TWI476651B - 觸控面板、觸控裝置及觸碰點偵測方法 - Google Patents

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Description

觸控面板、觸控裝置及觸碰點偵測方法
本發明是有關於一種觸控技術，特別是指一種可減少腳位使用的觸控面板、觸控裝置及觸碰點偵測方法。
參閱圖1，一現有的觸控裝置包含一觸控面板11及一控制電路15。
該觸控面板11包含一基板12、一第一電極單元13，及一第二電極單元14。
該第一電極單元13包括複數設置於該基板12的第一電極131、132、133，該等第一電極131~133間隔排列且互不接觸；該第二電極單元14包括分別設置於該基板12並與該等第一電極131~133相互交錯且互不接觸的複數第二電極141、142...146，該等第二電極141~146分別電連接複數輸出腳位111、112...116，且該等第二電極141~146間隔排列並互不接觸。
該控制電路15分別電連接該等第一電極131~133，並經由該等輸出腳位111~116電連接該等第二電極141~146，且循序提供一驅動訊號至該等第一電極131~133，並偵測該等第二電極141~146上的訊號變化，以判斷該觸控面板11上的觸碰點所在位置。
但由於現今觸控裝置的面板逐漸增大及解析度不斷增加，該等第一電極131~133及該等第二電極141~146的數量亦隨之大幅增加，亦即該觸控面板11的該等輸出腳位111~116數量不斷提高。
如此導致該觸控面板11連接至該控制電路15的繞線數量及面積增加，並進而提高對該控制電路15的使用腳位數量的需求，造成該控制電路15的面積及總電路上的成本增加。
因此，本發明之目的，即在提供一種可減少輸出腳位及後續控制電路的面積和成本的觸控面板。
於是，本發明觸控面板，包含一基板、一第一電極單元、一第二電極單元，及一輔助電極單元。
該基板包括一第一觸控區及一第二觸控區。
該第一電極單元包括複數設置於該基板的第一電極，該等第一電極間隔排列且互不接觸。
該第二電極單元包括複數第一感應電極及複數第二感應電極，該等第一感應電極設置於該第一觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第一感應電極間隔排列且互不接觸，該等第二感應電極設置於該第二觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第二感應電極間隔排列且互不接觸，且該等第二感應電極分別與該等第一感應電極的其中之一電連接。
該輔助電極單元設置於基板上，包括位於該第一觸控區的一第一輔助電極，及位於該第二觸控區的一第二輔助電極，該第一輔助電極順應且不接觸該等第一感應電極設置，該第二輔助電極順應且不接觸該等第二感應電極設置，該第一、二輔助電極相互不接觸，該等第一感應電極偵測該第一輔助電極的訊號，該等第二感應電極偵測該第二輔助電極的訊號。
本發明之另一目的即在提供一種可減少內部電路的繞線和面積以降低成本的觸控裝置。
於是，本發明觸控裝置，包含一上述之觸控面板、一電連接該觸控面板的控制電路，及一與該觸控面板相對設置的顯示面板。
本發明之另一目的即在提供一種可減少一觸控面板的輸出腳位的觸碰點偵測方法。
於是，本發明觸碰點偵測方法利用一上述之觸控裝置來實現，該方法包含下列步驟：輪流提供一驅動訊號至該第一輔助電極及該第二輔助電極，並為每一次提供該驅動訊號偵測該第二電極單元上的訊號，以判斷該觸控裝置上的一觸碰點的所在觸控區。
輪流提供一驅動訊號至該等第一電極，並為每一次提供該驅動訊號偵測該第二電極單元上的訊號，以判斷該觸碰點於該觸控區中的所在位置。
本發明之功效在於：藉由加入該第一輔助電極及該第二輔助電極，並改變該第二電極單元的接線方式，及使用該觸碰點偵測方法，即可減少該觸控面板的輸出腳位、減少該觸控面板連接至該控制電路的繞線數量及面積，及減少該控制電路的面積和總電路的成本。
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三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2、圖3及圖4，本發明觸控裝置之較佳實施例包含一顯示面板2、一控制電路3，及一觸控面板4。
該顯示面板2為此業界所熟悉的內容，故在此不贅述。
該觸控面板4與該顯示面板2相對設置，且電連接該控制電路3，並包括一基板5、一第一電極單元6、一第二電極單元7，及一輔助電極單元8。
該基板5包括一側面51，及分別形成於該側面51的一第一觸控區511及一第二觸控區512。
