附图说明
图1A显示本发明一实施方式的触控面板的结构分解展开图。
图1B显示触控面板的剖面图。
图1C显示触控面板在一触碰点处所形成的电容的示意图。
图2A显示本发明第一实施方式的触控面板的触碰点定位系统的示意图。
图2B显示图2A中第一导电膜和第二导电膜的合并示意图。
图2C显示图2B的任一感测电信号接触垫在一触碰点产生时所感测的电信号的波形图。
图2D显示在图2B的触控面板上尚未有触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫所输入的脉冲电信号,某一感测电信号接触垫所读取的电信号的波形的放大图。
图2E显示在图2B的触控面板上有一触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫所输入的脉冲电信号,某一感测电信号接触垫于未触碰和触碰时所读取的电信号的波形比较放大图。
图3A显示本发明第二实施方式的触控面板的触碰点定位系统的示意图。
图3B显示图3A中第一导电膜和第二导电膜的合并示意图。
图3C显示图3B的任一感测电信号接触垫在一触碰点产生时所感测的电信号的波形图。
图3D显示在图3B的触控面板上尚未有触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫所输入脉冲电信号,某一感测电信号接触垫所读取的电信号的波形的放大图。
图3E显示在图3B的触控面板上有一触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫所输入的脉冲电信号,某一感测电信号接触垫于未触碰和触碰时所读取的电信号的波形比较放大图。
图4A显示本发明一实施方式的触控面板的触碰点定位方法的流程图。
图4B显示依图2B的系统的触碰点位置坐标判断步骤的实施流程图。
图4C显示依图3B的系统的触碰点位置坐标判断步骤的实施流程图。
图4D显示依图3B的系统的触碰点位置坐标判断步骤的另一实施流程图。
图5A显示对应于编号为13的驱动电信号接触垫的X轴方向上所选取的数个触碰点的示意图。
图5B显示对应于编号为13的驱动电信号接触垫的X轴方向上所选取的数个触碰点的电信号差值数据所画出的曲线图。
具体实施方式
图1A显示本发明一实施方式的触控面板1的结构分解展开图,而图1B则显示触控面板1的剖面图。在本实施方式中,触控面板1由下而上依序包括第一绝缘基板11、第一导电膜12、绝缘层13、第二导电膜14和第二绝缘基板15。在本说明书中,“上”、“下”仅指相对的方位,在本实施方式中,“上”是指靠近触控面板的触碰表面的方向,而“下”则指远离触控面板的触碰表面的方向。第二导电膜14较第一导电膜12靠近触控面板的触碰表面。
本实施方式的第一绝缘基板11是作为下基板,第二绝缘基板15作为上基板,绝缘层13则设于第一绝缘基板11和第二绝缘基板15之间。此外,第一导电膜12设于第一绝缘基板11和绝缘层13之间,而第二导电膜14设于绝缘层13和第二绝缘基板15之间。然而,根据各种功能的需求,上述各层之间还可插入额外的其它层。
在第一导电膜12的周边上,沿第一方向例如X轴方向或横轴方向,配置有多个第一电信号接触垫120。在第二导电膜14的周边上,沿第二方向例如Y轴方向或纵轴方向,配置有多个第二电信号接触垫140。本实施方式中的第一方向是选择性地垂直于第二方向,但在其它态样中,第一方向并不限于与第二方向垂直。
第一绝缘基板11或第二绝缘基板15的材料可选择性地为下列材料之一或其部分的组合:聚对苯二甲酸乙二酯(Poly-Ethylene-Terephthalate,PET)、聚碳酸酯(Poly Carbon,PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly-Methyl-Meth-Acrylate,PMMA)、聚亚酰胺((Poly-Imide,PI)、聚乙烯(Poly-Ethylene,PE)。绝缘层13的材料可以但不限定为玻璃或高分子材料。第一电信号接触垫120、第二电信号接触垫140的材料可以为导体,例如金属。第一导电膜12和第二导电膜14一般来说是为具电阻抗异向性的导电膜,例如纳米碳管或称为碳纳米管(Carbon Nano Tube,CNT)膜或者经刻蚀或激光切割处理的CNT膜。在CNT膜经过激光切割处理的情况下,CNT膜上将有多个激光切割线,这样的处理并不会影响CNT膜原先就具有的电阻抗异向性。