TWI598791B - 觸控面板 - Google Patents

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Description

觸控面板
本揭露文件係關於一種觸控面板，特別係關於一種電容式壓力觸控面板。
配備有觸控面板的電子產品已十分普及，而搭載有機發光二極體(OLED)之面板亦漸漸成為市場主流。其中使用電容式壓力感測之OLED面板為多種觸控面板種類之一。而搭載電容式壓力感測技術的OLED面板通常具有最底層的金屬框架、基膜(base film)層、壓力感測器、有機發光二極體、玻璃蓋等。雖然觸控技術已十分成熟，然而在面板的組裝過程中，可能因為金屬框架本身的不平整或組裝公差等問題，使壓力感測器的效能受到影響。
在本揭露文件之一技術態樣中提出一種觸控面板。觸控面板包含金屬框架、第一基膜層、第二基膜層、第一發射器和第一接收器。金屬框架具有一底部。第一基膜層設置於金屬框架中，且與金屬框架之底部之間存在間隙，以使第一基膜層與金屬框架電容耦合以具有第一電容值。第二 基膜層設置於金屬框架中且位於第一基膜層上方。第一發射器設置在第二基膜層，用以發射第一感測訊號。第一接收器設置在第一基膜層，用以接收第一感測訊號。其中當一外力施加於觸控面板時，第一電容值產生第一電容變化，第一接收器接收之第一感測訊號隨第一電容變化而改變。
透過本揭示文件的揭露，觸控面板之金屬框架的平整度可被監控，使得觸控面板上各點的壓力感測更加精確。
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧金屬框架
120‧‧‧第一基膜層
130‧‧‧第二基膜層
140t‧‧‧第一發射器
140r‧‧‧第一接收器
142t‧‧‧第二發射器
142r‧‧‧第二接收器
150‧‧‧支撐件
160‧‧‧動態介電係數填充材
170‧‧‧黏著劑層
172‧‧‧泡棉膠層
174‧‧‧OLED層
176‧‧‧玻璃蓋
210‧‧‧槽孔
510‧‧‧訊號線
520‧‧‧訊號線
C1‧‧‧第一電容值
C2‧‧‧第二電容值
第1圖為本揭露文件之一實施例之觸控面板側視圖。
第2圖為本揭露文件之一實施例之電力線示意圖。
第3A~3B圖為本揭露文件之一實施例之發射器與接收器上視圖。
第4A~4B圖為本揭露文件之一實施例之發射器與接收器上視圖。
第5圖為本揭露文件之一實施例之發射器與接收器上視圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用來限定本發明，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件 重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明揭示內容所涵蓋的範圍。此外，附圖僅僅用以示意性地加以說明，并未依照其真實尺寸進行繪製。
請參閱第1圖，第1圖繪示本揭露文件之一實施例之觸控面板100的側視圖。觸控面板100由下至上依序具有金屬框架110、第一基膜層120、壓力感測器、第二基膜層130、黏著劑(adhesive glue)層170、泡棉膠(foam tape)層172、OLED層174及玻璃蓋176等。其中，金屬框架110為觸控面板100之基底，用以安裝面板的各個元件。黏著劑層170及泡棉膠層172係用以將OLED層174與第二基膜層130黏合，OLED層174用以呈現影像，而玻璃蓋176則用以保護下方之OLED層174。
第一基膜層120設置於金屬框架110之中但並不直接貼附於金屬框架110之底部，而是與金屬框架110之底部之間存在有一間隙。因此，第一基膜層120與金屬框架110將產生電容耦合以具有第一電容值C1。而第二基膜層130亦設置於金屬框架中，且位於第一基膜層120的上方。
