CN104516573A - 触控面板与其信号侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触控面板与其信号侦测方法，所述触控面板包含一基板，所述基板上界定有多个节点区域，其中每一个节点区域内包含至少两发射端电极沿着一第一方向排列，以及一接收端电极沿着所述第一方向排列且位于所述两发射端电极之间。

Description

触控面板与其信号侦测方法

技术领域

本发明涉及触控领域，特别是涉及一种触控面板及其侦测方法。

背景技术

在现今各式的消费性电子产品的市场中，个人数字助理(PDA)、行动电话(mobile Phone)、笔记型电脑(notebook)及平板电脑(tablet PC)等可携式电子产品都已广泛的使用触控面板(touch panel)来做为其数据沟通的界面工具，尤其在讲求人性化设计的平板电脑需求的带动下，触控式面板已经一跃成为关键的零组件之一。

互感式单层电极触控面板为公知的一种触控面板，虽然其具有多点触控的功能，但是由于整个触控面板上布满节点(node)，而每一个节点必须有至少一条导线与发射端电极(Tx)相连，因此互感式单层电极触控面板的缺点即为整体触控面板所需的导线数量较多，且由于此类触控面板为单层结构，因此导线也不可互相交错，导致触控面板所需的周边区面积更大，以容纳该些导线，进而使触控面板的显示范围受到限制。

因此，现有技术中的互感式单层电极触控面板有其难以克服的缺点存在。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于如何在保持多点触控功能的前提下有效地减少导线的使用数量。

本发明提出了一种触控面板，其包含一基板，所述基板上界定有多个节点区域排列于所述基板上，其中每一节点区域内包含至少两个发射端电极沿着一第一方向排列，以及一接收端电极沿着所述第一方向排列且位于所述两个发射端电极之间。

根据本发明的一实施例，排列在第一方向上同一行的各节点区域所包含的接收端电极为一连续结构。

根据本发明的一实施例，其中各所述发射端电极具有多个第一分支电极从各发射端电极朝一第二方向向外延伸；各接收端电极具有多个第二分支电极从各接收端电极朝所述第二方向向外延伸。

根据本发明的一实施例，其中各第一分支电极与各第二分支电极呈梳状排列，且各第一分支电极与各第二分支电极不直接接触。

根据本发明的一实施例，其中位于每一节点区域内的各第一分支电极的面积大小彼此相异，且各第二分支电极的面积大小彼此相异。

根据本发明的一实施例，每一所述节点区域内的一所述发射端电极所包含的各所述第一分支电极从所述第一方向的一端至另一端的长度呈由长至短逐渐变化，而另一所述发射端电极所包含的各所述第一分支电极的长度则呈由短至长逐渐变化。

根据本发明的一实施例，其中每一节点区域内的各第一分支电极彼此之间的间距不相同，且各第二分支电极彼此之间的间距不相同。

根据本发明的一实施例，其中排列于第一方向上同一行的各节点区域所包含的各第一分支电极的数量彼此不同，且其所包含的各第二分支电极的数量彼此也不同。

根据本发明的一实施例，其中至少有两个以上的节点区域排列于第一方向的同一行。

根据本发明的一实施例，其中排列于基板上的各节点区域的边界互相对齐。

根据本发明的一实施例，另包含多条导线分别连接各发射端电极以及各接收端电极。

本发明更提供一种触控面板的侦测方法，包含以下步骤：首先，提供一触控面板，所述触控面板包含一基板，基板上界定有多个节点区域排列于所述基板上，其中每一个节点区域内包含至少两发射端电极沿着一第一方向排列，以及一接收端电极沿着第一方向排列且位于所述两发射端电极之间，接着对触控面板进行触控动作，并根据各节点区域所产生的一电容变化值决定其触控位置。

根据本发明的一实施例，其中所述触控位置位于两相邻的节点区域之间，且触控位置由所述两相邻的节点区域所产生的电容变化值的比例大小来决定。

根据本发明的一实施例，其中所述触控位置位于一节点区域内，在所述节点区域内接收端电极分别与两发射端电极产生两个大小不同的电容变化值，而所述触控位置则由该两电容变化值的比例大小来决定。

