TWI659352B - 觸控感測器、電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置 - Google Patents

Abstract

一種觸控感測器用以感測觸碰物體。觸控感測器包括感測元件以及感測電路。感測元件包括基板、感測電極、感測共電極以及屏蔽層。感測電極以及感測共電極配置在基板上。屏蔽層配置在感測電極以及感測共電極上。感測電路電性連接至感測元件。感測電路包括電阻元件。觸控感測器的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值以/或該感測元件的寄生電阻值。馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體來改變。觸碰物體為導體。另外，一種包括上述觸控感測器的電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置亦被提出。

Description

觸控感測器、電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置

本發明是有關於一種感測器、顯示面板以及顯示器裝置，且特別是有關於一種觸控感測器、電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置。

近年來，由於電子紙顯示器裝置具有輕薄、耐用及符合節能環保的低耗電等優點，市面上已廣泛運用於電子閱讀器(例如，電子書、電子報紙)或其他電子元件(例如，電子標籤)。另一方面，若電子紙顯示器裝置能具有觸控感測功能，將可提供使用者直覺的輸入方式，提升使用者體驗。

一般而言，觸控感測器通常必須曝露在空氣之下，其內部的層狀結構不應包括例如是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)導電薄膜或其他類似的導電層，以避免覆蓋其他的層狀結構造成屏蔽效應，從而使得觸控感測器無法進行觸控感測操作。然而，電子紙顯示器裝置的面板通常包括銦錫氧化物導電薄膜或其他類似的導電層。在將觸控感測器整合至電子紙顯示器裝置的面板時，將容易使得觸控感測器無法進行觸控感測操作。

本發明提供一種觸控感測器、電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置，其包括屏蔽層，可提供觸控感測功能。

本發明的觸控感測器用以感測觸碰物體。觸控感測器包括感測元件以及感測電路。感測元件包括基板、感測電極、感測共電極以及屏蔽層。感測電極以及感測共電極配置在基板上。屏蔽層配置在感測電極以及感測共電極上。感測電路電性連接至感測元件。感測電路包括電阻元件。觸控感測器的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值及/或感測元件的寄生電阻值來決定。馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體來改變，其中觸碰物體為導體。

在本發明的一實施例中，上述的觸控感測器操作在第一頻率與第二頻率之間的操作頻率區間。第二頻率大於第一頻率。

在本發明的一實施例中，上述的感測電極以及感測共電極形成第一電容元件。屏蔽層以及感測電極形成第二電容元件。屏蔽層以及感測共電極形成第三電容元件。觸碰物體觸碰觸控感測器以與屏蔽層分別形成第四電容元件以及第五電容元件。

在本發明的一實施例中，上述的感測電路接收參考電壓。參考電壓在第一電壓以及第二電壓之間切換，並且對第一電容元件之第一端充放電以產生馳張訊號。馳張訊號在第一電壓以及第二電壓之間振盪。

在本發明的一實施例中，上述的感測電路更包括放大器電路。放大器電路具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第一輸入端接收參考電壓。輸出端耦接電阻元件之第一端。第二輸入端耦接電阻元件之第二端以及第一電容元件之第一端。

在本發明的一實施例中，上述的屏蔽層包括導電層。

本發明的電子紙顯示器裝置具有觸控感測功能。電子紙顯示器裝置包括電子紙顯示面板。電子紙顯示面板包括多個觸控感測器。各觸控感測器包括感測元件以及感測電路。感測元件包括基板、感測電極、感測共電極以及屏蔽層。感測電極以及感測共電極配置在基板上。屏蔽層配置在感測電極以及感測共電極上。感測電路電性連接至感測元件。感測電路包括電阻元件。各觸控感測器的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值及/或感測元件的寄生電阻值來決定。馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體來改變，其中觸碰物體為導體。觸碰物體在電子紙顯示面板的觸碰位置是依據各觸控感測器的馳張訊號的脈波變異值來決定。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示器裝置係段碼電子紙顯示器裝置(segmented electronic paper display)。各觸控感測器的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值來決定。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示器裝置係薄膜電晶體電子紙顯示器裝置(thin film transistor electronic paper display)。各觸控感測器的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值及感測元件的寄生電阻值來決定。

本發明的電子紙顯示面板具有觸控感測功能。電子紙顯示面板包括多個畫素單元。畫素單元以陣列方式排列。畫素單元電性連接至一或多個感測電路。畫素單元用以感測觸碰物體。每一感測電路各包括電阻元件。各畫素單元的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值及/或畫素單元的寄生電阻值來決定。馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體來改變，其中觸碰物體為導體。觸碰物體在電子紙顯示面板的觸碰位置是依據各畫素單元的馳張訊號的脈波變異值來決定。

在本發明的一實施例中，上述各畫素單元包括第一電晶體電路以及第二電晶體電路。在顯示模式中，第一掃描訊號導通第一電晶體電路當中的電晶體，從而畫素單元進行影像顯示操作。在感測模式中，第二掃描訊號導通第二電晶體電路當中的電晶體，從而畫素單元進行觸控感測操作。第二電晶體電路電性連接至第一電晶體電路以及所述一或多個感測電路。第二電晶體電路包括觸控電容元件。

在本發明的一實施例中，上述的觸碰物體觸碰畫素單元，以與畫素單元形成感測電容元件。第二電晶體電路更包括感測電容元件。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個第一掃描線以及多個第二掃描線。第一掃描線電性連接至第一電晶體電路。各第一掃描線用以提供第一掃描訊號給第一電晶體電路。第二掃描線電性連接至第二電晶體電路。各第二掃描線用以提供第二掃描訊號給第二電晶體電路。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個資料線。資料線電性連接至第一電晶體電路。各資料線用以提供資料訊號給第一電晶體電路。在顯示模式中第一電晶體電路當中的電晶體被導通，從而畫素單元依據資料訊號來顯示影像資料。

在本發明的一實施例中，上述的第二電晶體電路經由資料線電性連接至所述一或多個感測電路。在感測模式中第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且所述一或多個感測電路經由資料線對觸控電容元件之一端充放電以產生馳張訊號。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個感測線。感測線電性連接至第二電晶體電路。第二電晶體電路經由感測線電性連接至所述一或多個感測電路。在感測模式中第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且所述一或多個感測電路經由感測線對觸控電容元件之一端充放電以產生馳張訊號。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個第一共電極線以及多個第二共電極線。第一共電極線電性連接至第一電晶體電路。各第一共電極線用以提供第一共電極訊號給第一電晶體電路。在顯示模式中第一電晶體電路當中的電晶體被導通，從而畫素單元依據第一共電極訊號進行影像顯示操作。第二共電極線電性連接至第二電晶體電路。各第二共電極線用以提供第二共電極訊號給第二電晶體電路。在感測模式中第二電晶體電路當中的電晶體被導通，從而畫素單元依據第二共電極訊號進行觸控感測操作。

在本發明的一實施例中，上述各畫素單元更包括第三電晶體電路。第三電晶體電路電性連接在第一電晶體電路以及第二電晶體電路之間。在顯示模式中，第三掃描訊號導通第三電晶體電路當中的電晶體以將資料訊號傳遞給第三電晶體電路。在顯示模式中，第二電晶體電路當中的電晶體不導通。

在本發明的一實施例中，在感測模式中，上述的第三掃描訊號不導通第三電晶體電路當中的電晶體。在感測模式中，第二電晶體電路當中的電晶體被導通，從而畫素單元進行觸控感測操作。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個第三掃描線。第三掃描線電性連接至第三電晶體電路。各第三掃描線用以提供第三掃描訊號給第三電晶體電路。在顯示模式中第三掃描訊號導通第三電晶體電路當中的電晶體，從而畫素單元進行影像顯示操作。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個感測線。感測線電性連接至第二電晶體電路。第二電晶體電路經由感測線電性連接至所述一或多個感測電路。在感測模式中第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且所述一或多個感測電路經由感測線對觸控電容元件之一端充放電以產生馳張訊號。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個第一共電極線。第一共電極線電性連接至第一電晶體電路以及第三電晶體電路。各第一共電極線用以提供第一共電極訊號給第一電晶體電路以及第三電晶體電路。在顯示模式中第一電晶體電路以及第三電晶體電路當中的電晶體被導通，從而畫素單元依據第一共電極訊號進行影像顯示操作。