壓力感測器由設置在第二基膜層130之複數個第一發射器140t、複數個第二接收器142r、及設置在第一基膜層120的複數個第二發射器142t、複數個第一接收器140r所組成。第一發射器140t、第一接收器140r、第二發射器142t、第二接收器142r可例如使用氧化銦錫、銀、金屬網等所製成。
每一第一發射器140t對應其中一第一接收器 140r，而每一第二發射器142t對應其中一第二接收器142r。第一發射器140t係用以發射第一感測訊號，而第一接收器140r則用以接收對應的第一發射器140t所發出的第一感測訊號。第二發射器142t係用以發射第二感測訊號，而第二接收器142r則用以接收對應的第二發射器142t所發出的第二感測訊號。
其中，第一基膜層120及第二基膜層130上各設有複數個電極，而第一發射器140t、第二接收器142r係共用相同的電極，亦即，設置在第二基膜層130之每一電極皆可作為第一發射器140t以發射第一感測訊號及作為第二接收器142r以接收第二感測訊號。而第二發射器142t、第一接收器140r則交錯設置於第一基膜層120上相異的電極。其中，在第二基膜層130上的各電極彼此平行排列，且在第一基膜層120上的各電極亦彼此平行排列，如第3A~4B圖所示，此將於後文作進一步說明。
因為第一發射器140t與第二接收器142r係共用相同的電極，觸控面板之系統或控制晶片(圖中未示)將以時脈訊號控制第一發射器140t與第二接收器142r輪流作用。簡單來說，第一發射器140t可於第一狀態時進行發射第一感測訊號，而此時第二接收器142r不作用；而第二接收器142r可於第二狀態時進行接收第二感測訊號，而第一發射器140t不作用。
在第一基膜層120與第二基膜層130之間更設有複數個支撐件150及複數個動態介電係數填充材160。支 撐件150例如設置於第一接收器140r與第二基膜層130之間。而動態介電係數填充材160例如設置於第二發射器142t與第二基膜層130之間。因此，於此實施例中，支撐件150之數量與第一接收器140r之數量相同，而動態介電係數填充材160之數量與第二發射器142t之數量相同。
支撐件150例如為彈性材質，用以支撐第一基膜層120與第二基膜層130，當支撐件150受到大於預設門檻值的外力時將產生形變，使第二基膜層130與第一基膜層120之間的距離縮短。其中，上述預設門檻值是例如根據支撐件150之材料特性而定。動態介電係數填充材160為介電係數可隨著施加壓力的不同而改變的高分子材料。第一基膜層120與第二基膜層130之間將產生電容耦合以具有第二電容值C2，第二電容值C2將受到填充於第一基膜層120與第二基膜層130之間的動態介電係數填充材160影響，此為電容的基本特性，將不另贅述。
此外，應注意的是，第1圖繪示之第一發射器140t、第一接收器140r、第二發射器142t、第二接收器142r、支撐件150及動態介電係數填充材160之各者的數量僅用以方便說明，各元件的實際數量可依實際應用作調整，本揭示文件並不加以限制。
在本揭露文件之一實施例中，第一接收器140r的中間挖有槽孔，可使第一發射器140t發出的第一感測訊號通過對應的第一接收器140r的槽孔，以進入第一基膜層120與金屬框架110之間的間隙。請一併參閱第2圖，第2圖 繪示本揭露文件之一實施例之感測訊號的電力線示意圖。其中，第2圖所繪為其中一組互相對應的第一發射器140t、第一接收器140r之間的第一感測訊號的電力線示意圖。
由第2圖中可看出，第一感測訊號的電力線可通過第一接收器140r之槽孔210。藉由此槽孔210的設計，第一發射器140t發出的第一感測訊號實際上經過了第一基膜層120與金屬框架110間的間隙、及第一基膜層120與第二基膜層130間的另一間隙。因此，透過第一接收器140r持續接收第一感測訊號，可偵測得第一基膜層120與金屬框架110間的第一電容值C1是否產生變化。
