CN102236439A - 非接触式触控面板 - Google Patents
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Abstract
一种非接触式触控面板，所述的触控面板具有第一透明基板，将多个平面式(或薄型化)的微感测元件分散设置于第一透明基板表面，续以第二透明基板叠设于第一透明基板上，而覆盖该多微感测元件，另以检测元件电性连接该多微感测元件；藉此，触控体接近(非接触)到触控面板时，该多微感测元件以电场或磁场感应到触控体时，即可依照电场或磁场的改变状态以及强度等，产生感测信号至检测元件，则检测元件依照感测信号来定位出触控体于触控面板上空的位置，达到非接触式触控的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控面板，特别是指一种不需要接触到触控面板，便可进行触控操作的非接触式触控面板。
背景技术
请参阅图1所示，为现有的非接触式触控面板示意图，该触控面板1周边设有多感测器11，该多感测器11主要为立体的感测元件，其主要以红外线、激光、超音波等方式，于该触控面板1表面进行扫描，当有触控体接近该触控面板1时，便可依照遮断的位置、信号往返的位置与强弱等，来定位出触控体在该触控面板1表面上空的位置。
然而，此类立体形态的感测器11再结合触控面板1组装时，必须额外设计连接的位置，或者与其他电子装置，如电路板、框体、电子装置外壳组合时，都必须依照感测器11的体积、大小、数量与位置等，来设计相对应的结合空间或结构，导致整个触控面板1生产成本提高。
另外，该多感测器11对触控面板1来说，属于额外附加的装置，比对电容式或电阻式的触控面板，虽然电容式或电阻式的触控面板无法做到非接触式的触控，但其生产制造过程是相同的流程，不需要额外的连接或组装。
另外，如中国台湾省专利公报，公告号200611287的电容感应装置，包括一绝缘基板，以及多电容感应元件，该多电容感应元件以矩阵方式相间隔地形成在该绝缘基板上，且各该电容感应元件包括一第一电极及一第二电极，而该第二电极与该第一电极等距离间隔地围绕在该第一电极外围，以在该第一及第二电极之间形成一等效电容。该篇专利虽然提出了同心圆型式的电容感应元件，但依据电容式触控面板的架构来说，该多电容感应元件其实指的就是电容式触控面板中的感应电极(或称电极图腾)，其目的是为了使电容式触控面板在产生电容值时，使该多电容感应元件被充电时能够产生均匀的电位，避免每一个电容感应元件在动作时，因为基础充电的电位不同，产生误判或误动作的状况；其无法进行非接触式的触控感应。
再如中国台湾省专利公报，公告号I300529的近接感应装置与其感应方法，其用以判断一操作是否为一正确操作，该近接感应装置包括一第一感应区及一第二感应区。其中该第一感应区用以感应该操作所产生的一第一操作信号，该第二感应区用以感应该操作所产生的一第二操作信号，当该第一操作信号相对于该第二操作信号之比值大于一门槛值，该近接感应装置判断该操作为该正确操作。在该篇专利中，虽然提供了多个近接感应装置来进行感测，但其感测时，主要是由第一感应区及第二感应区的信号做比对，而每一个接感应装置虽然是独立运作，但其必须以多个感应区做比对，在比对之后才可判断是否有正确的触控行为，而无法直接令外部的电路来判断触控的位置，因此，在其本质上来说，仍可归类为电容式触控面板的技术，且为单点式触控的运作方式，因此，其无法进行非接触式的触控感应。
再如美国专利公报，公告号20020190964的Object sensing，其在基板设置了显示元件和电场感应元件，与一个检测电流接收电极的电场感应，其中的检测电路采用两相电荷积累。其实施时，两个有效电路根据相电压同时造成电场发射，以及多薄膜电场感应电路，可提供一个电极阵列以作为输入设备。因此，在其本质上来说，仍可归类为电容式触控面板的技术，且为单点式触控的运作方式，因此，其无法进行非接触式的触控感应。
发明内容
有鉴于上述的需求，本发明人精心研究，并积个人从事该项事业的多年经验，终设计出一种崭新的非接触式触控面板。
本发明的一目的，在于提供一种不需要接触到触控面板，便可进行触控操作的非接触式触控面板。
本发明的一目的，在于提供一种以微机电系统(Micro Electro MechanicalSystems，MEMS)形态设置有薄型化的微感测元件的非接触式触控面板。
本发明的一目的，在于提供一种以现有触控面板制程便可直接设置多个微感测元件的非接触式触控面板。
本发明的一目的，在于提供一种以电场或电磁来感应外部触控体的非接触式触控面板。