在本發明的一實施例中，上述的一或多個感測電路各接收參考電壓，並且對各觸控電容元件之第一端充放電以產生馳張訊號。參考電壓在第一電壓以及第二電壓之間切換。馳張訊號在第一電壓以及第二電壓之間振盪。

在本發明的一實施例中，上述的感測電路更包括放大器電路。放大器電路具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第一輸入端接收參考電壓，輸出端耦接電阻元件之第一端，以及第二輸入端耦接電阻元件之第二端以及觸控電容元件之第一端。

在本發明的一實施例中，上述的畫素單元區分為一或多個畫素單元群，所述一或多個畫素單元群各別電性連接至所述一或多個感測電路當中對應的一個感測電路。

本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板具有觸控感測功能。電子紙顯示面板包括多個畫素單元。畫素單元以陣列方式排列，用以感測觸碰物體。各畫素單元包括第一電晶體、畫素電容元件、儲存電容元件、第二電晶體、觸控電容元件以及感測電容元件。第一電晶體具有第一端、第二端以及控制端。第一電晶體的第一端電性連接至資料線。第一電晶體的控制端電性連接至第一掃描線。畫素電容元件具有第一端以及第二端。畫素電容元件的第一端電性連接至第一電晶體的第二端。畫素電容元件的第二端電性連接至一第一共電極線。儲存電容元件具有第一端以及第二端。儲存電容元件的第一端電性連接至第一電晶體的第二端。儲存電容元件的第二端電性連接至第一共電極線。第二電晶體具有第一端、第二端以及控制端。第二電晶體的第一端電性連接至資料線。第二電晶體的控制端電性連接至第二掃描線。觸控電容元件具有第一端以及第二端。觸控電容元件的第一端電性連接至第二電晶體的第二端。觸控電容元件的第二端電性連接至第二共電極線。感測電容元件具有第一端以及第二端。感測電容元件的第一端電性連接至第二電晶體的第二端。感測電容元件的第二端電性連接至第二共電極線。資料線電性連接至一或多個感測電路當中對應的一個感測電路。感測電路包括電阻元件。各畫素單元的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件的電阻值及/或畫素單元的寄生電阻值來決定。馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體來改變，其中觸碰物體為導體。觸碰物體在電子紙顯示面板的觸碰位置是依據各畫素單元的馳張訊號的脈波變異值來決定。

在本發明的一實施例中，上述各畫素單元包括第三電晶體。第三電晶體具有第一端、第二端以及控制端。第三電晶體的第一端電性連接至第二電晶體的第二端。第三電晶體的第二端電性連接至第一電晶體的第二端。第三電晶體的控制端電性連接至第三掃描線。第二電晶體的第一端電性連接至感測線。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括第一掃描線、第二掃描線、資料線、第一共電極線以及第二共電極線。第一掃描線、第二掃描線以及第一共電極線在第一方向上排列。資料線以及第二共電極線在第二方向上排列。

在本發明的一實施例中，上述的電子紙顯示面板更包括多個第三掃描線以及多個感測線。第三掃描線在第一方向上排列。感測線在第二方向上排列。

在本發明的一實施例中，上述的感測電路接收參考電壓，並且對觸控電容元件的第一端充放電以產生馳張訊號。參考電壓在第一電壓以及第二電壓之間切換。馳張訊號在第一電壓以及第二電壓之間振盪。

在本發明的一實施例中，上述的感測電路更包括放大器電路。放大器電路具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第一輸入端接收參考電壓。輸出端耦接電阻元件之一端。第二輸入端耦接電阻元件之另一端以及觸控電容元件之第一端。

基於上述，在本發明的實施例中，觸控感測器包括屏蔽層，其馳張頻率係依據電阻元件的電阻值以及電容元件的電容值來決定，並且反應於觸碰物體來改變，可提供良好感測品質。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。包括觸控感測器的電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置，其可提供觸控感測功能。

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。

以下提出多個實施例來說明本發明，然而本發明不僅限於所例示的多個實施例。又實施例之間也允許有適當的結合。在本申請說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。此外，「訊號」一詞可指至少一電流、電壓、電荷、溫度、資料、電磁波或任何其他一或多個訊號。

圖1繪示本發明一實施例之觸控感測器的概要示意圖。圖2繪示圖1實施例之感測元件的結構示意圖。圖3及圖4分別繪示圖1實施例之觸控感測器在不同操作頻率的等效電路示意圖。請參考圖1至圖4，本實施例之觸控感測器100用以感測觸碰物體200。觸碰物體200是導體，例如是使用者的手指或者觸控製具。在本實施例中，觸控感測器100包括感測元件110以及感測電路120。感測電路120電性連接至感測元件110。感測電路120用以對感測元件110進行充放電，以產生馳張訊號，其係馳張頻率觸控感測器100的操作頻率。在本實施例中，觸控感測器100的馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體200來改變。當觸碰物體200觸碰到感測元件110時，馳張訊號的脈波變異值會隨之變化。因此，觸碰物體200是否觸碰到觸控感測器100可依據馳張訊號的脈波變異值的大小來決定。

具體而言，在本實施例中，感測元件110包括基板112、感測電極114、感測共電極116以及屏蔽層118。感測電極114以及感測共電極116配置在基板112上。感測電極114以及感測共電極116形成第一電容元件C1。在本實施例中，感測電極114用以傳遞感測訊號，感測共電極116例如是耦接至接地電壓，用以提供觸控感測操作時參考的電壓。在一實施例中，感測共電極116也可以耦接至預設的共電極訊號，或者保持浮接(floating)狀態，本發明並不加以限制。在本實施例中，屏蔽層118配置在感測電極114以及感測共電極116上。屏蔽層118以及感測電極114形成第二電容元件C2。屏蔽層118以及感測共電極116形成第三電容元件C3。在本實施例中，屏蔽層118係透明導電薄膜，例如銦錫氧化物導電薄膜或其他類似的導電層。在一實施例中，屏蔽層118例如包括奈米銀線(nano silver wire)層。本發明對屏蔽層118的材料及其型態並不加以限制。在本實施例中，觸碰物體200觸碰感測元件110以與屏蔽層118分別形成第四電容元件C4以及第五電容元件C5。在本實施例中，上述各電容元件的電容值例如是依據各層的材料特性來決定。

在本實施例中，感測電路120包括放大器電路122以及電阻元件R。放大器電路122具有第一輸入端(非反相端)、第二輸入端(反相端)以及輸出端。第一輸入端接收參考電壓Vref。輸出端耦接電阻元件R之一端。第二輸入端耦接電阻元件R之另一端以及第一電容元件C1之一端N。在本實施例中，感測電路120例如包括馳張式振盪器(relaxation oscillator)，惟其架構僅用例示說明，感測電路120可由所屬技術領域的任一種感測電路的架構來加以實施，本發明並不加以限制。其詳細架構及實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖5繪示圖1之觸控感測器進行觸控感測操作時的操作頻率區間的概要示意圖。圖6繪示本發明一實施例之馳張訊號的波形示意圖。請參考圖3至圖6，本實施例之觸控感測器100例如是操作在第一頻率f1與第二頻率f2之間的操作頻率區間BW，其中第二頻率f2大於第一頻率f1。舉例而言，在本實施例中，操作頻率區間BW例如是介在2百萬赫茲(MHz)至3.6百萬赫茲(MHz)之間，惟此兩數值不用以限定本發明。在一實施例中，操作頻率約大於780千赫茲(KHz)。在本實施例中，觸控感測器100例如可以應用在電子紙顯示器裝置中，例如圖7，以進行觸控感測。在電子紙顯示器裝置係段碼電子紙顯示器裝置的應用中，其操作頻率約大於750千赫茲(KHz)，各觸控感測器100的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值來決定。在電子紙顯示器裝置係薄膜電晶體電子紙顯示器裝置的應用中，其操作頻率區間BW例如是介在2百萬赫茲(MHz)至3.6百萬赫茲(MHz)之間，各觸控感測器100的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值及感測元件110的寄生電阻值來決定。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。

