TWI471777B - 觸控面板及其觸碰點分辨方法 - Google Patents

Description

觸控面板及其觸碰點分辨方法

本發明係有關於一種觸控面板，特別是有關於一種可單點或多點觸控的觸控面板。

近年來觸控面板有關的技術突飛猛進，例如電阻式觸控面板、電容式觸控面板、音波式觸控面板、及光學式觸控面板，已被廣泛應用於通訊產品、電腦裝置及消費性電子產品上，藉以大幅增加所應用之電子產品的效能及使用上的便利性。

電容式觸控面板一般是在透明玻璃表面鍍上一層氧化銦錫薄膜之電極及一保護膜。當手指與觸控面板沒有接觸時，各種電極是同電位的，觸控面板沒有電流通過；當手指與觸控面板接觸時，人體內的靜電流入觸控面板而產生微弱電流通過，然後檢測電極依電流值變化，可以算出觸碰的位置。因此，電容式觸控面板可用手指進行輸入，具有輸入操作的便利，而其輸入操作不需經過觸壓，不會讓面板有承受反覆觸碰之應力、變形而導致損害的缺點，且該種觸控面板的組成構造簡單、元件少，產品良率高，適合大量生產以降低成本。

台灣專利證書號I344615揭示了一種電容式單層觸控感測結構100，如圖1所示，在一導電層110上方形成複數個感應區塊120，每個感應區塊120內有複數段的溝槽(圖未示)，以將感應區塊120分割成複數個電極，任兩相鄰間之電極可行成一平面電容結構，該感應區塊120其兩端電性連接電訊線路模組130，將感測訊號傳遞出去。該導電層110為導電高分子材料或者是透明導電氧化物。可以根據該感應區塊120上之電容變化，判斷出觸控位置，但只能用於單點觸控，一旦有兩個以上的觸碰點，將無法辨別出來。

因此，便有需要提供一種觸控面板，能夠解決前述的問題。

本發明之一目的為利用一大一小的電極圖案為一組，以組為單位連接至相對應的電極線，達到觸控面板上的多點觸控的效果。

本發明提供一種觸控面板，包括：一透明基板；複數條電極線形成在透明基板上；以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積。

本發明提供一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到時，則相對應的該感應區塊之該第一電極圖案或/及第二電極圖案感應到一觸碰訊號，再依據感應到該觸碰訊號的該感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。

本發明提供另一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案大於該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到時，則相對應的該感應區塊之該第一電極圖案或該第二電極圖案感應到一觸碰訊號，以及其他相鄰之該感應區塊之該第一電極圖案及第二電極圖案未感應到一觸碰訊號，再依據感應到該觸碰訊號的該感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。

本發明提供另一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案大於該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到，且相鄰的兩感應區塊之其中一者的第一電極圖案感應到一觸碰訊號，以及相鄰的兩感應區塊之其中另一者的第二電極圖案亦感應到一觸碰訊號時，則該相鄰的兩感應區塊之間的位置為觸碰點。

本發明提供另一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案大於該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有兩個位置以上被觸碰到時，相對應的該些感應區塊之該第一電極圖案或/及第二電極圖案感應到兩個以上觸碰訊號，再依據感應到該些觸碰訊號的該些感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。

因此，本發明之觸控面板利用一大一小的電極圖案為一組，以組為單位連接至相對應的電極線，手指觸碰觸控面板時的覆蓋面積，所投影到的電極圖案之面積所產生相對應的訊號強度，如此可藉由訊號強度比例判斷手指在觸控面板上的觸碰位置。然後，再利用演算法運算出觸碰座標，就非常容易達到多點觸控的效果。

另外，先前技術之觸控面板的每一電極圖案皆連接至相對應的電極線，而本發明之觸控面板利用一大一小的電極圖案為一組，以組為單位連接至相對應的電極線。相較於先前技術，本發明之觸控面板的電極線可減少一半的數量，仍能達到判斷手指在觸控面板上的多點觸碰位置。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。