为达上述目的，本发明提供了一种非接触式触控面板，具有一触控面板，其包括：
一第一透明基板；
多微感测元件，是平面式的薄型化微感测元件，其以阵列方式设置于该第一透明基板表面；
一第二透明基板，叠设于该第一透明基板上而覆盖该多微感测元件；
一检测元件，与该多微感测元件电气连接，用以接收该多微感测元件产生的感测信号。
实施时，该第一透明基板与该第二透明基板的材质选自玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或环烯烃共聚物所组成的群组其中之一。
实施时，该第一透明基板和该第二透明基板以一光学胶相互贴合。
实施时，该多微感测元件为矩阵式或阵列式排列。
实施时，该多微感测元件为薄型化的微机电系统形态的微感测元件。
实施时，该多微感测元件以溅镀、蚀刻或胶合方式成形于该第一透明基板表面。
实施时，该多微感测元件以纳米碳管或掺杂氧化物的材质所制成。
实施时，该多微感测元件以溅镀、蚀刻或胶合方式成形于该第一透明基板表面。
实施时，该掺杂氧化物为选自氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝或氧化锡锑所组成的掺杂氧化物群组其中之一。
实施时，该多微感测元件为电容式、电感式、电场式或电磁式的微感测元件。
实施时，该多电容式微感测元件选自指叉式电容、平面电容或平面耦合电容所组成的电容式微感测元件群组其中之一。
实施时，该多电感式微感测元件选自直线电感、皱褶电感、螺旋电感、折叠式电感或弧形折叠式电感所组成的电感式微感测元件。
实施时，该多电磁式微感测元件选自矩形天线、圆形天线或领结天线所组成的天线式微感测元件。与现有技术相比，本发明所述的非接触式触控面板，其包含一第一透明基板、多微感测元件、一第二透明基板与一检测元件，该多微感测元件是平面式(或薄型化)的微感测元件，其以阵列排列或矩阵排列的方式设置于该第一透明基板表面，而该第二透明基板以一光学胶(Optically ClearAdhesive，OCA)贴合叠设于该第一透明基板上，进而覆盖该多微感测元件，又该检测元件与该多微感测元件电性连接，用以接收该多微感测元件产生的感测信号。藉此，一预设的触控体接近(非接触)到该触控面板时，该多微感测元件以电场或磁场感应到触控体时，即可依照电场或磁场的改变状态以及强度等，产生感测信号至检测元件，则检测元件依照感测信号来定位出触控体于触控面板上空的位置，达到非接触式触控的目的。
附图说明
图1为现有的非接触式控面板示意图；
图2为本发明较佳实施例的立体分解图；
图3A为本发明较佳实施例的部分示意图一；
图3B为本发明较佳实施例的部分示意图二；
图3C为本发明较佳实施例的部分示意图三；
图4A为本发明较佳实施例的检测示意图一；
图4B为本发明较佳实施例的检测示意图二；
图4C为本发明较佳实施例的检测示意图三。
附图标记说明：触控面板-1；感测器-11；触控面板-2；第一透明基板-21；第二透明基板-22；微感测元件-23；检测元件-24。
具体实施方式
为使贵审查委员能清楚了解本发明的内容，仅以下列说明搭配图式，敬请参阅。
请参阅图2所示，为本发明较佳实施例的结构示意图，如图所示，本发明非接触式触控面板为具有一触控面板2，其包括有一第一透明基板21、一第二透明基板22、多微感测元件23与一检测元件24，其中：
该第一透明基板21与该第二透明基板22的材质选自玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Poly Carbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚氯乙烯(Poly Vinyl Chloride，PVC)、聚丙烯(Poly Propylene，PP)、聚苯乙烯(Poly Styrene，PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、环烯烃共聚物(cyclo olefin coplymer，COC)所组成的透明基板群组其中之一。
该多微感测元件23是平面式(或薄型化)的微感测元件23，其以矩阵形式或阵列形式的方式，置于该第一透明基板21表面，并以该第二透明基板22叠设于该第一透明基板21而覆盖该多微感测元件23，而该第二透明基板22与该第一透明基板21之间，以一光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)相互贴合；要补充说明的是，本发明提到的该第一透明基板21、该第二透明基板22，在实际生产与制造时，该第一透明基板21可为现行液晶显示面板或触控面板的保护层(Cover Lens/CoverGlass等)，而该第二透明基板22可为现行液晶显示面板内部的偏光板、彩色滤光片等光学片材，或者为触控面板内部的隔离层等。
