显示萤幕系统及其提供和使用的方法

专利名称：显示萤幕系统及其提供和使用的方法
技术领域：
本发明是有关于一种电容性触控感测器，且特别是关于一种用于薄膜晶体管式液 晶显示面板的电容性触控感测器。
背景技术：
根据维基百科的说明，触控萤幕是一种显示装置，其能够检测落于显示区域中的 触碰的存在与位置。一般来说，此一名词是指通过如手指来触碰或接触一装置的显示器。电 容式触控面板是一种由玻璃制成的感应器，上述玻璃的表面涂布了 一种透明导电材料，如 铟锡氧化物(indium tin OXide，IT0)。此一类型的感应器通常是一个电容，此一电容中的 极板(plates)为一格状图样中水平轴与垂直轴之间的垂直区域。由于人体能够导电，当触 碰到感应器的表面时，会影响其电场，因而使得该装置的电容量发生一可检测的改变。这些 感应器可感应邻近区域的电容量变化，可于不直接碰触感应器的情形下触发这些感应器。 此一技术相当耐用，且以广泛地运用于各种领域，包括销售时点情报系统(point-of-sale system)、工业控制与公众信息站(public information kiosk)。其后，电容性触控感测器，可以检测到人类手指触碰到或接近其表面。可通过测量 该面板或该面板表面中的一元件与虚拟接地端之间的电容量，来进行上述检测。此方法在 电容式键盘与电容式触控板等领域中已行之有年。同样根据维基百科的说明，一薄膜晶体管液晶显示器(TFT IXD)是液晶显示器的 一种变形，其使用了薄膜晶体管(TFT)技术来改善影像品质(如定址能力、对比度)。薄膜 晶体管液晶显示器是一种主动阵列液晶显示器，而所有的液晶显示器萤幕都是以薄膜晶体 管主动阵列定址为基础。薄膜晶体管液晶显示器已运用于电视机、电脑萤幕、移动电话与电 脑、手持式影像游戏系统、个人数字助理、导航系统、投影器等等。用于计算机与其他装置的小型液晶显示器具有直接驱动的影像元件，亦即，可在 一区段上施加一电压而不会干扰显示器的其他区段。但这无法运用于具有大量图像元件 (像素)的大型显示器，因为可能需要数百万个接点，亦即，分别位于每一像素的三个颜色 (红、绿、蓝)的上方与下方接点。为了避免上述问题，采用行、列的形式来定址这些像素，这 可以把接点数目由数百万个减少到数千个。如果利用正电压来驱动同一列中的像素，并用 负电压来驱动同一行中的像素，则在交点处的像素的外加电压为最大，并可切换该像素。此 一方案的问题在于同一行中的所有像素都会看到所外加电压的一部份，而同一列中的所有 像素亦然，因此虽然并未完全切换这些像素，这些像素仍倾向于变暗。解决此一问题的方案 是使每一像素具有各自的晶体管开关，而使得能够分别控制每一像素。晶体管的漏电流较 低，因而可防止在多次再新(refresh)显示影像之间，施加于该像素的电压发生泄漏。每一 像素都是一个小型的电容，其具有一绝缘液晶层，夹设于二透明导电的铟锡氧化物层之间。薄膜晶体管液晶显示器的电路布局和DRAM存储器非常相似。然而，薄膜晶体管 液晶显示器中的晶体管是由沉积于玻璃板上的一硅薄膜所制成，而非利用结晶形式的硅晶 圆。晶体管仅占据了每一像素中一小部分的区域；硅薄膜的其他部分经刻蚀移除，以利光线
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已公开的美国专利申请案No. 2009/0079707A1 (发明人Kaehler ；受 让人 Motorola)以及 No. 2009/0135158A1 (发明人 Takahashi et al)以及 No. 2008/0062140Α1(受让人Apple ；标题为〃 Touch screen liquid crystal display") 分别描述了各种显示萤幕以及用以感应邻近该萤幕表面的物件(如，手指)的相关方法。图IB (现有技术)中绘示了现有薄膜晶体管液晶显示器显示器，其包括成行、列沉 积于透明表面上的导体。在上述导体行、列的每一个交点设有利用薄膜技术所制备的硅场 效晶体管。此一场效晶体管的栅极由行导线所驱动，而源极则连接至列导线。每一场效晶 体管的汲极连接至由透明导电材料(主要为ΙΤ0，即铟锡氧化物)制成的像素元件，此像素 元件可作为该液晶显示器显示器的一电极。当一特定像素的行与列皆通电时，可调整该像 素的亮度。标准液晶显示器扫瞄程序会通电至单一行，因而启动该行中的所有场效晶体管， 且之后驱动适当电压予所有列线。只有电流通过该行的像素会被改变，而其他行中的像素 不变，这是因为其他场效晶体管皆处于OFF状态。在彩色液晶显示器显示器中，有R(代表 红色)、G(代表绿色)、B(代表蓝色)三种元件，亦称为每一像素的次像素。因而，在像素的 整体面积中，每一次像素是对应的一个R、G或B的空间元件。在此将本说明书所提及的所有文献与专利文件揭示的内容，以及此处直接或间接 引用的所有文献与专利文件纳入本说明书做为参照。

发明内容
本发明某些实施例的态样提供使用液晶显示器的电极作为电容式触控与近接感 测器(proximity sensor)元件的装置与方法。通过对单一行或一群邻近行通电，可将与该 些行相关联的电极行短路至该列信号。举例来说，行与列交错处设有一薄膜晶体管，当行线 被施予能量时，该薄膜晶体管连接至ITO电极。因此，通过施予能量给行线，电极短路至列 信号，且列信号可用以测量电极电容量。之后可利用此列信号来测量电极感应到的电容量 (capacitance)。感应到的电容量会取决于电极大小、与底板的距离、液晶显示器材料以及 在邻近该电极处是否存有一导电元件。当测量出正常操作电容量并利用此电容量来校正感测逻辑时，可以检测到由于邻 近部位的手指所致的电容量的改变。可以扫瞄整个阵列或该阵列的任何一部份，例如一行 接一行或一次扫瞄多行的群组。亦可将邻近列互相短路，以将扫瞄列的总数减至最少。测量电容量的其中一种方法是利用已知的定电流对该列通电将其由一预设电压 改变为另一预设电压。上述两种电压之间的充电时间与电容值成正比。其他既有的测量方 法如测量在经过一预设充电时间后，感测器的电压。对充电电容量的一现有公式为AV=丄 / ISt
C其中C为电容量、I为充电电流、δ t为经过的时间而Δ V代表电压的改变。举例 来说可以在所谓的显示器“空档时间”中进行电容量的扫瞄，上述空档时间意指水平与垂直 空白时期(blank periods)。其亦可和穿插于一般的IXD扫瞄程序中进行。利用已知的电 流并测量像素设定时间，甚至可在实际LCD驱动的过程中进行测量。IXD像素的照度/透明状态亦可能影响电极电容量。像素状态信息是码框缓冲器