如圖2所示，為本發明之一實施例之觸控面板之電極線220及感應區塊310分佈圖。該觸控面板200包括一透明基板210以及在透明基板210上所形成之複數條電極線220。該電極線220為可傳遞電子訊號之導線，包括金屬導線222、透明導線221或上述兩種材料之組合。金屬導線222具有較佳的訊號傳導特性但不具透光性，而透明導線221則具有透光性但訊號傳導較差，因此在本發明實施例中將觸控面板200分成顯示區及非顯示區，透明導線221位在顯示區中；金屬導線222位在非顯示區中，但不以此為限。該電極線220之金屬導線222的形成方法可採用微影蝕刻法、噴墨印刷法及凹版印刷法。

該觸控面板200還包括在透明基板210上所形成之複數個感應區塊310，每一感應區塊310之面積只能容納2隻手指觸摸觸控面板200時的覆蓋面積，故在訊號處理上容易判別單指或雙指。每一感應區塊310都有對應一電極線220，並與該電極線220電性連接。每一感應區塊310包括一第一電極圖案320、一第二電極圖案330及一導線340。導線340用以將第一電極圖案320電性連接於第二電極圖案330，並且第一電極圖案320之面積大於該第二電極圖案330之面積。較佳地，第一電極圖案320之面積可約等於使用者的手指觸摸觸控面板200時的覆蓋面積，且第二電極圖案330之面積可約等於第一電極圖案320之面積的五分之一。

透明導線221、第一電極圖案320、第二電極圖案330以及導線340可為透明導電氧化物(Transparent Conductive Oxides；TCO)、氧化銻錫(Antinomy Tin Oxide；ATO)、氧化鋅(Zinc Oxide；ZnO)或是氧化銦錫(Indium Tin Oxide；ITO)所製，並藉由同一製程而形成，但不以此為限。在本實施例中，透明導線221、第一電極圖案320、第二電極圖案330以及導線340為氧化銦錫材料所製。

在本實施例中，在第一電極圖案320所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一感應區塊310之第二電極圖案330以及其它相鄰的感應區塊310的第二電極圖案330。換言之，第一電極圖案320之四周被第二電極圖案330所包圍，且第二電極圖案330之四周被第一電極圖案320所包圍。

在本實施例中，如圖3所示，為使用者的手指觸摸觸控面板時的示意圖。第一電極圖案320可為十字形圖案，其圖案面積約使用者的手指410觸摸觸控面板200時的覆蓋面積。第二電極圖案330為一矩形圖案，其圖案面積約為第一電極圖案320面積的五分之一。在另一實施例中，第一電極圖案可為大圓形圖案(圖未示)，第二電極圖案可為小圓形圖案(圖未示)。

由於使用者的手指410觸摸觸控面板200時的覆蓋面積大小與該電極圖案感應到的觸碰訊號(例如電容值)大小成正比，因此依據不同電極線220上的訊號大小，就可判斷出不同的觸碰點。換言之，當該觸控面板200有一個位置被觸碰到時，則相對應的該感應區塊310之該第一電極圖案320或/及第二電極圖案330感應到一觸碰訊號，再依據感應到該觸碰訊號的該感應區塊310的位置及訊號大小判斷出觸碰點。

在觸控面板200之單點觸控時，有下列四種情況及其分辨方法：

第一情況：當使用者的手指410觸碰該觸控面板200時，若只有在相對應的第一電極圖案320感應到一觸碰訊號，而其他相鄰之該感應區塊310沒有感應到觸碰訊號，則表示使用者的手指410覆蓋觸控面板200的面積，所投影到的電極圖案只有第一電極圖案320，因此該感應區塊310能產生第一訊號強度，並傳到相對應的電極線220，就可得知觸碰點為第一電極圖案320的位置。