本发明的特征在于，触控面板上有多个节点区域整齐排列，且每一节点区域内配置有两组发射端电极以及一接收端电极，由于各发射端电极与接收端电极具有面积、密度、数量不同的分支电极，因此借由计算两组发射端电极分别对所述接收端电极所产生的电容变化值的比例，可以进一步在一大范围的节点区域内精确地找到触控点的位置。如此一来，相较于公知的互感式单层电极触控面板，本发明每一节点区域的面积可制作得更大以降低达成如此感测功能所需节点的数量，进而减少触控面板的导线使用数量，并缩减周边区的使用面积。

附图说明

图1绘示出本发明一优选实施例的触控面板示意图。

图2绘示出图1中区域A的局部放大图。

图3绘示出本发明一实施例中触控面板结构的俯视图。

图4绘示出本发明另一优选实施例中触控面板的俯视图。

图5绘示出本发明一节点区域内电极结构的局部放大示意图。

图6绘示出图5中电极结构的变化形态。

图7绘示出图5中另一电极结构的变化形态。

其中，附图标记说明如下：

1、2            触控面板          22A、22B     第一分支电极

10              基板              30           接收端电极

12、12A、12B、  节点区域          32           第二分支电极

12C、12’

14       导线         A、B  区域

20A、20B 发射端电极   C、D、E 触控点

22A、22B 第一分支电极

具体实施方式

为使熟习本发明所属技术领域的一般技术人员能更进一步地了解本发明，下文中特列举出本发明的优选实施例，并配合附图来详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。

为了方便说明，本发明的各图式都仅为示意性质，以便阅者能更容易了解本发明，图中各部件的详细比例可依照设计的需求进行调整。对于文中所描述图形中相对组件的上下关系，本领域的技术人员都应能理解其为对象的相对位置，因此都可以翻转而呈现相同的构件，故都应同属本说明书所介绍的范围，在此容先叙明。

请参考图1～图2，图1绘示出本发明一优选实施例的触控面板示意图，图2绘示出图1中区域A的局部放大图。如图1所示，本发明的触控面板1包含一基板10，基板上有多个节点区域12排列在基板10上。此外，基板上还包括多条导线14，各导线14的一端与节点区域12内的电极结构(未示于图1)相连，另一端则集中与外部的一处理器(未示于图中)相连。值得注意的是，以本实施例来说，排列在一第一方向(例如为Y轴)上同一行的各节点区域12(例如图1上的节点区域12A与节点区域12B)，其彼此之间是直接相连的，而位于不同行的感应区块(例如图1上的节点区域12A与节点区域12C)，其以导线14相互隔开，但任一节点区域12，且其边界与周围同一行、同一列的其他节点区域12的边界互相切齐，也就是说，以本实施例来说，任一节点区域12的顶边与底边(也就是图1上任一节点区域12的上边界与下边界)都分别与同一列上的其他节点区域12的顶边与底边切齐。同样地，任一节点区域12的侧边也与同一行上的其他节点区域12侧边切齐。

请参考图2，每一节点区域12内包含两个发射端电极，其分别为发射端电极20A以及发射端电极20B，两者沿着一第一方向(例如为Y轴)排列。节点区域12内还包含一接收端电极30，该接收端电极30位于发射端电极20A以及发射端电极20B之间，其也沿着第一方向(例如为Y轴)排列。另外，在本发明中，发射端电极20A、发射端电极20B以及接收端电极30都具有多个往一第二方向(本实施例中为X轴)向外延伸的分支电极，其分别为第一分支电极22A、第一分支电极22B以及第二分支电极32。本实施例参照图2来说明，第一分支电极22A从发射端电极20A向右侧延伸，第一分支电极22B从发射端电极20B向左侧延伸，而第二分支电极32则从接收端电极30的本体向左右两侧延伸。值得注意的是，在同一节点区域12内，第一分支电极22A的长度从第一方向的一端到另一端(例如图2的上方至下方)是由长至短逐渐变化的，而此同时第一分支电极22B的长度则由短至长逐渐变化。当第一分支电极22A或是第一分支电极22B的长度愈长，则位于接收端电极30上与第一分支电极22A或是第一分支电极22B位置相对应的第二分支电极32的长度也就愈长。