5的一部份，在处理过阶段中可利用像素状态信息来补偿电极电容量。此处所述的电容量测 量方法可用于任何TFT或与TFT相似的主动矩阵阵列。此一矩阵可用于多种装置，例如但 不限于IXD、OLED以及电泳显示器。此处所述的方法与系统亦可运用于仅利用TFT来检测电容量而非将其用作显示 元件的一部份的情形中。此处所示与所述的本发明某些实施例可具有至少一下述的优点(a)将显示面板的源线用于感测电容量，无须提供独立的电容量感测线；(b)利用显示面板像素作为触控感测器(touch sensor)，无须再提供独立的感测 器；以及(c)仅需一薄膜晶体管开关即足以实作。因此，根据本发明至少一实施例，提供了一种显示萤幕系统，其可在背光环境下用 以识别导电构件(如显示萤幕的使用者的手指)的存在，上述系统包含一结构性的透明平 面元以及一电容感测电路。结构性的透明平面元包括多个导电区域的阵列，通过一电源以 电气方式分别地对这些导电区域定址，每一导电区域具有受控于电源的多个透明状态。电 容感测电路用以感测至少一导电区域的电容量。进一步根据本发明至少一实施例，这些透明状态包括对于至少一波长的光线具有 不同透明程度的多个状态。根据本发明至少一实施例，上述的至少一导电区域包含一子像素。根据本发明至少一实施例，子像素具有一当前的透明状态(current known transparency state)且更包含一电容调节器用以修改由电容感测电路基于部份的透明状 态所产生的一电容值。由于源极驱动器具有每个像素被驱动的信息，因此可分辨像素的当 前的透明状态。于液晶显示器中，像素的透明程度系基于其驱动状态。根据本发明至少一实施例，电容感测电路用以分别感测每一导电区域中的电容 量。根据本发明至少一实施例，上述系统亦包含一导电构件识别器，用以分析由一个 别的导电区域中的电路所感测的电容量，并用以产生一二进制输出以指示导电构件邻近个 别的导电区域与否。根据本发明至少一实施例，仅在这些导电区域的透明状态维持不变的多个时期中 操作电容感测电路。根据本发明至少一实施例，平面元件具有由可被分别地定址的这些区域所定义的 一第一解析度，其中这些导电区域经由多个源极驱动器与多个栅极驱动器可定址，其中在 该些时期中多组源极驱动器被互相短路且多组栅极驱动器互相短路，从而产生一第二解析 度用于在该些时期中感测该电容量，其中第二解析度低于该第一解析度，第一解析度用于 显不。又进一步根据本发明至少一实施例，导电区域包括一铟锡氧化物层。进一步根据本发明至少一实施例，显示萤幕系统包含一薄膜晶体管式显示萤幕， 薄膜晶体管式显示萤幕包括结构性的透明平面元。又进一步根据本发明至少一实施例，薄膜晶体管式显示器包含一液晶显示萤幕。根据本发明至少一实施例，亦提出一种提供一显示萤幕的系统的方法，其可在背光环境下用以识别导电构件(如手指)的存在，上述方法包含提供一薄膜晶体管式显示玻 璃基板，基板包括多个源极线；以及提供一装置用以控制基板的多个部分的透明度并提供 一电容感测电路以感测基板的至少一部分的电容量，其中电容感测电路使用这些源极线以 感测电容量。进一步根据本发明至少一实施例，上述方法亦包含使用一时序控制器用以依时序 控制装置以控制透明度。又进一步根据本发明至少一实施例，上述基板包含一薄膜晶体管液晶显示器玻璃基板。亦根据本发明至少一实施例，上述方法亦包含提供一源极驱动器，源极驱动器包 括上述用以控制透明度的装置。进一步根据本发明至少一实施例，源极驱动器亦包括电容感测电路。进一步根据本发明至少一实施例，上述方法亦包含提供一栅极驱动器，栅极驱动 器包括上述用以控制透明度的装置。又进一步根据本发明至少一实施例，上述玻璃基板包括至少一栅极驱动器。进一步根据本发明至少一实施例，基板包括多个子像素，每一子像素包括单一薄 膜晶体管开关，且其中提供包括使用一个别的子像素所包括的单一薄膜晶体管开关以感测 一导电构件接触个别的子像素。亦根据本发明至少一实施例，基板包括多个像素且提供薄膜晶体管基板的步骤包 括使用这些像素作为多个触控感测器。进一步根据本发明至少一实施例，提供装置用以控制基板的多个部分的透明度并 提供电容感测电路以感测基板的至少一部分的电容量的步骤包含对于薄膜晶体管式显示 玻璃基板修整装置及电容感测电路。根据本发明至少一实施例，亦提出一种使用一显示萤幕系统的方法，其可在背光 环境下用以识别导电构件(如手指)的存在，上述方法包含提供一结构性的透明平面元，其 结构包括多个导电区域的阵列，通过一电源以电气方式分别地对这些导电区域定址，每一 导电区域具有受控于电源的多个透明状态；以及提供一电容感测电路，用以感测至少一导 电区域的电容量，其中每一导电区域包含具有一像素反转期间的一像素，且电容感测电路 用以于像素反转期间去识别导电构件的存在。进一步根据本发明至少一实施例，仅于像素反转期间操作电容感测电路。额外地根据本发明至少一实施例，方法亦包含使用透明平面元件作为一再新显示 器，其可通过利用电容感应电路穿插地进行感应电容量和再新导电区域的阵列的至少一部 份。额外地根据本发明至少一实施例，电容感测电路用以识别一手指的存在。可根据现有技艺文献或本说明书或下文所提出的任何定义，来解释下列词汇像素反转在液晶显示器的领域中，像素反转是一个周知技术，像素反转是关于共 同电压的电位反转的程序，用以避免以一个固定电场去操作液晶显示材料而造成材料的损 害。在此程序中，一个个别像素或一组(如一列、一行或一整个码框)像素的像素电压的极 性被反转。像素反转期间在此时期中，一个别像素或一组(如一列、一行或一整个码框)像素的像素电压为中间状态，中间状态代表电压介于具有第一极性的初始电压以及具有相反 极性的最终电压之间。液晶顯示器玻璃(此处亦称为薄膜電晶體液晶顯示器玻璃基板)一组件其包括 一透明基板，其上通常形成有ITO与TFT层，且通常包括一上方透明层、液晶材料以及围绕 该透明基板与上方层的密封材料。一液晶顯示器玻璃亦可包括额外元件，例如偏光层、滤光 片与黑色矩阵。液晶顯示器玻璃通常可透过可挠性的缆线连接至驱动装置、时序控制器、电 源与主机介面，以形成一工作液晶顯示器显示单元。亦提出一电脑程序产品，包含一电脑可使用媒体或电脑可读取储存媒体，上述媒 体通常是有形的实体且其中具体实作有一电脑可读取程序码，该电脑可读取程序码可供执 行而实施此处所述的任何或所有方法。当可想见，此处所述的任何或所有电脑运算步骤皆 可由电脑来实施。可利用储存于电脑可读取储存媒体中的电脑程序并利用针对特定所想目 的而设计的特殊电脑或可用以达成该所想目的的一般用途电脑，来进行此处教示的作业。根据本发明的某些或所有实施例，可利用任何适当的处理器、显示器与输入装置 来处理、显示(如在一电脑萤幕或其他电脑输出装置上)、储存与接收信息，举例来说，上 述信息可为此处所示或所述的任何方法与装置、上述处理器、显示器与输入装置(包括电 脑程序)所使用或产生的信息。此处所示或所述的任何或所有本发明的功能可由下列装 置来执行用于处理的现有的个人电脑处理器、工作站或其他可程序化装置或电脑或电子 运算装置(包括一般用途与特殊用途)；用于显示的电脑显示器萤幕和/或印表机和/或 扩音器；用于储存的机器可读取存储器，例如光碟、CDR0M、磁性光碟或其他碟片，RAM、ROM、 EPR0M、EEPR0M、磁卡、光学卡或其他卡片；用于接收的键盘或滑鼠。上文所述的“处理”一词 应包括对于数据的各种类型的运算、或操纵或转换，其可表现为发生或存在于如电脑的寄 存器(register)和/或存储器中的物理(如电子)方面的现象。上述装置可透过任何现有的有线或无线数字通讯手段而通讯连接，例如透过有 线或移动电话网络或电脑网络例如网际网络。根据本发明某些实施例，根据本发明的装置可包含机器可读取存储器，其可包含 或以其他方式储存一指令的程序，当该机器执行该程序时，可实作此处所示与所述的某些 或所有本发明的装置、方法、特征与功能。或者是或除此之外，根据本发明某些实施例，本发 明的装置可包含如上述的程序，其可利用任何现有程序语言而写成，且可任选地包含用以 执行该程序的一机器，例如但不限于一般用途电脑其可任选地根据本发明的教示来设置或 启用。在适当的情形中，此处所述的任何教示可运作于可代表实体物件或物质的信号之上。在下一部分中将详述上文所述的实施例与其他实施例。在本说明书的文字或图式中所出现的任何商标可属于其所有权人的财产，且在本 说明书中仅仅利用其来解释或说明如何实作本发明一实施例。除非特意另有相反的表示，由下文说明可知，在本说明书中，使用下列词汇，如“处 理”、“运算”、“估计”、“选择”、“排序”、“分级”、“计算”、“测定”、“产生”、“重新存取”、“分类”、 “生成”、“立体对应”、“记录”、“检测”、“建立关联”、“迭加”、“取得”或与其相似者，可指电脑
