TWI651638B - 觸控感測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種觸控感測裝置。觸控感測裝置包括頻率產生電路、多數個感測電極以及電容電路。頻率產生電路配置於基板的周邊區，並用以在穩態期間提供具有穩態頻率的穩態訊號。多數個感測電極配置於基板的感測區，用以接收觸控感測訊息。電容電路在穩態期間與頻率產生電路一起提供穩態電容值。當多數個感測電極的其中一者在穩態期間接收到觸控感測訊息時，穩態電容值發生偏移結果，使頻率產生電路在感測期間依據偏移結果提供具有感測頻率的感測訊號。

Description

觸控感測裝置
本發明是有關於一種觸控感測裝置。
近年來，隨著顯示技術的演進，輕薄觸控感測裝置開始漸漸取代了傳統的實體按鈕或實體開關而成為電子元件的輸入媒介於各種產品中。但是，觸控感測裝置可能仍有設計上的缺陷，可能需要重新設計產品中的觸控感測裝置，來符合大眾的需求。
本發明實施例之一的觸控感測裝置配置於基板上。觸控感測裝置包括頻率產生電路、多數個感測電極以及電容電路。頻率產生電路由多數級反向器串聯連接而成，配置於基板的周邊區，且頻率產生電路在穩態期間提供具有穩態頻率的穩態訊號經由頻率產生電路之輸出端傳輸到控制單元。多數個感測電極對應於多數個反向器，配置於基板的感測區，多數個感測電極分別電性耦接至對應的多數個反向器的多個輸出端，以接收觸控感測訊息，且周邊區位於感測區至少側。電容電路電性耦接於多數個感測電極與頻率產生電路之間。電容電路在穩態期間與頻率產生電路一起提供穩態電容值。當多數個感測電極在穩態期間未接收到觸控感測訊息時，頻率產生電路依據電容電路的穩態電容值提供穩態訊號到控制單元。當多數個感測電極的其中一者在穩態期間接收到觸控感測訊息時進入感測期間，穩態電容值發生偏移結果，使頻率產生電路在感測期間依據偏移結果提供具有感測頻率的感測訊號到控制單元。
基於上述實施例的觸控感測裝置藉由多數級反向器串聯連接而成的頻率產生電路在穩態期間提供具有穩態頻率的穩態訊號。當多數個感測電極其中一者在穩態期間接收到觸控感測訊息時進入感測期間，使電容電路與頻率產生電路一起提供的穩態電容值發生偏移結果，使頻率產生電路在感測期間依據偏移結果提供具有感測頻率的感測訊號。如此一來，可大幅減少觸控感測裝置的厚度，且可被製作於非平面基板或異形基板上。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下將以圖式及詳細敘述清楚說明本揭示內容之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭示內容之實施例後，當可由本揭示內容所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭示內容之精神與範圍。
在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件“上”或“連接到”另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為“直接在另一元件上”或“直接連接到”另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，“連接”可以指物理及/或電性連接（或電性耦接）。再者，“電性連接”、“電性耦接”或“耦合”係可為二元件間存在其它元件，還可指二或多個元件相互操作或動作。
本文使用的“約”、“近似”、或“實質上”包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量（即，測量系統的限制）。例如，“約”可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的“約”、 “近似”或“實質上”可依光學性質、訊號穩定性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
除非另有定義，本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。