第二情況：當使用者的手指410觸碰該觸控面板200時，若在相對應第二電極圖案330感應到一觸碰訊號，而其他相鄰之該感應區塊310未感應到一觸碰訊號，則表示使用者的手指410覆蓋觸控面板200的面積，所投影到的電極圖案只有第二電極圖案330，因此該感應區塊310產生第二訊號強度(第二訊號強度小於第一訊號強度)，並傳到相對應的電極線220，就可得知觸碰點為第二電極圖案330的位置。

第三情況：當使用者的手指410觸碰該觸控面板200時，若在相對應第二電極圖案330感應到一觸碰訊號，以及同一感應區塊310之第一電極圖案320感應到一觸碰訊號，則表示使用者的手指410覆蓋觸控面板200的面積，所投影到的電極圖案包括第一電極圖案320及第二電極圖案330，因此該感應區塊310產生的相對應的第三訊號強度(第三訊號強度介於第一及第二訊號強度之間)，並傳到相對應的電極線220，就可得知觸碰點為同一感應區塊310之第一及第二電極圖案320、330之間的位置。

第四情況：當使用者的手指410觸碰該觸控面板200時，若相鄰的兩感應區塊310之其中一者的第一電極圖案320感應到一觸碰訊號，以及相鄰的兩感應區塊310之其中另一者的第二電極圖案330亦感應到一觸碰訊號，則表示使用者的手指410覆蓋觸控面板200的面積，所投影到的電極圖案包括該相鄰的兩感應區塊310之第一電極圖案320及第二電極圖案330，因此該第一電極圖案320產生的相對應的第四訊號強度，以及第二電極圖案330產生的相對應的第五訊號強度，會傳到相對應的電極線220，再依據感應到觸碰訊號的感應區塊310位置及觸碰訊號的大小來判斷觸碰點，就可得知觸碰點為該相鄰的兩感應區塊310之間的位置。

除了上述所揭露的單點觸碰點分辨方法之外，本發明還包括多點觸碰點分辨功能。當該觸控面板200有兩個位置以上被觸碰到時，相對應的該些感應區塊310之該第一電極圖案320或/及第二電極圖案330感應到兩個以上觸碰訊號，再依據感應到該些觸碰訊號的該些感應區塊310的位置及訊號大小判斷出觸碰點。換言之，當該觸控面板200有兩個以上的位置被觸碰時，每個位置會有上述單點觸控時的四種情況，在此不予贅述。因此，在相對應的感應區塊310產生觸碰訊號，並傳到相對應的電極線220。再依據感應到觸碰訊號的感應區塊310位置及訊號大小，由上述的四種情況的其中之一種分辨方法或一種以上的分辨方法就可判斷出兩個以上的觸碰點。

因此，本發明之觸控面板利用一大一小的電極圖案為一組，以組為單位連接至相對應的電極線，手指觸碰觸控面板時的覆蓋面積所投影到的電極圖案之面積，可產生相對應的訊號強度，如此可藉由訊號強度比例判斷手指在觸控面板上的觸碰位置。然後，再利用演算法運算出觸碰座標，就非常容易達到多點觸控的效果。

另外，先前技術之觸控面板的每一電極圖案皆連接至相對應的電極線，而本發明之觸控面板利用一大一小的電極圖案為一組，以組為單位連接至相對應的電極線。相較於先前技術，本發明之觸控面板的電極線可減少一半的數量，仍能達到判斷手指在觸控面板上的多點觸碰位置。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

100．．．電容式單層觸控感測結構

110．．．導電層

120．．．感應區塊

130．．．電訊線路模組

200．．．觸控面板

210．．．透明基板

220．．．電極線

221．．．透明導線

222．．．金屬導線

310．．．感應區塊

320．．．第一電極圖案

330．．．第二電極圖案

340．．．導線

410．．．手指

圖1為先前技術之電容式單層觸控感測結構平面圖；

圖2為本發明之一實施例之觸控面板之電極線及感應區塊分佈圖；以及

圖3為使用者的手指觸摸觸控面板時的示意圖。

200．．．觸控面板

210．．．透明基板

220．．．電極線

221．．．透明導線

222．．．金屬導線

310．．．感應區塊

320．．．第一電極圖案

330．．．第二電極圖案

340．．．導線

Claims (11)