其中，當有外力(例如使用者的手指所施加的力量)施加於觸控面板100的玻璃蓋176時，第一基膜層120會首先受力降低以縮短第一基膜層120與金屬框架110之底部的距離，造成第一電容值C1的第一電容變化。接著，當施加外力大於預定門檻值時，動態介電係數填充材160將開始產生形變，使得第一基膜層120與第二基膜層130間的另一間隙距離縮短，造成第二電容值C2的第二電容變化。
而當第一電容值C1產生第一電容變化時，第一接收器140r接收之第一感測訊號亦將隨第一電容變化而改變。若此時，所施加的外力並未超過預設門檻值，則第二電容值C2並不發生變化，第二接收器142r接收之第二感測訊號不變。而當施加外力超過預設門檻值並造成第二電容值C2的第二電容變化時，除了第一接收器140r接收之第一感測訊號仍隨第一電容變化而改變，第二接收器142r接收之 第二感測訊號亦會開始隨第二電容變化而改變。
藉由上述各組壓力感測器來監控各自對應的局部感測區域的第一電容變化及第二電容變化，可判斷出觸控面板100之金屬框架110之底部的平整度。舉例來說，當各局部感測區域的第一電容變化及第二電容變化彼此差異小於一預設值時，可判定金屬框架110之底部為平整，反之，則因為各局部感測區域的第一電容變化及第二電容變化彼此差異過大，而判定為不平整。其中預設值的設定可根據實際應用上的需求作調整。
第3A~3B、4A~4B、5圖分別繪示本揭露文件之不同實施例之發射器140t、142t與接收器140r、142r的上視圖。在第3A圖中，第二基膜層130上的每一電極(水平方向電極)皆具有一第一發射器140t與一第二接收器142r，各電極平行排列。而第一基膜層120上的每一電極(垂直方向電極)各自具有一第二發射器142t與一第一接收器140r之其中一者，具有第二發射器142t之電極與具有第一接收器140r之電極彼此交錯設置並平行排列。於此例中，各電極之形狀採用菱形金屬片架構。而為了使第一發射器140t發射之第一感測訊號能進入第一基膜層與下方金屬框架間的間隙，在第一接收器140r之菱形電極上皆挖有槽孔210，如第3A圖所示。
由第3A圖中可看出，其中一第一發射器140t與對應之第一接收器140r於垂直投影方向具有類似菱形形狀的交集部分，例如交集部分310，而其中一第二發射器 142t與對應之第二接收器142r於垂直投影方向具有矩形形狀的交集部分，例如交集部分320。其中，第一發射器140t及第一接收器140r的交集部分具有第一交集面積，第二發射器142t及第二接收器142r的交集部分具有第二交集面積，第一交集面積與第二交集面積大小不同。
在本揭露文件之另一實施例中，第一發射器140t與第二接收器142r亦可分別設置在相異的電極上，如第3B圖所示。在第3B圖中，第二基膜層130上的每一電極(水平方向電極)各自具有一第一發射器140t與一第二接收器142r之其中一者，而具有第一發射器140t之電極與具有第二接收器142r之電極彼此交錯設置並平行排列。第一基膜層120上的每一電極(垂直方向電極)各自具有一第二發射器142t與一第一接收器140r之其中一者，而具有第二發射器142t之電極與具有第一接收器140r之電極彼此交錯設置並平行排列。其中，只有第一接收器140r與第一發射器140t交集的部分才需挖設槽孔210。
此外，於又一實施例中，電極之形狀亦可為棒狀/矩形金屬片，如第4A、4B圖。類似於第3A圖之實施例，第4A圖之實施例中，第一發射器140t與第二接收器142r係共用同一電極，每一電極平行排列。而第二發射器142t與第一接收器140r設置在相異的電極上，具有第二發射器142t之電極與具有第一接收器140r之電極彼此交錯設置並平行排列。第4B圖之實施例則類似於第3B圖之實施例，第一發射器140r與第二接收器142r分別設置在相異的電極 上，第二發射器142t與第一接收器140r也設置在相異的兩電極上。
在本揭露文件之再一實施例中，第一發射器140t、第一接收器140r、第二發射器142t及第二接收器142r亦可透過訊號線及/或訊號線與金屬片電極混合使用的方式，接收來自觸控面板100之系統或控制晶片(圖中未示)的時脈訊號或傳遞所接收的感測訊號至系統或控制晶片以作進一步處理運算。請參閱第5圖，第5圖繪示本揭露文件之一實施例之發射器與接收器上視圖。
