TWI467448B - 多功能觸控模組及觸控面板的偵測方法 - Google Patents

Description

多功能觸控模組及觸控面板的偵測方法

本發明係關於一種多功能觸控模組及觸控面板的偵測方法，特別是關於一種兼具電阻式及電容式觸控面板裝置。

從顯示器技術之發展趨勢，觸控功能逐漸成為顯示螢幕的必備要件，然而如何依據不同的使用環境，選擇最適合的觸控技術整合於顯示器中，亦成為重要課題，尤其是將各種觸控面板技術整合於顯示器中，亦為觸控及顯示技術之開發重點之一。

各種觸控技術之應用原理大不相同，但各種類型有它的優缺點。其中，電容式觸控技術，與電阻式比較，除輕輕觸摸即可感應外，又可進行多點觸控，使用方便且面板的磨損較少，然而電容式觸控技術使用手指作為觸控媒介，相較於電阻式觸控技術對於觸控媒介沒有限制，不論手、鉛筆、***、木棒…等均可操作。

於中華民國專利公告案號TW201033879中，揭露整合電容式與電阻式的整合式觸控裝置，但是其第一電極圖型與第二電極圖型之間的空間為空氣，空氣介質可能導致電容式觸控感應不良。

請參閱第一圖表示根據先前技術之整合式觸控面板之示意圖。整合式觸控面板10具備第一基板11、第二基板12、第一電極層21、第二電極層22，其中第一基板11與第二基板12所構成的空間藉由密封膠40密封，該空間中包含絕緣球50及空氣30。該空間中的空氣30可能導致電容式觸控感應不良。

鑒於上述之發明背景，為了符合產業上之要求，本發明之目的之 一在於提供一種多功能觸控模組，可應用於移動顯示系統、平板電腦、一體成型(All-In-One)電腦系統等。但本發明之多功能觸控模組不限於上述範例，此外可應用於例如公共場所(自動報到機；Kiosk)、自動提款機(ATM)、導覽系統、教學環境等各種應用領域。

本發明之目的之一在於提供一種多功能觸控模組，整合電阻式及電容式觸控面板，可使用任意觸控媒介，皆可達到準確偵測的目的。 為了達到上述目的，根據本發明一實施例提供一種多功能觸控模組，包含：一第一基板、一第二基板、一第一電極層、一第二電極層、一第三電極層以及一液態介電層。該第一基板具有一第一表面，該第二基板具有一第二表面及一第三表面，其中該第二表面與該第一基板的第一表面相對向，於該第二基板與該第一基板之間構成一第一空間，該第一空間中包含複數絕緣球。該第一電極層，形成於該第一表面上，具有一第一圖型；該第二電極層，形成於該第二表面上，具有一第二圖型；該第三電極層，形成於該第三表面上，具有一第三圖型。該液態介電層，設置於該第一基板與該第二基板之間，包含一液態介電材料；其中，藉由該第一電極層、該液態介電層、該複數絕緣球及該第二電極層的構成，進行一電阻式感測，藉由該第一電極層與一觸控物體之間的電容，進行一電容式感測，使多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。

於一實施例，該液態介電層係由介電係數為3以上之液態介電材料所構成。

於一實施例，本發明的多功能觸控模組更包含：一容置空間，設置於該第一空間之周圍，該容置空間與該第一空間連通，該液態介電材料可流動於該第一空間與該容置空間之間。於另一實施例，本發明 的多功能觸控模組更包含：一容置空間，設置於該第一空間之周圍，該第一空間與該容置空間之間隔著一彈性材料，當該第一空間的大小減少時，該液態介電材料朝該容置空間流動，該彈性材料朝該容置空間突出。

於一實施例，該第一基板為一可撓式基板。

於一實施例，該第一圖型為沿一第一方向排列之一條狀圖型，該第二圖型為沿一第二方向排列之一條狀圖型，以及該第二方向與第一方向互相垂直。於一實施例，該第三圖型為全面或格子狀圖型，用以遮蔽電磁波。

