具体实施方式
图1是本发明第一实施方式的电阻式触摸屏组合图。为了简化图示和说明,图中的第一感测电极114和第二感测电极124仅分别以五条电极表示,但实际应用时,第一感测电极114和第二感测电极124的数目,可根据实际触摸屏的面积和应用领域而定。
请参阅图1,触摸屏100由两个导电膜110,120相叠合而成,该两个导电膜110、120由一环形胶体层130黏合固定,中央均匀散布多个绝缘间隔物132(Spacer),以使得两个导电膜110、120维持一固定间距。
导电膜110包括一基板111,一导电层113,该导电层113利用胶体层112黏合固定于基板111表面。在导电膜110表面另设置多条第一感测电极114、第一电极115以及一连接导线116。其中第一感测电极114间的间距相等,并分别与导电层113的一侧电性连接;第一电极115平行设置于导电膜110另一侧的边缘,并与导电层113的另一侧电性连接,同时第一电极115于左侧透过连接导线116沿着导电层113外侧边缘平行延伸,末端延伸至导电膜110的下缘中央,作为传递信号之用。
导电膜120包括一基板121,导电层123,该导电层123利用胶体层122黏合固定于基板121表面。在导电层123表面另设置多条第二感测电极124、第二电极126以及多条连接导线125。第二感测电极124间的间距相等,并分别与导电层123电性连接;第二电极126平行设置在导电膜120左侧的边缘,并与导电层123电性连接;第二感测电极124与导电膜120右侧数条平行排列的连接导线125连接,连接导线125沿着导电层123右侧边缘平行延伸,末端延伸至导电膜120的下缘中央,作为传递信号之用。
此外,触摸屏100进一步包括一软性印刷电路板140。该软性电路板具有多个金属接点141,在环形胶体层130下缘中央具有一缺口131。在组装时,该缺口131与软性印刷电路板140对应,软性印刷电路板140上下的金属接点141可与导电膜110和导电膜120上的各导线的末端电性连接,可使外部电信号传递到导电层110的第一感测电极114、第一电极115以及导电层120的第二感测电极124、第二电极126上。
较佳地,本发明实施例的触摸屏100所使用的基板111,121,可采用透明材料如:聚乙烯(Polyethylene,PE),聚碳酸酯(Polycarbonate PC),聚对苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate,PET),聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate,PMMA)或者薄化后的玻璃基板;环形胶体层130、胶体层112和胶体层122可以是热固化胶或UV固化胶。
在台湾专利申请公开说明书(公开号:TW200920689)「纳米碳管薄膜制备装置及其制备方法」中,揭露一种纳米碳管薄膜的制备方法,利用该方法可产生一具有导电特性的纳米碳管薄膜,且因该方法是由超顺垂直排列纳米碳管阵列(Super Vertical-Aligned CarbonNanotube Array)透过拉伸方式制成,可应用于制作透明导电膜。
为了提高触摸屏的可靠度,并缩减触摸屏的边框宽度,本发明实施方式中的导电层113和导电层123是以上述方法所形成的纳米碳管导电薄膜所构成。但因拉伸制程中,长炼状纳米碳管约略沿着拉伸方向平行排列,而导电膜在拉伸方向具有较低阻抗,在垂直拉伸方向阻抗约为拉伸方向阻抗的50至350倍之间,其表面电阻也因量测的位置不同、方向不同而介于1kΩ/□至800kΩ/□之间,因此导电层113及导电层123具有导电异方向性(AnisotropicConductivity)。
如图1所示,在本发明实施方式中,导电层113具有一主导电方向P1(原导电膜拉伸方向),导电层123具有另一主导电方向P2,且导电层113的主要导电方向P1和导电层123的主要导电方向P2相互垂直,且导电层113与导电层123在垂直主导电方向P1,P2的阻抗约为主导电方向P1,P2阻抗的100至200倍之间。
为了简化说明,以下实施例以触摸屏在操作时,仅有两个触控点举例,但实际操作时,本发明实施例触摸屏的多点辨识方法也可适用于更多触控点的情形。
请一并参阅图2,其是本发明触摸屏的多点辨识方法的第一实施方式在两点输入时,X轴侧感测电极所测得的电压分布示意图。其中Xn-1~Xm+1代表第一感测电极114所对应的X轴坐标,Vn-1~Vm+1代表由所对应的第一感测电极114所量测得的电压,Px代表第一感测电极114之间的间距。
当上述触摸屏100尚未进行感测时,第一电极115和各第一感测电极114均输入一第一电压V1,使导电层113处于等电位;第二电极126和各第二感测电极124均输入一第二电压V2,使导电层123也处于等电位。其中第二电压V2大于第一电压V1。
当上述触摸屏100在进行感测时,可以先以X轴量测开始,由各第一感测电极114依序切换,进行电压量测,接着再进行Y轴量测,由各第二感测电极依序切换,进行电压量测,如此反复切换,以侦测使用者的触控操作,当触摸屏100未被触碰时各第一感测电极114所测得的电压均为第一电压V1,各第二感测电极124所测得的电压均为第二电压V2。
