CN102541384B - 双模式触控感应装置 - Google Patents

Abstract

一种双模式触控感应装置，具有一基板、一第一触控电极结构以及一第二触控电极结构。其中该第一触控电极结构位于该基板上，用以执行一第一类型触控感测技术来检测一触碰位置，而第二触控电极结构亦是形成于同一基板上，用以执行一第二类型触控感测技术来检测一触碰位置。

Description

双模式触控感应装置

技术领域

本发明是有关于一种触控装置，且特别是有关于一种同时采用电容式和电磁感应技术的触控装置。

背景技术

目前双模式触控技术是同时采用电容式和电磁感应技术，当此双模式触控技术应用在液晶显示器时，电容式触控板是形成在液晶显示器上方，而电磁感应触控板则是形成在液晶显示器的后方。

传统上的电磁感应触控板至少包括：一含天线数组的天线板、用以计算感应位置的控制集成电路（control IC）以及压感电磁笔。其中，电磁笔为讯号发射端，例如为一收发器(transceiver)，天线板为讯号接收端(receiver)，靠电磁感应方式，当电磁笔接近感应时磁通量会发生变化，控制集成电路即可根据磁通??的变化量将触控笔点选位置定义出来。

然而，现有技术是以外部贴合的方式将电磁感应触控板形成在液晶显示器的后方，因此量产时将在制作过程中多一道贴合步骤，如此一来成本会相对提高。再者由于必须考虑液晶显示器背板是否为金属，若将天线板贴合在背板为金属的液晶显示器上，将会使得天线板受到干扰而无法运作，且在厚度上由于增加了天线板，亦使得整体液晶显示器厚度大幅增加。

发明内容

为解决上述的缺点，本发明利用半导体制程，在一片玻璃上同时制作电容式触控板的感测电极与电磁式触控板的天线走线来形成双模式触控感应装置，藉以降低整体模块厚度。

本发明的技术方案是提供一种双模式触控感应装置。该双模式触控感应装置具有一基板、一第一触控电极结构以及一第二触控电极结构。其中该第一触控电极结构位于该基板上，用以执行一第一类型触控感测技术来检测一触碰位置，而第二触控电极结构亦是形成于同一基板上，用以执行一第二类型触控感测技术来检测一触碰位置。

在一实施例中，其中该第一类型触控感测技术为一电容式触控感测技术，该第二类型触控感测技术为一电磁式触控感测技术。

在一实施例中，该第一触控电极结构为一投射式电容电极结构，并形成于该基板的一第一面上，该第二触控电极结构为一电磁式触控天线回路，并形成于该基板的一第二面上。一开关电路耦接该电磁式触控天线回路，用以当该投射式电容电极结构工作时，断开该电磁式触控天线回路，来停止该电磁式触控天线回路工作。

在一实施例中，投射式电容电极结构更包括：一第一方向感应电极层位于该基板的该第一面上，一绝缘层位于该第一方向感应电极层上，以及一第二方向感应电极层位于该绝缘层上。第一方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第一方向的第一电极串，每一该些第一电极串是由若干个第一菱形电极相互连接而成。第二方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第二方向的第二电极串，每一该些第二电极串是由若干个第二菱形电极相互连接而成，其中该些第一菱形电极和该些第二菱形电极相间排列。

在一实施例中，电磁式触控天线回路更包括：一第一方向天线回路位于该基板的该第二面上，一绝缘层位于该第一方向天线回路上；以及一第二方向天线回路位于该绝缘层上。第一方向天线回路更包括若干个第一ㄇ型区段，每个第一ㄇ型区段与其相邻的其它第一ㄇ型区段是分属不同的感应回路。第二方向天线回路更包括若干个第二ㄇ型区段，每个第二ㄇ型区段与其相邻的其它第二ㄇ型区段是分属不同的感应回路。

在一实施例中，第一触控电极结构为一投射式电容电极结构，并形成于该基板的一第一面上，该第二触控电极结构为一电磁式触控天线回路，并形成于该基板的该第一面以及一第二面上。

在一实施例中，电磁式触控天线回路更包括：一第一方向天线回路位于该基板的该第二面上，一第二绝缘层位于该第一方向天线回路上；以及一第二方向天线回路位于该基板的该第一面上。第一方向天线回路更包括若干个第一区段，每个第一区段与其相邻的其它第一区段是分属不同的感应回路。第二方向天线回路更包括若干个锯齿状区段，每个锯齿状区段环绕对应该第一方向的第一电极串排列。

