定义为初级线之间的电容，且在 感测垫信号线22a与非感测垫信号线之间形成一个或多个非感测垫信号线的状态中形成 的电容（如C4)被定义为次级线之间的电容。
[0162] 因此，在感测垫10a与感测垫信号线22a之间可形成多个次级电容。当使用次级 线之间的电容进行触控探测时，触控灵敏度得到改善且因此所有用于形成次级线之间的电 容的非感测垫信号线优选地被连接至用于形成初级线之间的电容的VLbl。用于形成次级线 之间的电容的非感测垫信号线可连接至与VLbl不同的电位，但优选地共同使用VLbl以简 化电路。
[0163]当电路的简化或触控灵敏度远好于预期时，产生次级线之间的电容的非感测垫信 号线（在图8的实施例中为信号线22b-A或22b-E)可保持浮动或高阻抗状态而减弱触控 灵敏度，从而在浮动的非感测垫信号线与感测垫信号线之间不出现次级线之间的电容。触 控驱动集成电路（TDI)产生次级线之间的电容并具有用于判断感测垫信号线22a及与感测 垫信号线22a相邻的非感测垫信号线22b是在预定电位连接至彼此还是保持于浮动或高阻 抗状态的构件。连接至非感测垫信号线22b的电压VLbl是包括零（0)伏的直流电位或交 流电压。
[0164] 在本说明书中，用语"闭合（closed) "也应用于形成初级线之间的电容的非感测垫 信号线且还应用于基于感测垫信号线而形成次级线之间的电容的非感测垫信号线。
[0165] 感测垫10a共同地连接至初级线之间的电容C1至C3以及次级线之间的电容，且 因此所有线之间的电容均可由一个等效电容器表示。如果等效电容器是线之间的等效电容 器Ceq，则此可由如图8及图9所说明的等效电路表示。
[0166] 同时，线之间的等效电容器Ceq具有以下特征。
[0167] 1.相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b之间的相对长度越长，则相对区 域变得越宽，从而使线之间的等效电容Ceq增加越多。因此，当感测垫10a在触控驱动集 成电路中处于越远的距离时，线之间的等效电容Ceq变得越大。
[0168] 2.可根据相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b的相对距离而调整线之间 的等效电容Ceq的量值。相对距离是相对的传感器信号线22a及传感器信号线22b之间的 宽度，且因此可根据设计而改变线之间的等效电容Ceq的量值。
[0169] 参照图9,线之间的等效电容Ceq形成于感测垫10a与邻近感测垫10a的非感测垫 10b之间，且非感测垫10b连接至任意电压VLbl。
[0170] 在图9中，非感测垫10b及非感测垫信号线22b由一个等效非感测垫10b及一个 等效非感测垫信号线22b表示，而非由形成初级电容及次级电容的多个非感测垫及多个非 感测垫信号线表示。在图8中，除感测垫10a以外的所有非感测垫信号线22b均连接至预 定电压VLbl，且因此在图9中，电压VLbl连接至非感测垫信号线22b。因此，尽管在图9中 一个非感测垫信号线22b连接至VLbl，然而产生初级线之间的电容或次级线之间的电容的 所述多个非感测垫信号线均实质上连接至VLbl。VLbl是在施加预充电电压VP1J寸施加至 非感测垫信号线22b的一侧的电压，且是用于通过预充电而形成线之间的等效电容Ceq的 电压。交流电压施加至非感测垫信号线22b以探测触控信号，且VLbl包括作为交流电压的 低电压或高电压。
[0171] 充电构件12的输出端子12-1及连接至输出端子12-1的所有电容器均连接至触 控探测器14。缓冲器14-1是构成触控探测器14的其中一个组件，且输入端子具有高阻抗 (Hi-Z)特性。当充电构件12的输出端子12-1在高阻抗状态下连接至触控探测器的高阻抗 输入端子时，连接于充电构件的输出端子12-1与缓冲器14-1之间的所有电容器Ceq、Ct、Cvcom及Cp也均处于高阻抗状态。
