本發(fā)明是有關(guān)一種內(nèi)嵌式(in-cell)觸控?zé)赡?，特別是一種適用于自電容(self-capacitance)內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳌?/p>

背景技術(shù)：

觸控?zé)赡粸橐环N結(jié)合觸控技術(shù)與顯示技術(shù)的輸出/輸入裝置，可讓使用者直接與顯示物件進(jìn)行互動(dòng)。電容式觸控面板為一種常見(jiàn)觸控面板，其利用電容耦合效應(yīng)以偵測(cè)觸碰位置。當(dāng)手指觸碰到觸控面板的表面時(shí)，相應(yīng)位置的電容量會(huì)改變，因而得以偵測(cè)到觸碰位置。

為了制造更薄的觸控?zé)赡?，因此使用?nèi)嵌式技術(shù)，將電容制作于顯示器內(nèi)部，因而得以省略一些層級(jí)。傳統(tǒng)內(nèi)嵌式觸控?zé)赡皇褂霉搽妷?VCOM)層于顯示模式及觸控模式。顯示模式的共電壓通常具有負(fù)電壓位準(zhǔn)，而觸控模式在共電壓層的接收(RX)電極所感應(yīng)的感測(cè)信號(hào)通常具有正電壓位準(zhǔn)。因此，用于切換顯示模式與觸控模式的開(kāi)關(guān)所使用的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電晶體，其跨壓會(huì)超過(guò)其操作電壓。鑒于此，需要使用額外電路來(lái)輔助該開(kāi)關(guān)，以解決(正至負(fù))跨壓?jiǎn)栴}。另一種解決跨壓?jiǎn)栴}的方法是使用高操作電壓的金屬氧化物半導(dǎo)體電晶體來(lái)實(shí)施該開(kāi)關(guān)。然而，上述方法皆會(huì)增加電路面積。因此，亟需提出一種新穎機(jī)制，以降低內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏碾娐访娣e。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述，本發(fā)明實(shí)施例的目的之一在于提出一種適用于自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎靡员苊鈨?nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目鐗簡(jiǎn)栴}，且不會(huì)增加芯片面積。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破靼搽妷弘娐?、顯示模式開(kāi)關(guān)、偵測(cè)電路及觸控模式開(kāi)關(guān)。共電壓電路在其輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生共電壓。顯示模式開(kāi)關(guān)的第一端連接至共電壓電路的輸出節(jié)點(diǎn)，其第二端借由內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏南鄳?yīng)連接線而連接至共電壓電極。偵測(cè)電路在其輸出/輸入節(jié)點(diǎn)接收感測(cè)信號(hào)。觸控模式開(kāi)關(guān)的第一端連接至偵測(cè)電路的輸出/輸入節(jié)點(diǎn)，其第二端借由內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏南鄳?yīng)連接線而連接至共電壓電極。顯示模式開(kāi)關(guān)在顯示模式為閉合，使得共電壓電極設(shè)于共電壓，且在觸控模式為斷開(kāi)。觸控模式開(kāi)關(guān)在觸控模式為閉合，使得偵測(cè)電路從共電 壓電極接收并處理感測(cè)信號(hào)，且在顯示模式為斷開(kāi)。偵測(cè)電路的全幅度電源涵蓋共電壓電路的全幅度電源。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎渲性搩?nèi)嵌式觸控?zé)赡粸樽噪娙輧?nèi)嵌式觸控?zé)赡弧?/p>

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破?，其中該顯示模式開(kāi)關(guān)及該觸控模式開(kāi)關(guān)分別包含單一金屬氧化物半導(dǎo)體電晶體。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎Ｊ竭x擇器，用以控制該顯示模式開(kāi)關(guān)及該觸控模式開(kāi)關(guān)。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎渲性摴搽妷弘娐吩谄漭敵黾?jí)包含放大器。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎渲性搨蓽y(cè)電路在其輸入級(jí)包含模擬前端，用以提供界面于該共電壓電極與該偵測(cè)電路后級(jí)之間。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鳎渲性摴搽妷弘娐肪哂械谝浑娫摧斎牍?jié)點(diǎn)以接收大于或等于地電壓的電壓位準(zhǔn)，且該偵測(cè)電路具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)，其接收的電壓位準(zhǔn)大約相同于該共電壓電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)所接收的電壓位準(zhǔn)；且該偵測(cè)電路具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)以接收負(fù)電壓，其絕對(duì)值大于或等于該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)所接收的負(fù)電壓的絕對(duì)值。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破?，其中該共電壓電路的第一電源輸入?jié)點(diǎn)接收正電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該正電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破?，其中該共電壓電路的第一電源輸入?jié)點(diǎn)接收地電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收地電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓。

