TWI624774B - 觸控螢幕面板 - Google Patents

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TWI624774B
TWI624774B TW103133749A TW103133749A TWI624774B TW I624774 B TWI624774 B TW I624774B TW 103133749 A TW103133749 A TW 103133749A TW 103133749 A TW103133749 A TW 103133749A TW I624774 B TWI624774 B TW I624774B
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Abstract

本發明揭露一種觸控螢幕面板。在一個態樣中，該觸控螢幕面板包含複數個第一觸控電極、複數個第二觸控電極以及一電極驅動單元。該等第二觸控電極與該等第一觸控電極交叉。該電極驅動單元用以施加一包含複數個驅動脈波之驅動訊號至該等第一觸控電極。該電極驅動單元在維持該等第一驅動脈波之頻率之同時，改變各該第一驅動脈波之寬度。

Description

觸控螢幕面板 【優先權聲明】
本申請案主張於2013年10月4日在韓國智慧財產局提出申請之韓國專利申請案第10-2013-0118335號之優先權及權利，該韓國專利申請案之全部內容以引用方式全文併入本文中。
本發明概言之係關於一種觸控螢幕面板。
觸控螢幕面板係為輸入裝置，其可基於一使用者的手或一物體與面板間之接觸來偵測該使用者對面板之輸入。觸控螢幕面板可基於輸入之位置來選擇顯示於一顯示裝置或類似裝置上之內容。
觸控螢幕面板形成於顯示裝置之正面上，並將一接觸位置轉換成一電訊號。此處，使用者的手或物體在接觸位置處直接接觸觸控螢幕面板。因此，顯示於接觸位置處之內容用於將一輸入訊號輸入至顯示裝置。
一個發明態樣係為一種觸控螢幕面板，包含：複數個第一觸控電極；複數個第二觸控電極，用以與該等第一觸控電極交叉；以及一電極驅動單元，用以供應一包含複數個驅動脈波之驅動訊號至該等第一觸控 電極，其中該電極驅動單元用以在其中維持該驅動訊號之頻率之狀態中，改變該驅動脈波之寬度。
該觸控螢幕面板可更包含一雜訊量測單元，該雜訊量測單元用以量測自該第二觸控電極輸出之一訊號之一雜訊。
當該雜訊量測單元所量測之雜訊位準不小於一預定參考值時，該電極驅動單元可改變該驅動脈波之該寬度。
當該雜訊量測單元所量測之該雜訊位準不小於該預定參考值時，該電極驅動單元可在一脈波寬度搜索週期期間對該驅動脈波之該寬度作出各種改變。
該雜訊量測單元可在該脈波寬度搜索週期期間量測自該第二觸控電極輸出之該訊號之該雜訊。
該觸控螢幕面板可更包含一脈波控制單元，該脈波控制單元用以當在該脈波寬度搜索週期期間所偵測之一最小雜訊位準小於該預定值時偵測具有該最小雜訊位準之一驅動脈波。
該電極驅動單元可將在供應至該第一觸控電極之該驅動訊號中所包含之該驅動脈波之該寬度改變成等於該脈波控制單元所偵測之該驅動脈波之該寬度。
該脈波控制單元可將該參考值更新成等於該最小雜訊位準。
當在該脈波寬度搜索週期期間所偵測之該最小雜訊位準不小於該參考值時，該脈波控制單元可將該電極驅動單元控制成不改變該驅動脈波之該寬度。
該觸控螢幕面板可更包含一位置偵測單元，該位置偵測單元用以利用自該第二觸控電極輸出之該訊號來偵測一觸控位置。
該第一觸控電極及該第二觸控電極可由一透明導電材料形成。
該電極驅動單元可依序供應該驅動訊號至該等第一觸控電極。
另一態樣係為一種觸控螢幕面板，包含：複數個第一觸控電極；複數個第二觸控電極，與該等第一觸控電極交叉；以及一電極驅動單元，用以施加一驅動訊號至該等第一觸控電極，該驅動訊號包含複數個分別具有一寬度之第一驅動脈波，其中該電極驅動單元更用以在維持該等第一驅動脈波之一頻率之同時，改變各該第一驅動脈波之該寬度。
