CN101996015B - 触控面板及其输出方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种触控面板及其输出方法，该触控面板包含一第一基板、一第二基板、多个间隔物及一控制器组。其中，第一基板为一软性基板，具有一第一电极层。第二基板具有一第二电极层，其面对第一电极层。多个间隔物设置于第一基板与第二基板之间。控制器组电性连接至第一电极层及第二电极层，以提供一第一操作状态以及一第二操作状态，其中在该第一操作状态时，该控制器组使该第一电极层或该第二电极层形成一均匀压降电场，以形成一电阻式触控面板架构，且在该第二操作状态时，该控制器组使该第一电极层形成一均匀电场，以形成一电容式触控面板架构。

Description

触控面板及其输出方法

技术领域

本发明是关于一种触控面板及其输出方法；特别是一种兼具有电阻式与电容式触控特性的触控面板及其输出方法。

背景技术

随着科技的进步，电脑相关产品不断地推陈出新。尤其是关于可携式电子装置，例如：移动电话、个人数字助理等，其输入方法已经从传统的键盘装置发展至现今常见的触碰控制阶段。使用者通过该装置的一触控面板即可执行相关输入与功能控制。

目前常见应用于触控面板的触控技术主要包含有电阻式触控面板与电容式触控面板二种触控技术。请参照图1A，其显示电阻式触控面板运作原理的示意图。电阻式触控面板主要的运作原理是利用触控笔等触压方式于上层导电基板施加一下压力，使得上下间隔设置的二导电基板间形成通路，最后通过导通电流的相关运算，即可计算出面板上触控点的实际位置。另一方面，请参照图1B，其显示电容式触控面板运作原理的示意图。电容式触控面板主要的运作原理是将一定电场施加于上层导电基板上。当使用者的手指碰触上层导电基板时，上层导电基板的电场发生变化，而由上层导电基板的四个角落所流出电流将通过手指而接地。通过四个角落流出的电流量，计算出面板上触控点的实际位置。

于实际应用时，电阻式触控面板常因使用者于面板上进行滑移或手势动作时无法正常地持续施压，造成上下导电基板无法持续导通。

发明内容

本发明的目的是提供一种触控面板，同时兼具有电阻式触控以及电容式触控操作的优点。

本发明提供一种触控面板，其包含一第一基板、一第二基板、多个间隔物及一控制器组。其中，第一基板为一软性基板，具有一第一电极层。第二基板具有一第二电极层，其面对第一电极层。多个间隔物设置于第一基板与第二基板之间。控制器组电性连接至第一电极层及第二电极层，以提供一第一操作状态以及一第二操作状态，其中在第一操作状态时，控制器组使第一电极层或第二电极层形成一均匀压降电场，以形成一电阻式触控面板架构，且在第二操作状态时，控制器组使第一电极层形成一均匀电场，以形成一电容式触控面板架构。

本发明提供一种使用上述触控面板的输出方法，藉以识别使用者所选择的输入工具，并进而依据各该输入工具的差异性，选择最适当的操控模块进行后续的操控使用。

本发明提供一种使用上述触控面板的输出方法，以检测使用者于第一基板上的触碰，该输出方法包含：在第一操作状态时，形成一均匀压降电场于第一电极层或第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；在第二操作状态时，形成一均匀电场于第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；以及依据第一输入信号与第二输入信号，决定一使用者界面。

本发明提供一种使用上述触控面板的输出方法，以电阻式触控面板架构及电容式触控面板架构检测使用者的触控点，藉以运算出准确的触控点位置坐标，以供后续的操控使用。

本发明提供一种使用上述触控面板的输出方法，以检测使用者于第一基板上的触碰，该输出方法包含：在第一操作状态时，形成一均匀压降电场于第一电极层或第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；在第二操作状态时，形成一均匀电场于第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；以及依据一预定比重的第一输入信号与第二输入信号，计算出一触控位置数据。

附图说明

在参阅附图及随后描述的实施方式后，此技术领域具有通常知识者便可了解本发明的其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样，其中：