该检测元件24与该多微感测元件23电气连接，用以接收该多微感测元件23产生的感测信号。
应注意的是，该多微感测元件23设置时于该第一透明基板21表面时，其主要以氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化锌铝(Al-doped ZnO，AZO)、氧化锡锑(Antimony Tin Oxide，ATO)等掺杂氧化物(Impurity-Doped Oxides)为材质，或可为或纳米碳管(Carbon nanotube)，并透过溅镀或蚀刻的方式成形于该第一透明基板21表面；或者，直接以纳米碳管(Carbonnanotube)或掺杂氧化物(Impurity-Doped Oxides)先行制成该多微感测元件23之后，再以光学胶(Optically Clear Adhesive，OCA)贴合于该第一透明基板21表面；由于一般的触控面板都会透过上述的溅镀、蚀刻或胶合等方式，设置有X方向与Y方向的感应电极薄膜，因此，本发明可直接以现有的触控面板制程来实现，但与现有触控面板的不同点在于，本发明的该多微感测元件23其为一个独立的感应装置，而可直接感测外部的触控体，并非现有触控面板必须实体接触后，再透过感应电极薄膜的电位变化来判定触控点的位置，特此声明。
除了上述的设置方式之外，该多微感测元件23也可通过微机电系统(MicroElectro Mechanical Systems，MEMS)的方式，设置为厚度极低且具有平面式与薄型化的该微感测元件23，而透过微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)的方式制造的该多微感测元件23再结合于该第一透明基板21时，也可通过溅镀、蚀刻或胶合等方式来完成。
再者，该多微感测元件23在感测外部的触控体时，其可透过电容式、电感式、电场式或电磁式的方式，来感测该触控体在该触控面板2表面上空的位置，另外所谓电场形式或电容形式是泛指以电容或电感技术产生电场或磁场，而当有外部物体接近电场或磁场时，则会导致电场或磁场的强度改变、磁力线改变、或者外部物体与该电场或磁场间产生电位的改变等等，因此，该多微感测元件23将会依照上述的变化产生感测信号传输到该检测元件24，则该检测元件24将可依据该感测信号来定位出外部物体(本发明所述的触控体)在该触控面板2上空的位置。
本说明书中所谓的触控体，并不限定其形态，例如人体的手指、一般接触式触控所用的触控笔、书写用的文具、简报用的指挥笔(指挥棒)等等，都应属于本发明的该触控体的范畴。
请参阅图2、图3A、图4A所示，为本发明较佳实施例的结构示意图、部分示意图一与检测示意图一，如图所示，该触控面板2于本实施例中，以电容形式的该多微感测元件23来表示，其选自指叉式电容、平面电容或平面耦合电容所组成的电容式微感测元件23群组。
在本实施例中，为了清楚表示自容与互容两种电容效应的区别，而将自容与互容分开表示，实际上该多微感测元件23于动作时，是同时存在着自容与互容的状态。
当触控体接近到该多微感测元件23的自容或互容电容(或称电磁、电场)的感测范围时，由于触控体会遮蔽或改变电容电场的大小，因此，该多微感测元件23便会依照电场的变化，产生对应的感测信号传输到该检测元件24，该检测元件24便会依照电场变化的大小来计算出触控体接触的距离，同时根据该多微感测元件23传递感测信号的位置，来定位出触控体在该触控面板2上方的位置。
请参阅图2、图3B、图4B所示，为本发明较佳实施例的结构示意图、部分示意图二与检测示意图二，如图所示，该触控面板2于本实施例中，以电感形式的该多微感测元件23来表示，其选自直线电感、皱褶电感、螺旋电感、折叠式电感或弧形折叠式电感所组成的电感式微感测元件23群组其中之一。
在本实施例中，为了清楚表示自感与互感两种电感效应的区别，而将自感与互感分开表示，实际上该多微感测元件23于动作时，是同时存在着自感与互感的状态。
当触控体接近到该多微感测元件23的自感或互感电感(或称电磁、电场)的感测范围时，由于触控体会遮蔽或改变电感电场或磁场的大小，因此，该多微感测元件23便会依照电场或磁场的变化，产生对应的感测信号传输到该检测元件24，该检测元件24便会依照电场或磁场变化的大小来计算出触控体接触的距离，同时根据该多微感测元件23传递感测信号的位置，来定位出触控体在该触控面板2上方的位置。
