用于触摸屏的多模式电压制造技术

本发明专利技术提供了通过施加多于一种电压模式来操作触摸屏，电压模式包括对应于显示阶段的第一电压模式和对应于触摸感测阶段的第二电压模式。集成的触摸屏设备可以包括多模式电力系统，该多模式电力系统可以选择对应于显示阶段的第一电压模式和对应于触摸感测阶段的第二电压模式。一个或多个电压中的每一个可以在对图像的更新期间以对应的第一电压电平施加到触摸屏。触摸感测系统可以在触摸感测阶段期间感测触摸。一个或多个电压中的每一个可以在感测触摸期间以对应的第二电压电平施加到触摸屏。

【技术实现步骤摘要】
用于触摸屏的多模式电压
本专利技术总体上涉及触摸感测，尤其涉及在触摸屏的不同操作阶段施加处于不同电平的一个或多个电压。
技术介绍
当前，许多类型的输入设备可用于在计算系统中执行操作，例如按钮或键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等。尤其是触摸屏，因为其操作的简易性和多样性及其不断下降的价格，正变得越来越流行。触摸屏可以包括触摸传感器面板，该触摸传感器面板可以是具有触摸敏感表面的透明面板，还包括可以部分或者全部位于所述面板后面的显示设备，例如液晶显示器（LCD），使得触摸敏感表面可以覆盖显示设备的可见区域的至少一部分。触摸屏可以允许用户通过利用手指、触笔或者其它物体在常常由显示设备所显示的用户界面（UI）来指示的位置触摸触摸传感器面板来执行各种功能。总的来说，触摸屏可以识别触摸和触摸在触摸传感器面板上的位置，然后，计算系统可以根据触摸时所出现的显示来解释该触摸，其后可以基于该触摸执行一个或多个动作。在有些触摸感测系统的情况下，不需要对显示器的物理触摸来检测触摸。例如，在有些电容类型的触摸感测系统中，用于检测触摸的边缘场可以超出显示器的表面，而且接近表面附近的物体可以在靠近表面的地方被检测到，而无需真正触摸表面。电容性触摸传感器面板可以由基本上透明的导电材料（例如，氧化铟锡（ITO））的驱动线和感测线的矩阵构成，这些驱动线和感测线常常在基本上透明的衬底上在水平和垂直方向上按行和列排列。这部分是由于其基本上透明，因此电容性触摸传感器面板可以覆盖在显示器上以形成触摸屏，如上所述。有些触摸屏可以通过把触摸感测电路集成到显示像素叠层（即，形成显示像素的堆叠材料层）中来形成。
技术实现思路
以下描述包括通过应用多于一种电压模式来操作触摸屏的例子，所述多于一种电压模式包括对应于显示阶段的第一电压模式和对应于触摸感测阶段的第二电压模式。集成的触摸屏设备可以包括包含多个显示像素的触摸屏。多模式电力系统可以选择对应于显示阶段的第一电压模式和对应于触摸感测阶段的第二电压模式。第一电压模式可以包括用于触摸屏的一个或多个电压中的每一个的第一电压电平；而第二电压模式可以包括用于所述一个或多个电压中的每一个的第二电压电平，其中每个第二电压电平与对应的第一电压电平不同。在显示阶段，显示系统可以更新由显示像素所显示的图像。所述一个或多个电压中的每一个都可以在图像更新过程中以对应的第一电压电平施加到触摸屏。在触摸感测阶段，触摸感测系统可以感测触摸。所述一个或多个电压中的每一个都可以在触摸感测过程中以对应的第二电压电平施加到触摸屏。以这种方式，例如，显示系统与触摸感测系统之间的串扰可以减小。附图说明图1A-1C例示了各自都包括根据本公开内容示例的示例触摸屏的示例移动电话、示例媒体播放器和示例个人计算机。图2是例示根据本公开内容示例的示例触摸屏的一种实现的示例计算系统的框图。图3是图2的触摸屏的更具体视图，示出了根据本公开内容示例的驱动线和感测线的示例配置。图4例示了根据本公开内容示例的一种示例配置，其中触摸感测电路包括公共电极（Vcom）。图5例示了根据本公开内容示例的示例显示像素叠层的分解视图。图6例示了根据本公开内容示例的示例触摸感测操作。图7例示了根据本公开内容示例的在触摸感测阶段中的示例触摸屏的一部分。图8例示了根据本公开内容示例的示例触摸屏中的示例错误机制的模型。图9例示了根据本公开内容示例的示例触摸屏的驱动-感测操作的电路图。图10是根据各种示例的对显示阶段和触摸感测阶段使用不同电压模式来操作触摸屏的示例方法的流程图。图11例示了根据各种示例的示例第一电压模式。