或运算系统、或处理器或类似的电子运算装置的动作和/或程序，其可在运算系统的寄存 器和/或存储器中，将可表示为物理(如电子)方面的特性的数据操控和/或转换成为其 他数据；相似地，此处所述的其他数据可表示为运算系统的存储器、寄存器或其他此类信息储存媒体、传输或显示装置中的物理方面的特性。“电脑”一词应广义地解释为涵盖了具有 处理能力的任何类型的电子装置，包括以下非限制性的例示个人电脑、服务器、运算系统、 通讯装置、处理器(如，数字信号处理器(DSP)、微控制器、场可程序化闸阵列(FPGA)、特殊 应用集成电路(ASIC)等)以及其他电子运算装置。此处为求明了，可能以专用于特定程序语言、作业系统、浏览器、系统版本或个别 产品及与其相似的词汇来描述本发明。当可理解，举例来说此处所用的词汇可为了清楚且 简洁地涵盖本发明的作业的一般原理，且其本意不在于将本发明的范围限制在任何特定的 程序语言、作业系统、浏览器、系统版本或个别产品。


为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说 明如下图IA为一简化的显示萤幕系统的示意图，其阐明了显示萤幕系统其具有整合式 电容量感测功能性，该系统可包括一结构性的透明层(例如玻璃)、源极与栅极驱动器、一 时序控制器与一背光。图IB为现有技术的薄膜晶体管液晶显示器萤幕的简化概要图式。图2为一简化的剖面图式，其阐明图IA的底板，并释出对于既有液晶显示器薄膜 晶体管面板的修改，此底板特别适用于可作为电容性触控感测器的面板。图3A为一简化的概要图式，阐明图IA中所示的6个感测电路124其中之一，其中 与图3B所示的一替代性实施例不同之处在于，此处的像素数据(一像素的透明状态)并未 用于校正电容量感测。图3B为一简化的概要图式，阐明根据本发明第二实施例的图IA的源极驱动器，其 中一子像素具有当前的透明状态，且其是用于校正电容量感测，该源极驱动器包含一电容 调节器，其可用以至少部分根据该电容量感测电路来修改该电容感测电路的一电容值。图4为一简化的概要图式，阐明了图3A与图3B的感测单元240。图5A为一简化的概要图式，阐明根据本发明第一实施例，简化的图IA中所示的6 个驱动电路122其中之一，本实施并未利用萤幕的像素反转期间来进行电容量测量。图5B为一简化的概要图式，阐明根据本发明第一实施例，简化的图IA中所示的6 个驱动电路122其中之一，本实施利用萤幕的像素反转期间来进行电容量测量。图6为一简化的概要图式，阐明图IA的栅极驱动器140。图7为一简化的流程图，示出使用图IA的系统的方法。图8为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的校正步骤的方法；如图所示，将 图3A或图3B的寄存器220的内容复制到基线寄存器230中，且在作业其间内可作为表示 当没有手指触碰时每一个别的像素的电容量的基线值。图9A为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的像素电容量测量步骤的方法。图9B为一简化的流程图，示出用以执行图9A所示的电容量测量步骤的方法。图10为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的触控检测步骤的方法。图11为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的触控座标运算步骤的方法。图12A至图12B为简化的等时线，分别显示出两个适当的时机，以供进行图7的电
9容量感测方法的作业相对于图IA所示的装置更新作业，其可分别运用于图5A与图5B所示 的实施例，且其特征在于可分别在连续的萤幕更新之间或在每一更新周期当中进行电容量 感测。图13A为现有技术，利用电压相对于时间作图，显示出像素反转程序。图13B的图式显示出像素反转的上升/下降时间测量，其可用以了解图5B与图 12B所示的实施例。图14为一简化的流程图，绘示用以提供一显示萤幕系统以识别一导电构件的存 在的方法。图15为一简化的半功能方块图半概要图式，其阐明了可用以实作本发明一实施 例的一电容式检测系统。图16说明根据本发明的各种实施例的当图15的感测器充电时与图15的计数器 的操作相关的时序图。图17为一简化的概要图式，阐明对于图IA的源极驱动器的修改，其适用于想要使
得触感测器的解析度低于显示器解析度的实施例中，例如由于手指的大小大于像素大小I情形。
附图标号
110主机1105 ；测量模块
112图象数据从主机110经由驱1125感测器介面
动电路122113Ei 逻辑
114电容数据至主机1101145控制器
120源极驱动器1155 ；控制器介面
122驱动电路1340 ；时脉模块
124感测电路1370 ；输入时脉
125开关1410 ；比较器模块
130时序控制器1420 ；充电/放电模块
140栅极驱动器1430 ；计数器模块
142驱动装置1444 ；时脉产生器
144 栅极选择逻辑1448 ；型式寄存器(Mode Register)
150源极线1450 ；计数控制寄存器(Clock
152像素电极/氧化铟锡像素电极control register)
154薄膜晶体管1452 ；抖动产生寄存器(Jitter
155底板/氧化铟锡底板generation register)
156源极线/行线1454状态/设置寄存器(status/setup
157上玻璃register)
158栅极线1502 ；感测器
159背光或反射层1505 ；电容感测区域
161下玻璃1508 ；计数器赋能#N
220测量寄存器1512 ；J武能模块
230基线寄存器1514,1516 比较器
10
240 感测单元260 像素值寄存器310:电流源320:比较器326:比较器330:及闸340:电容量测量逻辑410:伽玛校正电压源420 数字至模拟转换器430:像素反转控制440 固定电流源/固定电流槽450:开关510-580 步骤610-670 步骤710-760 步骤810-840 步骤910-995 步骤1010-1070 步骤1200-1220 步骤
