[发明专利]具有放大功能的集成有源矩阵触摸面板

说明书

触摸面板包括可以感测模式和功能模式操作的多个触摸面板元件，每个包括单位单元阵列。每个单位单元包括：像素阵列；第一晶体管M1，第一M1端子连接到感测线，栅极连接到第一选择线SEL；第二晶体管M2，第一M2端子连接到功能线，栅极连接到第二选择线SELB；和集成在单位单元中的放大器电路。在功能模式中第二晶体管通过来自SELB的控制信号导通，将单位单元电连接到功能线，第一晶体管截止，将第一晶体管与感测线电断开。在感测模式中第一晶体管通过来自SEL的控制信号导通，将单位单元电连接到感测线，第二晶体管截止，将第二晶体管与功能线电断开；当单位单元为感测模式时，放大器电路放大流过第一晶体管到感测线的感测信号。

技术领域

本发明涉及触摸面板装置，特别是电容式触摸面板装置。这种电容式触摸面板装置可以应用于一系列消费电子产品中，包括例如移动电话、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑、电子书阅读器和数字标牌产品。

背景技术

触摸面板已被广泛用作诸如智能电话、平板设备和计算机的一系列电子产品的输入设备。大多数高端便携式和手持式电子设备现在都包括触摸面板。这些大多通常用作触摸屏的一部分，即，显示器和触摸面板，其被对准为使得触摸面板的触摸区域对应于显示器的显示区域。

具有触摸屏的电子设备的最常见用户界面是显示器上的图像，该图像具有显现交互的点。例如，设备可以显示按钮的图片，然后用户可以通过用手指或触笔触摸、按压或滑动按钮来与设备交互。例如，用户可以“按下”按钮并且触摸面板检测到触摸(或多个触摸)。响应于检测到的触摸或多个触摸，电子设备执行一些适当的功能。例如，电子设备可以自行关闭，执行应用程序，执行一些操纵操作等。

尽管可以使用许多不同的技术来创建触摸面板，但是电容系统已经由于其准确性、耐用性以及在很小或没有激活力的情况下检测到触摸输入事件的能力而证明是最受欢迎的。用于触摸面板的电容感测的基本方法是表面电容方法-也称为自电容-例如如US4293734(Pepper，1981年10月6日发布)中所公开的。图1中示出表面电容式触摸面板的传统实施方式，其包括表面涂覆有形成感测电极11的导电材料的透明基板10。一个或多个电压源12连接到感测电极，例如在每个角落处，并用于在基板上方产生静电场。当诸如人的手指的导电的输入物体13靠近感测电极时，在感测电极11和输入物体13之间动态地形成电容器14，并且电场被扰乱。电容器14引起从电压源12汲取的电流量的变化，其中电流变化的大小与手指位置和电压源连接到感测电极的点之间的距离有关。提供电流传感器15以测量从每个电压源12汲取的电流，并且通过比较在每个源处测得的电流的大小来计算触摸输入事件的位置。虽然结构和操作简单，但是表面电容式触摸面板不能检测如当两个或更多个手指与触摸面板接触时发生的多个同时触摸输入事件。

另一种众所周知的应用于触摸面板的电容感测方法是投射电容方法，也称为互电容。在该方法中，如图2所示，在透明基板(未示出)上形成驱动电极20和感测电极21。从电压源22向驱动电极20施加变化的电压或激励信号。然后，通过在驱动电极20和感测电极21之间形成的互耦合电容器23的电容耦合，在相邻的感测电极21上产生信号。电流测量装置24连接到感测电极21并测量互耦合电容器23的大小。当输入物体13靠近这两个电极时，它形成到驱动电极27的第一动态电容器和到感测电极28的第二动态电容器。如果输入物体接地，例如连接到人体的人的手指的情况，则这些动态形成的电容的效果表现为驱动电极和感测电极之间的电容耦合量减少，并且因此由附着到感测电极21的电流测量装置24测得的信号幅度减小。

例如，在US 5,841,078(Bisset等人，1996年10月30日发布)中如所描述的，通过以网格图案排列多个驱动电极和感测电极以形成电极阵列，可以使用该投射电容感测方法来形成触摸面板装置。投射电容感测方法相对于表面电容方法的优点在于可以检测多个同时触摸输入事件。