TW201351248A - 觸控面板 - Google Patents

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Abstract

本發明所提供之觸控面板包含構成一感應區域且位於同一平面之複數電極。該感應區域具有互相垂直之一第一邊界與一第二邊界。該複數電極包含一平行四邊形電極，具有與該第一邊界平行之兩第一邊，以及不平行於該第一邊界及該第二邊界之兩第二邊。

Description

觸控面板
本發明與觸控系統相關，並且尤其與用以提升觸控面板邊緣區域之感應結果正確性的技術相關。
隨著科技日益進步，近年來各種電子產品的操作介面都愈來愈人性化。舉例而言，透過觸控螢幕，使用者可直接以手指或觸控筆在螢幕上操作程式、輸入訊息/文字/圖樣，省去使用鍵盤或按鍵等輸入裝置的麻煩。實際上，觸控螢幕通常係由一感應面板及設置於感應面板後方的顯示器組成。電子裝置係根據使用者在感應面板上所觸碰的位置，以及當時顯示器所呈現的畫面，來判斷該次觸碰的意涵，並執行相對應的操作結果。
現有的電容式觸控技術可分為自容式(self-capacitance)和互容式(mutual-capacitance)兩類。相對於互容式觸控面板，自容式觸控面板能藉由製程較單純的單層電極結構實現，具有成本較低的優點，因此被廣泛應用在低階電子產品中。圖一(A)為一習知自容式觸控面板範例。以虛線框表示的感應區域100內設有多個三角形電極(例如電極E1、E3)和多個菱形電極(例如電極E2、E4、E5)。圖中的每個電極都各自連接至一感應器(未繪示)。以使用者碰觸了電極E2區域的情況為例，連接電極E2的感應器偵測到的電容量會發生變化；據此，後續的控制電路可判定使用者觸碰發生在電極E2所在的位置。
前述感應器係設置於感應區域100之外。圖一(B)呈現了一種習知的配線範例。如圖一(B)所示，針對位於感應區域邊緣的電極，例如電極E1以及電極E2，用以將電極E1連接至感應器的連接線11以及將電極E2連接至感應器的連接線12皆可直接接至相對應感應器。相對地，用以將電極E5連接至感應器的連接線13包含複數個區段：連接線13首先穿越電極E2、E4間的間隙，再穿越電極E2、E5間的間隙，隨後才接至相對應感應器。可理解的是，所有未鄰接感應區域100之邊緣的電極(例如電極E4、E5)都必須透過較複雜的走線才能連接至位於感應區域100之外的感應器。
實務上，為了提升感應解析度，相鄰兩電極間的間隙愈小愈好。上述必須穿過一個或多個間隙的連接線卻無疑會迫使電極間隙被設計為較寬。某些間隙甚至必須容納多條連接線穿越。由於穿越狹窄間隙的連接線往往需要利用光罩才能製作，觸控面板的生產成本會因此大幅上升。
另一方面，由於連接線的材質通常是也會受到使用者碰觸影響的金屬，穿過間隙的連接線可能會導致控制電路誤判觸碰發生位置。舉例而言，若使用者碰觸發生在電極E2、E4之間，穿過電極E2、E4之間隙的連接線13也會受到影響，進而導致連接電極E5的感應器偵測到電容變化量。在將連接電極E5之感應器的偵測結果也納入考量的情況下，控制電路所判定的觸碰發生位置顯然會出現誤差。
為解決上述問題，本發明提出新的應用於觸控面板的電極形狀/配置，藉由採用適當配置的平行四邊形電極，連接線穿越電極間隙的情況可被完全避免或大幅減少，因而能解決先前技術中因連接線配置造成的低感應解析度問題、高製作成本問題，以及誤判觸碰發生位置的問題。
根據本發明之一具體實施例為一種觸控面板，其中包含構成一感應區域且位於同一平面之複數電極。該感應區域具有互相垂直之一第一邊界與一第二邊界。該複數電極包含一平行四邊形電極，具有與該第一邊界平行之兩第一邊，以及不平行於該第一邊界及該第二邊界之兩第二邊
根據本發明之一具體實施例為一種觸控面板，其中包含複數感應器、複數連接線以及複數電極。每一連接線一端連接於該複數感應器其一。該複數電極連接於該複數連接線，構成一感應區域且位於同一平面，該感應區域具有互相垂直之一第一邊界與一第二邊界，該複數電極間具有複數間隙。該複數電極包含一平行四邊形電極，具有與該第一邊界平行之兩第一邊，以及不平行於該第一邊界及該第二邊界之兩第二邊。其中該複數電極的設置方式係使得部份之該複數連接線穿越該複數間隙的一數量最佳化。
關於本發明的優點與精神可以藉由以下發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
根據本發明之一實施例為一觸控面板，其中的電極形狀/配置如圖二(A)所示。複數列位於同一平面的電極構成感應區域200。此實施例中的每一列電極各自包含兩個平行四邊形電極和兩個直角三角形電極。以位於畫面最上方的第一列電極21為例，其中由左至右包含直角三角形電極21A、平行四邊形電極21B、平行四邊形電極21C、直角三角形電極21D。
由圖二(A)可看出，感應區域200具有彼此大致垂直之第一邊界210和第二邊界220。平行四邊形電極21B、21C各自具有兩個與第一邊界210平行的邊，平行四邊形電極21B、21C的另外兩個邊則是不平行於第一邊界210亦不平行於第二邊界220。直角三角形電極21A的斜邊與平行四邊形電極21B之一邊平行相對。直角三角形電極21D的斜邊與平行四邊形電極21C之一邊平行相對。