具体实施例方式依据本发明实施例，可使用液晶显示器的薄膜晶体管面板作为一电容性触控感测 器。一般液晶显示器的薄膜晶体管面板及其制造方法本领域公知常识。本发明实施例的优 点在于使用现有的液晶显示面板或是如图1A、图2所示的改良架构不仅可显示影像而且 亦可同时作为一输入装置，以降低成本。在应用上，可当作触控萤幕，适用于便携式电脑、桌 上型电脑、信息亭(information kiosks)、自动贩卖机和手持装置，像是个人数字助理、智 能型手机、便携式电话等等，或是广泛地运用在相关的技术环节。迄今，这些设备不外乎是 将至少一触控萤幕加设在液晶显示器的上面或下面，造成成本居高不下，并使得亮度降低， 一般而言，触控萤幕的透光率大约是75-85 %。另外，由于物理和电气方面的特性，像是厚度和导电率等等，须限制各类感测器于 薄膜晶体管面板的使用和布局。图IA为一简化的显示萤幕系统的示意图，其阐明了具有整合式电容量感测功能 的显示萤幕系统。如图IA所示的系统可包括一结构性的透明平面元以及电容感测电路 124。结构性的透明平面元可包括由多个导电区域(例如R、G、B)构成的阵列，通过电源(例 如源极驱动器120与/或栅极驱动器140)以电气方式分别地对这些导电区域定址，每一 导电区域具有受控于电源的多个透明状态。电容感测电路124用以感测至少一导电区域的 电容量。于此系统中可具有结构性的透明层(例如玻璃)、源极驱动器120、栅极驱动器 140、时序控制器130与背光159 (图2)。源极驱动器120与栅极驱动器140分别透过源极
1518 电压 1522 充电/放电电路 1542 计数时脉(counter clock) 1560 充电/放电控制 1570 计数器赋能组态 1602-1612 时序图 1614 时间
1616 时间点(t_low_n) 1618 时间点(t_high_n) 1620 时间点 1626 时间点 TH 高电压位准 TL 低电压位准 tCHG:上升/下降时间 VCOM 共同电压 VIXD 液晶显示器电压线156和栅极线158去操作晶体管开关，此晶体管开关位于像素的交接处。依据现有液晶 显示器中所采用的反射技术，背光159可由镜面来提供。像素阵列中的行列数例如可为768 列X 1024行。VCOM代表共同电压157。时序控制器130可提供时脉(timing clock)给源 极驱动器120与栅极驱动器140 ；前述的时序控制器130可为一般商用上的液晶显示器的 部分元件。如图IA所示的显示萤幕包括2x2像素，其便于说明，并非用以限制像素的数量。一 般而言，每一像素有三个子像素对应到R(红)、G(绿)、B(蓝)三种颜色。因此，需要六个 (2x3 = 6)驱动电路122和六个感测电路(在此亦称为"电容感测电路")124。再者，一 般显示萤幕具有重复的行列所构成的像素阵列，在此称之为M列xN行。请参照图5A和图12A，依据本发明的实施例，栅极驱动器(列驱动器)140驱动对 应列的场效晶体管。场效晶体管连接像素单元152至源极线(行线)156。此时，像素单元 152可被驱动至所需的程度(以显示为目的)或重置，接着由对应的源极缓缓的充电，由比 较器监测电压上升时间。此上升时间与像素单元152的电容量成比例，而且当一导电元件， 像是手指(未绘示)，位于像素单元152上方或邻近像素单元152时，会改变此上升时间。如图IA所示的驱动器和检测电路可属于特殊的集成电路。或者，驱动器和检 测电路可直接设置在液晶显示器玻璃基板上，例如使用薄膜技术，像是低温多晶硅(Low Temperature Poly Silicone，LTPS)。图2为一简化的剖面图式，其阐明图IA的液晶显示器玻璃，并释出对于既有液晶 显示器薄膜晶体管面板的改良，此底板特别适用于可作为电容性触控感测器的面板。如图 所示，此一改良包括将液晶显示器的薄膜晶体管面板中所堆迭的各层作倒转，其底板原本 为最上方的导电层。如图2的倒转堆迭结构，底板155位在底部(离手指接触较远之处)， 像素电极152邻近上玻璃157 (亦即，离手指接触较近之处)。图3A为一简化的概要图式，阐明图IA中所示的6个感测电路124其中之一，其中 与图3B所示的一替代性实施例不同的处在于，此处的像素数据(一像素的透明状态)并未 用于校正电容量感测。值得注意的是，如图3A所示的装置仅为一种单行的电容感测(测量) 电路的可行的实作方案。于图3A中，液晶显示器可逐列扫描，对于被扫瞄每一的列而言，有 一基线寄存器230和一测量寄存器220。参照如于图8所示的技术方案，基线寄存器230在 校正期间可被更新。根据成功的校正，测量寄存器220的内容(在此亦称之为“记录”)会 被复制到基线寄存器230，基线寄存器230的内容在此称之为“基线”。依据本发明某些实 施例，主机读取最新的测量值减去基线而检测出变化量。如图所示的实施例包括硬件装置 执行某些功能，例如上述的储存校正值和计算变化量，然不以此为限。或者，可由软件实作 出相同的功能，以一电脑或其他逻辑操作执行计算。若上述的电路对每一行反复操作，全部N列*M行的寄存器可被主机存取以读出整 个触控萤幕的接触数据。于某些实施例中，基线寄存器230所存的值与一已知的临界值作 比较，并且基于此临界值每一寄存器的状态位元可被设定或清除。举例来说，若经感测的电 容量减掉基线寄存器230所存的值比临界值高，则感测器被触碰。根据此一实施例，读取的 位元可足以测定某点的触碰是否被检测到。图3B为一简化的概要图式，阐明根据本发明第二实施例的图IA的源极驱动器，其 中一子像素具有当前的透明状态，且其系用于校正电容量感测，源极驱动器包含一电容调
12节器，其可用以至少部分根据电容量感测电路来修改电容感测电路的一电容值。如图3B所 示，电容调节器基本上可由一组像素值寄存器260与查找表270所组成。于使用上，电容调 节器可基于像素的透明度来修改电容值。在某些应用上，液晶顯示器的像素的照明/透明状态亦可能影响电极电容量。像 素状态信息是码框缓冲器(frame buffer)的一部份，在处理过阶段中可利用像素状态信息 来补偿电极电容量。此处所述的电容量测量方法可用于任何薄膜晶体管或与类似薄膜晶体 管的主动矩阵阵列。此一矩阵可用于多种装置，例如但不限于液晶显示器、有机发光二极体 以及电泳显示器。图3B的实施例的特色在于像素信息被用来校准经测量的电容量的值。 像素数据被纪录于像素值寄存器260中，典型地是在萤幕再新的过程中提供给查找表270。 查找表270基于照明/透明状态建立像素值与电容量的预估变化的关联。此关联的预估电 容量变化可由经测量的电容量作减法而来。查找表可于一准备阶段中被载入，其中可执行 试验以测定电容量变化如何随像素状态的函数。图3A和图3B的装置亦可适用于当触控的解析度低于萤幕实际的解析度时的应 用，通过把数行与/或数列编成一组以降低解析度。实务上，上述的“M”可低于萤幕的解析度。图4为一简化的概要图式，阐明了图3A与图3B的感测单元240。图5A为一简化的概要图式，阐明根据本发明第一实施例，简化的图IA中所示的6 个驱动电路122其中之一，本实施并未利用萤幕的像素反转期间来进行电容量测量。图5B为一简化的概要图式，阐明根据本发明第一实施例，简化的图IA中所示的6 个驱动电路122其中之一，本实施利用萤幕的像素反转期间来进行电容量测量。利用萤幕 的像素反转期间来进行电容量测量的优点在于无需提供额外的测量时期。