在第5圖中，第二發射器142t根據系統或控制晶片自訊號線520發送之時脈訊號來進行發射第二感測訊號，而由設置於金屬片電極上之第二接收器142r來進行接收第二感測訊號。第一發射器140t則是透過金屬片電極來接收系統或控制晶片發送之時脈訊號以發射第一感測訊號，而由第一接收器140r將接收到的第一感測訊號透過訊號線510傳送回系統或控制晶片。應理解的是，在實際應用中，可依需求使用訊號線的形式來連接任一接收器或發射器，及/或使用金屬片電極的形式來設置任一接收器或發射器，本揭露文件並不以上述實施例為限。
雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧金屬框架
120‧‧‧第一基膜層
130‧‧‧第二基膜層
140t‧‧‧第一發射器
140r‧‧‧第一接收器
142t‧‧‧第二發射器
142r‧‧‧第二接收器
150‧‧‧支撐件
160‧‧‧動態介電係數填充材
170‧‧‧黏著劑層
172‧‧‧泡棉膠層
174‧‧‧OLED層
176‧‧‧玻璃蓋
C1‧‧‧第一電容值
C2‧‧‧第二電容值

Claims (9)

  1. 一種觸控面板，包含：一金屬框架，具有一底部；一第一基膜層，設置於該金屬框架中，且與該金屬框架之該底部之間存在一間隙，以使該第一基膜層與該金屬框架電容耦合以具有一第一電容值；一第二基膜層，設置於該金屬框架中且位於該第一基膜層上方；一第一發射器，設置在該第二基膜層，用以發射一第一感測訊號；以及一第一接收器，設置在該第一基膜層，用以接收該第一感測訊號，其中當一外力施加於該觸控面板時，該第一電容值產生一第一電容變化，該第一接收器接收之該第一感測訊號隨該第一電容變化而改變；其中該第一接收器具有一槽孔，使該第一發射器發出的該第一感測訊號的電力線穿過該槽孔進入該第一基膜層與該金屬框架之間的該間隙，使該第一感測訊號隨該第一電容變化而改變。
  2. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一電容變化可用來判斷該金屬框架之該底部的平整度。
  3. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一發射器、該第一接收器係使用氧化銦錫或銀所製成。
  4. 如請求項1所述之觸控面板，更包含：一動態介電係數填充材，填充於該第一基膜層與該第二基膜層之間，當施加於該觸控面板之該外力大於一預設門檻值時，該第一基膜層與該第二基膜層之間的另一間隙改變，使該第一基膜層與該第二基膜層之間的一第二電容值產生一第二電容變化。
  5. 如請求項4所述之觸控面板，更包含：一第二發射器，設置在該第一基膜層，用以發射一第二感測訊號；以及一第二接收器，設置在該第二基膜層，用以接收該第二感測訊號；當該外力低於該預設門檻值時，該第二接收器接收之該第二感測訊號不改變；當該外力高於該預設門檻值時，該第二接收器接收之該第二感測訊號隨該第二電容變化而改變。
  6. 如請求項5所述之觸控面板，其中該第一發射器及該第二接收器設置在相異的複數個電極，該些電極彼此平行排列。
  7. 如請求項5所述之觸控面板，其中該第一發射器及該第二接收器共用相同的電極，於一第一狀態時，該第一發射器發射該第一感測訊號且該第二接收器不作用，而於一第二狀態時，該第二接收器接收該第二感測 訊號且該第一發射器不作用。
  8. 如請求項5所述之觸控面板，其中於垂直投影方向上，該第一發射器及該第一接收器具有一第一交集面積，該第二發射器及該第二接收器具有一第二交集面積，該第一交集面積與該第二交集面積大小不同。
  9. 如請求項1所述之觸控面板，其中該第一發射器及該第一接收器為菱形或棒狀架構。
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