请参阅图2、图3C、图4C所示，为本发明较佳实施例的结构示意图、部分示意图三与检测示意图三，如图所示，该触控面板2于本实施例中，以电磁形式的该多微感测元件23来表示，其选自矩形天线、圆形天线或领结天线所组成的天线式微感测元件23群组其中之一。
在本实施例中，该多微感测元件23以天线的方式，持续对外散发电磁场，当触控体接近到电磁场的范围时，电磁场接触到触控体之后，通过反射、绕射或折射等方式，由该多微感测元件23接收，此方式如同雷达天线的原理，因此，该检测元件24便可依照该多微感测元件23回传的电磁场信号，来判定触控体的位置。
但是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明实施的范围；任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神与范围下所作的均等变化与修饰，都应涵盖于本发明的专利范围内。
综上所述，本发明的非接触式触控面板，具有专利的发明性，及对产业的利用价值；申请人依专利法的规定，向钧局提起发明专利的申请。
Claims (13)
1.一种非接触式触控面板，其特征在于，具有一触控面板，其包括：
一第一透明基板；
多微感测元件，是平面式的薄型化微感测元件，其以阵列方式设置于该第一透明基板表面；
一第二透明基板，叠设于该第一透明基板上而覆盖该多微感测元件；
一检测元件，与该多微感测元件电气连接，用以接收该多微感测元件产生的感测信号。
2.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该第一透明基板与该第二透明基板的材质选自玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、或环烯烃共聚物所组成的群组其中之一。
3.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该第一透明基板和该第二透明基板以一光学胶相互贴合。
4.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件为矩阵式或阵列式排列。
5.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件为薄型化的微机电系统形态的微感测元件。
6.如权利要求5所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件以溅镀、蚀刻或胶合方式成形于该第一透明基板表面。
7.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件以纳米碳管或掺杂氧化物的材质所制成。
8.如权利要求7所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件以溅镀、蚀刻或胶合方式成形于该第一透明基板表面。
9.如权利要求7所述的非接触式触控面板，其特征在于，该掺杂氧化物为选自氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝或氧化锡锑所组成的掺杂氧化物群组其中之一。
10.如权利要求1所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多微感测元件为电容式、电感式、电场式或电磁式的微感测元件。
11.如权利要求10所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多电容式微感测元件选自指叉式电容、平面电容或平面耦合电容所组成的电容式微感测元件群组其中之一。
12.如权利要求10所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多电感式微感测元件选自直线电感、皱褶电感、螺旋电感、折叠式电感或弧形折叠式电感所组成的电感式微感测元件。
13.如权利要求10所述的非接触式触控面板，其特征在于，该多电磁式微感测元件选自矩形天线、圆形天线或领结天线所组成的天线式微感测元件。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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