請參考圖1，圖1是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置設置於基板上的示意圖。在圖1的實施例中，基板SUB具有周邊區PA以及感測區SA。周邊區PA是位於感測區SA至少一部份(或稱為至少一側)。於部份實施例中，周邊區PA可環繞於感測區SA。在本實施例中，基板SUB的類型可包含非平面基板或異形基板。舉例來說，基板SUB可以是可撓式基板、非平面基板或曲面基板。在本實施例中，觸控感測裝置100_1、100_2可設置於基板上SUB。舉例來說，觸控感測裝置100_1包括頻率產生電路110、感測電極120_(1)~120_(N)以及電容電路130。頻率產生電路110可配置於基板SUB的周邊區PA，頻率產生電路110在穩態期間（或者實質上穩態期間）提供具有穩態頻率（或者實質上穩態頻率）的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）經由頻率產生電路110之輸出端傳輸到控制單元CU。感測電極120_(1)~120_(N)配置於基板SUB的感測區SA以接收觸控感測訊息。觸控感測訊息可以是使用者透過例如手指、觸控筆、觸控手套、或其它合適的媒介與感測電極120_(1)~120_(N)進行接觸所產生的電容改變現象。電容電路130可配置於感測電極120_(1)~120_(N)與頻率產生電路110之間。舉例而言，電容電路130可配置於基板SUB上的周邊區PA以及感測區SA的至少其中之一。電容電路130可電性耦接於感測電極120_(1)~120_(N)與頻率產生電路110之間。電容電路130在穩態期間與頻率產生電路一起提供穩態電容值（或者實質上穩態電容值）。本發明在基板上的觸控感測裝置的數量可以是一個或多個，本發明並不以本實施例的觸控感測裝置的數量為限。
在本實施例中，當感測電極120_(1)~120_(N)在穩態期間（或者實質上穩態期間）未接收到觸控感測訊息時，頻率產生電路110依據電容電路130的穩態電容值（或者實質上穩態電容值）提供穩態訊號（或者實質上穩態頻率）到控制單元CU，以及當感測電極120_(1)~120_(N)的其中之一感測電極（例如是感測電極120_(1)）在穩態期間（或者實質上穩態期間）接收到觸控感測訊息時，進入感測期間。在感測期間，穩態電容值（或者實質上穩態電容值）會發生偏移結果，使頻率產生電路110在感測期間會依據偏移結果以提供具有感測頻率的感測訊號到控制單元CU。控制單元CU用以接收感測訊號的感測頻率，以判斷感測電極120_(1)~120_(N)的其中之一是否接收到觸控感測訊息，並且控制單元CU可提供對應於觸控感測訊息之作動或功能。在其他實施例中，當感測電極120_(1)~120_(N)的多個感測電極（例如是感測電極120_(1)、120_(2)）在穩態期間（或者實質上穩態期間）接收到觸控感測訊息時，進入感測期間。本發明的觸控感測裝置並不以接收到觸控感測訊息的感測電極的數量為進入感測期間的必要條件。本發明的觸控感測裝置可以是當一個或多個感測電極在穩態期間（或者實質上穩態期間）接收到觸控感測訊息，進入感測期間。
進一步來說明，請參考圖2，圖2是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。在本實施例中，觸控感測裝置200的頻率產生電路210由反向器212_(1)~212_(N)串聯連接而成。其中N是大於或等於3的奇數。舉例來說，在本實施例的反向器212_(1)~212_(N)的數量可以是3個、5個、7個等等。另舉例來說，在頻率產生電路210中，反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)耦接至反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)耦接至反向器212_(3)的輸入端I_212_(3)，依此類推。反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)則耦接至反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)以及控制單元CU。
請參考圖3A，圖3A是依據本發明一實施例所繪示的單個反向器的示意圖。圖3A的實施例中的反向器312可適用於圖2的實施例所述之至少一個反向器。反向器312包括電晶體M1、M2。電晶體M1、M2分別具有第一端D_M1~D_M2、第二端S_M1~S_M2以及控制端G_M1~G_M2。電晶體M1的第一端D_M1與控制端G_M1電性耦接至系統電壓VDD(或稱為第一系統電壓)。電晶體M2的第一端D_M2與電晶體M1的第二端S_M1共同電性耦接至反向器312的輸出端O_312。電晶體M2的第二端S_M2電性耦接至參考電壓GND。電晶體M2的控制端G_M2電性耦接至反向器312的輸入端I_312。其中，以圖2之反向器212_(1)為範例且運用圖3A之之反向器312，則圖3A之反向器312之輸入端I_312可對等於圖2之反向器212_(1)之輸入端I_212(1)，圖3A之反向器312之輸出端O_312可對等於圖2之反向器212_(1)之輸出端O_212(1)，其餘之圖2之反向器，若使用圖3A之反向器312結構就依此類推之。在本實施例中，電晶體M1、M2可以是N型薄膜電晶體。而在其他實施例中，電晶體反向器312也可以由P型薄膜電晶體來實現。於再一其它實施例中，電晶體M1、M2其中一個可為P型薄膜電晶體，而電晶體M1、M2其中另一個可為N型薄膜電晶體。在本實施例中，系統電壓VDD例如：可提供高電壓準位的電壓到電晶體M1，而參考電壓GND例如：可為低電壓準位或是接地準位。