圖3所繪示者係觸控感測器100操作在操作頻率區間BW以外之任一頻率的等效電路示意圖。在圖3中，在操作頻率區間BW以外之任一頻率時，第四電容元件C4以及第五電容元件C5被屏蔽。圖4所繪示者係觸控感測器100操作在操作頻率區間BW當中任一頻率的等效電路示意圖。在圖4中，觸控感測器100操作在操作頻率區間BW當中任一頻率，第二電容元件C2以及第三電容元件C3係呈現短路狀態。

在圖4中，當觸碰物體200沒有觸碰觸控感測器100時，第四電容元件C4以及第五電容元件C5不存在。此時，參考電壓Vref例如被設定為第二電壓V2，放大器電路122經由電阻元件R對第一電容元件C1的端點N充電，馳張訊號S的訊號波形朝向第二電壓V2增加。當端點N的電壓等於第二電壓V2時，參考電壓Vref例如被設定以切換為第一電壓V1，放大器電路122經由電阻元件R對第一電容元件C1的端點N放電，馳張訊號S的訊號波形朝向第一電壓V1降低。周而復始，參考電壓Vref在第一電壓V1以及第二電壓V2之間切換，並且對第一電容元件C1的端點N充放電以產生馳張訊號S。馳張訊號S在第一電壓V1以及第二電壓V2之間振盪，並且在段碼電子紙顯示器裝置的實施例中，其馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值來決定。在薄膜電晶體電子紙顯示器裝置的實施例中，其馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值及感測元件110的寄生電阻值來決定。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。

在圖4中，當觸碰物體200觸碰觸控感測器100時，第四電容元件C4以及第五電容元件C5存在。此時，由於端點N至接地端的等效電容值已改變，因此，馳張頻率反應於觸碰物體200來改變，例如變小。在感測期間GT內，馳張訊號S的脈波數量將會變少。因此，在本實施例中，判斷馳張頻率是否有改變的方式之一例如是判斷馳張訊號S的脈波數量在感測期間GT內是否有改變。換句話說，在本實施例中，馳張訊號S的脈波變異值由觸碰物體(例如觸碰的導體)來改變。觸碰物體200是否觸碰觸控感測器例如也可依據馳張訊號S的脈波變異值來決定。

在本實施例中，判斷馳張訊號S的脈波數量在感測期間GT內是否有改變的方式之一例如是將馳張訊號S傳遞至一計數器電路(未繪示)或其他類似的電路。舉例而言，此計數器電路例如是電性連接至比較器122的輸出之後，用以接收馳張訊號S，並且在感測期間GT計數馳張訊號S的脈波數量。計數器電路例如可以是有別於感測電路120的一外部電路，或者也可以是感測電路120的內部所設置的一計數器電路。在本實施例中，計數器電路可由所屬技術領域的任一種計數器電路的架構來加以實施，本發明並不加以限制。其詳細架構及實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，觸碰物體200是否觸碰到觸控感測器100可依據馳張訊號S的脈波變異值來決定。在多個觸控感測器的應用中，例如，所述多個觸控感測器在一基板上以陣列方式排列形成一觸控感測面板。觸碰物體200在所述觸控感測面板上的觸控位置可依據各觸控感測器的馳張訊號S的脈波變異值是否有改變來決定。

圖7繪示本發明一實施例之電子紙顯示器裝置的概要示意圖。圖8繪示圖7實施例之電子紙顯示器面板的結構示意圖。請參考圖7及圖8，本實施例之電子紙顯示器裝置300具有觸控感測功能。電子紙顯示器裝置300包括電子紙顯示面板310以及驅動器裝置320。驅動器裝置320電性連接至電子紙顯示面板310。驅動器裝置320用以驅動電子紙顯示面板310顯示影像畫面，並且進行觸控感測操作。

具體而言，在本實施例中，電子紙顯示面板310包括多個如圖1所示的觸控感測器100。其中，圖8所繪示者係電子紙顯示面板310中包括多個感測元件110。感測電路120可設置在驅動器裝置320內，或者與電子紙顯示面板310整合，或者設置在其他的外部電路之中。本發明對感測電路120的設置位置並不加以限制。在本實施例中，各觸控感測器110的馳張訊號的馳張頻率係依據感測電路120中的電阻元件R的電阻值及/或感測元件110中的寄生電阻值來決定。當觸碰物體200觸碰電子紙顯示面板310時，馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體200來改變。因此，觸碰物體200在電子紙顯示面板310的觸碰位置是依據各觸控感測器100的馳張訊號的脈波變異值來決定。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，電子紙顯示器裝置300例如是段碼電子紙顯示器裝置或者是薄膜電晶體電子紙顯示器裝置，但不以此為限。在一實施例中，驅動器裝置320的設計係適應於電子紙顯示器裝置300來加以調整，其可由所屬技術領域的適合的電路架構來加以實施，本發明並不加以限制。

在本實施例中，電子紙顯示面板310包括屏蔽層118。屏蔽層118包括銦錫氧化物導電薄膜、或者奈米銀線層或者其他類似的導電層，但不以此為限。在本實施例中，電子紙顯示器裝置300依據各觸控感測器100的馳張訊號的脈波變異值來判斷觸碰物體200在電子紙顯示面板310的觸碰位置。屏蔽層118的存在並不影響電子紙顯示器裝置300的觸控感測操作。

圖9繪示本發明一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。圖10繪示圖9實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。請參考圖9及圖10，本實施例之電子紙顯示面板400包括多個第一掃描線SL1、多個第二掃描線SL2、多個資料線DL1、多個第一共電極線CL1、多個第二共電極線CL2以及多個畫素單元410。

在本實施例中，畫素單元410以陣列方式排列，並且經由資料線DL1電性連接至一或多個感測電路420。在本實施例中，感測電路420可整合在電子紙顯示面板310上，或者設置在其他的外部電路之中。畫素單元410用以感測例如圖2或圖8的觸碰物體200。在本實施例中，位在同一行(column)的畫素單元410連接至同一個感測電路420。在一實施例中，位在不同行的畫素單元也可以連接至同一個感測電路。或者，在一實施例中，畫素單元也可以適當地加以分群，同一群的畫素單元共用同一個感測電路。本發明對感測電路420的數量並不加以限制。

在本實施例中，畫素單元410包括第一電晶體電路412以及第二電晶體電路414。第一電晶體電路412包括第一電晶體Q1、畫素電容元件Cp以及儲存電容元件Cst。第二電晶體電路414包括第二電晶體Q2、觸控電容元件Ctc以及感測電容元件Cf。在本實施例中，觸控電容元件Ctc包括如圖2的第一電容元件C1、第二電容元件C2以及第三電容元件C3。舉例而言，觸控電容元件Ctc例如是第一電容元件C1、第二電容元件C2以及第三電容元件C3單獨或三者串聯或並聯之組合的等效電容元件。在本實施例中，感測電容元件Cf包括如圖2的第四電容元件C4以及第五電容元件C5。舉例而言，感測電容元件Cf例如是第四電容元件C4以及第五電容元件C5單獨或兩者串聯或並聯之組合的等效電容元件。