在电容量测量的期间(依据发明人补充的数据翻译，开关450用以选择性的将源 极线连接至固定电流源/固定电流槽440 ；当源极驱动器经由源极线施予电压至像素且操 作薄膜晶体管去控制像素透明度时，开关450用以选择性的将源极线连接至数字至模拟转 换器420。图6为一简化的概要图式，阐明图IA的栅极驱动器140。图7为一简化的流程图，示出使用图IA的系统的方法。校正可一次又一次地重 复，例如由于环境状态的改变，每一预定时间间隔即补偿基线电容量的变化(步骤570)，其 中预定时间间隔的范围可由数秒至数分钟。图8为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的校正步骤520的方法。于步骤 640所采用的限度(margin)取决于液晶显示器玻璃的品质、反射构造变化、相关的应用和 由于环境状态造成的电容量变化，其中环境状态例如可为湿度、温度、光线和环境压力，然 不以此为限。这些参数影响液晶显示器的基线电容量，因此液晶显示器的制造者担保系统 假定会在预定限度内变动。若步骤640中的变动超过预定限度，表示感测器被触碰，在此情 形下所产生的测量结果将不会被用以做为校正的基础。图9A为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的像素电容量测量步骤530的方法。图9B为一简化的流程图，示出用以执行图9A所示的电容量测量步骤730的方法。图10为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的触控检测步骤540的方法。于图10中，“接触数据”包含经测量的N列*M行的电容值所构成的矩阵。矩阵可被一条线接 着一条线的扫描，且每一条线可被一行接着一行的扫描。当步骤940测定某一点的读值超 出一预定临界值时，使用如图11所示的方法。液晶显示面板的制造者或面板的使用者可视 当时需要来设定此临界值。相对较低的临界值意味着较高的灵敏度但也伴随较高的错误发 生；相反地，相对较高的临界值意味着较低的灵敏度但也伴随较低的错误发生。图11为一简化的流程图，示出用以执行图7所示的触控座标运算步骤550)的方 法。图11所示的方法可找出使用者所接触的座标。当某条线上的一点被测定超出临界值 时，在该点周围的PXP个点所组成的矩阵被读取。接着，搜寻矩阵中最大读值。当最大读 值被找到时，在该点周围沿X轴的P个读值的一向量被读取，接着找出匹配于此向量的多项 式曲线(或其他曲线)。当曲线匹配时，计算曲线上的最大座标，通常曲线上的最大座标会 落在触控萤幕上的某两点之间。相同的程序可重复的用在Y轴的Q个点(有别于XY轴)。 然后，纪录所接触的座标。P和Q的选择可取决于触控萤幕的解析度，俾使P和Q涵盖的区域可略大于如图 11的方法中涉及的手指接触的面积。一旦手指接触被纪录于PXQ个点所组成的矩阵，无须 再扫描多条线以对于上述的区域进行额外的计算。图12A为简化的等时线，显示出适当的时机，以供进行图7的电容量感测方法的作 业相对于图IA所示的装置更新作业，其可运用于图5A所示的实施例。如图12A的等时线所示，在时域上，上述的测量和显示功能穿插地进行，当液晶显 示器没有再新时，可执行此一测量。典型的显示器再新周期包括好几个“空档时间”，在空档 时间里，新影像数据不会被供给显示器。这类时间一般用作为水平和垂直同步(horizontal and vertical sync)，可占用30%的显示周期。在这些时间中，可对某些线或全部的线进行 电容量测量。当测量完成时(历经一个或数个显示周期)，数据可被传送至主机。在部分的 萤幕完成扫描和测量以后，部分的数据亦可被传送。图12B为简化的等时线，显示出适当的时机，以供进行图7的电容量感测方法的作 业相对于图IA所示的装置更新作业，其可运用于图5B所示的实施例。可如图12A所示，从 正规的扫描中依时序分配出一特定的测量阶段，而于其他方法亦可利用此一扫描，例如在 某些正规的操作周期中去作扫描。或者，“像素反转期间”可被用于测量电容量。每一像素 可受电压驱动以反转极性，每次约数毫秒，其目的是为了让像素保持固定的颜色和电力。此 方法驱动两极电压交替，称之为反转。反转两极电压所需的时间与电压以及像素单元的总 电容量成比例。通过测量此一时间，当考虑到电压改变量和使用的电流时，像素的电容量可 以被估计的。此方法允许去纪录电容量的些微变化，再作处理，像是图10所示的检测触碰。如图12B所示，当像素反转被用于测量电容量时，实际上可于正规的显示作业中 的部分时间进行测量，无须如图12A所示的特定时机。依此方式，可以让显示数据比图12A 所需的数据少了 30%。图13A为现有技术，利用电压相对于时间作图，显示出像素反转程序。通过偕同 定电流执行反转，电压的变化率取决于像素电容量。图13B的图式显示出像素反转的上升 /下降时间测量，其可用以了解图5B与图12B所示的实施例。如图13B所示的像素反转的 上升/下降时间测量，通过测量定电压位准(TH，TL)之间的上升/下降时间，可估算出此斜 率。施予压力至萤幕，使得像素在受到机械应力下亦可改变其电容参数，使得电容量的改变亦可被纪录和处理以检测触碰。图13B的图式显示出像素反转的上升/下降时间测量，其 可用以了解图5B与图12B所示的实施例。在像素反转期间，单元上的电压会反向。如图5B 与图12B所示的测量方案利用反电压转以测量当施予定电流时电压变化的时间。电流自源 极线流入或流出可取决于反转的方向。像素反转控制逻辑测定电流流向。像素反转控制液 晶显示器制造的惯用手段。图14为一简化的流程图，绘示用以提供一显示萤幕系统以识别一导电构件的存 在的方法。图14的方法依序包含下列步骤步骤1200 提供一薄膜晶体管式显示玻璃基板，并操作在背光存在时，例如薄膜 晶体管液晶显示器萤幕且其可包括至少一栅极驱动器。步骤1210 接着，对于薄膜晶体管式显示玻璃基板修整一用以控制基板的数个部 分的透明度的装置和一用以感测基板的至少一部分的电容量的电容感测电路，亦即修改液 晶显示器中的驱动器与控制器，例如使用一包括电路的源极驱动器、选择性地使用此装置 与/或使用一选择性地包括此装置的栅极驱动器从外部结合基板。步骤1220 在背光存在时使用显示萤幕系统以识别一导电构件(例如手指)的 存在，包括依时序控制此装置以控制透明度。任意适合的方法和系统可运用在图3A至图3B的计数器和模拟前端240(在此 亦称的为感测单元240)且特别是图4的电容量测量逻辑340。电容量测量逻辑340用以 测量电容量测量结果中的些微变化，举例来说，从手指邻近液晶显示萤幕时，执行图7所 示的接触检测方法的步骤520、530、550。适合的方法和系统的例子揭露于08/13/2007申 请、02/19/2009 公开的美国专利申请案〃 Time interval measurement for capacitive detection" No. 20090046827(USSN 11/889，435)。涉及图 15 至图 16 的某些技术基本上如 同此美国专利申请案图5至图6所揭示的内容。值得注意的是，时间间隔可为电容感测器的电容的函数，且因此时间间隔(例如， 与感测器相关联的测量的时间间隔337)的测量可在一些情形中替代测量感测器的电容。 因此，现提供电容与时间之间的关系的简短阐释。如此项技术中所熟知地，流过电容器的电流i由以下方程式给出i = C(与)
