TW201039217A - Sensor structure of touch panel and method for determining touch signal generating by sensor structure of touch panel - Google Patents

Description

201039217 六、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種觸控面板之感測結構，特別是一種在基板同 面以單層結構即可達成彻X、y座標_控面板之感測結構。 【先前技術】 Ο ❹ ,位置點，完成資料的 、，為了提ί、人類與電腦之間更友善的溝通介面，觸控面板逐漸取 代習用⑽験_，雜时Μ鮮歧时減靡筆在觸 二面板上^動操作’再域使用者碰觸的位置，將指令訊號傳予觸 控面板_題理n解频，系統料以定義 選擇或輸入。 10 考第1圖以及第2圖，騎示―習知觸控面板之感測結構 構10的:圖其中第251係為第1圖沿著直線2·2,所縿示之感測結 :的^錄㈣包括—㈣板12、—第二基板14設 二臭板二方、複數個γ軸感·16設於第—基板12與第 18 12 囬另外，感測結構10另包含禎叙 ^ 連接Υ _條16, ㈣分別電性 軸感物8，再由第一浐入㈣輸輸出22分別電性連接X 分別位於第—基板12的咖及下表面，==:= 4 201039217 感測結構ίο時，係鋅山 觸感測結構嫩継，判定手指接 判定手指接觸感峨構由γ軸感測條16的電容值變化’ 與γ軸感測條16的判定結果，十最後依據x軸感測條18 然而，在製作％_構1Π *知手指翻制結構1G的位置。 Ο 12的上、下本 構10時’需要兩次以上的製程分別在第-基板 其生產成本二製作¥轴感測條16與x軸感測條18，製程越多， Μ的第==_湖而增加。此外，設置連接γ轴感測條 ^-^^4 20^ Χ18 ^^ 感測條！8的i 輸出22只能從Υ軸感測條16與X軸 時，沿°外拉出’徒增電路佈局上的困難’且在配置電路 (input/outPuu/〇) 因此， 輸出的數量如^^控面㈣製如及齡·面板觸的輸入/ 〇 里為本發明所欲解決的難題。 【發明内容】 χ ^發月之-目的在於在基板同一面以單層結構即可達成判別 座標的效果，且本發明之觸控面板之_結構㈣作僅需一 私，大幅降低整體的生產成本。 為達上述目的，本發明提供一種感測結構，其包含一基板、 數條感測條設於該基板 複 之一表面以及一控制電 路電性連接該等感測 5 201039217 •條二各該感測條係包含複數個沿一第-方向排列之導電塊以及連接 該等導電塊之-導線，其中，任一感測條之該等導電塊與相鄰之感 測條之σ亥等‘電塊係錯位排列，且前述之兩相鄰感測條之該等導電 塊在第-方向上有部分重疊，而該控制電路可接收來自該等感測條 I之某一特定感測條之一接觸信號，其中該接觸信號係歸因於該特 定感測條之某-特定導電塊因一觸碰輸入所產生之一觸碰電容，該 控制電路可藉由該觸碰電容之電容值大小判斷出該觸碰輪入的位 Ο置’且距該控制魏較近之—該導f塊簡碰電容係大於距該控制 電路較遠之另一導電塊的觸碰電容。 【實施方式】 、 在既明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特 疋的7L件。賴領域巾具有通常知識者應可理解，製造商可能會用 不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並 〇 T以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差 異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的 「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此 外’「電性連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。 因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第 奴置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接 地連接至該第二裝置。 ^ 請參考第3圖’第3圖係依據本發明之一第-較佳實施例所输 6 201039217 示之觸控面板之感測結構30的結構示音闰戌、 一框架(圖未_，姉1轉㈣定於 例如一液晶顯示器之顯示面，或是整合：= 二基板 Μ，34 —』 ^的電子;Γ又「控制電路38，負責運算來自感測區 ❹ Ο 提供運作感測結構3G運作時所需電源或訊號，或 ^:構30的訊號判讀後，再輸出至其他連接感測結構％之裝 並列=㈣職#獅·，轉感測條係 、土板32之一表面，並經由對應的輪入/輪出電 =:各該感測條包含複數個沿 塊之導線，其中，設於基板上之該等導電塊及該 =線:-圖案化的氧化銦锡陶層，係在 3一之樣面後’再進行―圖案化製程，例如在氧化銦錫層表面形成 一圖案化的光阻，並進行—_製程將未被_化光阻遮蔽的氧化 銦錫層，除，以定義出該等導電塊及該等導線，另外，該等導電塊 及该等導財和μ氧脑鋅(肋)或其他可導電之細導電材 料。為方便說明，第3圖中將用以說明之感測條40、42、44係以粗 ，泉表不由輸入/輪$ 62卜622、623分別電性連接對應的感測條如、 4到控制黾路38 ’其中感測條4〇包含複數個導電塊4〇1、4〇2、 4〇3以及連接該等導電塊之導線4〇4，感測條a包含導電塊π卜 422以及連接該等導電塊之導線423，感測條Μ包含導電塊相、 442、443以及連接言亥等導電塊之導，線444 ;第3圖所繪示之該等導 201039217 .電塊絲邊長相同之方料f塊，左右兩個相鄰導電塊關距μ(例 如導電塊401右側邊緣到導電塊441左側邊緣的距離)約為〇 2毫米 (mm)至0.5宅米之間，可視情況需要調整左右兩個導電塊的間距， 且感測條42的導電塊421、422、423與相鄰感測條44的導電塊441、 442、糾3係錯位排列，導電塊441左側的邊緣接近導電塊似與控 制電路38之間的導線423，但導電塊441左 重疊，而導電⑽與導電塊421在沿γ轴方向上有 Ο 導電塊442與導電塊422在沿Y軸方向上有部分重疊，為使貴審 查委員科了解，係以-重域46簡單標示出前述之導電塊的部 分重疊範圍。此外，感測結構3〇另包含一賴層(passivatbn J㈣48 覆蓋該等感測條、該等導電塊以及該等導線，保護層仙可以是一二 .氧化石夕層或一玻璃層，保護下方的該等感測條或該等導電塊，敎 在操作h•该專感測條或該等導電塊被刮傷。 〇 u考第4圖帛4圖係以感測條4〇為例，說明本發明之觸控 404電性連接其導電塊4〇1、4〇2 接感測條40至控制電路38 ;使; 入50時’可利用手指、觸抟箸式 面板之感測結構的運作機制。如第4圖所示，感測條4〇係設於基: 32之表面，感測條4〇上方覆有保護層48，其中感測條如係由^ 、403 ’並經輸入/輸出621電性連