在本實施例中，第一電晶體Q1的第一端電性連接至資料線DL1。第一電晶體Q1的第二端電性連接至畫素電容元件Cp的第一端以及儲存電容元件Cst的第一端。第一電晶體的控制端電性連接至第一掃描線SL1。畫素電容元件Cp的第一端電性連接至第一電晶體Q1的第二端。畫素電容元件Cp的第二端電性連接至第一共電極線CL1。儲存電容元件Cst的第一端電性連接至第一電晶體Q1的第二端。儲存電容元件Cst的第二端電性連接至第一共電極線CL1。在本實施例中，第一掃描線SL1以及第一共電極線CL1分別用以提供第一掃描訊號以及第一共電極訊號給第一電晶體Q1。在顯示模式中，資料線DL1用以提供資料訊號給第一電晶體Q1。第一掃描訊號經由第一掃描線SL1傳遞，並且在顯示模式中導通第一電晶體Q1，從而畫素單元410依據資料訊號以及第一共電極訊號進行影像顯示操作，顯示影像資料。

在本實施例中，第二電晶體Q2的第一端電性連接至資料線DL1。第二電晶體Q2的第二端電性連接至觸控電容元件Ctc的第一端以及感測電容元件Cf的第一端。第二電晶體Q2的控制端電性連接至第二掃描線SL2。觸控電容元件Ctc的第一端電性連接至第二電晶體Q2的第二端。觸控電容元件Ctc的第二端電性連接至第二共電極線CL2。感測電容元件Cf的第一端電性連接至第二電晶體Q2的第二端。感測電容元件Cf的第二端電性連接至第二共電極線CL2。在本實施例中，第二掃描線SL2以及第二共電極線CL2分別用以提供第二掃描訊號以及第二共電極訊號給第二電晶體Q2。第二掃描訊號經由第二掃描線SL2傳遞，並且在感測模式中導通第二電晶體Q2，從而畫素單元410依據第二共電極訊號進行觸控感測操作，感測觸碰物體200。在感測模式中，第二電晶體Q2被導通，感測電路420經由資料線DL1對觸控電容元件Ctc的第一端進行充放電，以產生如圖6的馳張訊號S。另外，本實施例的馳張訊號S的產生方式可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，第一掃描線SL1、第二掃描線SL2以及第一共電極線CL1在第一方向Y上排列。資料線DL1以及第二共電極線CL2在第二方向X上排列。第一方向Y與第二方向X不同，在圖10中兩者垂直。

圖11及圖12分別繪示圖9實施例之畫素單元在不同操作模式的概要示意圖。請參考圖11及圖12，圖11所繪示者係畫素單元410操作在顯示模式中，圖12所繪示者係畫素單元410操作在感測模式中。在圖11中，當畫素單元410操作在顯示模式時，第一掃描訊號導通第一電晶體Q1，第二掃描訊號不導通第二電晶體Q2。資料訊號由訊號傳遞路徑510傳遞給第一電晶體電路412。畫素單元410依據資料訊號以及第一共電極訊號進行影像顯示操作，顯示影像資料。

在圖12中，當畫素單元410操作在感測模式時，第一掃描訊號不導通第一電晶體Q1，第二掃描訊號導通第二電晶體Q2。感測電路420經由資料線DL1對觸控電容元件Ctc的第一端進行充放電，以產生如圖6的馳張訊號S。馳張訊號S在訊號傳遞路徑520傳遞上。在本實施例中，各畫素單元410的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值及/或其中的寄生電阻值來決定。並且，馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體200來改變。當觸碰物體200觸碰畫素單元410，會與畫素單元410形成感測電容元件Cf。觸碰物體200在電子紙顯示面板400的觸碰位置可依據各畫素單元410的馳張訊號的脈波變異值來決定。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在圖10的實施例中，第二電晶體電路414與第一電晶體電路412共用資料線DL1，以作為傳遞馳張訊號S之用，但本發明並不限於此。在另一實施例中，第二電晶體電路414也可利用其他的訊號線來傳遞馳張訊號S。

圖13繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。請參考圖10及圖13，本實施例之電子紙顯示面板800類似於圖10實施例之電子紙顯示面板400，惟兩者之間主要的差異在於電子紙顯示面板800更包括多個感測線DL2，並且第二電晶體電路814利用感測線DL2來傳遞馳張訊號S。

具體而言，在本實施例中，感測線DL2電性連接至第二電晶體電路814。第二電晶體電路814經由感測線DL2電性連接至感測電路820。在感測模式中，第二電晶體Q2被導通，並且感測電路820經由感測線DL2對觸控電容元件Ctc的第一端充放電以產生馳張訊號S。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖12實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖14繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。請參考圖10及圖14，本實施例之電子紙顯示面板600類似於圖10實施例之電子紙顯示面板400，惟兩者之間主要的差異在於電子紙顯示面板600更包括多個第三掃描線SL3以及多個感測線DL2，以及畫素單元610更包括第三電晶體電路616。

具體而言，在本實施例中，第三電晶體電路616電性連接在第一電晶體電路612以及第二電晶體電路614之間。第三電晶體電路616包括第三電晶體Q3。第三電晶體Q3的第一端電性連接至第二電晶體Q2的第二端。第三電晶體Q3的第二端電性連接至第一電晶體Q1的第二端。第三電晶體Q3的控制端電性連接至第三掃描線SL3。第二電晶體Q2的第一端電性連接至感測線DL2。在本實施例中，第三掃描線SL3以及第一共電極線CL1分別用以提供第三掃描訊號以及第一共電極訊號給第三電晶體Q3。在顯示模式中，資料線DL1用以提供資料訊號給第一電晶體Q1以及第三電晶體Q3。第一掃描訊號以及第三掃描訊號經由第一掃描線SL1以及第三掃描線SL3傳遞，並且在顯示模式中導通第一電晶體Q1以及第三電晶體Q3，第二電晶體Q2不導通，從而畫素單元610依據資料訊號以及第一共電極訊號進行影像顯示操作，顯示影像資料。

在本實施例中，第二掃描線SL2以及第二共電極線CL2分別用以提供第二掃描訊號以及第二共電極訊號給第二電晶體Q2。第二掃描訊號經由第二掃描線SL2傳遞，並且在感測模式中導通第二電晶體Q2，第三電晶體Q3不導通，從而畫素單元610依據第二共電極訊號進行觸控感測操作，感測觸碰物體200。在感測模式中，第二電晶體Q2被導通，感測電路620經由感測線DL2對觸控電容元件Ctc的第一端進行充放電，以產生如圖6的馳張訊號S。另外，本實施例的馳張訊號S的產生方式可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，第一掃描線SL1、第二掃描線SL2、第三掃描線SL3以及第一共電極線CL1在第一方向Y上排列。資料線DL1、感測線DL2以及第二共電極線CL2在第二方向X上排列。第一方向Y與第二方向X不同，在圖14中兩者垂直。

圖15及圖16分別繪示圖14實施例之畫素單元在不同操作模式的概要示意圖。請參考圖15及圖16，圖15所繪示者係畫素單元610操作在顯示模式中，圖16所繪示者係畫素單元610操作在感測模式中。在圖15中，當畫素單元610操作在顯示模式時，第一掃描訊號導通第一電晶體Q1，第三掃描訊號導通第三電晶體Q3，第二掃描訊號不導通第二電晶體Q2。資料訊號由訊號傳遞路徑710傳遞給第一電晶體電路612以及第三電晶體電路616。畫素單元610依據資料訊號以及第一共電極訊號進行影像顯示操作，顯示影像資料。