更详细地说明，如图2左上方的区域B，其各第一分支电极22A的长度从Y轴的上方至下方是由长至短逐渐变化的，而各第一分支电极22B的长度则由短至长逐渐变化。与此同时，当第一分支电极22A或是第一分支电极22B的长度愈长，则与其位置对应的第二分支电极32的长度也就愈长。换句话说，在接收端电极30左侧位置，沿着Y轴的上方至下方延伸的第二分支电极32的长度是由长至短逐渐变化的。与此同时，位于接收端电极30右侧位置的第二分支电极32的长度则是由短至长逐渐变化。值得注意的是，在本发明中，并非所有节点区域内的分支电极的长度变化都与此区域B相同，但其都遵循以下规则：(1)在同一节点区域内沿着第一方向的一端至另一端延伸的情形下，第一分支电极22A若是由短至长逐渐变化，则第一分支电极22B必由长至短逐渐变化，反之亦然。(2)当第一分支电极22A或第一分支电极22B的长度愈长，则位于接收端电极30上同侧的第二分支电极32的长度也愈长，反之亦然。

此外，值得注意的是，由于本发明的电极为单层结构，因此各第一分支电极22A、第一分支电极22B与第二分支电极32彼此之间都不直接接触，而是两两之间留有至少一空隙。在较佳的情况下，各第一分支电极22A与第二分支电极32之间是呈梳状排列的，而各第一分支电极22B与第二分支电极32之间也呈梳状排列，以加强发射端电极与接收端电极之间所产生的交互电容，使得后续在碰触电极上方区域的步骤中其产生的电容变化值也较为明显。

此外如图1～2所示，在任一节点区域12内的发射端电极20A与发射端电极20B都连接有至少一条导线14，而排列在第一方向(例如Y轴)同一行的各节点区域12则共享一接收端电极30。也就是说，一条完整的接收端电极30会通过同一行上各节点区域12的范围，其仅需一条导线与该接收端电极30相连。

有关于本发明中发射端电极20A、发射端电极20B、接收端电极30的材质，其可选用透明材质如氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)、氧化铟锌(indiumzinc oxide,IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zincoxide,AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化锡(tin oxide)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium galliumzinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesiumoxide,InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)、纳米碳管(Carbon Nano Tube,CNT)、银纳米碳管或铜纳米碳管等，或是其他透明导电材质与金属或非金属的合成物，至于导线14优先采用金属或是上述的透明导电材料，不过以上材料可依实际需求而有所不同，其并未在本发明中加以限定。

图3绘示出本发明一实施例中一触控面板的结构俯视图。如图3所示，在本实施例中，各节点区域12的长度、宽度都相等，且各节点区域12内包含的第一分支电极22A、第一分支电极22B、第二分支电极32数量也相同。然而本发明不以此为限，下文中将针对本发明触控面板的各种不同实施态样来进行说明。且为简化说明之故，以下说明主要是针对各实施例的不同之处进行细节描述，而不再对相同处重复赘述。此外，本发明各实施例中的相同组件会以相同的标号来标示，以利于各实施例间的相互对照。

图4绘示出本发明另一优选实施例中一触控面板俯视图。如图4所示，触控面板2包含一基板10，所述基板10上排列有多个节点区域12’，其与本发明图1所示触控面板1的不同之处在于，本实施例中各节点区域12’的大小并不限定要彼此相同。也就是说，各节点区域12’的面积大小可依照实际需求而有所调整。因此，各个节点区域12’内所包含的第一分支电极(未示于图中)与第二分支电极(未示于图中)的数量也可能依照实际需求而改变。对于不同的节点区域12’而言，其内部所包含的第一分支电极22A与第二分支电极22B的数量可能相同，也可能不同。

此外，各节点区域12’内部的发射端电极20A与接收端电极20B的形状、大小、排列疏密度也可以依照实际需求而调整。请参考图5～图7，图5绘示出本发明其中一节点区域内的电极结构，图6～图7分别绘示出本发明一节点区域内的电极结构的两种不同实施态样。如图5所示，一节点区域12’内包含有一发射端电极20A、一发射端电极20B与一接收端电极30，以及多个第一分支电极22A、多个第一分支电极22B与多个第二分支电极32，其结构大致与图2所绘示的区域B相同，于此不再多加赘述。而图6则是图5的一种变化形态，主要的不同点在于每个第一分支电极22A、第一分支电极22B与第二分支电极32的宽度变宽，各分支电极的宽度增加，来有助于降低工艺难度并提高良率，适用于对触控精准度需求较低的产品。当然，本发明并不限定于此，各分支电极的宽度可以依照实际需求调整，自由地将之变宽或是变窄，其也涵盖在本发明的范畴内。