在本实施方式中,第一导电膜12和第二导电膜14是采未经刻蚀或激光切割处理的CNT膜,其制造是首先在石英或晶圆或其它材料的基板上长出纳米碳管,例如使用化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)方法;接着,以拉伸技术将一根根的纳米碳管逐一拉出而形成。这些纳米碳管通过凡得瓦(Van Der Waals)力而得以前后端相连,形成具一定方向性且大致平行排列的导电细长结构。所形成的纳米碳管膜会在拉伸的方向具最小的电阻抗,而在垂直于拉伸方向具最大的电阻抗,因而具备电阻抗异向性。
图1C显示触控面板1在一触碰点处所形成的电容,其中第一导电膜12和第二导电膜14之间形成第一电容C1,而第二导电膜14和触控笔或手指16之间形成第二电容C2。当手指16触碰不同位置时,所形成的第二电容C2值和第一电容C1值会有所不同。因而,触控面板1的结构形成一种电容式触控面板。
图2A显示本发明第一实施方式的触控面板的触碰点定位系统2A的示意图。其中,第一导电膜12沿第二方向例如Y轴方向或纵轴方向的电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小;第二导电膜14沿第一方向例如X轴方向或横轴方向的电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小。各个第一电信号接触垫120分别以导线连接到一电信号输入电路或驱动(Driving)电路17,其逐一或同时输入同样的脉冲波形或其它波形的电信号到各个第一电信号接触垫120。各个第二电信号接触垫140分别以导线连接到一电信号读取电路或感测(Sensing)电路18,其用以读取各个第二电信号接触垫140的感应电信号。换句话说,第一电信号接触垫120在此是作为驱动电信号接触垫,第二电信号接触垫140在此是作为感测电信号接触垫。驱动电路17和感测电路18是由一控制器19所控制。
图2B显示图2A中第一导电膜12和第二导电膜14的合并示意图。在图2A和图2B的示意图中,显示了十个第一电信号接触垫120,其编号分别为3、8、13、18、23、28、33、38、43和48,且显示了十三个第二电信号接触垫140,其编号分别为3、8、13、18、23、28、33、38、43、48、53、58和63。通过图2A和图2B所示的触控面板的触碰点定位系统2A,当触控笔或手指16触碰到触控面板1时,所产生的第一电容C1值和第二电容C2值,将会造成所有第二电信号接触垫140的感测电信号具有特定的特征,因而可如此判断触控面板1的触碰表面上触碰点的位置坐标例如X轴或横轴的坐标和Y轴或纵轴的坐标。
图3A显示本发明第二实施方式的触控面板的触碰点定位系统2B的示意图。与图2A相同的是,第一导电膜12沿第二方向例如Y轴方向或纵轴方向的电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小;第二导电膜14沿第一方向例如X轴方向或横轴方向的电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小。与图2A不同的是,各个第二电信号接触垫140分别以导线连接到一电信号输入电路或驱动电路17,其逐一或同时输入同样的脉冲波形或其它波形的电信号到各个第二电信号接触垫140。各个第一电信号接触垫120分别以导线连接到一电信号读取电路或感测电路18,其用以读取或感测各个第一电信号接触垫120的感应电信号。换句话说,第二电信号接触垫140在此是作为驱动电信号接触垫,第一电信号接触垫120在此是作为感测电信号接触垫。驱动电路17和感测电路18是由一控制器19所控制。
图3B显示图3A中第一导电膜12和第二导电膜14的合并示意图。在图3A或图3B的示意图中,显示了十个第一电信号接触垫120,其编号分别为3、8、13、18、23、28、33、38、43和48,且显示了十三个第二电信号接触垫140,其编号分别为3、8、13、18、23、28、33、38、43、48、53、58和63。通过图3A和图3B所示的触控面板的触碰点定位系统2B,当触控笔或手指16触碰到触控面板1时,所产生的第一电容C1值和第二电容C2值,将会造成所有第一电信号接触垫120的感测电信号具有特定的特征,因而可如此判断触控面板1的触碰表面上触碰点的位置坐标例如X轴或横轴的坐标和Y轴或纵轴的坐标。