上述面板更包含一雜訊量測單元，該雜訊量測單元用以量測在自該等第二觸控電極輸出之複數個訊號中所包含之一雜訊位準。在上述面板中，該電極驅動單元更用以在該雜訊量測單元所量測之該雜訊位準大於或實質上等於一預定參考值時，改變各該第一驅動脈波之該寬度。在上述面板中，該驅動訊號更包含與該等第一驅動脈波相鄰之複數個第二驅動脈波，其中該等第二驅動脈波至少其中之二具有不同之寬度，且其中該電極驅動單元更用以在一脈波寬度搜索週期期間改變該等第二驅動脈波之該至少其中之二之該等寬度。
在上述面板中，該雜訊量測單元更用以在該脈波寬度搜索週期期間量測該等訊號之該雜訊位準。上述面板更包含一脈波控制單元，該脈波控制單元用以確定在該脈波寬度搜索週期期間具有最小所量測雜訊位 準之一最小驅動脈波之該寬度。在上述面板中，該電極驅動單元更用以將各該第一驅動脈波之該寬度改變成實質上等於該最小驅動脈波之該寬度。
在上述面板中，該脈波控制單元更用以將該參考值設定成實質上等於該最小雜訊位準。在上述面板中，該脈波控制單元更用以控制該電極驅動單元，以維持各該第一驅動脈波之該寬度。上述面板更包含一位置偵測單元，該位置偵測單元用以至少部分地根據自該第二觸控電極輸出之複數個訊號偵測一觸控輸入位置。在上述面板中，該等第一觸控電極及該等第二觸控電極係至少部分地由一透明導電材料形成。在上述面板中，該電極驅動單元更用以依序施加該驅動訊號至該等第一觸控電極。
再一態樣係為一種觸控螢幕面板，包含：複數個第一觸控電極；複數個第二觸控電極，與該等第一觸控電極交叉並用以輸出複數個輸出訊號；一電極驅動單元，用以施加一包含複數個驅動脈波之驅動訊號至該等第一觸控電極，該等驅動脈波至少其中之二具有不同之寬度；以及一脈波控制單元，用以至少部分地根據該等輸出訊號之一雜訊位準來控制該至少二個驅動脈波之該等寬度。
在上述面板中，該脈波控制單元更用以在控制該至少二個驅動脈波之該等寬度時維持該等驅動脈波之頻率。在上述面板中，該脈波控制單元更用以在一脈波寬度搜索週期期間依序增加該至少二個驅動脈波之該等寬度。上述面板更包含一雜訊量測單元，該雜訊量測單元用以在該脈波寬度搜索週期期間量測各該輸出訊號之該雜訊位準，其中該脈波控制單元更用以：i)至少部分地根據所量測之雜訊位準來確定具有一最小雜訊位準之一最小驅動脈波之該寬度；以及ii)將各該驅動脈波之該寬度控制成匹配該最小驅動脈波之該寬度。上述面板更包含一位置偵測單元，該位置偵 測單元用以至少部分地根據該等輸出訊號來偵測一觸控輸入位置。
又一態樣係為一種觸控螢幕面板，包含：複數個彼此交叉之第一電極與第二電極，其中該等第二電極用以輸出複數個輸出訊號；以及一電極驅動單元，用以施加一包含複數個驅動脈波之驅動訊號至該等第一電極，其中該電極驅動單元更用以改變該等驅動脈波至少其中之一之寬度以減少該等輸出訊號中之雜訊。
在上述面板中，該電極驅動單元更用以維持該等驅動脈波之頻率。在上述面板中，該等驅動脈波包含具有不同寬度之至少二個驅動脈波，且其中該電極驅動單元更用以在一脈波寬度搜索週期期間依序增加該至少二個驅動脈波之該等寬度。
1‧‧‧觸控螢幕面板
10‧‧‧第一觸控電極
20‧‧‧第二觸控電極
30‧‧‧電極驅動單元
50‧‧‧雜訊量測單元
70‧‧‧脈波控制單元
80‧‧‧位置偵測單元
Dp‧‧‧驅動脈波
P1‧‧‧第一週期
P2‧‧‧第二週期
Ps1‧‧‧第一子週期
Ps2‧‧‧第二子週期
Ps3‧‧‧第三子週期
Pw‧‧‧脈波寬度搜索週期
Rs‧‧‧訊號
Td‧‧‧驅動訊號
W‧‧‧寬度
Wa‧‧‧第一寬度
Wb‧‧‧第二寬度
Wc‧‧‧第三寬度
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
第1圖係為例示根據一實施例之一觸控螢幕面板之圖式；第2圖及第3圖係為例示根據一實施例之一驅動訊號之波形圖；以及第4圖係為例示根據一實施例之觸控螢幕面板之操作之波形圖。