图1A是描绘现有的电阻式触控面板运作原理的示意图；

图1B是描绘现有的电容式触控面板运作原理的示意图；

图2是描绘本发明一实施例的触控面板的结构示意图；

图3是描绘本发明第一实施例的触控面板的系统架构示意图；

图4是描绘本发明第二实施例的触碰面板的系统架构示意图；

图5是描绘本发明一实施例的一输出方法的流程图；以及

图6是描绘本发明一实施例的另一输出方法的流程图。

具体实施方式

本发明揭露一种兼具有电阻式触控以及电容式触控操作优点的触控面板，特别地是，本发明的触控面板并非以直接叠合方式整合二种触控面板架构，因此对于显示亮度的影响较小。以下将以传统五线电阻式触控面板为例，具体说明本发明如何重新安排电极层的电路设计，以达到整合电阻式触控面板架构以及电容式触控面板架构的目的，然而此实施例并不代表本发明仅限于五线式架构的触控面板，任何熟悉此技术领域者，当可于了解本发明后，适当地应用于其余架构的触控面板。为简便描述起见，以下将予省略未述。

请参照图2，其显示依据本发明一实施例的触控面板的结构示意图。在本实施例中，触控面板100包含一第一基板110、一第二基板120、多个间隔物(Dot Spacer)130及一控制器组140。于具体实施例中，第一基板110可以是由聚酯塑料或其它透明材质所制成的一软性基板，其具有一第一电极层112形成于第一基板110上。更详细而言，第一电极层112可以是一透明的氧化铟锡层或其它透明导电层。第二基板120可以是一玻璃基板或石英基板，并具有一第二电极层122，其面对第一电极层112。同样地，第二电极层122也可以是一透明的氧化铟锡层或其它透明导电层。其中，第一电极层112与第二电极层122构成与传统五线电阻式触控面板类似的二电极层。

于第一基板110与第二基板120间设置有多个间隔物130，以电性隔离二导电层。此外，控制器组140分别电性连接至第一电极层112及第二电极层122，适可分别提供一第一操作状态以及一第二操作状态。其中，于第一操作状态时，控制器组140可于第一电极层112及第二电极层122上形成一均匀压降电场，进而形成一电阻式触控面板架构。另一方面，于第二操作状态时，控制器组140可于第一电极层112形成一均匀电场，以形成一电容式触控面板架构。

详细而言，本实施例的控制器组140包含一第一控制器142、一第二控制器144以及多个电极146(如图3、图4所示)。该等电极146分别位于第一电极层112的多个角落，并分别电性连接至第一控制器142与第一电极层112。第二控制器144则分别电性连接至第一电极层112以及第二电极层122。此控制器组140可因应不同的操作状态，于第一电极层112上形成一均匀压降电场，并且交替地于第一电极层112形成一均匀电场；或者，于第二电极层122形成一均匀压降电场，并且交替地于第一电极层112形成一均匀电场，详如下述。

请合并参阅图3、图4，其分别显示依据本发明的第一实施例以及第二实施例的触控面板的系统架构示意图。于图3中，第一基板110具有四个条状电极AC、AB、CD、BD，电性连接至第一电极层112。此际，控制器组140可交替地施加均匀压降电场及均匀电场于第一电极层112，以交替地形成一电阻式触控面板架构及一电容式触控面板架构。亦即，于第一操作状态时，控制器组140施加形成均匀压降电场于第一电极层112，并将第二电极层122接地，进而使得图3所示的触控面板变为一电阻式触控面板架构。当处于第二操作状态时，控制器组140施加均匀电场于第一电极层112上，使得图3所示的触控面板转变为一电容式触控面板架构。

更详细而言，在第一操作状态时，第二控制器144提供例如5V电压于条状电极AC，并将条状电极BD接地，此时第一电极层112沿Y轴方向将产生一个均匀压降电场，且第二控制器144也将第二电极层122接地，以提供一电阻式触控面板架构。此际于第一基板110上若有一触控点P施加一下压力于其上，并进而触压至第二基板120时，则第一电极层112与第二电极层122瞬间将因而导通，第二控制器144便可检测到由第二电极层122所流出的电流量进而运算出接触点的Y轴坐标(Y1)值。随后，第二控制器144提供例如5V电压于条状电极CD，并将条状电极AB接地，此时第一电极层112沿着X轴方向将产生一个均匀压降电场，且第二控制器144也将第二电极层122接地。当第一电极层112与第二电极层122导通时，第二控制器144便可检测到由第二电极层122所流出的电流量并进而运算出接触点的X轴坐标(X1)值，并合并产生包含X轴与Y轴坐标(X1、Y1)值的一第一输入信号。