[0172] 尽管在下文阐述，然而Ceq的量值根据连接感测垫10a的感测垫信号线22a的长 度而不同，且因此充电时间也根据感测垫的位置而不同。当基于一个固定时间来确定充电 时间时，充电时间必须被确定为最长时间，此会造成触控探测时间可能变慢的问题。因此， 触控驱动集成电路具有用于确定充电时间的构件。充电时间是作为充电构件12的接通时 间加以确定。
[0173] 图9说明充电构件12的输出端子12-1直接连接至缓冲器14-1，但所有其输入处 于高阻抗状态的元件（如金属氧化物半导体（metaloxidesemiconductor，M0S)的门极、 薄膜晶体管（thinfilmtransistor，TFT)的门极等）均可用来取代缓冲器14-1。使充电 构件12的输出端子12-1及触控探测器14处于高阻抗状态的原因在于：由于在高阻抗状 态中被隔离的电荷不存在放电路径而使得在图9中的点P处形成的电压的量值被长时间保 持，故易于相对精确地探测电压的量值。
[0174] 缓冲器14-1的信号输出被输入至放大器14-2。根据是否产生触控而定，当在图9 中的点P处探测到的电压的变化小时，优选是使用放大器14-2来放大所述信号。放大器可 使用利用参考电压14-4所产生的DAC14-3。
[0175] 此外，经触控探测器14探测及放大的信号可穿过ADC转换器14-5而被传递至图 13的信号处理器35。可使用一个或多个ADC转换器14-5。当使用多个ADC转换器14-5 时，可更快速地进行信号处理。
[0176] 尽管在图9中未说明，然而可在触控探测器14所显示的数个功能单元当中使用滤 波器。例如，也可在缓冲器14-1的前一级中使用滤波器，且可在放大器14-2的前一级中或 放大器的某些组件中使用滤波器。作为滤波器，可使用各种滤波器，例如带宽低通滤波器、 带宽高通滤波器、割草滤波器（grasscutfilter，GCF)、排序滤波器（rankingfilter)、 及利用斩波（chopping)的平均滤波器。
[0177] 触控探测传感器10是由透明导体或金属制成。当触控探测传感器10安装于显示 元件上且由透明导体制成时，透明导体可为透明导电性材料，例如氧化铟锡（ΙΤ0)、氧化铟 铺（ΑΤ0)、碳纳米管（carbonnanotube，CNT)及氧化铟锌，或为具有与此类似的导电特性 的透明材料。如果触控探测传感器10用作不与显示元件一起使用的触控键盘及冰箱或监 视器的触控键，则触控探测传感器10也可由例如金属等非透射性材料制成。
[0178] 传感器信号线22是将在触控构件（例如手指25)靠近触控探测传感器10时所形 成的触控电容的极性连接至触控探测器14的信号线，并使用与触控探测传感器10相同的 掩模，且可由透明导电材料制成。在某些情形中，传感器信号线22使用与触控探测传感器 10不同的掩模且也可由例如金属等非透射性材料制成。传感器信号线22的电阻的量值由 Rt表示且非感测垫10b的电阻的量值由Rnt表示。
[0179] 电阻分量在探测触控信号时用作产生信号延迟的因素。因此，电阻分量的量值越 小越好。因此，为降低电阻，优选地使与在触控驱动集成电路中设置于远距离处的触控探测 传感器10连接的传感器信号线22的宽度宽。触控驱动集成电路中设置于短距离处的触控 探测传感器10的传感器信号线22的宽度窄，且因此即使电阻增大，绝对电阻值也小。因此， 优选的是通过使触控驱动集成电路中处于较短距离处的触控探测传感器10的传感器信号 线22的宽度窄而使传感器信号线所经过的路径的宽度窄。如此一来，根据本发明，可根据 触控探测传感器10的位置而不同地形成传感器信号线的宽度。
[0180] 图8及图9的共用电极电容器Cvcom是当触控探测传感器10与显示元件的共用 电极相对且触控探测传感器10的一侧连接至触控探测器14、另一侧连接至显示元件的共 用电压时形成的电容。在此种情形中，共用电极电容器是通过被直接连接至显示元件的共 用电压来应用，但共用电极电容器（Cvcom) -般会通过例如玻璃或空气等介质而被电磁感 应。