图12例示了根据各种示例的示例第二电压模式。图13例示了根据各种示例的另一示例第二电压模式。图14例示了根据各种示例的可以包括组合的触摸感测与显示控制器的示例触摸屏设备。具体实施方式在以下对示例的描述中，参考附图，其中附图构成说明书的一部分，并且通过例示方式示出了可以在其中实践本公开内容的示例的具体示例。应当理解，在不背离本公开内容的示例的范围的情况下，也可以采用其它示例，而且可以进行结构性的变化。以下描述包括通过应用多于一种电压模式来操作触摸屏的示例，所述多于一种电压模式包括对应于显示阶段的第一电压模式和对应于触摸感测阶段的第二电压模式。多模式电压可以帮助减小例如显示系统与触摸感测系统之间的串扰。减小串扰会是有利的，因为串扰会导致例如触摸感测系统的触摸感测信号中的错误。设备中的触摸感测电路，例如触摸面板、触摸屏等，会暴露于各种错误源，错误会通过各种错误机制进入触摸感测系统。例如，触摸感测电路可以并行地操作其它类型的电路，例如在由覆盖在显示屏上的触摸面板形成的触摸屏中。触摸与显示电路的紧密相邻可能对触摸感测造成不期望的干扰，例如串扰。错误源会通过各种机制进入触摸感测系统。触摸感测中的错误可以包括触摸感测测量结果中不携带关于触摸的信息的任何部分。从触摸传感器输出的触摸感测信号可以是复合信号，例如，包括一个或多个由触摸造成的并且携带关于触摸的触摸信息的信号，及一个或多个由其它来源造成的、不提供关于触摸的信息的信号，例如电干扰、串扰等。有些错误源会造成触摸感测操作中的变化，使得触摸感测信号中携带触摸信息的部分不正确地反映触摸的量。随着触摸感测电路变得与其它系统的电路越来越紧密集成，不同系统的电路元件之间不期望的交互也越有可能发生。例如，触摸感测电路可以集成到集成触摸屏的显示像素叠层中。显示像素叠层一般是通过包括材料的淀积、掩模、蚀刻、掺杂等处理来制造的，其中的材料例如有导电材料（例如，金属、基本上透明的导体）、半导体材料（例如，多晶硅（Poly-Si））和电介质材料（例如，SiO2、有机材料、SiNx）。在显示像素叠层中形成的各种元件可以作为显示系统的电路来操作以在显示器上生成图像，而其它元件可以作为触摸感测系统的电路来操作，感测在显示器上或者其附近的一个或多个触摸。首先将参考图1A-1C描述其中可以实现根据本公开内容示例的触摸屏的一些示例系统。接下来，将参考图2描述根据各种示例的包括分立的触摸控制器与分立的LCD驱动器的示例触摸屏设备，并且将描述根据本公开内容示例的集成触摸屏的示例物理结构（图3-5）与触摸感测操作（图6）的更多细节。接下来，图7-9例示了会影响触摸感测的错误机制的示例，而且错误机制可以依赖于系统部件（例如，晶体管）的电气特性（例如，电容）。特别地，例如，错误机制可以依赖于依赖电压的电气特性，使得部件的电气特性可以通过改变施加到该部件的电压来调节。接下来，将参考图10描述根据各种示例的包括组合的显示器与触摸控制器的示例触摸屏设备。然后，将参考图11-14描述根据各种示例的对显示阶段和触摸感测阶段使用不同电压电平设置来操作触摸屏的方法的示例。图1A-1C示出了其中可以实现根据本公开内容示例的触摸屏的示例系统。图1A例示了包括触摸屏124的示例移动电话136。图1B例示了包括触摸屏126的示例数字媒体播放器140。图1C例示了包括触摸屏128的示例个人计算机144。尽管没有在图中示出，但是个人计算机144还可以是带触摸敏感显示器的平板计算机或者台式计算机。触摸屏124、126和128可以基于例如自电容或互电容或者别的触摸感测技术。例如，在基于自电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成触摸屏设备，包括：触摸屏，该触摸屏包括多个显示像素；多模式电力系统，该多模式电力系统选择对应于显示阶段的第一电压模式并且选择对应于触摸感测阶段的第二电压模式，其中所述第一电压模式包括用于所述触摸屏的一个或多个电压中的每一个的第一电压电平，而所述第二电压模式包括用于所述一个或多个电压中的每一个的第二电压电平，每个第二电压电平与对应的第一电压电平不同；显示系统，该显示系统在显示阶段期间更新由所述显示像素所显示的图像，其中所述一个或多个电压中的每一个在对图像的更新期间以对应的第一电压电平施加到所述触摸屏；及触摸感测系统，该触摸感测系统在触摸感测阶段期间感测触摸，其中所述一个或多个电压中的每一个在感测触摸期间以对应的第二电压电平施加到所述触摸屏。