接续地，在第二操作状态时，第一控制器142通过四个电极146施加一例如5V电压于第一电极层112上，使得第一电极层112产生一个均匀电场，以提供一电容式触控面板架构。此际若手指接触第一基板110上的触控点P，则第一电极层112上的电场将产生变化，并由四个电极146将发出微弱电流流向此触控点P。此际，第一控制器142便可计算出流经这四个电极146的电流量，以运算出包含此触控点P的X轴与Y轴坐标(X2、Y2)值的一第二输入信号。

于图4所示的第二实施例中，第二基板120上的第二电极层122具有四个条状电极AC、AB、CD、BD，此际，控制器组140适可交替地控制第一电极层112形成均匀电场，并控制第二电极层122形成均匀压降电场，以交替地形成一电容式触控面板架构及一电阻式触控面板架构。亦即，于第一操作状态时，控制器组140适可控制第二电极层122形成均匀压降电场，进而使图4的触碰面板变为一电阻式触控面板架构。当处于第二操作状态时，控制器组140控制第一电极层112形成一均匀电场，进而使图4的触碰面板转变为一电容式触控面板架构。

更详细而言，在第一操作状态时，第二控制器144提供例如5V电压于条状电极AC，并将条状电极B、D接地，此时第二电极层122沿着Y轴方向将产生一个均匀压降电场，以提供一电阻式触控面板架构。此际于第一基板110上若有一触控点P施加一下压力于其上，并进而接触至第二基板120时，则第一电极层112与第二电极层122瞬间将因而导通，第二控制器144便可检测到由第一电极层112所流出的电流量进而运算出接触点的Y轴坐标(Y1)值。随后，第二控制器144提供例如5V电压于条状电极CD，并将条状电极AB接地，此时第二电极层122沿着X轴方向将产生一个均匀压降电场，且第二控制器144也将第一电极层112接地。当第一电极层112与第二电极层122导通时，第二控制器144便可检测到由第一电极层112所流出的电流量进而运算出接触点的X轴坐标(X1)值，并合并产生包含X轴与Y轴坐标(X1、Y1)值的一第一输入信号。

接续地，在第二操作状态时，第一控制器142通过四个电极146施加一例如5V电压于第一电极层112上，使得第一电极层112上产生一个均匀电场，以提供一电容式触控面板架构。此际若手指接触第一基板110上的触控点P，则第一电极层112上的电场将产生变化，并由四个电极将发出微弱电流流向此触控点P。此际，第一控制器142便可计算出流经这四个电极146的电流量，进而计算出包含此触控点P的X轴与Y轴坐标(X2、Y2)值的一第二输入信号。

综合上述，图3、图4所示的各实施例的触控面板100可因应控制器组140的快速切换控制，交替地于第一及第二操作状态间切换，以交替形成一电阻式触控面板架构及一电容式触控面板架构，藉以对应地产生第一输入信号及第二输入信号。换言之，上述实施例是在现有的五线式触控面板架构下，兼具有电阻式与电容式触控面板架构的特性。

然而，当四线式触控面板架构进行说明时，上述的条状电极AC、BD以及条状电极AB、CD分别配置于第一基板110以及第二基板120上。同样地，在电阻式触控面板架构下，利用第一基板110上的第一电极层112以及条状电极AC、BD计算出触控点P的Y轴坐标(Y1)，以及利用第二基板120上的第一电极层122以及条状电极AB、CD计算出触控点P的X轴坐标(X1)。然后，计算出包含此触控点P的X轴与Y轴坐标(X1、Y1)值的一第一输入信号。在电容式触控面板架构中，利用第一电极层112计算出包含此触控点P的X轴与Y轴坐标(X2、Y2)值的一第二输入信号。值得注意的是，本发明并不限定应用于五线式触控面板架构以及四线式触控面板架构，也可以应用于其它类型的电阻式触控面板架构，并将上层的电极层作为电容式触控面板架构的一部份。

由于上述各实施例的触控面板兼具有电阻式与电容式触控面板架构的特性，因此使用者可不受限制地选择任意的输入工具在触控面板上进行操作。尤其是，各实施例的触控面板可利用电容式触控面板架构收集手指等导体类输入工具较大范围的移动数据，并利用电阻式触控面板架构收集指尖或触控笔等触压面积较小范围的数据选取，使电阻式触控面板架构及/或电容式触控面板架构适当地检测出各种类型的输入信号，藉以精准判断使用者的操作行为，供后续系统选择适当的触控面板架构进行后续检测，大幅减少传统触控屏幕的误判机会，提升操作的便利性。