觸控螢幕面板可用作一輸入裝置替代一單獨輸入裝置(例如：一鍵盤或滑鼠)。觸控螢幕面板之應用數量不斷擴大。觸控螢幕面板可根據技術(例如：電阻覆蓋式、光敏式、靜電電容式等)進行分類。靜電電容式觸控螢幕面板藉由量測由於一使用者的手或物體接觸觸控螢幕面板造成之電容變化來偵測一接觸位置。
在以下詳細說明中，僅以例示方式顯示並闡述僅某些實例性實施例。如熟習此項技術者將知，可以各種不同方式對所述之實施例進行潤飾，此皆不背離本發明之精神或範圍。因此，圖式及說明應被視為例示性的而非限制性的。
第1圖係為例示根據一實施例之一觸控螢幕面板之圖式。第2圖及第3圖係為例示根據一實施例之一驅動訊號之波形圖。
第3圖例示驅動脈波Dp在與第2圖所示驅動脈波Dp進行比較時分別具有不同之寬度Wa、Wb、及Wc。
參照第1圖，根據一實施例之觸控螢幕面板1包含複數個第一觸控電極10、複數個第二觸控電極20、及一電極驅動單元(或電極驅動器)30。
第一觸控電極10在一第一方向(例如：一X軸方向)上延伸，俾使複數個第一觸控電極10可排列於與該第一方向相交或交叉之一第二方向(例如：一Y軸方向)上。
第一觸控電極10與第二觸控電極10可被一起驅動作為一電容式觸控感測器。
第二觸控電極20可形成為與第一觸控電極10相交。舉例而言，第二觸控電極20在第二方向(例如：Y軸方向)上延伸，俾使複數個第二觸控電極20可排列於第一方向(例如：X軸方向)上。
由於上述配置，一互電容形成於第一觸控電極10與第二觸控電極20之間，並且可經由第二觸控電極20量測由於一觸控輸入而造成之電容變化，進而偵測該觸控輸入之位置。
根據第1圖所示實施例之觸控螢幕面板1更包含一位置偵測單元(或位置偵測器)80。
位置偵測單元80利用自第二觸控電極20所接收之一訊號Rs來偵測一觸控輸入位置。
位置偵測單元80根據經由第二觸控電極20所接收之訊號Rs量測第一觸控電極10與第二觸控電極20間之互電容，進而偵測一觸控輸入位置。
根據某些實施例，第一觸控電極10及第二觸控電極20係由一透明導電材料形成。然而，在其他實施例中，第一觸控電極10及第二觸控電極20可由另一導電材料(例如：一不透明金屬)形成。
舉例而言，第一觸控電極10及第二觸控電極20可由氧化銦錫(indium tin oxide；ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide；IZO)、石墨烯、碳奈米管、銀奈米線(AgNWs)等形成。
為防止第一觸控電極10與第二觸控電極20間之接觸，可於第一觸控電極10與第二觸控電極20之間夾置一絕緣層(圖中未示出)。
絕緣層(圖中未示出)可完全形成於第一觸控電極10與第二觸控電極20之間或可局部地僅形成於第一觸控電極10與第二觸控電極20間之相交處。
儘管已在第1圖中例示第二觸控電極20形成於第一觸控電極10上方，然而在其他實施例中，第一觸控電極10可形成於第二觸控電極20上方。
已在第1圖中例示七個第一觸控電極10及七個第二觸控電極 20。然而，第一觸控電極10及第二觸控電極20之數目並非僅限於此，並且可作出各種改變。
此外，第一觸控電極10與第二觸控電極20之數目可彼此不同。
第一觸控電極10及第二觸控電極20可形成於一預定基板(圖中未示出)上。
在此實施例中，基板可由例如具有一電絕緣特性之材料(例如：玻璃、塑膠、矽或合成樹脂)製成。作為另一選擇，基板可由金屬或類似材料形成。
基板可被實作為一具有撓性(flexibility)之膜以便可彎曲或可折疊。
在第1圖所示實施例中，電極驅動單元30施加一驅動訊號Td至第一觸控電極10以驅動觸控螢幕面板1。
電極驅動單元30依序供應驅動訊號Td至複數個第一觸控電極10以偵測多點觸控。
如第2圖所示，施加至第一觸控電極10之驅動訊號Td包含複數個驅動脈波Dp。
為使驅動脈波Dp中之雜訊之影響最小化，可在維持驅動訊號Td之頻率之同時改變驅動脈波Dp之寬度W。