1. 一種觸控面板，包括：一透明基板；複數條電極線，形成在該透明基板上；以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，其中每一該第一電極圖案所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一該感應區塊之該第二電極圖案以及相鄰之感應區塊之該第二電極圖案。
2. 如申請專利第1項所述之觸控面板，其中該感應區塊包括一導線，用以將該第一電極圖案電性連接於該第二電極圖案。
3. 如申請專利第1項所述之觸控面板，其中該第一電極圖案為十字形圖案，且該第二電極圖案為矩形圖案。
4. 如申請專利第1項所述之觸控面板，其中該第一電極圖案之面積等於手指觸模觸控面板時的覆蓋面積，該第二電極圖案之面積等於該第一電極圖案之面積的五分之一。
5. 一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，其中每一該第一電極 圖案所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一該感應區塊之該第二電極圖案以及相鄰之感應區塊之該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到時，則相對應的該感應區塊之該第一電極圖案或/及第二電極圖案感應到一觸碰訊號，再依據感應到該觸碰訊號的該感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。
6. 如申請專利第5項所述之觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸碰點分辨方法更包括下列步驟：當該第二電極圖案感應到一觸碰訊號，以及同一感應區塊之第一電極圖案感應到一觸碰訊號，則該第一電極圖案以及該第二電極圖案之間為觸碰點。
7. 一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，其中每一該第一電極圖案所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一該感應區塊之該第二電極圖案以及相鄰之感應區塊之該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到時，則相對應的該感應區塊之該第一電極圖案或該第二電極圖案感應到一觸碰訊號，以及其他相鄰之該感應區塊之該第一電極圖案及第二電極圖案未感應到一觸碰訊號，再依據感 應到該觸碰訊號的該感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。
8. 如申請專利第7項所述之觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸碰點分辨方法更包括下列步驟：當該第一電極圖案感應到一觸碰訊號，以及其他相鄰之該感應區塊之電極圖案未感應到該觸碰訊號時，則該第一電極圖案為觸碰點。
9. 如申請專利第7項所述之觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸碰點分辨方法更包括下列步驟：當該第二電極圖案感應到一觸碰訊號，以及其它相鄰之該感應區塊之電極圖案未感應到該觸碰訊號時，則該第二電極圖案為觸碰點。
10. 一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，其中每一該第一電極圖案所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一該感應區塊之該第二電極圖案以及相鄰之感應區塊之該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有一個位置被觸碰到，且相鄰的兩感應區塊之其中一者的第一電極圖案感應到一觸碰訊號，以及相鄰的兩感應區塊之其中另一者的第二電極圖案亦感應到一觸碰訊號時，則該相鄰的兩感應區塊之間 的位置為觸碰點。
11. 一種觸控面板之觸碰點分辨方法，該觸控面板包括複數條電極線以及複數個感應區塊，每一該感應區塊電性連接所對應的每一該電極線，並且每一該感應區塊包括一第一電極圖案以及一第二電極圖案，該第一電極圖案之面積大於該第二電極圖案之面積，其中每一該第一電極圖案所相鄰之前後左右之電極圖案，為同一該感應區塊之該第二電極圖案以及相鄰之感應區塊之該第二電極圖案，該觸碰點分辨方法包括下列步驟：當該觸控面板有兩個位置以上被觸碰到時，相對應的該些感應區塊之該第一電極圖案或/及第二電極圖案感應到兩個以上觸碰訊號，再依據感應到該些觸碰訊號的該些感應區塊的位置及訊號大小判斷出觸碰點。