在圖16中，當畫素單元610操作在感測模式時，第一掃描訊號不導通第一電晶體Q1，第三掃描訊號不導通第三電晶體Q3，第二掃描訊號導通第二電晶體Q2。感測電路620經由感測線DL2對觸控電容元件Ctc的第一端進行充放電，以產生如圖6的馳張訊號S。馳張訊號S在訊號傳遞路徑720傳遞上。在本實施例中，各畫素單元610的馳張訊號的馳張頻率係依據電阻元件R的電阻值及/或其中的寄生電阻值來決定。並且，馳張訊號的脈波變異值由觸碰物體200來改變。當觸碰物體200觸碰畫素單元610，會與畫素單元610形成感測電容元件Cf。觸碰物體200在電子紙顯示面板600的觸碰位置可依據各畫素單元610的馳張訊號的脈波變異值來決定。在一實施例中，馳張頻率還可依據畫素單元的寄生電阻值及寄生電容值、第一電壓及第二電壓以及電晶體電路上的走線的寄生電阻值來決定。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖13實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在圖9的實施例中，電子紙顯示面板400是以單一個畫素單元410作為感測觸碰物體200的基礎單元，惟本發明並不限於此。在一實施例中，畫素單元也可以適當地加以分群，同一群的畫素單元作為感測觸碰物體200的基礎單元。

圖17繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。本實施例之電子紙顯示面板900類似於圖9實施例之電子紙顯示面板400，惟兩者之間主要的差異例如在於電子紙顯示面板900上的畫素單元910區分為一或多個畫素單元群920，例如4群。具體而言，在本實施例中，每一畫素單元群920電性連接至對應的一個感測電路。例如，位在同一行畫素單元群920電性連接至同一個感測電路。此外，每一畫素單元群920當中的畫素單元910例如共用同一個感測電路。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖16實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在圖17的實施例中，在電子紙顯示面板900中，其布局架構是將多行的畫素單元910對應到一個共電極930，共電極930是設置在畫素單元群的群與群之間，惟本發明並不限於此。在一實施例中，共電極也可以設置在畫素單元的行與行之間。

圖18繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。本實施例之電子紙顯示面板1000類似於圖17實施例之電子紙顯示面板900，惟兩者之間主要的差異在於共電極1030是設置在畫素單元610的行與行之間。在本實施例中，電子紙顯示面板1000上的畫素單元1010區分為一或多個畫素單元群1020，例如4群。每一畫素單元群1020電性連接至對應的一個感測電路。例如，位在同一行畫素單元群1020電性連接至同一個感測電路。此外，每一畫素單元群1020當中的畫素單元1010例如共用同一個感測電路。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖17實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖19繪示本發明另一實施例之電子紙顯示器裝置的概要示意圖。請參考圖19，本實施例之電子紙顯示器裝置1100具有觸控感測功能。在本實施例中，電子紙顯示器裝置1100包括驅動器裝置1110以及電子紙顯示面板1120。驅動器裝置1110電性連接至電子紙顯示面板1120。驅動器裝置1110用以驅動電子紙顯示面板1120顯示影像畫面，並且進行觸控感測操作。電子紙顯示面板1120的電極的布局方式例如是圖17或圖18所繪示者，惟本發明並不加以限制。

具體而言，在本實施例中，驅動器裝置1110包括掃描裝置1112以及感測裝置1114。掃描裝置1112用以掃描電子紙顯示面板1120上的多個感測區塊1122，以進行觸控感測操作。感測裝置1114用以控制掃描裝置1112掃描感測區塊1122，並且對各感測區塊1122進行充放電以產生例如圖6的馳張訊號S。在本實施例中，感測區塊1122以陣列方式排列，包括多個行及多個列。每一感測區塊包括一或多個如圖2所繪示的感測元件110。舉例而言，電子紙顯示面板1120的解析度例如是320X240，在一實施例中，每40行或列組合為一單元，以此單元為基礎，電子紙顯示面板1120例如包括8個感測通道以及6個掃描通道。因此，此例的電子紙顯示面板1120包括48個感測區塊1122。應注意的是，電子紙顯示面板1120的解析度以及感測通道、掃描通道以及感測區塊1122的數量僅用以例示說明，並不用以限定本發明。

在本實施例中，用以驅動電子紙顯示面板1120的驅動器裝置1110，其掃描裝置1112包括多個掃描電路1111，感測裝置1114包括多個感測電路1113。掃描電路1111各自電性連接至不同列的感測區塊1122。掃描電路1111例如在圖6的感測期間GT內導通各自連接的感測區塊1122，以進行觸控感測操作。舉例而言，在本實施例中，感測電路1113_1至1113_8當中的一個(例如感測電路1113_1)輸出控制訊號Sctrl來控制掃描電路1111_1至1111_6以列為基礎由上而下依序掃描電子紙顯示面板1120上不同列的感測區塊1122。

在本實施例中，感測電路1113各自對不同行的感測區塊1122同時進行充放電以產生馳張訊號S。舉例而言，在每一列的感測區塊1122依序被導通時，感測電路當中的一個(例如感測電路1113_1)輸出同步訊號Ssyn來同步其他的感測電路感測電路1113_2至1113_8，以在感測期間GT內各自對不同行的感測區塊1122同時進行充放電，以取得不同行的感測區塊1122的馳張訊號S。

因此，依據此種掃描感測方式，觸碰物體在電子紙顯示面板1120的觸碰位置可被決定。例如，在感測區塊1122_33被觸碰時，觸碰物體在電子紙顯示面板1120的水平座標位置(第一方向位置)係依據感測電路1113_3的位置(位在第三行)來決定，觸碰物體在電子紙顯示面板1120的垂直座標位置(第二方向位置)可依據掃描電路1111_3的位置(位在第三列)來決定。在本實施例中，電子紙顯示面板1120可進行單點或多點的觸控感測操作，其操作方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

因此，在本實施例中，感測裝置1114例如依據圖6的第一電壓V1以及第二電壓V2對各感測區塊1122進行充放電以產生馳張訊號S。馳張訊號S的脈波變異值由觸碰物體來改變。觸碰物體在電子紙顯示面板1120的觸碰位置係依據各感測區塊1122的馳張訊號S的脈波變異值來決定。另外，本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖8實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，電子紙顯示面板1120的電路結構可例如是圖10所示者，係雙電晶體共用資料線來傳遞馳張訊號的電路結構。或者，電子紙顯示面板1120的電路結構可例如圖13所示者，係雙電晶體不共用資料線來傳遞馳張訊號的電路結構。或者，電子紙顯示面板1120的電路結構可例如圖14所示者，係三電晶體共用資料線來傳遞馳張訊號的電路結構，或其他類似的電路結構。本發明對電子紙顯示面板1120的電路結構並不加以限制。

在本實施例中，感測電路1113的電路結構例如可與圖4所繪示的感測電路120相同或類似。本發明對感測電路1113的電路結構並不加以限制。在本實施例中，感測電路1113例如包括計數器電路(未繪示)。計數器電路用以設定感測期間GT以接收馳張訊號S。計數器電路在感測期間計數馳張訊號S的脈波數量。在本實施例中，計數器電路例如可以是有別於感測電路1113的一外部電路，或者也可以是感測電路1113的內部所設置的一計數器電路。

在一實施例中，每一個感測電路1113例如也可以單一個微控制器或其他類似的裝置，例如現場可程式化閘陣列(Field-programmable gate array，FPGA)來加以實現。所述微控制器例如可包括馳張式振盪器的功能、計數器電路的功能等類似的功能。作為主微控制器者更用以輸出控制訊號Sctrl以及同步訊號Ssyn，以分別控制掃描電路1111的掃描操作以及同步其他感測電路1113的感測操作。

在本實施例中，掃描電路1111的電路結構及其實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖20繪示本發明另一實施例之觸控感測器操作在操作頻率區間當中任一頻率的等效電路示意圖。請參考圖4及圖20，本實施例之觸控感測器2100類似於圖4實施例之觸控感測器2100，惟兩者之間主要的差異例如在於感測電路2120的電路結構。在本實施例中，感測區塊2110例如是包括一或多個如圖2所繪示的感測元件110，因此其等效電容的概要示意圖類似於圖4所繪示者。