[0181] 重新参照图9,当人体的手指25以预定间隔靠近触控探测传感器10时，在手指25 与触控探测传感器10之间形成被称为"ct"的触控电容。Ct是由图7的关系方程式C= (eA)/d所设定的值，且可通过控制触控构件（例如手指25)与触控探测传感器10的间隔、 相对面积等加以控制。例如，当触控探测传感器10的面积增大时，根据图7的关系方程式， Ct也会增大。相反，当触控探测传感器10的面积减小时，Ct会减小。根据一个实施例，Ct 可被设计成自几毫微微法（fF)至几十微法（μF)。
[0182] 图9的Cp是寄生电容器，且是由在触控驱动集成电路中所形成的或用于构成所述 触控驱动集成电路的半导体与封装之间的打线接合所形成的寄生电容器的等效电路。寄生 电容器可由具有不同的接地的多个寄生电容器Cp构成。在本说明书中，说明连接至仅一个 接地的仅一个寄生电容器。
[0183] 重新参照图9,预充电电压被施加至充电构件12的输入端子12-2(图8)且当 被施加至通/断控制端子cont的控制电压Vg使作为充电构件12的开关元件接通时，经由 输出端子12-1输出预充电电压Vpra。因此，连接至充电构件12的输出端子12-1的所有电 容器均被充以预充电电压Vpra。
[0184] 根据一个实施例，如果在为3V且Vg自零伏（0V)变至10V时作为充电构件12 的开关元件接通，则在开关元件接通后在用于探测触控的感测垫l〇a与手指25之间形成的 触控电容器Ct、线之间的等效电容器Ceq、寄生电容器Cp、及共用电极电容器Cvcom的电位 均相对于与每一电容的一侧相连的接地电位为3V。例如，如果共用电压Vcom是4V，则当图 9中的点P的电位为3V时，共用电极电容Cveom的电位3V意味着相对于共用电压Vcom为 4V时为3V(S卩，基于Vcom= 4V，P电位为7V) 〇
[0185] 在图9中的点P充电之后，当充电构件12的控制电压Vg自10V降至0V以使充电 构件12断开时，作为触控探测器的点P变为高阻抗，且因此点P处的电荷被隔离于触控电 容器Ct、线之间的等效电容器Ceq、寄生电容器Cp及共用电极电容器Cvcom中。根据一个实 施例，当对线之间的等效电容器Ceq施加交流电压时，在点P处探测的电压的量值与被施加 于线之间的等效电容器Ceq的交流电压的量值成比例且与连接至点P的各电容存在关联。
[0186]图10是说明根据本发明实施例的触控探测传感器的构造的实例的剖视图，且图 11是说明根据本发明实施例的触控探测传感器的构造的另一实例的剖视图。图10说明触 控探测传感器10安装于与显示元件分别形成的基板上，且图11说明触控探测传感器10嵌 置于显示元件中。共用电极电容器Cvcom的形成关系将在下文参照图10及图11进行阐述。
[0187] 如图10中所说明，显示元件200具有共用电极220。有源矩阵式有机发光二极管 或等离子体显示面板（PDP)不具有与用于显示图像品质的功能之间的共用电极，但具有在 有源矩阵式有机发光二极管的薄膜晶体管基板或等离子体显示面板的驱动基板上形成的 各种电位且图8及图9的Cvcom形成于相对的触控探测传感器10之间，因此由在有源矩阵 式发光二极管的薄膜晶体管基板上或等离子体显示面板的驱动基板上形成的各种电位所 形成的虚拟电位也被称作共用电极。
[0188] 显示元件200可为上文所述各种类型的显示元件，且共用电极220可为液晶显示 器的Vcom电极或其他类型的电极。图10的实施例说明各种显示元件中的液晶显示器。
[0189] 图11所说明的显示元件200具有其中将液晶密封于下部的薄膜晶体管基板205 与上部的彩色滤光片215之间以形成液晶层210的结构。为对液晶进行密封，通过密封剂 230将薄膜晶体管基板205的外部与彩色滤光片215的外部结合至彼此。尽管图中未说明， 然而可将偏光板附装至液晶面板的上部及下部。另外，可像背光单元（BLU) -样安装构成 背光单元的光学片材以及增亮膜（brightnessenhancementfilm，BEF)。