於一實施例，該電阻式感測，係藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置，該電容式感測，係藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，使多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。

再者，根據本發明另一實施例提供一種觸控面板的偵測方法，包含：提供一多功能觸控模組，其具備電阻式感測及電容式感測的功能；當一非導體物體接近該多功能觸控模組時，該多功能觸控模組無動作，直到該非導體物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置；當一導電性物體接近該多功能觸控模組時，進行電容式感測，藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，當一導電性物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第三碰觸位置；根據該第一碰觸位置、該第二碰觸位置或該第三碰觸位置，決定一碰觸位置。

根據本發明之多功能觸控模組，藉由使用高介電材料充滿第一電極層與第二電極層之間，提高電容式感測功能的信賴性，又藉由使用第三電極層，阻絕電磁波的干擾，進一步提高觸控感測功能的信賴性。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。圖示中，相同的元件係以相同的符號表示。此外，圖示中為了清楚說明各元件間的關係，並沒有依照實物比例繪製。

如第二圖所示，根據本發明一實施例揭露一種多功能觸控模組。多功能觸控模組100，包含：第一基板110、第二基板120、第一電極層210、第二電極層220、第三電極層230以及液態介電層300。第一基板110具有第一表面111，第二基板120具有第二表面121及第三表面122，其中第二表面121與第一基板110的第一表面111相對向，於第二基板120與第一基板110之間構成第一空間，第一空間中包含複數絕緣球500。第一電極層210，形成於第一表面111上，具有一第一圖型；第二電極層220，形成於第二表面121上，具有一第二圖型；第三電極層230，形成於第三表面122上，具有一第三圖型。液態介電層300，包含一液態介電材料。藉由第一電極層210、液態介電層300、複數絕緣球500及第二電極層220的構成，進行一電阻式感測，藉由第一電極層210與一觸控物體之間的電容，進行一電容式感測，使多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。

第三電極層230，係用以遮蔽電磁波，以減少偵測電容時的干擾，該第三圖型可例如為全面或格子狀圖型。第三電極層230的構成材料，例如為銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)等。

如第二圖所示，符號400表示密封材料，用以密封第二基板120與第 一基板110之間，構成第一空間。於一實施例，液態介電材料填充於第一空間中，但沒有完全充滿。

於另一實施例，如第四圖所示，本發明之多功能觸控模組100’，與第二圖之多功能觸控模組100類似，其差異之處在於更包含一容置空間650，設置於第一空間之周圍，第一空間與容置空間之間隔著彈性材料600，當第一空間的大小減少時，液態介電材料朝容置空間流動，彈性材料600朝該容置空間突出。此外，於另一實施例，該容置空間，可設置於該第一空間之周圍，該容置空間與該第一空間連通，該液態介電材料可流動於該第一空間與該容置空間之間。液態介電材料例如為苯等。彈性材料600例如可為彈性體所構成。

第一基板110例如為可撓式基板，具體地例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜等，第二基板120例如為玻璃等。

第三圖表示根據本發明一實施例之多功能觸控模組中電極結構的一例之***示意圖。第一電極層210、第二電極層220及第三電極層230的電極結構，如第三圖所示，第一電極層210的第一圖型為沿縱方向(第一方向)排列之一條狀圖型，第二電極層220的第二圖型為沿橫方向(第二方向)排列之一條狀圖型，該縱方向與橫方向互相垂直。第三電極層230的第三圖型為全面。但是，本發明的電極圖型不限於上述第三圖所示的例，可以具有其他任意形狀的圖案。例如，第三電極層230的第三圖型只要具有遮蔽電磁波的效果，可以為其他圖型，例如可為格子狀。此外，第一圖型及第二圖型亦可為其他任意形狀的圖案。第一電極210及第二電極層220的構成材料，例如為銦錫氧化物(ITO)、氧化鋅(ZnO)、銦鋅氧化物(IZO)等。