亦即，如第3(a)圖、第3(b)圖及第3(c)圖所示，驅動訊號Td中所包含之驅動脈波Dp之寬度根據時間(即，在曲線中之位置) 而變化。
舉例而言，所具有之一寬度Wa窄於第2圖所示驅動脈波Dp之寬度之一驅動脈波Dp已顯示於第3(a)圖中，並且所具有之寬度Wb及Wc寬於第2圖所示驅動脈波Dp之寬度之驅動脈波Dp已分別顯示於第3(b)圖及第3(c)圖中。
如第3圖所示，驅動訊號Td之頻率未發生改變，且因此於同一時間週期中所產生之具有寬度Wa之驅動脈波Dp之數目與具有寬度Wb或Wc之驅動脈波Dp之數目係彼此相等。
根據第1圖所示實施例之觸控螢幕面板1可更包含一雜訊量測單元50。
雜訊量測單元50可量測在自第二觸控電極20輸出之訊號Rs中所包含之雜訊。
電極驅動單元30可在雜訊量測單元50所量測之雜訊之位準大於或實質上等於一預定參考值時改變在驅動訊號Td中所包含之驅動脈波Dp之寬度W。
亦即，當位置偵測之準確度很可能會由於在自第二觸控電極20所接收之訊號Rs中存在雜訊而下降時，電極驅動單元30可改變驅動脈波Dp之寬度W以減小雜訊之影響。
相反，當雜訊量測單元50所量測之雜訊之位準小於一預定參考值時，電極驅動單元30不會改變在當前驅動訊號Td中所包含之驅動脈波Dp之寬度W，而是可原樣地維持驅動脈波Dp之寬度W。
如在第1圖之實施例中所示，觸控螢幕面板1更包含一脈波控 制單元(或脈波控制器)70，脈波控制單元70用以控制電極驅動單元30及/或雜訊量測單元50之該(該等)操作。
第4圖係為根據一實施例之觸控螢幕面板之操作之波形圖。首先，在一第一週期P1期間，電極驅動單元30施加驅動訊號Td至第一觸控電極，驅動訊號Td包含具有一特定寬度W之驅動脈波Dp。
雜訊量測單元50量測自第二觸控電極20輸出之訊號Rs之雜訊位準。
當雜訊量測單元50所量測之雜訊位準大於或實質上等於一預定值時，電極驅動單元30可自第一週期P1移動至一脈波寬度搜索週期Pw，以確定具有一最小雜訊位準之一脈波寬度。
在脈波寬度搜索週期Pw期間，電極驅動單元30可對驅動脈波Dp之寬度作出各種改變。
舉例而言，可在脈波寬度搜索週期Pw中所包含之每一子週期(Ps1、Ps2或Ps3)期間將具有不同寬度Wa、Wb及Wc之驅動脈波施加至第一觸控電極10。
參照第4圖，在一第一子週期Ps1期間施加具有一第一寬度Wa之驅動脈波Dp，在一第二子週期Ps2期間施加具有一第二寬度Wb之驅動脈波Dp，且在一第三子週期Ps3期間施加具有一第三寬度Wc之驅動脈波Dp。
在脈波寬度搜索週期Pw期間，雜訊量測單元50量測自第二觸控電極20輸出之訊號Rs之雜訊。
舉例而言，雜訊量測單元50可量測其中驅動脈波Dp之寬度發生變化之每一子週期Ps1、Ps2或Ps3之雜訊位準。
因此，可分別量測具有不同寬度之驅動脈波DP其中之每一者之雜訊位準。
舉例而言，雜訊量測單元50可在施加具有第一寬度Wa之驅動脈波Dp時量測雜訊位準，在施加具有第二寬度Wb之驅動脈波Dp時量測雜訊位準，且在施加具有第三寬度Wc之驅動脈波Dp時量測雜訊位準。
在某些實施例中，在脈波寬度搜索週期Pw期間所量測之最小雜訊位準小於預定參考值。因此，脈波控制單元70已辨識到脈波寬度所具有之一雜訊位準小於參考值之一驅動脈波Dp。
脈波控制單元70可接收自雜訊量測單元50對每一子週期Ps1、Ps2或Ps3所量測之雜訊位準，並確定所接收之各雜訊位準中之最小雜訊位準。
當脈波控制單元70已藉由比較最小雜訊位準與預定參考值而確定出所量測之最小雜訊位準小於參考值時，脈波控制單元70可確定哪一驅動脈波Dp具有最小雜訊位準。
舉例而言，當在第二子週期Ps2期間所量測之雜訊具有最小雜訊位準時，脈波控制單元70可確定出具有第二寬度Wb之驅動脈波Dp具有最小雜訊位準。
在脈波控制單元70之控制下，電極驅動單元30可將在驅動訊號Td中所包含之驅動脈波Dp之寬度W改變成被脈波控制單元70確定為具有最小雜訊位準之驅動脈波Dp之寬度。接著電極驅動單元施加此驅動脈波Dp至第一觸控電極10。