在圖2及圖3A的實施例中，反向器212_(1)~212_(N)的數量是大於或等於3的奇數。因此，舉例來說，當反向器212_(1)的電晶體M1在穩態期間接收到系統電壓VDD後透過反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)輸出高電壓準位時的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）到反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)。反向器212_(2)反向輸出低電壓準位時的穩態訊號（或者實質上穩態訊號），依此類推。反向器212_(N)的輸入端I_212_(N)則會因為接收到低電壓準位的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）以反向輸出高電壓準位時的穩態訊號（或者實質上穩態訊號），並經由頻率產生電路110之輸出端傳輸到控制單元CU。在此同時，反向器212_(N)也會將高電壓準位時的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）傳送到反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)。隨後，反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)輸出低電壓準位時的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）到反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，依此循環下去。從而使頻率產生電路210在穩態期間（或者實質上穩態期間）產生具有穩態頻率（或者實質上穩態頻率）的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）。其中，穩態頻率（或者實質上穩態頻率）的頻率值取決於頻率產生電路的寄生電容以及電容電路230的電容值。電容電路230與頻率產生電路210可一起提供一組穩態電容值（或者實質上穩態電容值）以產生對應於穩態電容值（或者實質上穩態電容值）的穩態頻率（或者實質上穩態頻率）的穩態訊號（或者實質上穩態訊號）。
請參考圖3B，圖3B是依據本發明一較佳實施例所繪示的單個反向器的示意圖，在本實施例中的反向器314可適用於圖2的實施例所述之至少一個反向器。反向器314包括電晶體M3~M6。電晶體M3~M6分別具有第一端D_M3~D_M6、第二端S_M3~S_M6以及控制端G_M3~G_M6。電晶體M3的第一端D_M3與控制端G_M3電性耦接至系統電壓VSS。電晶體M4的第一端D_M4電性耦接至電晶體M3的第二端S_M3。電晶體M4的第二端S_M4電性耦接至參考電壓GND。電晶體M4的控制端G_M4電性耦接至反向器314的輸入端I_314。電晶體M5的第一端D_M5電性耦接至系統電壓VDD，電晶體M5的控制端G_M5電性耦接至電晶體M3的第二端S_M3以及電晶體M4的第一端D_M4。電晶體M6的第一端D_M6與電晶體M5的第二端S_M5電性耦接至反向器314的輸出端O_314。電晶體M6的第二端S_M6電性耦接至參考電壓GND。電晶體M6的控制端G_M6電性耦接至反向器314的輸入端I_314。其中，以圖2之反向器212_(1)為範例且運用圖3B之之反向器314，則圖3B之反向器314之輸入端I_314可對等於圖2之反向器212_(1)之輸入端I_212(1)，圖3B之反向器312之輸出端O_314可對等於圖2之反向器212_(1)之輸出端O_212(1)，其餘之圖2之反向器，若使用圖3B之反向器314結構就依此類推之。相較於圖3A的實施例，圖3B的實施例的反向器314更具有抑制雜訊的效果。在本實施例中，電晶體M3~M6可以是N型薄膜電晶體。而在其他實施例中，電晶體M3~M6也可以由P型薄膜電晶體來實現。於再一其它實施例中，電晶體M1~M6其中至少一個可為P型薄膜電晶體，而電晶體M1~M6其中至少另一個可為N型薄膜電晶體。在本實施例中，系統電壓VSS可提供高電壓準位到電晶體M3，系統電壓VDD可提供高電壓準位到電晶體M5。系統電壓VSS、VDD(或稱為第一、第二系統電壓)可例如是具有實質上相同的電壓準位，或是具有不相同的電壓準位，而參考電壓GND例如：可為低電壓準位或是接地準位。於其它實施例中，反向器314亦可適用於其它個數之電晶體（包含奇數或偶數之電晶體）及/或其它配合的元件，於此不再贅言。