[0190] 如图中所说明，触控屏面板50安装于显示元件200上。图11所说明的触控屏面 板50的外部通过例如双面胶带（DAT)等粘合部件57 (图11)附装至显示元件200的上部。 此外，在触控屏面板50与显示元件200之间形成气隙58或者在触控屏面板50与显示元件 200之间加入接触部件58。接触部件58是附装于触控屏面板50与显示元件200之间的材 料，例如为透射性硅、光学透明粘合剂（0CA)、及粘合树脂。
[0191] 用于显示图像的共用电压电平被施加至显示元件200的共用电极220,且共用电 压可为具有预定量值的直流电压或者可为以预定频率交变的具有预定幅值的交流电压。例 如，在具有行反转的小型液晶显示器中，共用电极220的共用电压如图5所说明进行交变， 且在例如笔记本计算机及具有点反转的监视器/电视机等液晶显示器中，则采用具有直流 电平的共用电压（其是具有预定量值的电压）。
[0192] 如图中所说明，共用电极电容器Cvcom形成于触控探测传感器10与显示元件200 的共用电极220之间，且触控电容Ct形成于触控探测传感器10与手指25之间。因此，共 用电极电容Cvcom及触控电容Ct一起形成于触控探测传感器10中。
[0193] 同时，图11中的参考编号24是用于保护触控探测传感器10的保护层，且使用玻 璃、塑料、乙烯基塑料（vinyl)、布料等。
[0194] 图11是触控探测传感器的构造的另一实例，且说明其中触控探测传感器10嵌置 于显示元件中的实施例。参照图11，触控屏面板50可形成于作为显示元件一部分的彩色滤 光片215的上表面。如图中所说明，共用电极220形成于彩色滤光片215之下，且触控探测 传感器10被图案化于彩色滤光片的上表面。在图11的实施例中，可由偏光板来取代保护 层24。甚至在图11的实施例中，共用电极电容Cvcom形成于共用电极220与触控探测传感 器10之间，且因此共用电极电容Cvc〇m(位于触控探测传感器10与显示元件200的共用电 极220之间）与触控电容Ct(位于触控探测传感器10与手指25之间）一起形成于触控探 测传感器10中。
[0195] 图12说明对线之间的等效电容Ceq应用交流电压来探测触控信号的实施例。
[0196] 参照图12,形成于触控探测传感器10与导体（例如手指25)之间的触控电容Ct、 Ceq、Cvcom及Cp连接至充电构件12的输出端子12-1。因此，当在充电构件12接通的状态 下对充电构件12的输入端子12-2施加预充电信号Vpra时，Ceq、Ct、Cvcom及Cp被充至预 充电电平Vpra，且因此触控探测器14的输入端子的电位变为预充电电平Vpra。接下来，当充 电构件12断开时，被充于四个电容器中的信号保持为预充电信号电平Vpra直至其被分别放 电为止。
[0197] 为稳定地隔离所充信号，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端 子处于高阻抗状态。优选地，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端子可 具有至少100ΚΩ的阻抗。
[0198] 然而，根据另一实施例，充电构件12的输出端子12-1及触控探测器14的输入端 子可不处于高阻抗状态。例如，当在四个电容器中所充的信号被放电的同时观察到触控输 入、由其他构件所充的信号被隔离、或者在放电起始定时时刻迅速观察到信号时，触控探测 器14的输入端子需要为高阻抗。
[0199] 触控探测器14探测感测垫10a的电压（或点P处的电压）。触控探测器14探测 当未产生触控时（即，当不形成Ct时）点P的电压，并探测当产生触控时（即，当形成ct 时）点P处的电压，以利用这两个所探测电压之间的量值差来取得触控信号。根据图12的 实施例，在感测垫l〇a及触控探测器的输入端子（其为点P)处存在感测信号线电阻Rt，但 在预定时间之后Rt两端的信号的大小变为相同且因此忽略Rt的影响。因此，在本说明书 中，感测垫l〇a所探测的电压与在点P处探测的电压具有相同含义。
[0200] 在本发明中，当图12的点P被充以充电电压Vpra时，与非感测垫10b连接的非感 测垫信号线22b的一侧连接至预定电压LSVh。％是本发明的交流电压的低电压，且Vh是 本发明的交流电压的高电压，其中所述交流电压在\与Vi之间交变。VhSVi的作用如同 上述VLbl，即用于形成线之间的等效电容器Ceq。