再参考图7，图7是图5的另一变化形态，与图5的主要不同点在于各个分支电极彼此之间排列的疏密度并非固定，而是可以自由调整的。以图7为例，对于其中分支电极长度较长的区域来说，其分支电极排列得较为紧密，相反地，对于其中分支电极长度较短的区域来说，其分支电极排列得较为松散。当然，本发明并不限定于图7所示的排列方式，各分支电极的排列方式可以依照实际需求而调整。

上述图4～图7所示各实施例的所介绍的变化形态都可以相互任意组合，举例来说，本发明图4中触控面板的不同节点区域12’内可以包含有大小、宽度、排列疏密度不同的分支电极，其也属于本发明的涵盖范围。

接着下文中要说明本发明触控面板的触控点侦测方法。首先，提供一触控面板，该触控面板的结构与上述实施例相同，在此不再多加赘述。接着对该触控面板进行触控动作，以图2所示的局部触控面板为例，当触控点的范围位于一节点区域内12时(例如图2所示的C点，其表示触控点的范围)，由触控点所产生的电容变化值可立即被通过该节点区域12内的接收端电极30所感应。因此，以本实施例来说，触控点的X坐标即可由接收端电极30来决定。至于触控点的Y轴坐标，则可以下列公式计算得来：

$Y=\mathrm{\αy}1\frac{\mathrm{\ΔC}\_1}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_2}+\mathrm{\βy}2\frac{\mathrm{\ΔC}\_2}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_2}$

其中:

Y=触控点的Y轴坐标。

y1=所述节点区域内代表的第一端点Y轴坐标。

y2=所述节点区域内代表的另一端点Y轴坐标。

ΔC_1=所述节点区域内代表的第一端点及接收端电极之间的电容变化值。

ΔC_2=所述节点区域内代表的另一端点及接收端电极之间所的电容变化值。

α、β=权重参数

更详细地说明，接收端电极30与左右两侧的发射端电极20A、20B会分别产生不同大小的电容变化值ΔC_1、ΔC_2，而左右两侧的发射端电极20A、20B其上下端点坐标分别为y1、y2。值得注意的是，此处的端点坐标是以所述发射端电极上最长的分支电极的y轴坐标来计算，也就是图2中区域B所在的节点区域12，y1即为左侧发射端电极20A的最上端Y轴坐标，而y2即为右侧发射端电极20B的最下端Y轴坐标。可理解的是，此处的y1、y2坐标为依据图2所示的电极图案而得，当电极图案不同时，y1、y2坐标的坐标也将随之调整。至于α、β则为校正参数，其根据两侧电极的形状、宽度、排列疏密等各种条件进行调整。根据以上公式所算出，接收端电极30与左右两侧的发射端电极20A、20B会分别产生不同大小的电容变化值ΔC_1、ΔC_2来进行比例分配，进而计算得出Y轴坐标。值得注意的是，计算出的Y轴坐标会朝向电容变化值较大的一端的坐标靠拢，举例来说，在区域B所在的节点区域12内，其左侧的发射端电极20A愈往上方会具有愈长的分支电极，因此所产生的电容变化值就会愈大。当ΔC_1数值愈大，则代表左侧的发射端电极20A与接收端电极30所产生的电容变化值较大，因此所计算得出的触控点位置会位于节点区域12较上方的位置。反之亦然，当ΔC_2数值愈大，则计算得出的触控点位置会位于节点区域12中较下方的位置。根据上述公式的计算，可以在单一节点区域12的范围内再次将触控点的位置（即触控位置）精确细分，因此单一节点区域12可具有较大的面积，如此可减少整体触控面板上的节点区域数量。

当触控位置位于Y轴上两个不同节点区域的交界处时(例如图2所示的触控点D，其表示触控点的范围)，则由于上下两个节点区域内都会产生一定大小的电容变化值，因此可由以下公式来计算：

$Y=\mathrm{\αy}1\frac{\mathrm{\ΔC}\_1}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_3}+\mathrm{\βy}3\frac{\mathrm{\ΔC}\_3}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_3}$

其中:

Y=触控点的Y轴坐标。

y1=其中一节点代表的Y轴坐标。

y3=另一节点代表的Y轴坐标。

ΔC_1=其中一节点区域的发射端电极及接收端电极之间的电容变化值。

ΔC_3=另一节点区域的发射端电极及接收端电极之间所的电容变化值。

α、β=权重参数

经由上述公式的计算，可以将上、下两不同节点区域所分别产生的电容变化值进行比例分配，进而精确计算出触控点的Y轴坐标，其计算的原理类似上段落所述，于此不再重复赘述。

至于触控位置，若其位于X轴上两个不同节点区域的交界处时(例如图2所示的触控点E，其表示触控点的范围)，则左右两个相邻节点区域内都会产生一定大小的电容变化值，因此可由以下公式来计算：