再者，根據本發明另一實施例提供一種觸控面板的偵測方法，包 含：提供一多功能觸控模組，其具備電阻式感測及電容式感測的功能；當一非導體物體接近該多功能觸控模組時，該多功能觸控模組無動作，直到該非導體物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置；當一導電性物體接近該多功能觸控模組時，進行電容式感測，藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，當一導電性物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第三碰觸位置；根據該第一碰觸位置、該第二碰觸位置或該第三碰觸位置，決定一碰觸位置。

第五圖表示根據本發明一實施例之觸控面板的偵測方法之流程圖，其中步驟S100：移動非導電物體接近面板；步驟S110：非導電物體接近面板但未接觸面板，觸控面板無動作；步驟S120：非導電物體接觸面板，觸控面板進行電阻式偵測；步驟S130：結束偵測。

第六圖表示根據本發明另一實施例之觸控面板的偵測方法之流程圖，其中步驟S200：移動導電物體接近面板；步驟S210：導電物體接近面板但未接觸面板，觸控面板進行電容式偵測；步驟S220：導電物體接觸面板，觸控面板進行電阻式偵測；步驟S230：結束偵測。

綜上所述，根據本發明之多功能觸控模組，藉由使用高介電材料充滿第一電極層與第二電極層之間，提高電容式感測功能的信賴性，又藉由使用第三電極層，阻絕電磁波的干擾，進一步提高觸控感測功能的信賴性。根據本發明之多功能觸控模組，整合電阻式及電容式觸控面板，可使用任意觸控媒介，皆可達到準確偵測的效果。根據本發明之觸控面板的偵測方法，可利用導體及非導體為觸控媒介，偵測碰觸位置，可更準確地進行觸控感測。

以上雖以特定實施例說明本發明，但並不因此限定本發明之範 圍，只要不脫離本發明之要旨，熟悉本技藝者瞭解在不脫離本發明的意圖及範圍下可進行各種變形或變更。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10‧‧‧整合式觸控面板

11‧‧‧第一基板

12‧‧‧第二基板

21‧‧‧第一電極層

22‧‧‧第二電極層

30‧‧‧空氣

40‧‧‧密封膠

50‧‧‧絕緣球

100‧‧‧多功能觸控模組

110‧‧‧第一基板

110‧‧‧第一基板

111‧‧‧第一表面

120‧‧‧第二基板

121‧‧‧第二表面

122‧‧‧第三表面

210‧‧‧第一電極層

220‧‧‧第二電極層

230‧‧‧第三電極層

300‧‧‧液態介電層

400‧‧‧密封材料

500‧‧‧絕緣球

600‧‧‧彈性材料

650‧‧‧容置空間

S100~S130,S200~S230‧‧‧流程步驟

第一圖表示根據先前技術之整合式觸控面板之示意圖。

第二圖表示根據本發明一實施例之多功能觸控模組之示意圖。

第三圖表示根據本發明一實施例之多功能觸控模組中電極結構的一例之***示意圖。

第四圖表示根據本發明另一實施例之多功能觸控模組之示意圖。

第五圖表示根據本發明一實施例之觸控面板的偵測方法之流程圖。

第六圖表示根據本發明另一實施例之觸控面板的偵測方法之流程圖。

100‧‧‧多功能觸控模組

110‧‧‧第一基板

110‧‧‧第一基板

111‧‧‧第一表面

120‧‧‧第二基板

121‧‧‧第二表面

122‧‧‧第三表面

210‧‧‧第一電極層

220‧‧‧第二電極層

230‧‧‧第三電極層

300‧‧‧液態介電層

400‧‧‧密封材料

500‧‧‧絕緣球

Claims (9)