具體而言，在本實施例中，感測電路2120包括電阻元件R、閂鎖器電路222、第一比較器電路224以及第二比較器電路226。電阻元件R具有第一端以及第二端。電阻元件之第二端耦接感測區塊2110。閂鎖器電路222具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。閂鎖器電路222的輸出端耦接電阻元件R之第一端。在一實施例中，閂鎖器電路222例如包括RS閂鎖器，其第一輸入端、第二輸入端以及輸出端分別是RS正反器的重置端、設定端以及 端。第一比較器電路224具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第一比較器電路224的第一輸入端耦接電阻元件之第二端以及感測區塊2210。第一比較器電路224的第二輸入端接收第一電壓V1。第一比較器電路224的輸出端耦接閂鎖器電路222的第一輸入端。第二比較器電路226具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。第二比較器電路226的第一輸入端接收第二電壓V2。第二比較器電路226的第二輸入端耦接電阻元件R之第二端以及感測區塊2110。第二比較器電路226的輸出端耦接閂鎖器電路222的第二輸入端。

請參考圖6及圖20，在本實施例中，當觸碰物體200觸碰感測區塊2110時，若端點N的電壓小於第一電壓V1，第二電壓V2對第一電容元件C1充電，直到端點N的電壓大於第二電壓V2。當端點N的電壓大於第二電壓V2時，第一電容元件C1朝向第一電壓V1放電，直到端點N的電壓小於第一電壓V1。周而復始，以在端點N產生馳張訊號S，如圖6所示。當觸碰物體200觸碰感測區塊2110時，第四電容元件C4以及第五電容元件C5存在。此時，由於端點N至接地端的等效電容值已改變，因此，馳張訊號S的脈波變異值由觸碰物體200來改變，例如變小。在感測期間GT內，馳張訊號S的脈波數量將會變少。因此，在本實施例中，判斷馳張頻率是否有改變的方式之一例如是判斷馳張訊號S的脈波數量在感測期間GT內是否有改變。換句話說，在本實施例中，馳張訊號S的脈波變異值由觸碰物體200來改變。觸碰物體200是否觸碰感測區塊2110例如可依據馳張訊號S的脈波變異值來決定。

本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖6實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。另外，在圖19的實施例中，感測電路1113的電路結構例如可與圖20所繪示的感測電路2120相同或類似。本發明對感測電路1113的電路結構並不加以限制。

圖21繪示本發明一實施例之驅動器裝置的概要示意圖。請參考圖21，本實施例之驅動器裝置230例如是一個整合式晶片。驅動器裝置230包括觸控驅動區塊232以及顯示驅動區塊234。顯示驅動區塊234電性連接至觸控驅動區塊232。在本實施例中，掃描裝置以及感測裝置係設置在觸控驅動區塊232。

具體而言，在本實施例中，顯示驅動區塊234包括顯示驅動器、第一共電極電壓控制電路、第一閘極控制電路以及顯示資料控制電路。第一共電極電壓控制電路例如耦接至圖10、圖13或圖14的第一共電極線CL1，用以控制第一共電極訊號的供給。第一閘極控制電路例如耦接至圖10、圖13或圖14的第一掃描線SL1，用以依據第一掃描訊號來控制第一電晶體Q1的導通狀態。顯示資料控制電路例如耦接至圖10或圖13的資料線DL1，或者圖14的資料線DL1。顯示資料控制電路用以控制寫入第一電晶體Q1或第三電晶體Q3的資料訊號。從而畫素單元依據資料訊號進行影像顯示操作，顯示影像資料。顯示驅動器用以驅動並控制電子紙顯示面板進行影像顯示操作。顯示驅動器包括驅動電子紙顯示面板所需之各種電路元件。

在本實施例中，觸控驅動區塊232包括掃描裝置、感測裝置、處理器電路、計數器電路、電壓產生器電路、第二共電極電壓控制電路以及第二閘極控制電路(畫素控制電路)。掃描裝置及感測裝置的其中一種實施方式例如如圖19所繪示者，惟本發明並不加以限制。掃描裝置例如耦接至圖10、圖13或圖14的第二掃描線SL2。感測裝置例如耦接至圖10的資料線DL1、圖13的感測線DL2。

在本實施例中，電壓產生器電路例如包括一或多個可程式化電壓源，用以產生第一電壓V1以及第二電壓V2。計數器電路用以設定感測期間GT，並且計數端點N的馳張訊號S的脈波數量。在一實施例中，計數器電路可包括兩個計數器來執行上述兩個操作步驟。例如，其中的一計數器用來計數馳張訊號S的脈波數量，另一計數器用來設定感測期間GT。第二共電極電壓控制電路例如耦接至圖10、圖13或圖14的第二共電極線CL2，用以控制第二共電極訊號的供給。第二閘極控制電路例如耦接至圖14的第三掃描線SL3，用以依據第三掃描訊號來控制第三電晶體Q3的導通狀態。在一實施例中，第二閘極控制電路係選擇性地配置。舉例而言，在驅動器裝置230用以驅動圖10及圖13的電子紙顯示面板400、800時，由於電子紙顯示面板400、800的電路架構並不包括第三電晶體Q3，因此，在此種應用情況下，驅動器裝置230可不配置第二閘極控制電路。在本實施例中，處理器電路例如用以接收感測裝置的感測結果，並且感測區塊的馳張訊號S來計算出觸碰物體在電子紙顯示面板上的觸碰位置。本實施例的觸控感測操作可以由圖1至圖20實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

在本實施例中，顯示驅動器、第一共電極電壓控制電路、第一閘極控制電路、顯示資料控制電路、處理器電路、電壓產生器電路、第二共電極電壓控制電路以及第二閘極控制電路的設計係適應於電子紙顯示面板來加以調整，其可由所屬技術領域的適合的電路架構來加以實施，本發明並不加以限制。

在本實施例中，整合式晶片當中各區塊所包括的裝置或電路僅用以例示說明，不用以限定本發明。設計者可依據實際需求進行適應性的調整。

圖22繪示圖21實施例之感測裝置的概要示意圖。請參考圖21及圖22，本實施例之感測裝置2214包括多個感測電路2220以及多個選擇器電路2230。感測電路2220連接至對應的感測通道。選擇器電路2230用以同步選擇第一電壓V1或第二電壓V2，並且傳遞所選擇的電壓給放大器電路2222。因此，放大器電路2222所接收的電壓可在第一電壓V1以及第二電壓V2之間切換。本實施例的感測裝置2214的操作可以由圖19實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

綜上所述，在本發明的實施例中，電子紙顯示面板的驅動器裝置用以掃描感測區塊，並且對不同行的感測區塊進行充放電，以進行觸控感測操作。驅動器裝置包括多個感測電路或者多個微處理器來進行觸控感測操作。驅動器裝置也可整合為一個整合式晶片來驅動電子紙顯示面板進行觸控感測操作。在本發明的實施例中，感測區塊包括一或多個觸控感測器。觸控感測器包括屏蔽層。屏蔽層的存在並不影響觸控感測器的觸控感測操作。觸碰物體是否觸碰到觸控感測器可依據馳張訊號的脈波變異值來決定。此外，包括觸控感測器的電子紙顯示面板以及電子紙顯示器裝置，其可提供觸控感測功能。觸碰物體在觸控感測面板上的觸控位置可依據各觸控感測器的馳張訊號的脈波變異值是否有改變來決定。