前述的適用于內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破?，其中該共電壓電路的第一電源輸入?jié)點(diǎn)接收地電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收第一負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收地電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收第二負(fù)電壓，其絕對(duì)值大于該第一負(fù)電壓的絕對(duì)值。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。

一種內(nèi)嵌式觸控?zé)赡话汗搽妷簩?，包含多個(gè)共電壓電極，在觸控模式時(shí)，所述共電壓電極作為感測(cè)點(diǎn)，在顯示模式時(shí)，所述共電壓電極連接至共電壓；多個(gè)連接線，分別連接至所述共電壓電極；共電壓電路，在其輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生該共電壓；顯示模式開(kāi)關(guān)，其第一端連接至該共電壓電路 的輸出節(jié)點(diǎn)，其第二端借由相應(yīng)連接線而連接至該共電壓電極；偵測(cè)電路，在其輸出/輸入節(jié)點(diǎn)接收感測(cè)信號(hào)；及觸控模式開(kāi)關(guān)，其第一端連接至該偵測(cè)電路的輸出/輸入節(jié)點(diǎn)，其第二端借由相應(yīng)連接線而連接至該共電壓電極；其中該顯示模式開(kāi)關(guān)在顯示模式為閉合，使得該共電壓電極設(shè)于該共電壓，且在觸控模式為斷開(kāi)；其中該觸控模式開(kāi)關(guān)在觸控模式為閉合，使得該偵測(cè)電路從該共電壓電極接收并處理該感測(cè)信號(hào)，且在顯示模式為斷開(kāi)；其中該偵測(cè)電路的全幅度電源涵蓋該共電壓電路的全幅度電源。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該?nèi)嵌式觸控?zé)赡粸樽噪娙輧?nèi)嵌式觸控?zé)赡弧?/p>

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該顯示模式開(kāi)關(guān)及該觸控模式開(kāi)關(guān)分別包含單一金屬氧化物半導(dǎo)體電晶體。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，更包含模式選擇器，用以控制該顯示模式開(kāi)關(guān)及該觸控模式開(kāi)關(guān)。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該共電壓電路在其輸出?jí)包含放大器。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡唬渲性搨蓽y(cè)電路在其輸入級(jí)包含模擬前端，用以提供界面于該共電壓電極與該偵測(cè)電路后級(jí)之間。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該共電壓電路具有第一電源輸入?jié)點(diǎn)以接收大于或等于地電壓的電壓位準(zhǔn)，且該偵測(cè)電路具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)，其接收的電壓位準(zhǔn)大約相同于該共電壓電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)所接收的電壓位準(zhǔn)；且該偵測(cè)電路具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)以接收負(fù)電壓，其絕對(duì)值大于或等于該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)所接收的負(fù)電壓的絕對(duì)值。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該共電壓電路的第一電源輸入?jié)點(diǎn)接收正電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該正電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?，其中該共電壓電路的第一電源輸入?jié)點(diǎn)接收地電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收地電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收該負(fù)電壓。

前述的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡唬渲性摴搽妷弘娐返牡谝浑娫摧斎牍?jié)點(diǎn)接收地電壓，且該共電壓電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收第一負(fù)電壓；該偵測(cè)電路的第一電源輸入節(jié)點(diǎn)接收地電壓，且該偵測(cè)電路的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)接收第二負(fù)電壓，其絕對(duì)值大于該第一負(fù)電壓的絕對(duì)值。

借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明能夠避免內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目鐗簡(jiǎn)栴}，且不會(huì)增加芯片面積。