【技术特征摘要】
2011.09.23 US 13/244,0311.一种集成触摸屏设备，包括：触摸屏，该触摸屏包括多个显示像素；多模式电力系统，该多模式电力系统被配置为：选择一个或多个第一电压，所述一个或多个第一电压对应于显示阶段，选择所述一个或多个第一电压导致与触摸屏组件相关联的电容工作在第一电容值和第二电容值，第一电容值小于与触摸屏组件相关联的电容的第三电容值，并且第二电容值大于第三电容值，在与所述触摸屏组件相关联的电容的电压-电容曲线上，与第三电容值对应的电压在与第一电容值对应的电压和与第二电容值对应的电压之间，其中，第一电容值、第二电容值和第三电容值是存在于在触摸屏组件的像素晶体管的栅极和漏极之间的电容的值，并且，选择一个或多个第二电压，所述一个或多个第二电压对应于触摸感测阶段，所述一个或多个第二电压不同于所述一个或多个第一电压，选择所述一个或多个第二电压导致与触摸屏组件相关联的电容工作在第四电容值和第五电容值，第四电容值和第五电容值大于与触摸屏组件相关联的电容的第六电容值，在与所述触摸屏组件相关联的电容的电压-电容曲线上，与第六电容值对应的电压在与第四电容值对应的电压和与第五电容值对应的电压之间，其中，第四电容值、第五电容值和第六电容值是在触摸屏组件的像素晶体管的栅极和漏极之间存在的电容的值；显示系统，该显示系统被配置为在显示阶段期间更新由所述显示像素所显示的图像，其中所述一个或多个第一电压在对图像的更新期间被施加到所述触摸屏；及触摸感测系统，该触摸感测系统被配置为在触摸感测阶段期间感测触摸，其中所述一个或多个第二电压是在感测触摸期间被施加到所述触摸屏的电压。2.如权利要求1所述的集成触摸屏设备，其中，所述一个或多个第一电压和所述一个或多个第二电压被施加到具有依赖电压的电容的触摸屏组件。3.如权利要求2所述的集成触摸屏设备，其中：所述触摸屏组件包括每个显示像素的像素晶体管，所述触摸屏还包括多条选通线，每条选通线连接到每个显示像素中的像素晶体管的栅极，并且所述一个或多个第二电压被施加到使每个显示像素的像素晶体管切换成截止状态的所述多条选通线。4.如权利要求2所述的集成触摸屏设备，其中，对触摸屏组件施加所述一个或多个第一电压导致触摸屏组件的第一电容值和第二电容值，对触摸屏组件施加所述一个或多个第二电压导致触摸屏组件的第四电容值和第五电容值，并且第一电容值和第二电容值大于第四电容值和第五电容值。5.如权利要求2所述的集成触摸屏设备，其中，依赖电压的电容的电压依赖对应于所述电压-电容曲线，其中对触摸屏组件施加所述一个或多个第一电压导致触摸屏组件在所述电压-电容曲线的第一部分中的工作范围，对触摸屏组件施加所述一个或多个第二电压导致触摸屏组件在所述电压-电容曲线的第二部分中的工作范围，所述电压-电容曲线的第二部分比所述电压-电容曲线的第一部分更线性。6.如权利要求2所述的集成触摸屏设备，其中，电容的电压依赖对应于所述电压-电容曲线，其中对触摸屏组件施加所述一个或多个第一电压导致触摸屏组件在所述电压-电容曲线的第一部分中的工作范围，对触摸屏组件施加所述一个或多个第二电压导致触摸屏组件在所述电压-电容曲线的第二部分中的工作范围，其中，所述电压-电容曲线的第二部分中的电容值的平均值小于所述电压-电容曲线的第一部分中的电容值的平均值。7.如权利要求6所述的集成触摸屏设备，其中，触摸屏组件包括每个显示像素中的像素晶体管，与触摸屏组件相关联的电容包括所述像素晶体管的栅极-漏极电容，并且对像素晶体管施加所述一个或多个第二电压将所述像素晶体管的栅极-漏极电容设置为所述电压-电容曲线的最小电容值。8.如权利要求1所述的集成触摸屏设备，其中，第一电容值、第二电容值、第三电容值、第四电容值、第五电容值和第六电容值对应于跨触摸屏组件的像素晶体管的栅极和漏极施...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·尤斯弗波，K·J·怀特，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：