较佳地,当依序量测各第一感测电极114的电压信号时,持续提供第一电压V1到其它未进行测量的第一感测电极114。当依序量测各第二感测电极124的电压时,持续提供第二电压V2到其它未进行测量的第二感测电极124,可增加识别度。
当触摸屏100有至少两点被触碰,而使第二导电层123接触到第一导电层113时,依照上述说明,由各第一感测电极的电压可判断出一第一X轴相对高电压Vn、一第二X轴相对高电压Vm以及位于两个X轴相对高电压之间的X轴相对低电压V1,而测得第一X轴相对高电压Vn的第一感测电极114所对应的X轴坐标为Xn,测得第二X轴相对高电压Vm的第一感测电极114所对应的X轴坐标为Xm。
此时可将第一X轴相对高电压Vn所对应的位置视为一第一X轴触控点,将第二X轴相对高电压Vm所对应的位置视为一第二X轴触控点,其中第一X轴触控点的实际X坐标值X1可由下列第一方程组计算获得:
上式中n≥2,Vn-1是第n-1个第一感测电极所测得的电压,Vn+1是第n+1个第一感测电极所测得的电压。
其次,第二X轴触控点的实际X坐标值X2可由下列第二方程组计算获得:
上式中m≥n+3,Vm-1是第m-1个第一感测电极所测得的电压,Vm+1是第m+1个第一感测电极所测得的电压。
请参阅图3,其是本发明触摸屏的多点触控方法的第二实施方式当二触控点在X轴方向很接近时,X轴侧感测电极所测得的电压分布示意图。因为本发明实施方式的触摸屏100所采用的导电层113及导电层114为约略平行的纳米碳管所形成的导电薄膜,其具有阻抗异向性,因此当碰触触摸屏100的两个触控点在X轴方向很接近时,位于两个X轴相对高电压Vn,Vm之间的X轴相对低电压Vn+1为左右两侧X轴相对高电压Vn、Vm的作用叠加(Vn+1’+Vm-1’)。因此当m=n+2时,第一方程组中的Vn+1和第二方程组中的Vm-1需要分别由下列Vn+1’和Vm-1’取代,再进行X坐标计算:
其中Vn+1’正比Vn且正比(Vn-Vn-1),Vm-1’正比Vm且正比(Vm-Vm+1)。
请参阅图4,其是本发明触摸屏的多点触控方法的第三实施方式在两点输入时,Y轴侧感测电极所测得的电压分布示意图。请一并参阅图1和图4,在完成上述X坐标侦测后,继续由各第二感测电极124的电压可判断出一第一Y轴相对低电压Vs、一第二Y轴相对低电压Vt以及位于二Y轴相对低电压之间的一Y轴相对高电压V2,而测得第一Y轴相对低电压Vs的第二感测电极124所对应的Y轴坐标为Ys,测得第二Y轴相对低电压Vt的第二感测电极124所对应的Y轴坐标为Yt。
此时可将第一Y轴相对低电压Vs所对应的位置视为一第一Y轴触控点,将第二Y轴相对低电压Vt所对应的位置视为一第二Y轴触控点,其中第一Y轴触控点的实际Y坐标值Y1与第二Y轴触控点的实际Y坐标值Y2可分别由下列第三与第四方程组计算获得:
其中s≥2,Vs-1是第s-1个第二感测电极所测得的电压,Vs+1是第s+1个第二感测电极所测得的电压。
其次,第二触控点Y轴坐标Y2满足下列第四方程组:
其中t≥s+3,Vt-1是第t-1个第二感测电极所测得的电压,Vt+1是第t+1个第二感测电极所测得的电压。
请参阅图5,其是本发明触摸屏的多点触控方法的第四实施方式当二触控点在Y轴方向很接近时,Y轴侧感测电极所测得的电压分布示意图。同理,因导电层113和导电层123具有阻抗异向性,因此当碰触触摸屏100的两个触控点在Y轴方向很接近时,位于两个Y轴相对低电压Vs、Vt之间的Y轴相对高电压Vs+1为左右两侧Y轴相对低电压Vs,Vt的作用叠加(V2-Vs+1’-Vt-1’)。因此当t=s+2时,第三方程组中的相对高电压Vs+1和第四方程组中的Vt-1分别由下列Vs+1’和Vt-1’取代,再进行Y坐标计算:
其中Vs+1’正比Vs且正比(Vs-1-Vs),Vt-1’正比Vt且正比(Vt+1-Vt)。
由上述说明可知,本发明实施例触摸屏的多点辨识方法可分别得知两点的触控点的X坐标及Y坐标,进而达到多点触控的目的。
此外,请参阅图6,当在第一个扫描周期中,所求得的第一触控点X轴坐标X1、第二触控点X轴坐标X2、第一触控点Y轴坐标Y1和第二触控点Y轴坐标Y2简单配对,可得出一对角分别为第一触控点A(X1,Y1)和第二触控点B(X2,Y2)的矩形;而在次一个扫描周期中,所求得的第一触控点坐标改变为A’(X1’,Y1’),第二触控点坐标改变为B’(X2’,Y2’)时,以A’及B’为对角线的矩形面积大于前一扫描周期的接触点矩形面积,因此可将此动作设定为多点触控的放大功能。反之,当在次一扫描周期中,以触控点A’及B’为对角线的矩形面积小于前一扫描周期中,以触控点A及B为对角线的矩形面积,则可将此功能设定为多点触控的缩小功能。
其次,请参阅图7,在次一扫描周期中,以触控点A’及B’为对角线的矩形面积约略等于前一周期中,以触控点A及B为对角线的矩形面积,但触控点A和B平移至触控点A’及B’,则可将此功能设定为多点触控的平移或是翻页功能。
请参阅图8,在次一扫描周期中,以触控点A’及B’为对角线的矩形面积基本等于前一周期中,以触控点A及B为对角线的矩形面积,但触控点A及B斜向平移至触控点A’及B’,造成类似矩形向顺时针方向翻转的轨迹,则可将此功能设定为多点触控的「转向」功能。
本发明主要提供一种结构和驱动简单、成本较低的电阻式触摸屏,其且利用简单的计算,可进行多点辨识及多点触控的手势操作,因此可大幅扩大触摸屏的产品应用层面。