图4A显示本发明一实施方式的触控面板的一触碰点的定位方法的流程图。首先,在步骤31,自驱动电路17逐一或同时输入同样的脉冲波形或其它波形的电信号至各个驱动电信号接触垫,其可以是图2B的第一电信号接触垫120或图3B的第二电信号接触垫140。接着,在步骤32,透过感测电路18读取感测电信号接触垫所感应的电信号,感测电信号接触垫可以是图2B的第二电信号接触垫140或图3B的第一电信号接触垫120。最后,在步骤33,透过控制器19,根据所读取的电信号判断触控面板1的触碰表面上触碰点的位置。
就图2B所示的触控面板的触碰点定位系统2A而言,第一导电膜12是作为下导电膜而第二导电膜14是作为上导电膜,也即其是驱动下导电膜且感测上导电膜。在此情况下,其触碰点位置判断步骤33的具体实施作法包括了图4B所示的步骤331A和332A。其中,步骤331A是找出读取的所有电信号当中,波形幅度在触碰时相较于未触碰时的变化为最大的一电信号所对应的感测电信号接触垫位置坐标例如编号第13的第二电信号接触垫140的位置坐标,得到触碰点于第二方向或Y轴或纵轴的坐标。步骤332A是比较步骤331A中读取自所找到的感测电信号接触垫例如编号第13的第二电信号接触垫140的电信号在未触碰时和触碰时的如图2C的波形,找出波形幅度或振幅变化最大处所对应的驱动电信号接触垫或第一电信号接触垫120的位置坐标,得到触碰点于第一方向或X轴或横轴的位置坐标。
当各个第一电信号接触垫120所接收的电信号为脉冲波形时,在一触碰点产生的情况下各个第二电信号接触垫140所读取的感测电信号具有如图2C所示的波形,其中,由左至右的各个波形区段是分别经由编号3至48的十个第一电信号接触垫120所输入的脉冲信号所造成的结果。另外,经由最靠近第二电信号接触垫140的编号为48的第一电信号接触垫120所输入的脉冲信号所造成的感应电信号的波形幅度或振幅为最大。图2D显示在触控面板上尚未有触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫或第一电信号接触垫120所输入的脉冲信号,某一感测电信号接触垫或第二电信号接触垫140所读取的电信号的波形20A的放大图。图2E显示在触控面板上有一触碰点时,基于该特定驱动电信号接触垫或第一电信号接触垫120所输入的脉冲信号,在对应该触碰点的感测电信号接触垫或第二电信号接触垫140例如编号为13的第二电信号接触垫所读取的电信号的波形21A的放大图。
显然地,当触控笔或手指触碰到触控面板而产生如图2B所示位置的触碰点时,则如图2E所示,对应于触碰点的编号为13的感测电信号接触垫或第二电信号接触垫140所读取的电信号的波形21A相较于未触碰时同一接触垫所读取的电信号的波形20A会有最大变化。如此,根据步骤331A即可判断得知触碰点于第二方向或Y轴或纵轴的位置坐标。另外,根据步骤332A,即可判断得知触碰点于第一方向或X轴或横轴的位置坐标。
就图3B所示的触控面板的触碰点定位系统2B而言,第一导电膜12是作为下导电膜而第二导电膜14是作为上导电膜,也即其是驱动上导电膜且感测下导电膜。在此情况下,其触碰点位置坐标判断步骤33的具体实施作法包括图4C的步骤331B和332B所示。其中,步骤331B是找出读取的一电信号当中,波形幅度为最小处所对应的驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140的位置坐标,得到触碰点于第二方向或Y轴或纵轴的位置坐标。步骤332B是用以决定触碰点位置的第一方向或X轴或横轴的坐标。
当各个驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140所接收的电信号为脉冲波形时,在一触碰点产生的情况下各个感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120所读取的电信号的波形是如图3C所示,其中,由左至右的各个波形区段是分别经由编号3至63的十三个第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号所造成的结果。另外,经由最靠近感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120的编号为63的驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号所造成的感应电信号的波形幅度或振幅为最大。