以下將圖二(A)中的電極21A~21D和22A~22D重繪於圖二(B)，以呈現適用於此觸控面板的一種配線範例。如圖二(B)所示，用以將這八個電極連接至相對應之感應器的連接線幾乎無須穿越電極間隙，使得連接線穿越於電極間隙的數量得以最佳化。鄰接感應區域200之第一邊界210的電極(例如電極21A、21D、22A、22D)所對應的連接線(連接線L1A、L1D、L2A、L2D)可各自往感應區域200的左側或右側延伸。位於感應區域200中央地帶的平行四邊形電極(例如電極21B、21C、22B、22C)則是各有一個尖角 鄰近於感應區域200的左邊界或右邊界210。如圖二(B)所示，連接線L1B係自電極21B的左上角向左延伸，連接線L1C係自電極21C的右下角向右延伸，連接線L2B係自電極22B的左上角向左延伸，連接線L2C係自電極22C的右下角向右延伸。圖二(B)呈現的配線方式可套用在圖二(A)中的每一列電極。
上述電極形狀/配置及其配線方式顯然可避免連接線穿越電極間隙，最佳化連接線穿越電極間隙的數量因而能解決先前技術中因連接線配置造成的低感應解析度問題、高製作成本問題，以及誤判觸碰發生位置的問題。
根據本發明之另一實施例中的電極形狀/配置如圖三所示。此實施例與前一實施例的主要差別在於每一列電極中的平行四邊形電極之數量多於二。以自上方算來的第二列電極32為例，其中之直角三角形電極32A、32E所對應的連接線可各自往感應區域200的左側或右側延伸。平行四邊形電極32B所對應之連接線可自平行四邊形電極32B的左上角向左延伸；平行四邊形電極32D所對應之連接線可自平行四邊形電極32D的右下角向右延伸。惟獨位於最中央的平行四邊形電極32C之連接線需要穿越電極間隙向左或向右延伸。相較於先前技術(所有未直接鄰接感應區域邊緣之電極即需穿越電極間隙的連接線)，圖三所繪示的實施例還是可以相當程度地降低配線複雜度，並且縮減電極間隙。
由圖三之實施例可看出，每一列電極中的平行四邊形電極數 量不以二為限(實務上亦可為一)。觸控面板的設計者可根據面板大小或是感應器的總數量(與硬體成本密切相關)決定每一列電極中的電極數量。令每一列電極僅包含兩個平行四邊明電極的好處在於，每一個電極都有至少一個角落相當接近感應區域的邊界。此外，各列電極的高度亦不以圖中所示者為限。
值得注意的是，本發明提出的電極形狀/配置不僅能應用在自容式觸控面板，亦可應用於互容式觸控面板。
在應用環境為自容式觸控面板的情況下，除了電極和連接線之外，自容式觸控面板亦可進一步包含N個感應器與一控制器。N為大於1之正整數，也就是感應區域中之電極的總數量。就圖二(A)所示之實施例而言，N等於40。每一個感應器各自對應且連接至一個電極，用以偵測該電極所產生的電容變化量。該控制器可根據下列方程式計算碰觸發生位置： 其中x代表碰觸發生位置於一第一方向(例如水平方向X)的座 標，y代表該碰觸發生位置於一第二方向(例如垂直方向Y)的座標，i為範圍在1到N之間的整數指標，C i 代表第i個感應器測得之電容變化量，X i 代表第i個感應器所連接之電極於第一方向上之重心座標，Y i 代表第i個感應器所連接之電極於第二方向上之重心座標。
在應用環境為互容式觸控面板的情況下，根據本發明之觸控面板中的每一個電極可輪流被切換為驅動電極。以圖二(A)呈現的電極形狀/配置為例，當電極21A被設定為驅動電極，與電極21A有相鄰平行邊的電極21B和電極22B可被設定為接收電極。隨後，當電極21B被設定為驅動電極，則是與電極21B有相鄰平行邊的電極21A、21C、22C被設定為接收電極。其定位原理與習知菱形電極互容式觸控面板相似。
如上所述，本發明提出新的應用於觸控面板的電極形狀/配置，藉由採用適當配置的平行四邊形電極，連接線穿越電極間隙的情況可被完全避免或大幅減少，以最佳化複數連接線穿越於該複數間隙的數量，因而能解決先前技術中因連接線配置造成的低感應解析度問題、高製作成本問題，以及誤判觸碰發生位置的問題。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變 及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。
100‧‧‧感應區域
E1~E5‧‧‧菱型電極
11、12、13‧‧‧連接線
200‧‧‧感應區域
210‧‧‧第一邊界
220‧‧‧第二邊界
21、22、32‧‧‧電極列
21A~21D、22A~22D、32A~32E‧‧‧電極
L1A、L1B、L1C、L1D、L2A、L2B、L2C、L2D‧‧‧連接線
圖一(A)係繪示一現行自容式觸控面板中的電極配置範例；圖一(B)為相對應之連接線配線範例。
圖二(A)為根據本發明之一實施例中的電極形狀/配置示意圖；圖二(B)為相對應之連接線配線範例。
圖三為根據本發明之另一實施例中的電極形狀/配置示意圖。
200‧‧‧感應區域
210‧‧‧第一邊界
220‧‧‧第二邊界
21、22‧‧‧電極列
21A~21D、22A~22D‧‧‧電極