以下将继续说明应用上述各实施例的触控面板的输出方法。应用上述各实施例的触控面板的输出方法可以分为两种，包括：程控程序与数据判读程序。

1.程控程序：当使用者以某种输入工具操作触控面板时，上述各实施例的电阻式与电容式触控面板架构将依照控制器组的切换控制，于第一及第二操作状态间交替地切换以分别检测是否收到输入信号，藉以确认使用者所使用输入工具的类型为手指或触控笔等，并因应输出一使用者界面，以选择适当的触控面板架构供系统启动相对应的功能，提供最佳化的操控效果。

2.数据判读程序：综合电阻式触控面板架构与电容式触控面板架构所得的输入信号，精准地运算出触控点于面板上的位置。

具体说，请参阅图5，其显示本发明一实施例的一输出方法的流程图，此输入方法可识别使用者所选择的输入工具，供系统后续启动相对应的功能。该输出方法包含下列步骤：(a)在第一操作状态时，形成一均匀压降电场于第一电极层或第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；(b)在第二操作状态时，形成一均匀电场于第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；以及(c)依据第一输入信号与第二输入信号，决定一使用者界面。须说明的是，前述(a)步骤与(b)步骤的顺序并无逻辑上先后的限制，换言之，(a)步骤与(b)步骤可以任意互换，当(a)步骤在(b)步骤之前时，第一输入信号产生于第二输入信号之前；反之，当(a)步骤在(b)步骤之后，第二输入信号产生于第一输入信号之前。

以下关于本实施例输出方法的相关描述，首先请合并参阅前述图3所示触控面板的描述内容，于前述的(a)步骤中，第二控制器144乃于第一电极层112的X轴方向及Y轴方向依序形成一均匀压降电场，且第二控制器144因应使用者的触碰产生包含X轴与Y轴坐标(X1、Y1)值的一第一输入信号。

于前述的(b)步骤中，第一控制器142交替地于通过四个电极146于第一电极层112形成一均匀电场，且第一控制器142得到因应该使用者的触碰产生包含X轴与Y轴坐标(X2、Y2)值的一第二输入信号。

于前述的(c)步骤中，依据第一输入信号与第二输入信号的实际状况，输出一操控界面，以选择最适当的操控模块。具体而言，(c)步骤更包含以下四个子步骤：(c1)步骤当第一输入信号有一位置数据而第二输入信号无任何数据时，代表使用者可能使用触控笔等类具小面积的非导体输入工具，而造成电阻式触控面板架构可检测出使用者的触碰而电容式触控面板架构无法检测出使用者的触碰，此际系统可选择以触控笔为主的触控笔操控界面，作为后续系统的操控使用。其次于(c2)步骤中，若当第一输入信号与第二输入信号分别具有一位置数据时，代表使用者可能使用的输入工具兼具大面积、导电以及触碰压力足够的输入工具，例如手指，而造成电阻式触控面板架构与电容式触控面板架构同时检测出使用者的触碰，此际系统可选择以手指为主的手指操控界面，作为后续系统的操控使用。又，于(c3)步骤中，当第一输入信号无任何数据而第二输入信号具有一位置数据时，代表使用者可能使用具有大面积、导电但触碰压力不足的输入工具，例如使用手指轻触滑移，而造成电阻式触控面板架构无法检测出使用者的触碰，而电容式触控面板架构可检测出使用者的触碰，此际系统可选择以手指为主的手指操控界面，作为后续系统的操控使用。于(c4)步骤中，当第一输入信号与第二输入信号均无任何数据时，则代表目前并无任何输入工具进行面板操控。

其次，请合并参阅前述图4所示触控面板的描述内容，以说明关于本实施例的输出方法。于前述的(a)步骤中，第二控制器144是于第二电极层122的X轴方向及Y轴方向依序形成一均匀压降电场，且第二控制器144因应使用者的触碰产生包含X轴与Y轴坐标(X1、Y1)值的一第一输入信号。其余(b)、(c)二步骤均与前述实施例相同，请参照上列相关描述内容，在此不予赘述。上述各实施例所揭露有关触控面板的输出方法可识别使用者所选择的输入工具，例如手指或触控笔等，并依据各该输入工具的差异特性，选择最适当的触控面板架构进行后续系统的操控使用。