在一实施例中，电磁式触控天线回路更包括：一第二方向天线回路位于该基板的该第二面上，一第二绝缘层位于该第二方向天线回路上；以及一第一方向天线回路位于该第一绝缘层上。第二方向天线回路更包括若干个区段，每个区段与其相邻的其它区段是分属不同的感应回路。第一方向天线回路更包括若干个锯齿状区段，每个锯齿状区段环绕对应该第二方向的第二电极串排列。

综上所述，本发明藉由在一基板上同时形成电容式触控板的感测电极与电磁式触控板的天线回路，因此可以降低整体触控模块的厚度。

附图说明

图1为本发明双模式触控面板的概略图。

图2为一投射式电容触控电极结构概略图。

图3A为一X方向天线回路的概略图。

图3B为一Y方向天线回路的概略图。

图4为根据本发明一实施例的Y方向天线回路与电容感测电极的X方向感应电极层共构的布局图。

图中：100 双模式触控感应装置，101基板，101a第一面，101b第二面，102电容感测电极，103电磁感测天线，200 Y方向电极串，201、211 菱形电极，202 Y方向驱动线，210 X方向的电极串，212 X方向驱动线，203、213连接埠，301、302ㄇ型区段，303、304和403共接点，X1至X25 和Y1至Y25开关，300 X方向天线回路，310、401 Y方向天线回路，402天线区段，404开关。

具体实施方式

以下为本发明较佳具体实施例以所附图示加以详细说明，下列的说明及图标使用相同的参考数字以表示相同或类似组件，并且在重复描述相同或类似组件时则予省略。

参阅图1，图1为本发明双模式触控感应装置的概略图。其中双模式触控感应装置100包括：一基板101、一电容感测电极102以及一电磁感测天线103。在一实施例中，基板101为一透明导电玻璃(ITO Glass)具有一第一面101a与一第二面101b，电容感测电极102形成于基板101的第一面101a上，而电磁感测天线103则形成于基板101的第二面101b上。其中，是利用一半导体制程将电容感测电极102形成在基板101的第一面101a上。电容感测电极102所构成的电容触控结构可为表面式电容结构、投射式电容结构或其它种类的电容结构。在本实施例中，电容感测电极102是形成投射式电容结构。

图2为一投射式电容触控电极结构概略图。在一实施例中，形成此投射式电容触控电极结构，包括利用溅镀法，于基板101的第一面101a形成一第一氧化铟锡层(indium tin oxide，ITO)，接着利用微影及蚀刻法于该第一氧化铟锡层形成一Y方向感应电极层，其中Y方向感应电极层包括：多个平行排列于Y方向的电极串200，每一电极串200是由多个菱形电极201相互连接而成，且每一Y方向的电极串200更分别与一Y方向驱动线202连接。接着，利用涂布法于Y方向感应电极层上形成一介电层(图中未绘出)作为绝缘层，再利用涂布法于其上形成第二氧化铟锡层，并利用微影及蚀刻法于第二氧化铟锡层形成一X方向感应电极层，其中X方向感应电极层包括：多个平行排列于X方向的电极串210，每一电极串210是由多个菱形电极211相互连接所组成，且每一X方向电极串210更分别与一X方向驱动线212连接。其中Y方向感应电极层上的各个菱形电极201，和X方向感应电极层上各个菱形电极201相间排列，而形成一容感测电极102。此外，Y方向驱动线202和X方向驱动线212会沿着基板101的边缘共同延伸至基板的一端，并与设于该端上的连接埠203和213连接，进而透过连接埠203和213与控制器连接，以便由控制器检测各相邻电极间的电容值变化。