在此值得一提的是，本發明的頻率產生電路210的製作方式可以套用於薄膜電晶體製程，因此頻率產生器210的厚度大幅減少。此外，頻率產生器210可被製作於非平面基板或異形基板上。舉例來說，頻率產生器210可被製作於是玻璃基板、塑膠基板、可撓式基板、非平面基板或曲面基板上。
請再參考圖2，在圖2的實施例中，感測電極220_(1)~220_(N)與反向器212_(1)~212_(N)在耦接關係上，感測電極220_(1)~220_(N)分別是對應於反向器212_(1)~212_(N)進行電性耦接。舉例來說，感測電極220_(1)是電性耦接至反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)，而感測電極220_(2)是電性耦接至反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)，依此類推。從另一方面觀之，感測電極220_(1)是電性耦接至反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)與反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，感測電極220_(2)是電性耦接至反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)與反向器212_(3)的輸入端I_212_(3)，可依此類推感測電極220_(N-1)與相應的反向器212_(N-2)與反向器_(N-1)之連接關係，而感測電極220_(N)是電性耦接至反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)與控制單元CU。
電容電路230包括對應於反向器212_(1)~212_(N)以及感測電極220_(1)~220_(N)的感測電容232_(1)~232_(N)。舉例來說，感測電容232_(1)可電性耦接於反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)與感測電極220_(1)之間，感測電容232_(2)可電性耦接於反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)與感測電極220_(2)之間，可依此類推。從另一方面觀之，感測電容232_(1)之一電極（如第一端T1_232_(1)）可電性耦接於反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)與反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，且感測電容232_(1)之另一電極（如第二端T2_232_(1)）可電性耦接於感測電極220_(1)；感測電容232_(2)之一電極（如第一端T1_232_(2)）可電性耦接於反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)與反向器212_(3)的輸入端I_212_(3)，且感測電容232_(2)之另一電極（如第二端T2_232_(2)）可電性耦接於感測電極220_(2)，可依此類推至感測電容232_(N-1)之二電極（如第一端T1_232_(N-1)與第二端T2_232_(N-1)）與反向器212_(N-1)的輸出端O_212_(N-1)、反向器212_(N)的輸入端I_212_(N)與感測電極220_(N-1)之電性耦接關係；而感測電容232_(N)之一電極（如第一端T1_232_(N)）可電性耦接於反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)與控制單元CU，且感測電容232_(N)之另一電極（如第二端T2_232_(N)）可電性耦接於感測電極220_(N)。其中，感測電容232_(1)~232_(N)為二電極夾設介電層（未標示）。本實施例的感測電容232_(1)~232_(N)的電容值設計可用以調整在感測期間的穩態電容值(或者是實質上穩態電容值)的偏移結果。在本實施例中，反向器212_(1)~212_(N)的數量、感測電極220_(1)~220_(N)的數量以及感測電容232_(1)~232_(N)的數量其中至少二者可以是相同的。在其他實施例中，反向器212_(1)~212_(N)的數量、感測電極220_(1)~220_(N)的數量以及感測電容232_(1)~232_(N)的數量其中至少二者可以是不相同的。
在本實施例中，觸控感測裝置200可選擇性的更包括放大器240。放大器240的輸入端電性耦接至頻率產生電路210的輸出端以及電容電路230，放大器240的輸出端電性耦接至控制單元CU。放大器240在穩態期間(或者是實質上穩態期間)可增益穩態訊號(或者是實質上穩態訊號)且經由放大器240之輸出端傳輸已增益的穩態訊號(或者是實質上穩態訊號)至控制單元CU，以及以在感測期間增益感測訊號且經由放大器240之輸出端傳輸已增益的感測訊號至控制單元CU。其中，放大器240之類型可為一般常用之類型，例如：薄膜電晶體或其它合適的類型，且電晶體個數可依需求加以變更，更可以與其它元件配合使用。