请参阅图6，其显示本发明一实施例的另一输出方法的流程图，此输入方法利用电阻式触控面板架构与电容式触控面板架构所得的输入信号，作为触控点位置坐标的参考。该输出方法包含：(a)在第一操作状态时，形成一均匀压降电场于第一电极层或第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；(b)在第二操作状态时，形成一均匀电场于第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；以及(c)依据一预定比重的第一输入信号与第二输入信号，计算出一触控位置数据因应该触碰。须说明的是，本输入方法的(a)、(b)步骤与前述图5所示输出方法的(a)、(b)步骤完全相同，前述内容可引入作为本输入方法实施例的参考。此外，前述(c)步骤的内容亦可引入作为本输入方法实施例(c)步骤的参考，本输入方法的(c)步骤更包含以一预定比重综合计算第一输入信号与第二输入信号的步骤，举例而言，该预定比重可以为1∶1的比例，亦即以前述步骤所运算出的第一输入信号与第二输入信号的平均值作为该触控点的一位置数据。须强调的是，此预定比重可随实际需求而机动调整，例如可以调整该预定比重为2∶3的比例，亦即以电阻式触控面板架构运算出的第一输入信号的五分之二加上以电容式触控面板架构运算出的第二输入信号的五分之三作为该触控点的一位置数据。藉由此预定比重的调整即可校正各触控面板架构的误差，提升系统操控的精准度。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利范围应以申请专利范围为准。

Claims (13)

1.一种触控面板，包含：

一第一基板，具有一第一电极层，其中该第一基板为一软性基板；

一第二基板，具有一第二电极层，面对该第一电极层；

多个隔物，设置于该第一基板与该第二基板之间；以及

一控制器组，电性连接至该第一电极层及该第二电极层，以快速交替地切换一第一操作状态以及一第二操作状态，其中在该第一操作状态时，该控制器组使该第一电极层或该第二电极层形成一均匀压降电场，以形成一电阻式触控面板架构并产生一第一输入信号；在该第二操作状态时，该控制器组使该第一电极层形成一均匀电场，以形成一电容式触控面板架构并产生一第二输入信号；

其中，依据所产生的该第一输入信号与该第二输入信号的一预定比重，计算一触控位置数据。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该第一基板具有多个条状电极，电性连接至该第一电极层及/或该第二基板具有多个条状电极，电性连接至该第二电极层。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该控制器组包含：

一第一控制器；

多个电极，分别电性连接至该第一控制器与该第一电极层，并分别位于该第一电极层的多个角落；以及

一第二控制器，分别电性连接至该第一电极层以及该第二电极层。

4.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，该第一控制器包括一电流计。

5.一种使用根据权利要求1所述的触控面板的输出方法，以检测一使用者于该第一基板上的一触碰，该输出方法包含：

在该第一操作状态时，形成一均匀压降电场于该第一电极层或该第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；

在该第二操作状态时，形成一均匀电场于该第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；

快速交替地切换该第一操作状态以及该第二操作状态；以及

依据所产生的该第一输入信号与该第二输入信号，决定一使用者界面。

6.根据权利要求5所述的输出方法，其特征在于，该第一输入信号产生于该第二输入信号之前。

7.根据权利要求5所述的输出方法，其特征在于，该第二输入信号产生于该第一输入信号之前。

8.根据权利要求5所述的输出方法，其特征在于，该第一输入信号与该第二输入信号包含一位置数据，该使用者界面为一手指操控界面。

9.根据权利要求5所述的输出方法，其特征在于，仅该第一输入信号包含一位置数据，该使用者界面为一触控笔操控界面。

10.一种使用根据权利要求1所述的触控面板的输出方法，以检测一使用者于该第一基板上的一触碰，该输出方法包含：

在该第一操作状态时，形成一均匀压降电场于该第一电极层或该第二电极层，以因应该触碰，产生一第一输入信号；

在该第二操作状态时，形成一均匀电场于该第一电极层，以因应该触碰，产生一第二输入信号；

快速交替地切换该第一操作状态以及该第二操作状态；以及

依据所产生的该第一输入信号与该第二输入信号的一预定比重，计算出一触控位置数据。

11.根据权利要求10所述的输出方法，其特征在于，该第一输入信号产生于该第二输入信号之前。

12.根据权利要求10所述的输出方法，其特征在于，该第二输入信号产生于该第一输入信号之前。

13.根据权利要求10所述的输出方法，其特征在于，该触控位置数据为该第一输入信号与该第二输入信号的平均值。

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