当电容感测电极102完成后，接着于基板101的第二面101b上形成电磁感测天线103。电磁感应设备的天线回路及其布局设计是将天线回路以X、Y轴数组等距排列成格状网，以感应电磁量的改变来得出其绝对坐标。在一实施例中，形成此电磁感测电极103结构，包括利用溅镀法，于基板101的第二面101b形成一第一氧化铟锡层(indium tin oxide，ITO)，接着利用微影及蚀刻法于该第一氧化铟锡层形成一X方向天线回路300，其中如图3A所示，X方向天线回路300是由若干个ㄇ型区段301所组成，每个ㄇ型区段301与其相邻的其它ㄇ型区段是分属不同的感应回路，如此即可分辨出电磁感应变化是位于感应回路中的那一ㄇ型区段上，每一ㄇ型区段301的一端分别连接一开关(X1至X25)，且其另一端分别与一接地线共接点303相连接，藉此，每一ㄇ型区段301所感应的讯号可经由对开关X1至X25的循序控制来获得。接着，利用涂布法于X方向天线回路300上形成一介电层(图中未绘出)作为绝缘层，再利用涂布法于其上形成第二氧化铟锡层，并利用微影及蚀刻法于第二氧化铟锡层形成一Y方向天线回路310，其中Y方向天线回路310类似X方向天线回路300，如图3B所示，亦是由若干个ㄇ型区段302所组成，每个ㄇ型区段302与其相邻的其它ㄇ型区段是分属不同的感应回路，如此即可分辨出电磁感应变化是位于感应回路中的那一ㄇ型区段上，每一ㄇ型区段302的一端分别连接一开关(Y1至Y25)，且其另一端分别与一接地线共接点304相连接，藉此，每一ㄇ型区段302所感应的讯号可经由对开关Y1至Y25的循序控制来获得。依此而形成一电磁感测天线103，与基板101第一面上形成的电容感测电极102，共同构成双模式触控面板。

值得注意的是，在上述的实施例中，是先于基板101的第一面101a上形成电容感测电极102，再于基板101的第二面101b上形成电磁感测天线103，而共同构成双模式触控面板。然而，在另一实施例中，亦可先于基板101的第二面101b上形成电磁感测天线103，再于基板101的第一面101a上形成电容感测电极102，来构成本发明的双模式触控面板。

此外，在再一实施例中，亦可将电磁感测天线的X方向天线回路或Y方向天线回路其中之一，与电容感测电极共同形成在基板的第一面上。图4为根据本发明一实施例，Y方向天线回路与电容感测电极的X方向感应电极层共构的布局图，然值得注意的是，相同的原理亦可应用于将X方向天线回路与电容感测电极的Y方向感应电极层共构的布局上。其中图4仅绘出电容感测电极中的X方向电极串210与Y方向天线回路。其中，Y方向天线回路401是布建在X方向电极串210的空隙中，由于每一电极串210是由多个菱形电极211相互连接所组成，因此Y方向天线回路401包括多个形成锯齿状的天线区段402围绕菱形电极211，每一锯齿状天线区段402的一端分别连接一开关404，且其另一端分别与一接地线共接点403相连接并。藉此，每一锯齿状天线区段402所感应的讯号可经由对开关404的循序控制来获得。

且因为Y方向天线回路401和X方向电极串210的材料均为氧化铟锡，因此其制作方式，例如，可在形成的氧化铟锡层(indium tin oxide，ITO)上，利用微影及蚀刻法于此氧化铟锡层上，同时形成形成一Y方向天线回路401和X方向电极串210。如此一来，仅需使用一道光罩制程就能同时完成电磁感测天线中的Y方向天线回路401，以及电容感测电极中的X方向电极串210，因此可有效降低制程成本。

此外，在双模式触控面板运作时，当仅有触控笔接触面板时，是由电磁感测天线103进行触碰位置扫描定位。而当仅有手指接触面板时，电磁感测天线103将以低频的状态扫描，由电容感测电极102进行触碰位置扫描定位，若此时触控笔亦靠近面板，电磁感测天线103扫描的频率会因笔靠近的距离而随的增强，造成电磁感测天线103与电容感测电极102同时动作，造成电场耦合，使得电磁感测天线103与电容感测电极102互相干扰。为避免彼此干扰，在一实施例中，本发明藉由控制开关404，在电容感测电极102工作时，让Y方向天线回路401断路，而使得Y方向天线回路不工作。例如，当触控笔远离面板时，开关404断开，此时天线回路401形成断路而无法动作，此时感测电极102的扫描即不受干扰。在此情况下，天线回路401更可作为电容感测电极102的菱形电极211静电防护路径。而当触控笔靠近时，与电容感测电极102同一层的天线回路401藉由开关404的切换来形成回路，开启启动机制，此时与建置在基板另一面的X方向天线回路形成完整XY轴向天线回路，藉由轴向间电磁场的变化感测触控笔的位置。