[0201] 为在施加充电电压Vppra且经过预定时间之后探测触控信号，对非感测垫信号线 22b施加交流电压。所述交流电压的绝对值是Vh-L且电位可自高电压Vh变至低电压V 者自低电压％变至高电压Vh。所述交流电压是具有各种形状（如方波、三角波、正弦波、或 锯齿波）的电压且本发明的触控驱动集成电路（TDI)可改变所述交流电压的量值或频率。
[0202] 触控探测器14与交流电压自低电压％上升至高电压Vh时的上升沿或上升时刻或 者所述交流电压自高电压Vh下降至低电压Vi时的下降沿或下降时刻同步地探测电压。当 触控驱动集成电路与上升沿或下降沿同步地探测电压时，优选的是在相对于所述沿延迟达 预定时间之后探测所述电压。原因在于，在感测垫信号线22a的电阻分量Rt或非感测垫 的电阻分量Rnt使探测电压达到稳定之前需要一定时间（例如，几十纳秒或几十微秒）。
[0203] 此外，在交流电压的上升沿或下降沿处产生的电磁波可影响与本发明的电容型触 控探测构件耦合的元件，因此本发明的触控驱动集成电路可还包括一种用于调整交流电压 的上升沿或下降沿的梯度的方法。作为用于在触控驱动集成电路中调整梯度的方法的一个 实施例，可使用寄存器。在多个寄存器中，对上升沿的时间或下降沿的时间进行映射，且当 选择所述多个寄存器中的一者时，图13的交流电压产生器42可调整交流电压的上升沿的 梯度或下降沿的梯度。
[0204] 假定Vh*5V且V#0V，则交流电压的绝对值Vh-ViS5V。当交流电压自低变高 时，交流电压为+5V(为正极性），而当交流电压自高变低时，交流电压为-5V(为负极性）。 所述极性应用于下文所将阐述的用于探测触控信号的方程式。
[0205] 当图12的P点被充以充电电压Vpra时，假定施加至非感测垫信号线22b的电压是 VhSV:，则线之间的等效电容器Ceq被充以具有￥|^与Vh之间的差或V与V:之间的差 的电压。例如，当Ceq被充以VPJ寸，如果连接至非感测垫信号线22b的第一电压是高电压 vh，则交流电压自高Vh变至低V及交流电压的极性为负（-)。此外，当Ceq被充以V时， 如果连接至非感测垫信号线22b的第一电压是低电压％，则交流电压自低％变至高Vh且极 性为正（+)。
[0206] 在对非感测垫信号线22b施加交流电压时触控探测器14所探测到的电压如下所 述。
[0207] 1.当未产生触控时所探测到的电压。
[0208][方程式1]
[0209]
[0210] 2.当产生触控时所探测到的电压。
[0211] 当产生触控时，触控电容Ct被加至触控探测器14,且因此通过以下〈方程式2>来 确定触控探测器14所探测的电压。
[0212] [方程式2]
[0213]
[0214] 在以上〈方程式1>及〈方程式2>中，
[0215]Vsensor_t_h代表在未产生触控时由触控探测器14探测的电压，
[0216]Vsensort_h代表在产生触控时由触控探测器14探测的电压，
[0217]Vpre代表预充电电压，
[0218]VhR表对非感测垫传感器信号线22b施加的交流电压的高电平电压，
[0219]ViR表对非感测垫传感器信号线22b施加的交流电压的低电平电压，Cvcom代表 共用电极电容，Cp代表寄生电容，Ct代表触控电容。在交流电压自低变为高时，Vh_Vi的极 性为正（或+)的，且在交流电压自高变为低时，\，的所述极性为负（或_)的。
[0220] 阐述以上〈方程式1>与〈方程式2>之间的差异，Ct位于以上〈方程式2>的分 母上。触控电容Ct是感测垫10a与触控构件（例如手指25)之间的电容器，且因此作为Ct 的量值的电容根据是否产生触控或者根据触控构件与触控感测垫l〇a的相对距离或相对 面积而变化。由于Ct的差会引起由以上〈方程式1>与〈方程式2>所推导的电压的差，因 此判断是否产生触控或者可通过探测电压差（〈方程式1>_〈方程式2>或〈方程式2>_〈方 程式1>)来计算触控面积。
[0221] 以