請同時參考圖2及圖4，其中圖4是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置的感測時序示意圖。其中，圖4之水平座標為時間t（單位：秒），垂直座標為混合座標包含電容值C（單位：皮法拉，pF）、電壓值V（單位：伏特）以及頻率F（單位：千赫，kHz）。在圖2及圖4的實施例中，當感測電極220_(1)~220_(N)在穩態期間Tst沒有接收到觸控感測訊息時，頻率產生電路210依據穩態電容值Cst提供具有穩態頻率fst的穩態訊號Sst到控制單元CU。
接下來，感測電極220_(1)~220_(N)的其中一者在穩態期間Tst接收到觸控感測訊息時，觸控感測裝置200則進入感測期間Tse。舉例來說，使觸控感測裝置200是當使用者透過例如手指、觸控筆、觸控手套、或其它合適的媒介與感測電極220_(1)~220_(N)的至少其中一者進行接觸時，開始進入感測期間Tse。由於使用者透過例如手指、觸控筆、觸控手套、或其它合適的媒介近接或接觸感測電極220_(1)~220_(N)的至少其中一者時，使觸控感測裝置200與外部電容值ΔC的感應，使得觸控感測裝置200的穩態電容值Cst發生偏移結果進而產生大於穩態電容值Cst的觸控感測電容值Cse。其中觸控感測電容值Cse = Cst + ΔC。頻率產生電路210依據觸控感測電容值Cse產生具有感測頻率fse的感測訊號Sse，其中感測頻率fse小於穩態頻率fst，並依據感測頻率fse提供具有感測頻率fse的感測訊號Sse到控制單元CU。控制單元CU接收到感測訊號Sse並依據感測頻率fse而提供對應於觸控感測訊息之作動或功能。也就是說，控制單元CU可接收到小於穩態頻率fst的感測頻率fse來提供對應於觸控感測訊息之作動或功能。
請參考圖5，圖5是依據本發明另一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。與圖2的實施例不同的是，電容電路530包括對應於反向器212_(1)~212_(N)以及感測電極220_(1)~220_(N)的感測電容532_(1)~532_(N)以及諧振電容534_(1)~534_(N)。較佳地，諧振電容534_(1)~534_(N)彼此串聯連接。在本實施例中，諧振電容534_(1)~534_(N)的第一端T1_534_(1)~T1_534_(N)分別電性耦接至對應的反向器212_(1)~212_(N)的輸出端O_212_(1)~O_212_(N)，諧振電容的第二端T2_534_(1)~T2_534_(N)電性耦接至對應的反向器212_(1)~212_(N)的輸入端I_212_(1)~I_212_(N)。感測電容532_(1)~532_N分別電性耦接於對應的反向器212_(1)~212_(N)的輸出端O_212_(1)~O_212_(N)與感測電極220_(1)~220_(N)之間。舉例來說，感測電容532_(1)電性耦接於反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)與感測電極220_(1)之間。諧振電容534_(1)的第一端T1_534_(1)電性耦接至反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)以及感測電極220_(1)，諧振電容534_(1)的第二端T2_534_(1)電性耦接至反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)。感測電容532_(2)電性耦接於反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)與感測電極220_(2)之間。諧振電容534_(2)的第一端T1_534_(2)電性耦接至反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)以及感測電極220_(2)，諧振電容534_(2)的第二端T2_534_(2)電性耦接至反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，依此類推。