dt其中C为电容器的电容量，f为电容器上的随时间推移的电压的改变。重新排列
at
方程式可得到
Γ π dt C一―=— dV i重排列的方程式说明电容器上的电压的改变速率(导数)的倒数(亦即，电容器 上的电压改变的时间间隔)等于电容器的电容除以流过电容器的电流。电容器上的电压改 变的时间间隔为电容器的电容的单调函数(monotonic function)，因为时间间隔在较大电 容下比在较小电容下大。举例而言，在累积测量电压在电容器上改变的一个以上的时间间 隔的情形中，可认为表示一个以上的时间间隔的测量结果是电容器的电容的单调函数，因 为测量结果为电容器的平均电容的单调函数，其在较大平均电容下比在较小平均电容下还 大。
15
图15为依据本发明一实施例的一种有关于在感测区域1505的电容感测器1502 的电容式检测系统的功能方块图。为了说明的简洁性起见，由电容器(使用电容器符号) 来表示电容感测器1502。假定具有X以及Y感测器的实施例，感测器1502可为X或Y感测 器。为了说明的简洁性起见，图15中所示的实施例假定电容感测区域1505中的每一电容 感测器与个别比较器模块1410、计数器模块1430以及充电/放电模块1420相关联，或多 个电容感测器与相同的1410、1430与/或1420相关联，但相关联的感测器中的每一者在分 离的时间下对于共用的410、430与/或420来操作。为了说明的简洁性起见，图15中的实 施例亦假定电容感测区域1505中的所有感测器与相同时脉产生器1444以及寄存器1448、 1450,1452以及1454相关联。为了易于理解，在描述中，与感测器1502相关的信号的数字 标号通过以“15”开始来区别于与电容感测区域1505中的所有感测器相关的信号，例如，计 数时脉1542信号、充电/放电控制信号1560、计数器赋能组态信号1570、计数器赋能信号 1580，然而，视实施例而定，与感测器1502相关联的信号可相异于或可不相异于与其他感 测器相关的信号。在图15的说明实施例中，与电容感测器1502相关联的充电/放电模块1420包括 充电/放电电路1522。在说明的实施例中，与电容感测器1502相关联的比较器模块1410 包括第一比较器1514以及第二比较器1516以及赋能模块1512。在说明的实施例中，与电 容感测器1502相关联的计数器模块1430包括计数器1530。在图15中所说明的实施例中，当由时脉模块1340所发射的充电/放电控制信号 1560指示电容感测器1502应充电时，充电/放电电路1522引起电容感测器1502充电。 当充电/放电控制信号1560指示感测器1502应放电时，充电/放电电路1522引起感测 器1502放电。将电容感测器1502上的电压1518提供至第一比较器1514以及第二比较器 1516。充电/放电电路1522中所包含的元件可视实施例而定来变化且并不限于任何特 定组态。在一实施例中，充电/放电电路1522包括连接至正压电源(Vcc)的电流源、与电 流源串联的第一开关，以及与电容感测器1502并联的第二开关。在此实施例中，当充电/ 放电控制信号1560指示充电时，第一开关关闭且第二开关开启，其引起电容感测器由电流 源提供的恒定电流来充电。类似地，在此实施例中，当充电/放电控制信号1560指示放电 时，第一开关开启且第二开关关闭，其允许电容感测器1502经由第二开关放电至大地。读 者将理解在其他实施例中，充电/放电电路1522可包含将提供充电以及放电功能性的在不 同组态中的元件。充电/放电控制信号1560以及充电/放电电路1522在图15的实施例中说明为可 影响电容感测器1502的充电以及放电。在另一实施例中，可用一元件影响电容感测器1502 的充电以及用另一元件影响电容感测器1502的放电。继续图15的实施例的描述，第一比较器1514将感测器电压1518与低电压(参 考)位准1517比较，且产生视感测器电压1518是高于还是低于低电压位准1517而定来变 化的输出1511。第二比较器1516将感测器电压1518与高电压(参考)位准1519比较，且 产生视感测器电压1518是高于还是低于高电压位准1519而定来变化的输出1513。在另一 实施例中，可将比较器1514以及1516的功能性组合于单一比较元件中。当参照电压位准1517以及1519时，前述使用的“低”、“高”等术语应理解为相对于彼此而言，且因此高电压位准1519大于低电压位准1517。低电压位准1517以及高电压 位准1519的值并非用以限制本发明。在一些情形中电压值1517以及1519随时间推移而 为恒定的，且在其他情形中电压值1517以及1519可随时间推移而变化。在一实施例中，电 压值1517以及1519均为非零。在一些情形中，可存在针对低电压位准1517以及高电压位准1519的值均为非零 的实施例的优点。在此等情形中的一些情形中，使用零值可比使用非零值时具有更低的抗 杂讯的稳定性，亦即零值较不稳定。在此等情形中的一些情形中，另一方式或此外的方式， 零值可在电容器1502的充电/放电曲线的非线性范围内且因此较不稳定。再次参看图15中所说明的实施例，使自第一比较器1514的输出1511、自第二比较 器1516的输出1513，以及计数器赋能组态信号1570提供至赋能模块1512。赋能模块1512 输出计数器赋能信号1580，以启用与感测器1502相关联的计数器1530开始执行与否。在 一些实施例中，计数器1530藉此而被启用以在感测器1502上的电压1518在低电压位准 1517与高电压位准1519间变动的时间间隔期间(其中电压1518可正增大及/或正减小) 执行。在此等实施例中的一者中，计数器1530经启用以在感测器1502上的电压1518自低 电压位准1517增大至高电压位准1519的时间间隔期间(当充电时)执行。在此等实施例 中的另一者中，计数器530经启用以在感测器1502上的电压1518自高电压位准1519减小 至低电压位准1517的时间间隔期间(当放电时)运行。在一实施例中，当电压1518在充 电期间、在放电期间，或在感测器1502的充电以及放电期间于低电压位准1517与高电压位 准1519间变动时，计数器赋能组态信号1570控制是否使计数器1530运行。在本文的论述 中，应理解视实施例而定，当计数器1530运行时，低电压值1517与高电压值1519间的范围 的下限及上限可包括或可不包括低电压值1517及/或高电压值1519。如在图15的实施例中所说明地，赋能模块1512在计数器1530外部，但在另一实 施例中，赋能模块1512可并入至计数器1530中。如在图15的实施例中所展示地，将计数时脉1542提供至计数器1530。因此，当 计数器1530执行时，计数器1530计数计数时脉1542的循环次数。因此，在说明的实施例 中，由计数器1530以计数时脉循环的“单位”或“计数”来测量电容感测器1502上的电压 在低电压位准1517与高电压位准1519间变动的时间间隔(亦即，计数器1530计数计数器 启用信号1580在“赋能”位准时计数时脉循环的数目)。