综合上述所言，本发明藉由在一基板上同时形成电容式触控板的感测电极与电磁式触控板的天线回路，因此可以降低整体触控模块的厚度。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (5)

1.一种双模式触控感应装置，其特征在于，包括：

一基板；

一第一触控电极结构形成于该基板上，其中该第一触控电极结构是用以执行一第一类型触控感测技术来检测一触碰位置；以及

一第二触控电极结构形成于该基板上，其中该第二触控电极结构是用以执行一第二类型触控感测技术来检测一触碰位置，其中该第一类型触控感测技术为一电容式触控感测技术，该第二类型触控感测技术为一电磁式触控感测技术；

该第一触控电极结构为一投射式电容电极结构，并形成于该基板的一第一面上，该第二触控电极结构为一电磁式触控天线回路，并形成于该基板的一第二面上；

更包括一开关电路耦接该电磁式触控天线回路，用以当该投射式电容电极结构工作时，断开该电磁式触控天线回路，来停止该电磁式触控天线回路工作；

该投射式电容电极结构更包括：

一第一方向感应电极层位于该基板的该第一面上，其中该第一方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第一方向的第一电极串，每一该些第一电极串是由若干个第一菱形电极相互连接而成；

一绝缘层位于该第一方向感应电极层上；以及

一第二方向感应电极层位于该绝缘层上，其中该第二方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第二方向的第二电极串，每一该些第二电极串是由若干个第二菱形电极相互连接而成，其中该些第一菱形电极和该些第二菱形电极相间排列。

2.根据权利要求1所述的双模式触控感应装置，其特征在于：该电磁式触控天线回路更包括：

一第一方向天线回路位于该基板的该第二面上，其中该第一方向天线回路更包括若干个第一ㄇ型区段，每个第一ㄇ型区段与其相邻的其它第一ㄇ型区段是分属不同的感应回路；

一绝缘层位于该第一方向天线回路上；以及

一第二方向天线回路位于该绝缘层上，其中该第二方向天线回路更包括若干个第二ㄇ型区段，每个第二ㄇ型区段与其相邻的其它第二ㄇ型区段是分属不同的感应回路。

3.一种双模式触控感应装置，其特征在于，包括：

一基板；

一第一触控电极结构形成于该基板上，其中该第一触控电极结构是用以执行一第一类型触控感测技术来检测一触碰位置；以及

一第二触控电极结构形成于该基板上，其中该第二触控电极结构是用以执行一第二类型触控感测技术来检测一触碰位置，其中该第一类型触控感测技术为一电容式触控感测技术，该第二类型触控感测技术为一电磁式触控感测技术；该第一触控电极结构为一投射式电容电极结构，并形成于该基板的一第一面上，该第二触控电极结构为一电磁式触控天线回路，并形成于该基板的该第一面以及一第二面上；

该投射式电容电极结构更包括：

一第一方向感应电极层位于该基板的该第一面上，其中该第一方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第一方向的第一电极串，每一该些第一电极串是由若干个第一菱形电极相互连接而成；

一第一绝缘层位于该第一方向感应电极层上；以及

一第二方向感应电极层位于该绝缘层上，其中该第二方向感应电极层更包括若干个平行排列于该第二方向的第二电极串，每一该些第二电极串是由若干个第二菱形电极相互连接而成，其中该些第一菱形电极和该些第二菱形电极相间排列。

4.根据权利要求3所述的双模式触控感应装置，其特征在于：该电磁式触控天线回路更包括：

一第一方向天线回路位于该基板的该第二面上，其中该第一方向天线回路更包括若干个第一区段，每个第一区段与其相邻的其它第一区段是分属不同的感应回路；

一第二绝缘层位于该第一方向天线回路上；以及

一第二方向天线回路位于该基板的该第一面上，其中该第二方向天线回路更包括若干个锯齿状区段，每个锯齿状区段环绕对应该第一方向的第一电极串排列。

5.根据权利要求4所述的双模式触控感应装置，其特征在于：该电磁式触控天线回路更包括：

一第二方向天线回路位于该基板的该第二面上，其中该第二方向天线回路更包括若干个区段，每个区段与其相邻的其它区段是分属不同的感应回路；

一第二绝缘层位于该第二方向天线回路上；以及

一第一方向天线回路位于该第一绝缘层上，其中该第一方向天线回路更包括若干个锯齿状区段，每个锯齿状区段环绕对应该第二方向的第二电极串排列。