於本實施例中，該第一觸控區511及第二觸控區512的面積相等，且呈左、右配置。但該第一觸控區511及第二觸控區512的面積亦可不相等或呈其他配置方式。且該基板5亦可再包括第三、第四或第五觸控區。
於本實施例中，該基板5材質為玻璃，但亦可為其他的透光材質。
該第一電極單元6包括複數設置於該基板5的側面51的第一電極61、62、63，該等第一電極61~63電連接該控制電路3，且該等第一電極61~63間隔排列且互不接觸。
每一第一電極具有複數菱形的電極部611，及複數電連接該等電極部611的電橋部612。
該第二電極單元7包括複數設置於該第一觸控區511並與該等第一電極61~63相互交錯且互不接觸的第一感應電極71、72、73，及複數設置於該第二觸控區512並與該等第一電極61~63相互交錯且互不接觸的第二感應電極74、75、76，該等第一感應電極71~73間隔排列且互不接觸，該等第二感應電極74~76間隔排列且互不接觸，且該等第一感應電極71~73分別與該等第二感應電極74~76兩兩相接，並經由複數輸出腳位41、42、43電連接至該控制電路3。
該等第一感應電極71~73分別具有複數相互電連接且形狀呈菱形的電極部711，該等第二感應電極74~76分別具有複數相互電連接且形狀呈菱形的電極部721。
於本實施例中，該第一電極單元6及該第二電極單元7的材質為透明導電層，如ITO(Indium Tin Oxide；銦錫氧化物)，但亦可為其他相似特性的材質。
該輔助電極單元8包括一第一輔助電極81，及一第二輔助電極82，該第一輔助電極81設置於該第一觸控區511並電連接該控制電路3，且繞設於該等第一感應電極71~73與該等第一電極61~63的電極部611之間，該第二輔助電極82設置於該第二觸控區512並電連接該控制電路3，且繞設於該等第二感應電極74~76與該等第一電極61~63的電極部611之間，該第一輔助電極81及該第二輔助電極82相互不接觸，該第一輔助電極81不接觸該等第一感應電極71~73與該等第一電極61~63，該第二輔助電極82不接觸該等第二感應電極74~76與該等第一電極61~63。
於本實施例中，該第一輔助電極81及該第二輔助電極82的材質為金屬細線，但亦可為如ITO的透明導電層，或其他相似特性的材質。
參閱圖3及圖5，該控制電路3所執行的觸碰點偵測方法包括以下步驟91~94。
步驟91是輪流提供一驅動訊號至該第一輔助電極81及該第二輔助電極82，並為每一次提供該驅動訊號偵測該等感應電極71~76上的訊號。
在本實施例中，是先提供一驅動訊號至該第一輔助電極81，並偵測該等感應電極71~76上的訊號變化，接著再提供一驅動訊號至該第二輔助電極82，並偵測該等感應電極71~76上的訊號變化。但其順序亦可相反。
步驟92是根據步驟91的偵測結果，判斷該觸控面板上的一觸碰點99的所在觸控區。
在本實施例中，根據該第一輔助電極81被施加該驅動訊號時的偵測結果，可以判斷出該觸碰點99是否位於該第一觸控區511中，而根據該第二輔助電極82被施加該驅動訊號時的偵測結果，可以判斷出該觸碰點99是否位於該第二觸控區512中。
步驟93是輪流提供一驅動訊號至該等第一電極61~63，並為每一次提供該驅動訊號偵測該等感應電極71~76上的訊號。
在本實施例中，是先提供一驅動訊號至該第一電極61，並偵測該等感應電極71~76上的訊號變化，接著再提供一驅動訊號至該第一電極62，並偵測該等感應電極71~76上的訊號變化，最後才提供一驅動訊號至該第一電極63，並偵測該等感應電極71~76上的訊號變化。但亦可依照其它順序來提供該驅動訊號。
步驟94是根據步驟93的偵測結果，判斷該觸碰點99於每一觸控區511、512中的所在位置。
因此，步驟92與步驟94的判斷結果相配合即可得到該觸碰點99的實際位置。舉例來說，步驟92判斷出該觸碰點99是位於該第一觸控區511，步驟94判斷出該觸碰點99是靠近該等電極71、61或靠近該等電極74、61，兩者相配合可以即可得到該觸碰點99是靠近該等電極71、61。
值得注意的是，該步驟93、94亦可先於該步驟91、92實施。
於本實施例中，每一驅動訊號為一電壓脈衝訊號，但亦可為其他方式的電壓或電流訊號。
