[发明专利]内嵌式光学感应输入装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种触控式显示技术，特别涉及一种内嵌式(In-Cell)光学感应输入装置以及光学感应输入方法。

背景技术

触控面板是使用者与电子设备沟通最简单的方式，所以应用可说是愈来愈广泛，并发展出多种不同作动原理的触控面板，常见者包含电容式、电阻式、音波式、红外线式、内嵌式(In-Cell)等触控面板，其中以内嵌式触控的发展最受瞩目，相较于传统的电阻式或电容式等触控面板，都需要额外的触控面板安装于显示面板上，而内嵌式触控面板直接将触控功能内建整合至显示面板内，而不再需要额外的触控面板，故具有重量轻、体积小以及高光学性能等优点，因此受到相当的重视。

现有的内嵌式触控面板大多为光学式感应，其通过内嵌在显示面板内的光传感器(photosensor)去检测在面板上的光强度分布来决定触控位置事件；并利用非晶硅材质的光敏感性，所述这些光传感器可以直接沿用现有工艺制作的非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)传感器。再者，根据感光原理的不同，感光电路可分为二种模式，电荷模式和电流模式。如图1所示的电荷模式，其利用第一晶体管10的开启对储存电容(Cst)12进行充电，之后关闭第一晶体管10后，储存电容12上的电荷会因为第二晶体管14的光电流而产生漏电，当照光强度愈大，漏电愈多，之后再开启第一晶体管10去读取储存电容12剩余的电荷来决定触控位置事件。再如图2所示的电流模式，其利用切换晶体管16的开启使电流进入传感晶体管18，此传感晶体管18的电流大小则与受光的程度大小有关，并直接读取此电流大小来决定触控位置事件。

就电流模式感光电路而言，由于输出的是感光电流信号，但系统处理电路多以电压信号为主轴，所以每一读取线20皆连接至电阻22，如图3所示，以便将输出的感光电流信号转换为感光电压信号，并通过读取线20传送至读取电路24，以决定触控位置事件。然而，多数量的电阻一般需要利用额外安装设置于印刷电路板上，相当没有效率，且成本较高。

有鉴于此，本发明提出一种内嵌式光学感应输入装置及其方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种内嵌式光学感应输入装置及其方法，其利用晶体管设计取代原有电阻，以达转换电流信号为电压信号的目的，且此晶体管可沿用现有半导体阵列工艺同时制作，故可完全内嵌整合至显示装置中。

本发明的另一目的在于提出一种内嵌式光学感应输入装置及其方法，因其整合至标准化工艺，且不须外加一层触控面板及额外的电阻元件，故成本最低，模块产品也相对轻薄，应用更为广泛。

本发明的实施态样揭示一种内嵌式光学感应输入装置，其包括有多个呈整齐排列的感应输入单元，用以感应触控位置事件，每一感应输入单元包括至少一个或多个感光电路以及转换电路，感光电路可根据因触控位置事件发生造成受光程度的大小变化而产生感应电流信号；转换电路连接此感光电路，并具有二相耦接的第一晶体管及第二晶体管，以根据交互开关第一晶体管或第二晶体管而轮流将感应电流信号转换为感应电压信号。

本发明的另一实施态样则是应用于上述装置的一种内嵌式光学感应输入方法，其先分别施加高准位电压及低准位电压至上述的第一晶体管及第二晶体管的栅极，以开启第一晶体管，关闭第二晶体管，并利用第一晶体管将转换电路产生的感应电流信号转换为感应电压信号输出；接着，再分别施加低准位电压及高准位电压至第一晶体管及第二晶体管的栅极，以关闭第一晶体管，打开第二晶体管，并利用第二晶体管将感应电流信号转换为感应电压信号输出；最后不断重复上述步骤，使第一晶体管与第二晶体管轮流对感光电路产生的感应电流信号转换为感应电压信号，以利用该二晶体管极性转换方式持续感应触控位置事件的发生与否。

下面将通过具体实施例结合附图详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为公知电荷式感光电路的电路示意图。

图2为公知电流式感光电路的电路示意图。

图3为公知使用电阻转换信号的感光电路示意图。

图4为本发明光学感应输入装置的第一实施例的电路示意图。

图5为图4的局部电路放大示意图。

图6(a)为本发明第一实施例在第一阶段驱动的电路示意图。

图6(b)为本发明第一实施例在第二阶段驱动的电路示意图。

图7为本发明的第二实施例的电路示意图。

图8为本发明的第三实施例的电路示意图。

图9为本发明的第四实施例的电路示意图。

具体实施方式