在第1时点通过所述触碰驱动积体电路而执行触碰检测的垫，所述非感测垫为不在所述第1时点通过所述触碰驱动积体电路而执行触碰检测的垫，
所述感测垫与所述非感测垫随时间可变。
3.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述第1电压及所述第2电压为直流电压、交替电压、或组合有直流电压与交替电压的形态，所述第1电压与所述第2电压具有不同的电位而产生电位差。
4.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述触碰驱动积体电路的触碰检测是根据因所述触碰输入单元接近所述多个触碰检测传感器而产生触碰电容时的电压、与不产生所述触碰电容时的电压之差而执行。
5.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中因所述触碰输入单元接近所述多个触碰检测传感器而产生触碰电容时的电压、及不产生所述触碰电容时的电压与所述感测等效电容器的大小成正比。
6.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中因所述触碰输入单元接近所述多个触碰检测传感器而产生触碰电容时的电压与所述触碰电容的大小成反比。
7.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述第2电压为交替电压，
所述触碰驱动积体电路的有无触碰的检测是与所述第2电压自高位准降至低位准的时间同步化而执行。
8.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中于所述触碰驱动积体电路中，在求出因所述触碰输入单元接近所述多个触碰检测传感器而产生触碰电容时的电压时，所述第1电压的大小大于所述第2电压的大小、或大于所述第2电压的高值与所述第2电压的低值之差。
9.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中于所述触碰驱动积体电路中，在求出未产生触碰电容时的电压时，所述第1电压的大小大于所述第2电压的大小，或大于所述第2电压的高值与所述第2电压的低值之差。
10.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述第1电压及所述第2电压为交替电压，所述第1电压与所述第2电压为反相位。
11.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述非感测垫保持直流电位或浮动状态，所述直流电位包含零伏特。
12.根据权利要求1所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述感测垫为位于列[j]的多个触碰检测传感器，
所述非感测垫为位于处于列[1]与列[j－1]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器、或位于处于列[j+1]与列[m]之间的至少一个以上的列的多个触碰检测传感器；
此处，列[j]保持列[1]≤列[j]≤列[m]的关系，
列[1]表示定位有位于距所述触碰驱动积体电路最远距离的触碰检测传感器的第1列，列[m]表示定位有位于距所述触碰驱动积体电路最短距离的触碰检测传感器的第m列。
13.根据权利要求12所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中将位于所述列[j]的触碰检测传感器分为多个子集而进行扫描，所述多个子集包含至少一个以上的触碰检测传感器。
14.根据权利要求12所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中所述非感测垫为位于所述列[j－1]及所述列[j+1]的多个触碰检测传感器，施加至所述非感测垫的所述第2电压为交替电压。
15.根据权利要求12所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中除所述感测垫及所述非感测垫以外的所有触碰检测传感器保持直流电位或浮动状态，所述直流电位包含零伏特或接地。
16.根据权利要求12所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中于所述感测垫与所述非感测垫以列为单位可变时，
若所述感测垫为位于列[1]的多个触碰检测传感器，则所述非感测垫为位于列[2]至列[m]之间的多个触碰检测传感器。
17.根据权利要求12所述的用于检测电容触碰信号的装置，其中于所述感测垫与所述非感测垫以列为单位可变时，
若所述感测垫为位于列[m]的多个触碰检测传感器，则所述非感测垫为位于列[1]至列[m－1]之间的多个触碰检测传感器。
18.一种用于检测电容触碰信号的方法，其检测导电体的触碰输入单元是否触碰包含矩阵形态的多个触碰检测传感器的触碰面板，所述电容式触碰信号检测方法的特征在于包含：
将所述多个触碰检测传感器中的至少一个以上的感测垫充电为第1电压的步骤；
对所述多个触碰检测传感器中的至少一个以上的非感测垫施加第2电压的步骤；及
通过使用在感测垫信号线和非感测垫信号线之间形成至少一个感测等效电容器来检测有无因所述触碰输入单元的接近发生的触碰的步骤，所述感测垫信号线连接所述感测垫和触碰驱动积体电路，所述非感测垫信号线连接所述非感测垫和所述触碰驱动积体电路；且
所述至少一个感测等效电容器的大小通过将所述感测垫充电为所述第1电压且对所述非感测垫施加所述第2电压而确定，
第一组非感测垫连接至所述第2电压，第二组非感测垫连接至直流电源或保持浮动状态，其中所述第二组非感测垫不同于所述第一组非感测垫。
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