$X=\mathrm{\αx}1\frac{\mathrm{\ΔC}\_1}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_2}+\mathrm{\βx}2\frac{\mathrm{\ΔC}\_2}{\mathrm{\ΔC}\_1+\mathrm{\ΔC}\_2}$

其中:

X=触控点的X轴坐标。

x1=其中一节点代表的X轴坐标。

x2=另一节点代表的X轴坐标。

ΔC_1=其中一节点区域的发射端电极及接收电极之间的电容变化值。

ΔC_2=另一节点区域的发射端电极及接收电极之间的电容变化值。

α、β=权重参数

经由上述的公式计算，可以将左、右两不同节点区域所分别产生的电容变化值进行比例分配，进而精确计算出触控点的X轴坐标，其计算的原理类似上段落所述，于此不再重复赘述。

本发明的特征在于，触控面板上有多个节点区域整齐排列，且每一节点区域内配置有两组发射端电极以及一接收端电极。由于各发射端电极与接收端电极具有面积、密度、数量不同的分支电极，因此借由计算两组发射端电极分别对该接收端电极所产生的电容变化值的比例，可以进一步在一大范围的节点区域之内精确地找到触控位置。如此一来，相较于公知的互感式单层电极触控面板，本发明每一节点区域的面积可制作得更大，进而减少触控面板的导线使用数量，缩减周边区的使用面积。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种触控面板，其特征在于，包含：

一基板，所述基板上界定有多个节点区域排列于所述基板上，其中每一节点区域内包含：

至少两个发射端电极，沿着一第一方向排列；以及

一接收端电极，沿着所述第一方向排列且位于所述两个发射端电极之间。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，每一接收端电极通过所有排列于所述第一方向上同一行的各所述节点区域。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，各所述发射端电极具有多个第一分支电极从各所述发射端电极朝一第二方向向外延伸，各所述接收端电极具有多个第二分支电极从各所述接收端电极朝向所述第二方向向外延伸。

4.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，各所述第一分支电极与各所述第二分支电极呈梳状排列，且各所述第一分支电极与各所述第二分支电极不直接接触。

5.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，每一所述节点区域内的各所述第一分支电极的面积大小彼此相异，且各所述第二分支电极的面积大小彼此相异。

6.根据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，每一所述节点区域内的一所述发射端电极所包含的各所述第一分支电极从所述第一方向的一端至另一端的长度呈由长至短逐渐变化，而另一所述发射端电极所包含的各所述第一分支电极的长度则呈由短至长逐渐变化。

7.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，每一所述节点区域内的各所述第一分支电极彼此之间的间距不相同，且各所述第二分支电极彼此之间的间距不相同。

8.根据权利要求3所述的触控面板，其特征在于，排列在所述第一方向上同一行的各所述节点区域所包含的各所述第一分支电极的数量彼此不同，且排列在所述第一方向上同一行的各所述节点区域所包含的各所述第二分支电极的数量彼此不同。

9.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，至少有两个以上的所述节点区域排列在所述第一方向上的同一行。

10.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，排列在所述基板上的各所述节点区域的边界互相对齐。

11.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，另包含多条导线分别连接各所述发射端电极以及各所述接收端电极。

12.一种触控面板的侦测方法，其特征在于，包含以下步骤：

提供一触控面板，所述触控面板包含一基板，所述基板上界定有多个节点区域排列在所述基板上，其中每一所述节点区域内包含：

至少两个发射端电极，沿着一第一方向排列；

一接收端电极，沿着所述第一方向排列且位于所述两个发射端电极之间；以及

触控所述触控面板以依据各所述节点区域所产生的一电容变化值来决定触控位置。

13.根据权利要求12所述的触控面板的侦测方法，其特征在于，所述触控位置位于两相邻的所述节点区域之间，且所述触控位置由所述两相邻的节点区域所产生的电容变化值的比例大小而决定。

14.根据权利要求12所述的触控面板的侦测方法，其特征在于，所述触控位置位于一所述节点区域内，所述节点区域内的所述接收端电极分别与所述两发射端电极分别产生两个大小不同的电容变化值，而所述触控位置由所述两电容变化值的比例大小来决定。