上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏耐敢晥D。

圖2顯示圖1的共電壓層的俯視圖。

圖3顯示適用于圖1的內(nèi)嵌式觸控?zé)赡坏目刂破鞯氖疽鈭D。

圖4A至圖4C顯示本發(fā)明特定實(shí)施例的圖3的控制器的電路圖。

【主要元件符號(hào)說(shuō)明】

100：自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡? 11：閘極線

13：源極線 15：共電壓層

151：共電壓電極 152：連接線

300：控制器 31：共電壓電路

311：輸出節(jié)點(diǎn) 312：放大器

313：第一電源輸入節(jié)點(diǎn) 314：第二電源輸入節(jié)點(diǎn)

32：顯示模式開(kāi)關(guān) 33：模式選擇器

34：偵測(cè)電路 341：輸出/輸入節(jié)點(diǎn)

342：模擬前端 343：第一電源輸入節(jié)點(diǎn)

344：第二電源輸入節(jié)點(diǎn) 35：觸控模式開(kāi)關(guān)

G：閘極 S：源極

VCOM：共電壓 AFE：模擬前端

VDDA：正電壓 NVDDA：負(fù)電壓

NVDDA1：第一負(fù)電壓 NVDDA2：第二負(fù)電壓

GND：地電壓

具體實(shí)施方式

圖1顯示本發(fā)明實(shí)施例的自電容(self-capacitance)內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?00的透視圖。自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?以下簡(jiǎn)稱內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?100主要包含閘極(G)線11、源極(S)線13及共電壓(VCOM)層15，由下而上彼此隔離。為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?00的一些元件未顯示于圖式中。例如，液晶層可設(shè)于共電壓層15之上。閘極線11橫向或列向設(shè)置，源極線13則縱向或行向設(shè)置。

圖2顯示圖1的共電壓層15的俯視圖。在本實(shí)施例中，共電壓層15分割為多個(gè)共電壓電極151，排列為陣列行式，如圖2所例示。多條連接線152分 別連接所述共電壓電極151。在觸控模式時(shí)，共電壓電極151作為感測(cè)點(diǎn)(或接收(RX)電極)；且在顯示模式時(shí)，共電壓電極151連接至共電壓(例如直流電壓)。

圖3顯示適用于圖1的自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?00的控制器300的示意圖。在本實(shí)施例中，控制器300包含共電壓電路31，產(chǎn)生共電壓VCOM于其輸出節(jié)點(diǎn)311?？刂破?00還包含顯示模式開(kāi)關(guān)32，其第一端連接至共電壓電路31的輸出節(jié)點(diǎn)311，其第二端借由相應(yīng)連接線152而連接至共電壓電極151。在顯示模式，模式選擇器33控制顯示模式開(kāi)關(guān)32使其閉合(closed)，使得共電壓電極151設(shè)于共電壓VCOM。另一方面，在觸控模式，模式選擇器33控制顯示模式開(kāi)關(guān)32使其斷開(kāi)(open)。

本實(shí)施例的控制器300更包含偵測(cè)電路34，在其輸出/輸入節(jié)點(diǎn)341接收感測(cè)信號(hào)，用于輸出傳送(TX)信號(hào)并偵測(cè)觸碰事件?？刂破?00還包含觸控模式開(kāi)關(guān)35，其第一端連接至偵測(cè)電路34的輸出/輸入節(jié)點(diǎn)341，其第二端借由相應(yīng)連接線152而連接至共電壓電極151。在觸控模式，模式選擇器33控制觸控模式開(kāi)關(guān)35使其閉合，使得偵測(cè)電路34可從共電壓電極151接收并處理感測(cè)信號(hào)。另一方面，在顯示模式，模式選擇器33控制觸控模式開(kāi)關(guān)35使其斷開(kāi)。值得注意的是，顯示模式開(kāi)關(guān)32與制觸控模式開(kāi)關(guān)35分別可使用單一金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電晶體來(lái)實(shí)施，不像傳統(tǒng)觸控?zé)赡恍枋褂妙~外的電路。