則進行觸碰輸入50的手指和導電塊 8 201039217 -401間會產生一第一觸碰電容Ci ; 2)導電塊402上方，則進行觸碰 輸入50的手指和導電塊4〇2間會產生一第二觸碰電容C2 ;或3) 導電塊403上方’則進行觸碰輸入5〇的手指和導電塊403間會產生 一第三觸碰電容C3 ;根據電學公式： p cp*f 其中’ Cp為觸碰電容的電容值大小； /為控制電路38的工作頻率； 〇

Rp為導電塊到控制電路38的等效電阻； 由於導線40及導電塊4m、4〇2、4〇3各導電塊4m、4〇2、4〇3到控 制電路38 __兩者之間的粒電阻大小成正比，也就是說距離 •控制電路38較遠的導電塊403的等效電阻會大於距離控制電路38 * 較近的導電塊402的等效電阻，同樣地，導電塊402到控制電路38 的等效電阻亦會大於距離更近的導電塊4〇1的等效電阻，因此，根 據電學公辆算因觸碰輸人職生觸碰電容的電容值大小，第一 Ο 觸碰電容G會大於第二觸碰電容a，且第一觸碰電容&會大於第 觸益電谷C3 ’另外’對控制電路％來說，觸碰電容的電容值愈 大’控制電路38所接收到的訊號也就愈強，因此，控制電路38可 以藉由接收到的職大小，而計算出手指觸碰保護層48的位置，也 就是觸碰輸入的位置。 ή考第5圖’第5圖為觸控面板之接觸信號判斷方法的流程 ' 示意圖，其判斷接觸信號的邏輯如下： 201039217 - 步驟52 :啟動觸控面板； 步驟54 :控制電路偵測是否有 有接縮5 5虎傳入，若無接觸信號輸 入’則觸控面板_在待機的雜，若有接觸信號輸 入，則進行後續的判斷步驟56 ; 步驟56 : _前述之接觸信號來自那-個特定感測條 ;例如： 使用者以手指觸碰觸控面板的感測結構時，即，對觸 控面板進行-觸碰輪人，並和某—特定感測條之某一 0 彳校導電塊產致—觸碰電容，再&雜定感測條傳 遞口亥接觸彳5號至㊅控制電路，因此可由接觸信號的傳 輸來源’先判斷出接觸信號是來自那個特定感測條； v驟58根據5亥觸石亚電容之電容值大小，判斷產生觸碰電容的 是那一個特定導電塊； 乂驟60根據忒觸碰電容之電容值大小，計算出觸碰輸入的位 置。