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。

100、2100‧‧‧觸控感測器

110‧‧‧感測元件

112‧‧‧基板

114‧‧‧感測電極

116‧‧‧感測共電極

118‧‧‧屏蔽層

120、420、620、820、1113、1113_1、1113_2、1113_3、1113_8、2120、2220‧‧‧感測電路

122、422、622、822、2222‧‧‧放大器電路

200‧‧‧觸碰物體

222‧‧‧閂鎖器電路

224‧‧‧第一比較器電路

226‧‧‧第二比較器電路

230、320、1110‧‧‧驅動器裝置

232‧‧‧觸控驅動區塊

234‧‧‧顯示驅動區塊

300、1100‧‧‧電子紙顯示器裝置

310、400、600、800、900、1000、1120‧‧‧電子紙顯示面板

410、610、810、910、1010‧‧‧畫素單元

412、414、612、614、616、812、814‧‧‧電晶體電路

510、520、710、720‧‧‧訊號傳遞路徑

920、1020‧‧‧畫素單元群

930、1030‧‧‧共電極

1111、1111_1、1111_3、1111_6‧‧‧掃描電路

1112‧‧‧掃描裝置

1114、2214‧‧‧感測裝置

1122、1122_33、2110‧‧‧感測區塊

2230‧‧‧選擇器電路

C1、C2、C3、C4、C5、Cf、Cst、Cp、Ctc‧‧‧電容元件

Q1、Q2、Q3‧‧‧電晶體

R‧‧‧電阻元件

N‧‧‧端點

Vref‧‧‧參考電壓

V1、V2‧‧‧電壓

f1、f2‧‧‧頻率

BW‧‧‧操作頻率區間

S‧‧‧馳張訊號

GT‧‧‧感測期間

DL1‧‧‧資料線

DL2‧‧‧感測線

SL1、SL2、SL3‧‧‧掃描線

CL1、CL2‧‧‧共電極線

X、Y‧‧‧方向

Sctrl‧‧‧控制訊號

Ssyn‧‧‧同步訊號

圖1繪示本發明一實施例之觸控感測器的概要示意圖。 圖2繪示圖1實施例之感測元件的結構示意圖。 圖3及圖4分別繪示圖1實施例之觸控感測器在不同操作頻率的等效電路示意圖。 圖5繪示圖1之觸控感測器進行觸控感測操作時的操作頻率區間的概要示意圖。 圖6繪示本發明一實施例之馳張訊號的波形示意圖。 圖7繪示本發明一實施例之電子紙顯示器裝置的概要示意圖。 圖8繪示圖7實施例之電子紙顯示器面板的結構示意圖。 圖9繪示本發明一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。 圖10繪示圖9實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。 圖11及圖12分別繪示圖9實施例之畫素單元在不同操作模式的概要示意圖。 圖13繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。 圖14繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的電路示意圖。 圖15及圖16分別繪示圖14實施例之畫素單元在不同操作模式的概要示意圖。 圖17繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。 圖18繪示本發明另一實施例之電子紙顯示面板的結構示意圖。 圖19繪示本發明另一實施例之電子紙顯示器裝置的概要示意圖。 圖20繪示本發明另一實施例之觸控感測器操作在操作頻率區間當中任一頻率的等效電路示意圖。 圖21繪示本發明一實施例之驅動器裝置的概要示意圖。 圖22繪示圖21實施例之感測裝置的概要示意圖。

Claims (31)