1. 一種多功能觸控模組，包含：一第一基板，具有一第一表面；一第二基板，具有一第二表面及一第三表面，其中該第二表面與該第一基板的第一表面相對向，於該第二基板與該第一基板之間構成一第一空間，該第一空間中包含複數絕緣球；一第一電極層，形成於該第一表面上，具有一第一圖型；一第二電極層，形成於該第二表面上，具有一第二圖型；一第三電極層，形成於該第三表面上，具有一第三圖型；一液態介電層，設置於該第一基板與該第二基板之間，包含一液態介電材料；以及一容置空間，設置於該第一空間之周圍，該第一空間與該容置空間之間隔著一彈性材料，當該第一空間的大小減少時，該液態介電材料朝該容置空間流動，該彈性材料朝該容置空間突出；其中，藉由該第一電極層、該液態介電層、該複數絕緣球及該第二電極層的構成，進行一電阻式感測，藉由該第一電極層與一觸控物體之間的電容，進行一電容式感測，使該多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中該液態介電層係由介電係數為3以上之液態介電材料所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中該第一基板為一可撓式基板。
4. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中該第一圖型為沿一第一方向排列之一條狀圖型，該第二圖型為沿一第二方向排列之一條狀圖型，以及該第二方向與第一方向互相垂直。
5. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中該第三圖型為全面或格子狀圖型，用以遮蔽電磁波。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中當一非導體物體接 近該多功能觸控模組時，該多功能觸控模組無動作，直到該非導體物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置；當一導電性物體接近該多功能觸控模組時，進行電容式感測，藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，當一導電性物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第三碰觸位置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之多功能觸控模組，其中該電阻式感測，係藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置，該電容式感測，係藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，使該多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。
8. 一種多功能觸控模組，包含：一第一基板，具有一第一表面；一第二基板，具有一第二表面及一第三表面，其中該第二表面與該第一基板的第一表面相對向，於該第二基板與該第一基板之間構成一第一空間，該第一空間中包含複數絕緣球；一第一電極層，形成於該第一表面上，具有一第一圖型；一第二電極層，形成於該第二表面上，具有一第二圖型；一第三電極層，形成於該第三表面上，具有一第三圖型；一液態介電層，設置於該第一基板與該第二基板之間，包含一液態介電材料；以及一容置空間，設置於該第一空間之周圍，該容置空間與該第一空間連通，該液態介電材料可流動於該第一空間與該容置空間之間；其中，藉由該第一電極層、該液態介電層、該複數絕緣球及該第二電極層的構成，進行一電阻式感測，藉由該第一電極層與一觸控物體之間的電容，進行一電容式感測，使該多功能觸控模組兼具電阻式感測及電容式感測的功能。
9. 一種觸控面板的偵測方法，包含：提供一多功能觸控模組，其具備電阻式感測及電容式感測的功能；當一非導體物體接近該多功能觸控模組時， 該多功能觸控模組無動作，直到該非導體物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第一碰觸位置；當一導電性物體接近該裝置時，進行電容式感測，藉由感測電容變化而決定一第二碰觸位置，當一導電性物體接觸該多功能觸控模組時，進行電阻式感測，藉由感測電阻變化而決定一第三碰觸位置；根據該第一碰觸位置、該第二碰觸位置或該第三碰觸位置，決定一碰觸位置；及其中該多功能觸控模組包含一具有一第一表面之第一基板、一第二基板、一形成在該第一表面上之第一電極層、一第二電極層、一第三電極層、一液態介電層及一容置空間，該第二基板與該第一基板之間構成一第一空間，該第一空間中包含複數絕緣球，並該第二基板具有一形成有該第二電極層之第二表面及一形成有該第三電極層之第三表面，該第一表面係相對該第二表面，該液態介電層設置於該第一基板與該第二基板之間，其包含一液態介電材料，並該容置空間設置於該第一空間之周圍，該容置空間與該第一空間連通，該液態介電材料可流動於該第一空間與該容置空間之間，並藉由該第一電極層、該液態介電層、該複數絕緣球及該第二電極層的構成，進行前述電阻式感測，藉由該第一電極層與一觸控物體之間的電容，進行前述電容式感測。