触控感应装置与相关触控屏幕的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明关于电容式触控屏幕，尤指触控屏幕的电极的型样设计。
【背景技术】
[0002] 由于触控提供既直觉又自然的人机互动形式，因此触控屏幕已经广泛地被运用在 个人计算机，平板计算机，智能型手机，便携带式装置，手持装置等各种电子装置之中。近 来，电容式触控屏幕快速地发展，且有取代其他类型的触控屏幕的趋势。
[0003] 电容式触控屏幕利用电容式的触控感测装置，即：主动感测阵列，包含有驱动电极 以及感应电极，并且藉助于相关的控制以及感应电路，检测使用者的触碰并决定触碰位置。 驱动脉冲逐行地提供至驱动电极，以至于在驱动电极上形成电荷，这些电荷会以电容式耦 合的形式，耦合至与驱动电极所交错的感应电极。如此一来，将在感应电极上形成可测量的 电压或电流。驱动脉冲与感应电极上所测得的信号之间的关系，又与感应电极与驱动电极 之间所耦合的电容量有关。因此，根据驱动信号与测量到的感应信号将可得到交会处的耦 合电容的电容值（亦即，互容值）。当一个触碰物体（例如：手指或导电笔）靠近触控感测 装置时，将会改变驱动电极与感应电极之间的电场（因触碰物体实质上接地，所以会将电 场吸收），从而减少在邻近处上测量到的电容值。因此，触控位置基本上可从互容值的减少 而决定。
[0004] 在某些操作环境下，触控装置可能会与触碰物体之间不共地（common ground)。例 如，当触控装置被放置在一个绝缘体上，例如：木质/塑胶桌、床、纸箱、塑胶箱等，此时触控 装置与触碰物体不共地（假设使用者站在地面上）。在这种环境下，触碰物体相对于触控 装置所连接的地为浮接（floating)。因此，触碰物体形成一浮接导体，这会造成在触碰物 体与触控装置所连接的地之间产生一个电容值差（capacitance difference)。图IA与图 IB解释这种状况如何影响感应电极与驱动电极之间所测量到的互容值。在图IA中，触碰 物体FINGER与触控感测装置（亦即，感应电极RX与驱动电极TX)共地。因此，当触碰物体 FINGER接近触控感测装置时，在感应电极RX与驱动电极TX之间测量到的互容值将会下降， 这是因为触碰物体吸收了电极间的电场。然而，在图IB中，触碰物体FINGER与触控感测装 置不共地，所以在感应电极RX与驱动电极TX之间会产生一个电容值差，在这种情况下，触 碰物体FINGER接近触控感测装置时所造成的互容值下降，会共地时下降的程度。表1展示 了两种情形的差异。
[0007] 如表1所示，不共地状态将会造成难以识别的微弱感应信号（亦即，互容值（Cm) 在触碰前后的差值）。这让触控感测装置中的处理电路难以从感应信号中分析出触碰位 置。有些方法可能可以解决这样的问题。但由于触控屏幕可能会操作在不同的使用环境下， 如手持，放置在桌上，或者是床上，此时触碰物体与触控感测装置之间的电容差值会相当不 同。因此，有必要设计一种触控感测装置，其无论在是否共地或者是电容差值大小不同的情 况下，都可得到足以明确识别的感应信号。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的一目的在于提供触控屏幕的电极型样的设计，其中，本发明在一个 触控屏幕中，设计了多种不同的环绕型样，如此一来可确保在不同操作环境下，都能得到可 被明确识别的感应信号。
[0009] 本发明的一实施例提供一种触控感测装置，该触控感测装置包含：多个第一电极； 多个第二电极，设置于该多个第一电极的周遭；多个第一环绕型样，由该多个第一电极与该 多个第二电极所形成；多个第二环绕型样，由该多个第一电极与该多个第二电极所形成。每 一个第一环绕型样包含：该多个第一电极的一个与该多个第二电极的一个交错。每一个第 二环绕型样包含：该多个第二电极的一个夹在该多个第二电极的另一个与该多个第一电极 的一个中间。
[0010] 本发明的另一实施例提供一种触控屏幕，该触控屏幕包含：一显示装置、一触碰控 制装置以及受控于该触碰控制装置的一触控感测装置。该触控感测装置包含：多个第一电 极；多个第二电极，设置于该多个第一电极的周遭；多个第一环绕型样，由该多个第一电极 与该多个第二电极所形成；多个第二环绕型样，由该多个第一电极与该多个第二电极所形 成。每一个第一环绕型样包含：该多个第一电极的一个与该多个第二电极的一个交错。每 一个第二环绕型样包含：该多个第二电极的一个夹在该多个第二电极的另一个与该多个第 一电极的一个中间。
【附图说明】
[0011] 图IA与图IB解释在不同操作环境下测量到的互容值的变化。
[0012] 图2绘示本发明触控感测装置的一实施例的一部份的简化布局架构。
[0013] 图3更清楚地绘示出触控感测装置100的第一环绕型样。
[0014] 图4更清楚地绘示出触控感测装置100的第二环绕型样。
[0015] 图5A与图5B解释第二环绕型样在不同操作环境下所测量到的互容值变化。
[0016] 图6、图7A以图7B解释第一环绕型样PATA_1-PATA_2与第二环绕型样 PATB_1-PATB_2的排列如何改善感应信号。
[0017] 图8为本发明触控感测装置100的一实施例的详细布局。
[0018] 图9为本发明触控屏幕的一实施例的架构图。
[0019] 附图标记说明
[0020] FINGER 触碰物体
[0021] TX、T1~T4 驱动电极
[0022] RX、R1~R4 感应电极
[0023] Cm 互容
[0024] C 电容差值
[0025] PATA_1 ~PATA_8 第一环绕型样
[0026] PATB_1 ~PATB_8 第二环绕型样
[0027] 261~265 突出分支
[0028] 271 ~275 开 口槽孔
[0029] GND 屏蔽电极
[0030] 100 触控感应装置
[0031] 200 触碰控制电路
[0032] 300 显示装置
[0033] 400 触控屏幕
【具体实施方式】
[0034] 在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应 可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不 以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在 通篇说明书及权利要求中所提及的"包含"为一开放式的用语，故应解释成"包含但不限定 于"。此外，"耦接"一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第 一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他 装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置，如上所述，为了在各种操作环境下都能确 保感应信号足以被识别，本发明提供一种触控感测装置，其具有多种驱动电极与与感应电 极的环绕型样。
[0035] 图2绘示本发明触控感测装置的一实施例的一部份的简化布局架构。如图所示， 触控感测装置100包含驱动电极Tl~T4以及感应电极Rl~R4。当然，这个范例仅作 为说明之用，在不同实施态样中，可能会使用不同数量的驱动电极与感应电极。在一实施 例中，驱动电极Tl~T4可能在一第一金属层上形成，而感应电极Rl~R4则在一第二金 属层上形成，且第一金属层与第二金属层之间具有一导电膜，例如氧化铟锡（indium tin oxide, ITO)、例如氧化铟锌（indium zinc oxid