舉例而言，當具有第二寬度Wb之驅動脈波Dp被確定成具有 小於參考值之最小雜訊位準之驅動脈波時，電極驅動單元30可將當前驅動脈波Dp之寬度W設定為第二寬度Wb。
因此，可在脈波寬度搜索週期Pw之後將具有第二寬度Wb之驅動脈波Dp施加至一第二週期P2中之第一觸控電極10。
當在脈波寬度搜索週期Pw期間所量測之最小雜訊位準小於參考值時，脈波控制單元70可將該參考值重設成等於該最小雜訊位準。
然而，當在脈波寬度搜索週期Pw期間所量測之最小雜訊位準不小於參考值時，脈波控制單元70不會重設該參考值，而是原樣地維持該參考值。
此外，當在脈波寬度搜索週期Pw期間所偵測之最小雜訊位準大於或實質上等於參考值時，脈波控制單元70可將電極驅動單元30控制成不改變驅動脈波Dp之寬度W。
亦即，脈波控制單元70可確定不存在具有一第一寬度Wa、一第二寬度Wb或一第三寬度Wc之驅動脈波Dp，第一寬度Wa、第二寬度Wb或第三寬度Wc所具有之一雜訊位準小於當前所供應之驅動脈波Dp。因此，脈波控制單元70可將電極驅動單元30控制成不改變當前驅動脈波Dp之寬度W。
綜上所述，現有技術電容式觸控螢幕面板可能會由於環境中產生之雜訊而具有一降低之效能及準確度。
如上所述，根據本發明，可藉由改變一驅動脈波之寬度而使雜訊之影響最小化，且無需改變一驅動訊號之頻率。
本文中已闡述各種實例性實施例，儘管使用具體用語，但該 等用語僅用於通常意義及闡述性意義，而並非用以限制目的。在某些情形中，除非明確地指明，否則如在本申請案提出申請之前此項技術中之通常知識者所理解，結合一特定實施例所闡述之特徵、特性、及/或元件可單獨使用或與結合其他實施例所述之特徵、特性、及/或元件組合使用。因此，熟習此項技術者應理解，在不背離由下文申請專利範圍所述之本發明之精神及範圍之條件下，可作出各種形式及細節上之變化。

Claims (10)

  1. 一種觸控螢幕面板，包含：複數個第一觸控電極；複數個第二觸控電極，與該等第一觸控電極交叉；以及一電極驅動單元，用以施加一驅動訊號至該等第一觸控電極，該驅動訊號包含複數個分別具有一寬度之第一驅動脈波，其中該電極驅動單元更用以在維持該等第一驅動脈波之一頻率之同時，改變各該第一驅動脈波之該寬度。
  2. 如請求項1所述之觸控螢幕面板，更包含一雜訊量測單元，該雜訊量測單元用以量測在自該等第二觸控電極輸出之複數個訊號中所包含之一雜訊位準。
  3. 如請求項2所述之觸控螢幕面板，其中該電極驅動單元更用以在該雜訊量測單元所量測之該雜訊位準大於或實質上等於一預定參考值時，改變各該第一驅動脈波之該寬度。
  4. 如請求項2所述之觸控螢幕面板，其中該驅動訊號更包含與該等第一驅動脈波相鄰之複數個第二驅動脈波，其中該等第二驅動脈波至少其中之二具有不同之寬度，且其中該電極驅動單元更用以在一脈波寬度搜索週期期間改變該等第二驅動脈波之該至少其中之二之該等寬度。
  5. 如請求項4所述之觸控螢幕面板，其中該雜訊量測單元更用以在該脈波寬度搜索週期期間量測該等訊號之該雜訊位準。
  6. 如請求項5所述之觸控螢幕面板，更包含一脈波控制單元，該脈波控制單元用以確定在該脈波寬度搜索週期期間具有最小所量測雜訊位準之一最小驅動脈波之該寬度。
  7. 如請求項6所述之觸控螢幕面板，其中該電極驅動單元更用以將各該第一驅動脈波之該寬度改變成實質上等於該最小驅動脈波之該寬度。
  8. 如請求項6所述之觸控螢幕面板，其中該脈波控制單元更用以將一參考值設定成實質上等於該最小雜訊位準。
  9. 如請求項6所述之觸控螢幕面板，其中該脈波控制單元更用以控制該電極驅動單元，以維持各該第一驅動脈波之該寬度。
  10. 如請求項1所述之觸控螢幕面板，更包含一位置偵測單元，該位置偵測單元用以至少部分地根據自該等第二觸控電極輸出之複數個訊號，偵測一觸控輸入位置。
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