在其他实施例中，可以与计数时脉 1542的循环的单位不同的单位来测量时间间隔。举例而言，在此等实施例中的一者中，计数 器1542可代替地为以基于秒(例如，纳米、微秒等)的单位来测量时间周期的元件。为了有助于读者理解，根据一实施例，将与感测器1502相关联的感测器介面1125 以及与感测器1502相关联的计数器模块1430的功能性划分至图15中所示的元件中，但不 应认为划分具约束性。在一些实施例中，可将功能性划分至比图15中所说明的元件少、多 及/或与其不同的元件中。在一些实施例中，可将功能性不同地划分至图15中所说明的元 件中。在一些实施例中，图15中的任何元件可具有比本文所描述的功能性多、少及/或与 其不同的功能性。图16说明根据本发明的各种实施例的当感测器1502充电时与计数器1530的操 作相关的时序图。请同时参照图15 图16，在此实施例中，时序图1602说明随时间推移的 计数时脉1542信号。时序图1604说明随时间推移时该计数器1530何时执行以及该计数器1530何时不执行(停止)。时序图1605说明随时间推移的计数器启用信号1580，其中 在说明的实施例中，计数器赋能信号1580为高以用于启用且为低以用于停用。时序图1606 说明随时间推移的电容感测器1502上的电压1518。时序图1608以及1610分别说明随时 间推移的低电压位准1517以及高电压位准1519。时序图1612说明随时间推移的充电/放 电控制信号1560，其中在说明的时序图中，充电/放电控制信号1560为高以用于充电且为 低以用于放电。在图16中所说明的实施例中，在时间1614，充电/放电控制信号1560(请同时参 照图15)改变至“充电”位准(见时序图1612)，且电容感测器1502开始充电。当电容感 测器1502充电时，电容感测器1502上的电压1518随时间推移而增大(如由时序图1606 所说明者)。在时间点1616(t_loW_n)，电容感测器1502上的电压1518到达低电压位准 1517 (由时序图1606与时序图1608的交越(crossover)所说明)。因此，在时间点1616， 计数器赋能信号1580改变至“赋能”位准(见时序图1605)，且计数器1530开始运行(如 由时序图1604所说明者)。在一实施例中，时间点1616为当到达低电压位准1517时的时 间点，而在另一实施例中，时间点1616为当超过低电压位准1517时的时间点。在时间点 1618(t_high_n)，电容感测器1502上的电压1518到达高电压位准1519 (由时序图1606与 时序图1610的交越所说明)。因此，在时间点1618，计数器赋能信号1580改变至“停用” 位准(见时序图1605)，且计数器1530停止运行(见时序图1604)。在一实施例中，时间点 1618为当到达高电压位准1519时的时间点，而在另一实施例中，时间点1618为当超过高 电压位准1519时的时间点。时间At_n表示在时间点1616(t_low_n)与时间点1618(t_ high_n)间的时间差，亦即，计数器1530运行的时间间隔。在时间点1620，充电/放电控制 信号1560改变至“放电”位准(见时序图1612)，且电容感测器开始放电。在一实施例中， 在放电期间，计数器1530继续被停用(亦即，不运行)。在另一实施例中，在放电期间，当 感测器电压1518在低电压位准1517与高电压位准1519间变动时计数器1530运行。在时 间点1626，充电/放电信号1520完成一充电/放电循环，且因此说明的充电/放电周期等 于时间点1614与时间点1626间的时间差。在一实施例中，充电/放电循环1520接着重复 进行(亦即，其中充电/放电控制1520在时间点1626就像在时间点1614 —样改变至“充 电”位准)。依据本发明某些实施例，图IA的电容感测电路仅操作在导电区域的透明状态维 持不变的特定时期。于图12A例如可为当液晶显示萤幕闲置时的电容测量结果。另依据本 发明某些实施例，图IA的平面单元具有由可被分别地定址的数个导电区域所定义的相对 较高的第一解析度以用于显示。但在特定时期中，经由子像素可定址的数组源极驱动器被 互相短路，从而产生相对较低的第二解析度用于在特定时期中感测电容量，特别是有助于 在应用上像素相对的小于被感测的导电元件(如，手指)的尺寸。图17阐明对于图IA的源极驱动器的修改，其加入k个开关125给每一感测电路， 藉以减少感测电路124的数目。当电容测量被执行时，全部k个开关125可为闭路，俾使在 电容测量期间把k个源极线短路在一起。在测量期间，栅极驱动器140驱动j个栅极于高 位准。栅极选择逻辑144负责同步驱动j个栅极于高位准。于使用图17的装置时，由于在 X轴用上k个、在X轴用上j个，因此触控萤幕的解析度(第二解析度)相对低于显示解析 度(第一解析度)。举例来说，j = k = 20可作为一适合的数值，虽然简单，于说明的实施例中的参数无需限制在此一数值。当可想见，若有需要可将本发明的软件元件(包括应用程序与数据)实作于 ROM(唯读存储器)形式中，包括CD-R0M、EPR0M与EEPROM ；或可将其储存于任何其他适当的 电脑可读取媒体，例如但不限于各种类型的碟片、各种类型的卡片与RAM。或者是，若有需 要，可利用现有技术将此处所述的作为软件的元件完全或部分实作于硬件中。除此之外，本发明的范围亦涵盖电磁信号，其携带了电脑可读取指令以供利用任 何适当的顺序来执行此处所述的方法的所有或任何步骤；机器可读取指令用以利用任何适 当的顺序来执行此处所述的方法的所有或任何步骤；可供机器读取的程序储存装置，其具 体实作了可供该机器执行的指令的应用程序，其经执行可利用任何适当的顺序来执行此处 所述的方法的所有或任何步骤；一电脑应用程序产品包含一电脑可使用媒体，其具有电脑 可读取实作于其中的程序码、和/或包括电脑可读取程序码，其可供利用任何适当的顺序 来执行此处所述的方法的所有或任何步骤；一电脑应用程序产品包含一电脑可使用媒体； 当利用任何适当的顺序而执行此处所述的方法的所有或任何步骤，可得到相应的技术效 果；任何适当的装置或多个装置或该等装置的组合，经程序化而得以独立或联合地利用任 何适当的顺序来执行此处所述的方法的所有或任何步骤；信息储存装置或实体记录器，例 如碟片或硬碟，可使得电脑或其他装置经设置而得以地利用任何适当的顺序来执行此处所 述的方法的所有或任何步骤；预先储存于存储器中或信息网络(如，网际网络)上的应用程 序(不论在下载前或下载后)，其以任何适当的顺序实施此处所述的方法的所有或任何步 骤，以及上传或下载此应用程序的方法、以及使用此应用程序的系统(包括服务器(们)和 /或用户端(们))；以及硬件，其可独立地或连同软件一起利用任何适当的顺序来执行此处 所述的方法的所有或任何步骤。在独立的实施例中所述及的本发明的特征亦可由单一实施例的组合来提供。相反 地，为求简洁而仅于单一实施例或于特定顺序的脉络中所述的本发明的特征(包括方法步 骤)亦可分别由任何适当的次组合或由不同的顺序所提供。在此处，“例如”一词指该特定实 施例并非限制性的。事实上，在某些实施例中，可将图式中所示的耦接的装置、多个装置或 系统整合于单一平台中，或可透过任何适当的有线或无线连接而耦合，包括但不限于光纤、 乙太网络、无线LAN、家用PNA、电力线通讯、移动电话、PDA、黑莓机GPRS、卫星(包括GPS)或 其他移动传输。