從另一方面觀之，諧振電容534_(1)的第一端T1_534_(1)可電性耦接於反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)、反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)、諧振電容534_(1)的第二端T2_534_(1)與感測電容532_(1)的第一端T1_532_(1)，諧振電容534_(1)的第二端T2_534_(1)可電性耦接於反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)；諧振電容534_(2)的第一端T1_534_(2)可電性耦接於反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)、反向器212_(3)的輸入端I_212_(3)、諧振電容534_(3)的第二端T2_534_(3)與感測電容532_(2)的第一端T1_532_(2)，可依此類推至諧振電容534_(N-1)的第一端T1_534_(N-1)可電性耦接反向器212_(N-1)的輸出端O_212_(N-1)、反向器212_(N)的輸入端I_212_(N)、諧振電容534_(N)的第二端T2_534_(N)與感測電容532_(N-1)的第一端T1_532_(N-1)；而諧振電容534_(N)的第一端T1_534_(N)可電性耦接於反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)、感測電容532_(N)的第一端T1_532_(N)與控制單元CU。其中，諧振電容534_(1)~534_(N)為二電極夾設介電層(未標示)。於部份實施例中，可選擇性的包含放大器240，則諧振電容534_(N)的第一端T1_534_(N)可電性耦接於反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)、放大器240（例如：輸入端）與感測電容532_(N)的第一端T1_532_(N)，而諧振電容534_(N)的第一端T1_534_(N)可透過放大器240電性耦接於控制單元CU。本實施例的感測電容諧振電容534_(1)~534_(N)的電容值設計可用以調整在穩態期間(或者是實質上穩態期間)的穩態電容值(或者是實質上穩態電容值)。
請參考圖6，圖6是依據本發明再一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。與圖5的實施例不同的是，電容電路630僅包括對應於反向器212_(1)~212_(N)以及感測電極220_(1)~220_(N)的諧振電容634_(1)~634_(N)。較佳地，諧振電容634_(1)~634_(N)彼此串聯連接。舉例來說，諧振電容634_(1)的第一端T1_634_(1)可電性耦接至反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)以及感測電極220_(1)，諧振電容634_(1)的第二端T2_634_(1)可電性耦接至反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)。感測電極220_(1)可電性耦接於反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)與反向器212_(2)的輸入端之間。諧振電容634_(2)的第一端T1_634_(2)可電性耦接至反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)以及感測電極220_(2)，諧振電容634_(2)的第二端T2_634_(2)可電性耦接至反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)，依此類推。從另一方面觀之，諧振電容634_(1)的第一端T1_634_(1)可電性耦接至反向器212_(1)的輸出端O_212_(1)、反向器212_(2)的輸入端I_212_(2)、諧振電容634_(2)的第二端T2_634_(2)與感測電極220_(1)，諧振電容634_(1)的第二端T2_634_(1)可電性耦接至反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)；諧振電容634_(2)的第一端T1_634_(2)可電性耦接至反向器212_(2)的輸出端O_212_(2)、反向器212_(3)的輸入端I_212_(3)、諧振電容634_(3)的第二端T2_634_(3)與感測電極220_(2)，可依此類推至諧振電容634_(N-1)的第一端T1_634_(N-1)可電性耦接反向器212_(N-1)的輸出端O_212_(N-1)、反向器212_(N)的輸入端I_212_(N)、諧振電容634_(N)的第二端T2_634_(N)與感測電極220_(N-1)；而諧振電容634_(N)的第一端T1_634_(N)可電性耦接於反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)、感測電極220_(N)與控制單元CU。於部份實施例中，可選擇性的包含放大器240，則諧振電容634_(N)的第一端T1_634_(N-1)可電性耦接於反向器212_(N)的輸出端O_212_(N)、反向器212_(1)的輸入端I_212_(1)、放大器240（例如：輸入端）與感測電極220_(N)，而諧振電容634_(N)的第一端T1_634_(N)可透過放大器240電性耦接於控制單元CU。