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：藉由加入該第一輔助電極81及該第二輔助電極82，且將該等第一感應電極71~73及該等第二感應電極74~76兩兩相接至該等輸出腳位41~43，並藉由該控制電路3輪流提供一驅動訊號至該第一輔助電極81、該第二輔助電極82及該等第一電極61~63，以判斷該觸碰點99的所在區域及位置，即可將該等輸出腳位41~43的數量減少至先前技術的一半，故可大幅減少該觸控面板4的總輸出腳位、減少該觸控面板4連接至該控制電路3的繞線數量及面積，及減少該控制電路3的腳位占用，故該等空下的腳位便可作為其他用途，或是可刪減該控制電路3的總腳位數量，進而減少該控制電路3的面積和總電路的成本。
參閱圖6及圖7，為本發明觸控裝置的一第二較佳實施例，該第二較佳實施例是類似於該第一較佳實施例，該第二較佳實施例與該第一較佳實施例的差異在於：該等第一電極61~63分別呈長條形，該等感應電極71~76分別呈長條形。其中在該等第一電極61~63與該等感應電極71~76之間具有一介電層100，該介電層100用以將該等第一電極61~63與該等感應電極71~76間隔開來。該第一輔助電極81及該第二輔助電極82與該等感應電極71~76位於該介電層100的同一側，且該第一輔助電極81、該第二輔助電極82、該等感應電極71~76，及該等第一電極61~63皆位於該基板5的同一側面51。
參閱圖6及圖8，為本發明觸控裝置的一第三較佳實施例，該第三較佳實施例是類似於該第二較佳實施例，該第三較佳實施例與該第二較佳實施例的差異在於：該基板包括二相反的側面51、52，該等感應電極71~76、該第一輔助電極81及該第二輔助電極82分別設置於該側面51，該第一電極單元6設置於該另一側面52。
綜上所述，藉由加入該第一輔助電極81及該第二輔助電極82，並改變該等感應電極71~76的接線方式，及使用該觸碰點偵測方法，即可減少該觸控面板4的輸出腳位、減少該觸控面板4連接至該控制電路3的繞線數量及面積、及減少該控制電路3的面積和總電路的成本。故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧顯示面板
3‧‧‧控制電路
4‧‧‧觸控面板
41~43‧‧‧輸出腳位
5‧‧‧基板
51、52‧‧‧側面
511‧‧‧第一觸控區
512‧‧‧第二觸控區
6‧‧‧第一電極單元
61~63‧‧‧第一電極
611‧‧‧電極部
612‧‧‧電橋部
7‧‧‧第二電極單元
71~73‧‧‧第一感應電極
711‧‧‧電極部
721‧‧‧電極部
74~76‧‧‧第二感應電極
8‧‧‧輔助電極單元
81‧‧‧第一輔助電極
82‧‧‧第二輔助電極
91~94‧‧‧步驟
99‧‧‧觸碰點
圖1是一示意圖，說明一現有的觸控裝置；
圖2是一示意圖，說明本發明觸控裝置之一第一較佳實施例；
圖3是一示意圖，說明該第一較佳實施例的一觸控面板及一控制電路；
圖4是一局部剖面示意圖，說明該第一較佳實施例的該觸控面板；
圖5是一流程圖，說明該第一較佳實施例的一觸碰點偵測方法；
圖6是一示意圖，說明本發明觸控裝置之一第二較佳實施例的一觸控面板及一控制電路；及
圖7是一剖面示意圖，輔助說明該第二較佳實施例；
圖8是一剖面示意圖，說明本發明觸控裝置之一第三較佳實施例。
3．．．控制電路
4．．．觸控面板
41~43．．．輸出腳位
5．．．基板
51．．．側面
511．．．第一觸控區
512．．．第二觸控區
6．．．第一電極單元
61~63．．．第一電極
611．．．電極部
612．．．電橋部
7．．．第二電極單元
71~73．．．第一感應電極
711．．．電極部
721．．．電極部
74~76．．．第二感應電極
8．．．輔助電極單元
81．．．第一輔助電極
82．．．第二輔助電極
99．．．觸碰點

Claims (17)

  1. 一種觸控面板，包含：一基板，包括一第一觸控區及一第二觸控區；一第一電極單元，包括複數設置於該基板的第一電極，該等第一電極間隔排列且互不接觸；一第二電極單元，包括：複數第一感應電極，設置於該第一觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第一感應電極間隔排列且互不接觸，及複數第二感應電極，設置於該第二觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第二感應電極間隔排列且互不接觸，且該等第二感應電極分別與該等第一感應電極的其中之一電連接；及一輔助電極單元，設置於該基板上，包括位於該第一觸控區的一第一輔助電極，及位於該第二觸控區的一第二輔助電極，該第一輔助電極順應且不接觸該等第一感應電極設置，該第二輔助電極順應且不接觸該等第二感應電極設置，該第一、二輔助電極相互不接觸，該等第一感應電極偵測該第一輔助電極的訊號，該等第二感應電極偵測該第二輔助電極的訊號。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中，該第一電極單元、該第二電極單元與該輔助電極單元位於該基板同一側面。