圖4A顯示本發(fā)明第一特定實(shí)施例的圖3的控制器300的電路圖。在本實(shí)施例中，共電壓電路31在其輸出級(jí)包含放大器312，例如運(yùn)算放大器。偵測(cè)電路34在其輸入級(jí)包含模擬前端(analogfront-end,AFE)342，用以提供界面于共電壓電極151與偵測(cè)電路34后級(jí)(例如模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器)之間。根據(jù)本實(shí)施例的特征之一，共電壓電路31的放大器312具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)313以接收正電壓VDDA，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)314以接收負(fù)電壓NVDDA。因此，放大器312的電源輸入跨越正電壓VDDA至負(fù)電壓NVDDA，其全幅度電源為VDDA-NVDDA。另一方面，偵測(cè)電路34的模擬前端342具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)343以接收正電壓VDDA，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)344以接收負(fù)電壓NVDDA。因此，模擬前端342的電源輸入跨越正電壓VDDA至負(fù)電壓NVDDA，其全幅度電源為VDDA-NVDDA。借此，共電壓電路31的放大器312的全幅度電源大約相同于偵測(cè)電路34的模擬前端342的全幅度電源。

由于全幅度電源VDDA-NVDDA涵蓋顯示模式的共電壓的電壓位準(zhǔn)，且涵蓋觸控模式的共電壓電極151的感測(cè)信號(hào)的電壓位準(zhǔn)，因而得以避免跨壓?jiǎn)栴}。

圖4B顯示本發(fā)明第二特定實(shí)施例的圖3的控制器300的電路圖。圖4B的電路類似于圖4A的電路，其差異說(shuō)明如下。共電壓電路31的放大器312具有 第一電源輸入節(jié)點(diǎn)313以接收地電壓GND，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)314以接收負(fù)電壓NVDDA。因此，放大器312的電源輸入跨越地電壓GND至負(fù)電壓NVDDA，其全幅度電源為0-NVDDA(或-NVDDA)。另一方面，偵測(cè)電路34的模擬前端342具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)343以接收地電壓GND，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)344以接收負(fù)電壓NVDDA。因此，模擬前端342的電源輸入跨越地電壓GND至負(fù)電壓NVDDA，其全幅度電源為0-NVDDA(或-NVDDA)。借此，共電壓電路31的放大器312的全幅度電源大約相同于偵測(cè)電路34的模擬前端342的全幅度電源，因而使得自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?00得以避免跨壓?jiǎn)栴}。

圖4C顯示本發(fā)明第三特定實(shí)施例的圖3的控制器300的電路圖。圖4C的電路類似于圖4A的電路，其差異說(shuō)明如下。共電壓電路31的放大器312具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)313以接收地電壓GND，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)314以接收第一負(fù)電壓NVDDA1。因此，放大器312的電源輸入跨越地電壓GND至第一負(fù)電壓NVDDA1，其全幅度電源為0-NVDDA(或-NVDDA)。另一方面，偵測(cè)電路34的模擬前端342具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)343以接收地電壓GND，且具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)344以接收第二負(fù)電壓NVDDA2(其中，NVDDA2的絕對(duì)值大于NVDDA1的絕對(duì)值)。因此，模擬前端342的電源輸入跨越地電壓GND至第二負(fù)電壓NVDDA2，其全幅度電源為0-NVDDA2(或-NVDDA2)。借此，偵測(cè)電路34的模擬前端342的全幅度電源大于共電壓電路31的放大器312的全幅度電源，因而使得自電容內(nèi)嵌式觸控?zé)赡?00得以避免跨壓?jiǎn)栴}。

一般來(lái)說(shuō)，偵測(cè)電路34的模擬前端342的全幅度電源涵蓋共電壓電路31的放大器312的全幅度電源。換句話說(shuō)，共電壓電路31的放大器312的全幅度電源位于偵測(cè)電路34的模擬前端342的全幅度電源的范圍內(nèi)。

共電壓電路31的放大器312具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)313以接收大于或等于地電壓GND的電壓位準(zhǔn)，且偵測(cè)電路34的模擬前端342具有第一電源輸入節(jié)點(diǎn)343，其接收的電壓位準(zhǔn)大約相同于第一電源輸入節(jié)點(diǎn)313所接收的電壓位準(zhǔn)。偵測(cè)電路34的模擬前端342具有第二電源輸入節(jié)點(diǎn)344以接收負(fù)電壓，其絕對(duì)值大于或等于放大器312的第二電源輸入節(jié)點(diǎn)314所接收的負(fù)電壓的絕對(duì)值。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。