前述實施例中，電晶體之類型可為一般常用的電晶體，例如：底閘型電晶體、頂閘型電晶體、或其它合適的電晶體。電晶體之半導體層可為單層或多層結構，且其材料包含非晶矽、奈米晶矽、微晶矽、多晶矽、單晶矽、氧化物半導體材料、有機半導體材料、奈米碳管、或其它合適的半導體材料。前述實施例中，介電層可為單層或多層結構，且其材料包含無機材料、有機材料、或其它合適的材料、或前述之組合。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
SUB‧‧‧基板
PA‧‧‧周邊區
SA‧‧‧感測區
100_1、100_2、200、500、600‧‧‧觸控感測裝置
110、210‧‧‧頻率產生電路
120_(1)~120_(N)、220_(1)~220_(N)‧‧‧感測電極
130、230、530、630‧‧‧電容電路
CU‧‧‧控制單元
212_(1)~212_(N)、312、314‧‧‧反向器
M1~M6‧‧‧電晶體
VDD、VSS‧‧‧系統電壓
GND‧‧‧參考電壓
232_(1)~232_(N)、532_(1)~532_(N)‧‧‧感測電容
240‧‧‧放大器
I_212_(1)~I_212_(N)、I_312、I_314‧‧‧輸入端
O_212_(1)~O_212_(N)、O_312、O_314‧‧‧輸出端
D_M1~D_M6‧‧‧電晶體的第一端
S_M1~S_M6‧‧‧電晶體的第二端
G_M1~G_M6‧‧‧電晶體的控制端
T1_232_(1)~T1_232_(N)、T1_532_(1)~T1_532_(N)‧‧‧感測電容的第一端
T1_534_(1)~T1_534_(N)、T1_634_(1)~T1_634_(N)‧‧‧諧振電容的第一端
T2_232_(1)~T2_232_(N)、T2_532_(1)~T2_532_(N)‧‧‧感測電容的第二端
T2_534_(1)~T2_534_(N)、T2_634_(1)~T2_634_(N)‧‧‧諧振電容的第二端
Tst‧‧‧穩態期間
Tse‧‧‧感測期間
fst‧‧‧穩態頻率
Sst‧‧‧穩態訊號
fse‧‧‧感測頻率
Sse‧‧‧感測訊號
ΔC‧‧‧外部電容值
Cst‧‧‧穩態電容值
Cse‧‧‧觸控感測電容值
C‧‧‧電容值
V‧‧‧電壓值
f‧‧‧頻率
t‧‧‧時間
534_(1)~534_(N)、634_(1)~634_(N)‧‧‧諧振電容
圖1是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置設置於基板上的示意圖。 圖2是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。 圖3A以及圖3B是依據本發明一實施例所分別繪示的單個反向器的示意圖。 圖4是依據本發明一實施例所繪示的觸控感測裝置的感測時序示意圖。 圖5是依據本發明另一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。 圖6是依據本發明再一實施例所繪示的觸控感測裝置的示意圖。

Claims (13)

  1. 一種觸控感測裝置，配置於一基板上，包括：一頻率產生電路，由多數級反向器串聯連接而成，配置於該基板的一周邊區，且該頻率產生電路在一穩態期間提供具有一穩態頻率的一穩態訊號經由該頻率產生電路之一輸出端傳輸到一控制單元；多個感測電極，對應於該些反向器，配置於該基板的一感測區，該些感測電極分別電性耦接至對應的該些反向器的多個輸出端，以接收一觸控感測訊息，且該周邊區位於該感測區至少一側；以及一電容電路，電性耦接於該些感測電極與該頻率產生電路之間，且在該穩態期間，該電容電路與該頻率產生電路一起提供一穩態電容值，其中當該些感測電極其中一者在該穩態期間未接收到該觸控感測訊息時，該頻率產生電路依據該電容電路的該穩態電容值提供該穩態訊號到該控制單元，以及當該些感測電極其中一者在該穩態期間接收到該觸控感測訊息時進入一感測期間，該穩態電容值發生一偏移結果，使該頻率產生電路在該感測期間依據該偏移結果提供具有一感測頻率的一感測訊號到該控制單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該些反向器的數量是大於或等於3的奇數，其中該些反向器中的一最後一級反向器的該輸出端耦接至該些反向器中的一第一級反向器的一輸入端以及該控制單元。