  3. 一種觸控面板，包含： 一基板，包括一第一觸控區及一第二觸控區；一第一電極單元，包括複數設置於該基板的第一電極，該等第一電極間隔排列且互不接觸；一第二電極單元，包括：複數第一感應電極，設置於該第一觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第一感應電極間隔排列且互不接觸，及複數第二感應電極，設置於該第二觸控區並與該等第一電極相互交錯且互不接觸，該等第二感應電極間隔排列且互不接觸，且該等第二感應電極分別與該等第一感應電極的其中之一電連接；及一輔助電極單元，設置於該基板上，包括位於該第一觸控區的一第一輔助電極，及位於該第二觸控區的一第二輔助電極，該第一輔助電極順應且不接觸該等第一感應電極設置，該第二輔助電極順應且不接觸該等第二感應電極設置，該第一、二輔助電極相互不接觸，該等第一感應電極偵測該第一輔助電極的訊號，該等第二感應電極偵測該第二輔助電極的訊號；其中，每一第一電極具有複數電極部，及複數電連接該等電極部的電橋部，該第一輔助電極繞設於該等第一感應電極與該等電極部之間，該第二輔助電極繞設於該等第二感應電極與該等電極部之間。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中，該第一電極單元位於該基板一側面，該第二電極單元與該輔 助電極單元位於該基板另一側面。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中，該第一、第二觸控區的面積相等。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中，每一第一電極、每一第一感應電極和每一第二感應電極分別具有複數相互電連接且形狀呈菱形的電極部。
  7. 根據申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中，該等第一電極、該等第一感應電極和該等第二感應電極分別呈長條形。
  8. 一種觸控裝置，包含：一如專利申請範圍第1項之觸控面板；及一控制電路，電連接該觸控面板。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中，該第一電極單元、該第二電極單元與該輔助電極單元位於該基板同一側面。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述之觸控裝置，其中，每一第一電極具有複數電極部，及複數電連接該等電極部的電橋部，該第一輔助電極繞設於該等第一感應電極與該等電極部之間，該第二輔助電極繞設於該等第二感應電極與該等電極部之間。
  11. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中，該第一電極單元位於該基板一側面，該第二電極單元與該輔助電極單元位於該基板另一側面。
  12. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中，該第 一、該第二觸控區的面積相等。
  13. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中，每一第一電極、每一第一感應電極和每一第二感應電極分別具有複數相互電連接且形狀呈菱形的電極部。
  14. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，其中，該等第一電極、該等第一感應電極和該等第二感應電極分別呈長條形。
  15. 根據申請專利範圍第8項所述之觸控裝置，還包含一與該觸控面板相對設置的顯示面板。
  16. 一種觸碰點偵測方法，利用一如申請專利範圍第8項所述之觸控裝置來實現，該方法包含下列步驟：(A)輪流提供一驅動訊號至該第一輔助電極及該第二輔助電極，並為每一次提供該驅動訊號偵測該第二電極單元上的訊號；(B)根據步驟(A)的偵測結果，判斷該觸控裝置上的一觸碰點的所在觸控區；(C)輪流提供一驅動訊號至該等第一電極，並為每一次提供該驅動訊號偵測該第二電極單元上的訊號；及(D)根據步驟(C)的偵測結果，判斷該觸碰點於每一觸控區中的所在位置。
  17. 根據申請專利範圍第16項所述之觸碰點偵測方法，其中，每一驅動訊號為一電壓脈衝訊號。
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