权利要求
一种显示萤幕系统，用以识别一导电构件的存在，其特征在于，所述的系统包含一结构性的透明平面元，包括多个导电区域的阵列，通过一电源以电气方式分别地对所述导电区域定址，每一所述导电区域具有受控于所述电源的多个透明状态；以及一电容感测电路，用以感测至少一所述导电区域的电容量。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述透明状态包括对于至少一波长的光线 具有不同透明程度的多个状态。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，至少一所述导电区域包含一子像素。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述子像素具有一当前的透明状态且更包 含一电容调节器用以修改由所述电容感测电路基于部份的所述透明状态所产生的一电容 值。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电容感测电路用以分别感测每一所述 导电区域中的电容量。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统更包含一导电构件识别器，用以 分析由所述电容感测电路于一个别的所述导电区域所感测的电容量，并用以产生一二进制 输出以指示所述导电构件邻近所述个别的所述导电区域与否。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，仅在所述导电区域的所述透明状态维持不 变的多个时期中操作所述电容感测电路。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述透明平面元具有由可被分别地定址的 所述导电区域所定义的一第一解析度，其中所述导电区域经由多个源极驱动器与多个栅极 驱动器定址，其中在所述时期中多组源极驱动器被互相短路且多组栅极驱动器被互相短 路，从而产生一第二解析度用于在所述时期中感测所述电容量，其中所述第二解析度低于 所述第一解析度，所述第一解析度用于显示。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导电区域包括一铟锡氧化物层。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的显示萤幕包含一薄膜晶体管式显示
11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述薄膜晶体管式显示器包含一液晶显 示器萤幕。
12.一种提供一显示萤幕系统的方法，用以识别一导电构件的存在，其特征在于，所述 方法包含提供一薄膜晶体管式显示玻璃基板，所述基板包括多个源极线；以及提供一装置用以控制所述基板的多个部分的透明度并提供一电容感测电路以感测所 述基板的至少一部分的电容量，其中所述电容感测电路使用所述源极线以感测所述电容量。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的方法更包含使用一时序控制器用以依时序控制所述装置以控制所述透明度。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基板包含一薄膜晶体管液晶显示器 玻璃基板。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的方法更包含提供一源极驱动器，所述源极驱动器包括所述装置以控制所述透明度。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述源极驱动器更包括所述电容感测电路。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的方法更包含提供一栅极驱动器， 所述栅极驱动器包括所述装置以控制所述透明度。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述玻璃基板包括至少一栅极驱动器。
19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基板包括多个子像素，每一所述子像 素包括单一薄膜晶体管开关，且其中所述提供包括使用一个别的子像素所包括的所述单一 晶体管开关以感测所述导电构件接触所述个别的子像素。
20.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述薄膜晶体管式显示玻璃基板包括多 个像素，且所述提供所述薄膜晶体管式显示玻璃基板的步骤包括使用所述像素作为多个 触控感测器。
21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，提供所述装置用以控制所述基板的多个 部分的透明度并提供所述电容感测电路以感测所述基板的至少一部分的电容量的步骤包 含对于薄膜晶体管式显示玻璃基板修整所述装置及所述电容感测电路。
22.一种使用一显示萤幕系统的方法，用以识别一导电构件的存在，其特征在于，所述 的方法包含提供一结构性的透明平面元，其结构包括多个导电区域的阵列，通过一电源以电气方 式分别地对所述导电区域定址，每一所述导电区域具有受控于所述电源的多个透明状态; 以及提供一电容感测电路，用以感测至少一所述导电区域的电容量， 其中每一所述导电区域包含一像素，所述像素具有一像素反转期间，且所述电容感测 电路用以于所述像素反转期间去识别所述导电构件的存在。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，仅于所述像素反转期间操作电容感测电路。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的方法更包含使用所述透明平面元作为一再新显示器，其通过利用所述电容感应电路穿插地进行感 应所述电容量和再新所述导电区域的所述阵列的至少一部份。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述电容感测电路用以识别一手指的存在。
全文摘要
一种显示萤幕系统及其提供和使用的方法，该显示萤幕系统其可在背光环境下用以识别导电构件的存在，根据反射式液晶显示器技术，可由后方光源或镜面提供上述背光。显示萤幕系统包含一结构性的透明平面元与一电容感测电路，结构性的透明平面元包括结构性的平面的多个导电区域所组成的一阵列，可利用一电源分别地以电气方式定址这些导电区域，每一导电区域具有多个受控于该电源的透明状态。电容感测电路用以感测至少一上述导电区域的电容量。
文档编号G02F1/133GK101943977SQ20101021624
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年7月7日
发明者尼尔·泰沙尔 申请人:新唐科技股份有限公司