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該電容電路包括對應於該些反向器以及該些感測電極的多個感測電容，該些感測電容分別電性耦接於對應的該些反向器的該些輸出端與該些感測電極之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該電容電路包括對應於該些反向器以及該些感測電極的多個諧振電容，各該諧振電容具有一第一端以及一第二端，該些諧振電容的該些第一端分別電性耦接至對應的該些反向器的該些輸出端以及該些感測電極，該些諧振電容的該些第二端電性耦接至對應的該些反向器的多個輸入端。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該電容電路包括對應於該些反向器以及該些感測電極的多個感測電容以及多個諧振電容，各該諧振電容具有一第一端以及一第二端，該些諧振電容的該些第一端電性分別電性耦接至對應的該些反向器的該些輸出端，該些諧振電容的該些第二端電性耦接至對應的該些反向器的多個輸入端，該些感測電容分別電性耦接於對應的該些反向器的該些輸出端與該些感測電極之間。
  6. 申請專利範圍第4或5項所述的觸控感測裝置，其中該些諧振電容係為串聯。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中電容電路配置於該基板上的該周邊區以及該感測區的至少其中之一。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該觸控感測裝置更包括：一放大器，該放大器的一輸入端電性耦接至該頻率產生電路的該輸出端以及該電容電路，該放大器的一輸出端電性耦接至該控制單元，以在該穩態期間增益該穩態訊號且經由該放大器之該輸出端傳輸已增益的該穩態訊號至該控制單元，以及在該感測期間增益該感測訊號且經由該放大器之該輸出端傳輸已增益的該感測訊號至該控制單元。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中各該反向器包括：一第一電晶體，該第一電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第一電晶體的該第一端與該控制端電性耦接至一第一系統電壓；以及一第二電晶體，該第二電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第二電晶體的該第一端與該第一電晶體的該第二端共同電性耦接至該反向器的一輸出端，該第二電晶體的該第二端電性耦接至一參考電壓，該第二電晶體的該控制端電性耦接至該反向器的一輸入端。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中各該反向器包括：一第一電晶體，該第一電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第一電晶體的該第一端與該控制端電性耦接至一第一系統電壓；一第二電晶體，該第二電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第二電晶體的該第一端電性耦接至該第一電晶體的該第二端，該第二電晶體的該第二端電性耦接至一參考電壓，該第二電晶體的該控制端電性耦接至該反向器的一輸入端；一第三電晶體，該第三電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第三電晶體的該第一端電性耦接至一第二系統電壓，該第三電晶體的該控制端電性耦接至該第一電晶體的該第二端以及該第二電晶體的該第一端；以及一第四電晶體，該第四電晶體具有一第一端、一第二端以及一控制端，該第四電晶體的該第一端與該第三電晶體的該第二端電性耦接至該反向器的一輸出端，該第四電晶體的該第二端電性耦接至該參考電壓，該第四電晶體的該控制端電性耦接至該反向器的該輸入端。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中該周邊區環繞於該感測區至少一部份。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中當該感測電極在該穩態期間接收到該觸控感測訊息時進入該感測期間，該穩態電容值發生該偏移結果而產生大於該穩態電容值的一觸控感測電容值，該頻率產生電路依據該觸控感測電容值產生該感測頻率，依據該感測頻率提供具有該感測頻率的該感測訊號到該控制單元，其中該感測頻率小於該穩態頻率。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測裝置，其中，該基板包含非平面基板或異形基板。
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