Claims (14)

  1. 一種觸控面板，包含：複數電極，構成一感應區域且位於同一平面，該感應區域具有互相垂直之一第一邊界與一第二邊界，該複數電極包含：一平行四邊形電極，具有與該第一邊界平行之兩第一邊，以及不平行於該第一邊界及該第二邊界之兩第二邊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該複數電極進一步包含：一直角三角形電極，具有一斜邊與一直角邊，該斜邊與該平行四邊形電極之該兩第二邊平行，該第一直角邊平行於該第二邊界。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該複數電極中之每一列電極各自包含一平行四邊形電極以及兩直角三角形電極。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該複數電極中之每一列電極各自包含兩平行四邊形電極以及兩直角三角形電極。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，進一步包含N個感應器與一控制器，N為大於1之一正整數，該N個感應器係用以偵測該複數電極所產生之電容變化量，該控制器根據下列方程式計算一碰觸發生位置： 其中x代表該碰觸發生位置於一第一方向之座標，y代表該碰觸發生位置於一第二方向之座標，i為範圍在1到N之間的整數指標，C i 代代表第i個感應器測得之電容變化量，X i 代表第i個感應器所連接之電極於該第一方向上之重心座標，Y i 代表第i個感應器所連接之電極於該第二方向上之重心座標。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其定位方式為自容式或為互容式。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，進一步包含複數感應器與一控制器，每一該複數電極於一時間點為一驅動電極，與其相鄰之複數電極為複數接收電極，該複數感應器係用以偵測該複數接收電極所產生之互電容變化量。
  8. 一種觸控面板，包含：複數感應器；複數連接線，每一連接線一端連接於該複數感應器其一；複數電極，連接於該複數連接線，該複數電極構成一感應區域且位於同一平面，該感應區域具有互相垂直之一第一邊界與一第二邊界，該複數電極間具有複數間隙，該複數電極包含：一平行四邊形電極，具有與該第一邊界平行之兩 第一邊，以及不平行於該第一邊界及該第二邊界之兩第二邊，其中該複數電極的設置方式係使得部份之該複數連接線穿越該複數間隙的一數量最佳化。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該複數電極進一步包含：一直角三角形電極，具有一斜邊與一直角邊，該斜邊與該平行四邊形電極之該兩第二邊平行，該第一直角邊平行於該第二邊界。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該複數電極中之每一列電極各自包含一平行四邊形電極以及兩直角三角形電極。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該複數電極中之每一列電極各自包含兩平行四邊形電極以及兩直角三角形電極。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，該複數感應器之數量為N，N為大於1之一正整數，該N個感應器係用以偵測該複數電極所產生之電容變化量，該控制器根據下列方程式計算一碰觸發生位置： 其中x代表該碰觸發生位置於一第一方向之座標，y代表該碰觸發生位置於一第二方向之座標，i為範圍在1到N之間的整數指標，C i 代表第i個感應器測得之電容變化量，X i 代表第i個感應器所連接之電極於該第一方向上之重心座標，Y i 代表第i個感應器所連接之電極於該第二方向上之重心座標。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其定位方式為自容式或為互容式。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，每一該複數電極於一時間點為一驅動電極，與其相鄰之複數電極為複數接收電極，該複數感應器係用以偵測該複數接收電極所產生之互電容變化量。
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