图3D显示触控面板上尚未有触碰点时,对应于一特定驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号,某一感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120所读取的电信号的波形20B的放大图。图3E显示在触控面板上有一触碰点时,对应于该特定驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号,对应于该触碰点的感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120例如编号为13的第一电信号接触垫所读取的电信号的波形21B的放大图。
显然地,当触控笔或手指触碰到触控面板而产生如图3B所示位置的触碰点时,则如图3E所示,对应于触碰点的编号为13的第一电信号接触垫120所读取的电信号的波形21B相较于同一电信号接触垫120所读取的电信号的波形20B在波形上会有明显变化。然而,此处触碰时的波形21B相较于未触碰的波形20B的变化易受RC延迟的影响而反应不精确,因而不能够仅以此作为触碰点位置在第一方向或X轴或横轴的坐标的判断参考。然而,如图3C所示,就各个感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120的读取电信号来看,经由编号为13的驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号所造成的波形的幅度最小,因而可据以决定第二方向或Y轴或纵轴的坐标。
因而,根据步骤331B,找出读取的一电信号当中,如图3C的波形的波形幅度为最小处所对应的驱动电信号接触垫位置坐标,得到触碰点于第二方向或Y轴或纵轴的位置坐标。至于触碰点于第一方向或X轴或横轴坐标的判断,则是根据步骤332B,其是比较读取的所有电信号中对应于就步骤332B中所找到的驱动电信号接触垫的波形,找出波形在未触碰时和触碰时的波幅变化为最大的电信号所对应的感测电信号接触垫例如编号13的第一电信号接触垫120的位置坐标,得到触碰点于第一方向或X轴或横轴的位置坐标。
然而,在上述步骤332B中,相邻的感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120的读取电信号基于同一个驱动电信号接触垫例如编号为13的第二电信号接触垫140所输入的脉冲信号所造成的波形在未触碰和触碰时的波幅变化近似,因此容易造成第一方向或X轴或横轴坐标的误判断。为此,图4D显示坐标判断步骤33的另一实施方式作法。在此实施方式中,第二方向或Y轴或纵轴坐标的判断步骤331C同步骤331B。基于上述同一例子,第二方向或Y轴或纵轴的坐标为编号13的第二电信号接触垫140的所在位置的坐标。接下来,在步骤332C中,对应于已得出的第二方向或Y轴或纵轴坐标的第一方向或X轴或横轴的方向上选取数个触碰点,如图5A所示,这些触碰点的X轴坐标分别为编号为3、8、13、28和43的第一电信号接触垫120的坐标。之后,在步骤333C中,计算并储存分别对应于这些触碰点的感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120的感测电信号于未触碰和触碰时的电信号差值,电信号差值的单位例如是毫伏特(mv)。其后,在步骤334C中,根据步骤333C中所储存的电信号差值和位置未知的触碰点的电信号差值求得位置未知的触碰点的X轴坐标。
下列表一显示一个实际数值例子,其中第一方向或X轴或横轴的坐标和第二方向或Y轴或纵轴的坐标是分别以感测电信号接触垫或第一电信号接触垫120和驱动电信号接触垫或第二电信号接触垫140的编号表示。
表一
根据表一的数据可画出如图5B的曲线图。曲线图中的纵轴表示感测电信号接触垫所读取的电信号于未触碰和触碰时的电信号差值,而横轴则表示第一方向或X轴或横轴的坐标。表一或图5B的数据可以事先储存起来,或者于使用触控面板前由使用者触碰产生。当步骤331C得到第二方向或Y轴或纵轴的坐标后,即可由步骤334C,根据电信号差值而从表一或图5B查询得到对应的第一方向或X轴或横轴的坐标。