1. 一種觸控感測器，用以感測一觸碰物體，該觸控感測器包括： 一感測元件，包括一基板、一感測電極、一感測共電極以及一屏蔽層，其中該感測電極以及該感測共電極配置在該基板上，該屏蔽層配置在該感測電極以及該感測共電極上；以及 一感測電路，電性連接至該感測元件，並且包括一電阻元件， 其中該觸控感測器的一馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值/或該感測元件的寄生電阻值來決定，以及該馳張訊號的脈波變異值由該觸碰物體來改變，其中該觸碰物體為導體。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測器，其中該觸控感測器操作在一第一頻率與一第二頻率之間的一操作頻率區間，以及該第二頻率大於該第一頻率。
3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測器，其中該感測電極以及該感測共電極形成一第一電容元件，該屏蔽層以及該感測電極形成一第二電容元件，該屏蔽層以及該感測共電極形成一第三電容元件，該觸碰物體觸碰該觸控感測器以與該屏蔽層分別形成一第四電容元件以及一第五電容元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控感測器，其中該感測電路接收一參考電壓，以及該參考電壓在一第一電壓以及一第二電壓之間切換，並且對該第一電容元件之一第一端充放電以產生該馳張訊號，其中該馳張訊號在該第一電壓以及該第二電壓之間振盪。
5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控感測器，其中該感測電路更包括一放大器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，該第一輸入端接收該參考電壓，該輸出端耦接該電阻元件之一第一端，以及該第二輸入端耦接該電阻元件之一第二端以及該第一電容元件之該第一端。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感測器，其中該屏蔽層包括一導電層。
7. 一種電子紙顯示器裝置，具有一觸控感測功能，該電子紙顯示器裝置包括： 一電子紙顯示面板，包括多個觸控感測器，其中各該觸控感測器包括： 一感測元件，包括一基板、一感測電極、一感測共電極以及一屏蔽層，其中該感測電極以及該感測共電極配置在該基板上，該屏蔽層配置在該感測電極以及該感測共電極上；以及 一感測電路，電性連接至該感測元件，並且包括一電阻元件；以及 其中各該觸控感測器一馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值及/或該感測元件的寄生電阻值來決定，該馳張訊號的脈波變異值由一觸碰物體來改變，其中該觸碰物體為導體，以及該觸碰物體在該電子紙顯示面板的一觸碰位置是依據各該觸控感測器的該馳張訊號的脈波變異值來決定。
8. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙顯示器裝置，其中該電子紙顯示器裝置係一段碼電子紙顯示器裝置，各該觸控感測器的該馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值來決定。
9. 如申請專利範圍第7項所述的電子紙顯示器裝置，其中該電子紙顯示器裝置係一薄膜電晶體電子紙顯示器裝置，各該觸控感測器的該馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值及該感測元件的該寄生電阻值來決定。
10. 一種電子紙顯示面板，具有一觸控感測功能，該電子紙顯示面板包括： 多個畫素單元，以一陣列方式排列，電性連接至一或多個感測電路，並且用以感測一觸碰物體，其中各該畫素單元包括一觸控電容元件，以及每一該感測電路各包括一電阻元件， 其中各該畫素單元一馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值及/或該畫素單元的寄生電阻值來決定，該馳張訊號的脈波變異值由該觸碰物體來改變，其中該觸碰物體為導體，以及該觸碰物體在該電子紙顯示面板的一觸碰位置是依據各該畫素單元的該馳張訊號的脈波變異值來決定。
11. 如申請專利範圍第10項所述的電子紙顯示面板，其中各該畫素單元包括： 一第一電晶體電路，在一顯示模式中，一第一掃描訊號導通該第一電晶體電路當中的電晶體，從而該畫素單元進行影像顯示操作；以及 一第二電晶體電路，在一感測模式中，一第二掃描訊號導通該第二電晶體電路當中的電晶體，從而該畫素單元進行觸控感測操作， 其中該第二電晶體電路電性連接至該第一電晶體電路以及該一或多個感測電路，以及該第二電晶體電路包括該觸控電容元件。
12. 如申請專利範圍第11項所述的電子紙顯示面板，其中該觸碰物體觸碰該些畫素單元，以與該些畫素單元形成一感測電容元件，以及該第二電晶體電路更包括該感測電容元件。
13. 如申請專利範圍第11項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個第一掃描線，電性連接至該些第一電晶體電路，各該第一掃描線用以提供該第一掃描訊號給該第一電晶體電路；以及 多個第二掃描線，電性連接至該些第二電晶體電路，各該第二掃描線用以提供該第二掃描訊號給該第二電晶體電路。
14. 如申請專利範圍第11項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個資料線，電性連接至該些第一電晶體電路，各該資料線用以提供一資料訊號給該第一電晶體電路，其中在該顯示模式中該第一電晶體電路當中的電晶體被導通，從而該畫素單元依據該資料訊號來顯示該影像資料。
15. 如申請專利範圍第14項所述的電子紙顯示面板，其中該些第二電晶體電路經由該些資料線電性連接至該一或多個感測電路，以及在該感測模式中該第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且該一或多個感測電路經由該些資料線對該觸控電容元件之一端充放電以產生該馳張訊號。
16. 如申請專利範圍第14項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個感測線，電性連接至該些第二電晶體電路，其中該些第二電晶體電路經由該些感測線電性連接至該一或多個感測電路，以及在該感測模式中該第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且該一或多個感測電路經由該些感測線對該觸控電容元件之一端充放電以產生該馳張訊號。
17. 如申請專利範圍第11項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個第一共電極線，電性連接至該些第一電晶體電路，各該第一共電極線用以提供一第一共電極訊號給該第一電晶體電路，其中在該顯示模式中該第一電晶體電路當中的電晶體被導通，從而該畫素單元依據該第一共電極訊號進行影像顯示操作；以及 多個第二共電極線，電性連接至該些第二電晶體電路，各該第二共電極線用以提供一第二共電極訊號給該第二電晶體電路，其中在該感測模式中該第二電晶體電路當中的電晶體被導通，從而該畫素單元依據該第二共電極訊號進行觸控感測操作。
18. 如申請專利範圍第11項所述的電子紙顯示面板，其中各該畫素單元更包括： 一第三電晶體電路，電性連接在該第一電晶體電路以及該第二電晶體電路之間，在該顯示模式中，一第三掃描訊號導通該第三電晶體電路當中的電晶體以將一資料訊號傳遞給該第三電晶體電路，以及在該顯示模式中，該第二電晶體電路當中的電晶體不導通。
19. 如申請專利範圍第18項所述的電子紙顯示面板，其中在該感測模式中，該第三掃描訊號不導通該第三電晶體電路當中的電晶體，以及在該感測模式中，該第二電晶體電路當中的電晶體被導通，從而該畫素單元進行觸控感測操作。
20. 如申請專利範圍第18項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個第三掃描線，電性連接至該些第三電晶體電路，各該第三掃描線用以提供該第三掃描訊號給該第三電晶體電路，其中在該顯示模式中該第三掃描訊號導通該第三電晶體電路當中的電晶體，從而該畫素單元進行影像顯示操作。
21. 如申請專利範圍第18項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個感測線，電性連接至該些第二電晶體電路，該些第二電晶體電路經由該些感測線電性連接至該一或多個感測電路，以及在該感測模式中該第二電晶體電路當中的電晶體被導通，並且該一或多個感測電路經由該些感測線對該觸控電容元件之一端充放電以產生該馳張訊號。
22. 如申請專利範圍第18項所述的電子紙顯示面板，更包括： 多個第一共電極線，電性連接至該些第一電晶體電路以及該些第三電晶體電路，各該第一共電極線用以提供一第一共電極訊號給該些第一電晶體電路以及該些第三電晶體電路，其中在該顯示模式中該些第一電晶體電路以及該些第三電晶體電路當中的電晶體被導通，從而該畫素單元依據該第一共電極訊號進行影像顯示操作。
23. 如申請專利範圍第10項所述的電子紙顯示面板，其中該一或多個感測電路各接收一參考電壓，並且對各該觸控電容元件之一第一端充放電以產生該馳張訊號，以及該參考電壓在一第一電壓以及一第二電壓之間切換，其中該馳張訊號在該第一電壓以及該第二電壓之間振盪。
24. 如申請專利範圍第23項所述的電子紙顯示面板，其中該感測電路更包括一放大器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，該第一輸入端接收該參考電壓，該輸出端耦接該電阻元件之一端，以及該第二輸入端耦接該電阻元件之另一端以及該觸控電容元件之該第一端。
25. 如申請專利範圍第10項所述的電子紙顯示面板，其中該些畫素單元區分為一或多個畫素單元群，該一或多個畫素單元群各別電性連接至該一或多個感測電路當中對應的一個感測電路。
26. 一種電子紙顯示面板，具有一觸控感測功能，該電子紙顯示面板包括： 多個畫素單元，以一陣列方式排列，用以感測一觸碰物體，其中各該畫素單元包括： 一第一電晶體，具有一第一端、一第二端以及一控制端，其中該第一電晶體的該第一端電性連接至一資料線，以及該第一電晶體的該控制端電性連接至一第一掃描線； 一畫素電容元件，具有一第一端以及一第二端，其中該畫素電容元件的該第一端電性連接至該第一電晶體的該第二端，以及該畫素電容元件的該第二端電性連接至一第一共電極線； 一儲存電容元件，具有一第一端以及一第二端，其中該儲存電容元件的該第一端電性連接至該第一電晶體的該第二端，以及該儲存電容元件的該第二端電性連接至該第一共電極線； 一第二電晶體，具有一第一端、一第二端以及一控制端，其中該第二電晶體的該第一端電性連接至該資料線，以及該第二電晶體的該控制端電性連接至一第二掃描線； 一觸控電容元件，具有一第一端以及一第二端，其中該觸控電容元件的該第一端電性連接至該第二電晶體的該第二端，以及該觸控電容元件的該第二端電性連接至一第二共電極線；以及 一感測電容元件，具有一第一端以及一第二端，其中該感測電容元件的該第一端電性連接至該第二電晶體的該第二端，以及該感測電容元件的該第二端電性連接至該第二共電極線， 其中該資料線電性連接至一或多個感測電路當中對應的一個感測電路，該感測電路包括一電阻元件，各該畫素單元的一馳張訊號的馳張頻率係依據該電阻元件的電阻值及/或該畫素單元的寄生電阻值來決定，該馳張訊號的脈波變異值由該觸碰物體來改變，其中該觸碰物體為導體，以及該觸碰物體在該電子紙顯示面板的一觸碰位置是依據各該畫素單元的該馳張訊號的脈波變異值來決定。
27. 如申請專利範圍第26項所述的電子紙顯示面板，其中各該畫素單元包括： 一第三電晶體，具有一第一端、一第二端以及一控制端，其中該第三電晶體的該第一端電性連接至該第二電晶體的該第二端，該第三電晶體的該第二端電性連接至該第一電晶體的該第二端，以及該第三電晶體的該控制端電性連接至一第三掃描線，以及該第二電晶體的該第一端電性連接至一感測線。
28. 如申請專利範圍第26項所述的電子紙顯示面板，更包括該些第一掃描線、該些第二掃描線、該些資料線、該些第一共電極線以及該些第二共電極線，其中該些第一掃描線、該些第二掃描線以及該些第一共電極線在一第一方向上排列，以及該些資料線以及該些第二共電極線在一第二方向上排列。
29. 如申請專利範圍第28項所述的電子紙顯示面板，更包括多個第三掃描線以及多個感測線，其中該些第三掃描線在該第一方向上排列，以及該些感測線在該第二方向上排列。
30. 如申請專利範圍第26項所述的電子紙顯示面板，其中該感測電路接收一參考電壓，並且對該觸控電容元件的該第一端充放電以產生該馳張訊號，以及該參考電壓在一第一電壓以及一第二電壓之間切換，其中該馳張訊號在該第一電壓以及該第二電壓之間振盪。
31. 如申請專利範圍第30項所述的電子紙顯示面板，其中該感測電路更包括一放大器電路，具有一第一輸入端、一第二輸入端以及一輸出端，該第一輸入端接收該參考電壓，該輸出端耦接該電阻元件之一端，以及該第二輸入端耦接該電阻元件之另一端以及該觸控電容元件之該端。