D «月同時參考第3圖及第5圖，本發明之控制電路係根據上述的 V脉先#濟出觸碰輸人來自那—條感測條’以決定出觸碰輸入在 γ軸上的位置’再根據觸碰容值，計算出觸碰輸人在乂轴 的位置’因此’在製作本翻之觸細板__姆時，只需在基 板上進灯單次氧化銦錫的圖案化製程，定義出該等感測條、該等導 電塊及》亥等^線的圖案，僅需單層的感測條再配合控制電路的運 算’就可以计算出觸碰輸入的位置，不需要再像習知的觸控面板在 基板兩側分別製作X感測條及γ感測條，因此可大幅簡化觸控面板 10 201039217 的裝$卜本發明之觸控面板的感測結構的輸入/輪出，僅· 感測結構的X齡向或向設置在其卜側，不需同時^。 ⑽向及γ軸方向設置，因此，大幅可減少輸人/輸出的數 空面板’本發明之觸控面板之感測結構所需的輸入/輪: ==知之觸控面板減少約m。以第3圖為例，輪入出 42 44 j23 H X軸杨設置在㈣祕38和感測條奶、 42、44之間。 Ο

G 入位圖繪示本發明之觸控面板之感測結構判斷觸碰輸 入接縮固貫施例’其中第6a圖、第7a圖及第8a圖係為觸碰輪 妾觸感測結構的位置示意圖，第6b圖、第7_及第8_以 錄圖表示各感測條所傳入的接觸信號的強弱。首先請參考第6a 2使用者以手指進行—觸碰輸人64時，觸碰輸人64的接觸範 =分與感測條68的導電塊681重叠，而少部分與感測條66、凡 、線661 701重疊’因此’進行觸碰輸入64的手指會和導電塊 及‘線661 701各產生一對應的觸碰電容，且觸碰電容的大小 :和導體(進行觸碰輸人64的手指及導電_的面積成正比，然後 感測條66 68 70會卿碰電轉換為職的接_號並傳入控 J電路72、觸；亚電谷的電容值愈大對應的接觸信號愈強；如第肋 ，所不’感測條66、68、7G中以感測條68的接觸信號強度最強， =則條70的接觸彳5麵度居次，而制條％的接觸健強度最弱， 根據接_麵絲綱，觸碰輸人64財雜置應在接觸信號最 強的感測條68上’之後再依接觸信號值或其對應的觸碰電容的電容 201039217 -大小’計算得知觸碰輸入Μ的中心位置是落在導電塊681上。同理， 請見第7圖’若觸碰輸入74的接觸面積涵蓋感測條％ 的 導電塊76卜781、801，且如第7b圖所示傳入控制電路⑽的接觸 信號大小相同’即可得知觸碰輸入％的中心位置應落在導電塊 76卜78卜_之間的區域。另外請參考第8圖，觸碰輸入84的接 觸面積與感測條86、9〇的導電塊如、9〇1有部分重疊且與感測條 88位於導電塊86卜901之間料線881重疊，如第处圖所示，傳 〇人控制電路92的強度相同，而來自感測條88的接觸信號強度最弱， 根據接觸信號值的大小可判斷出觸碰輸人84應是在導電塊籼或導 電塊901上’另考量來自感測條％的微弱接觸信號，即可推算出觸 讀人84的1^位置麟在導電塊86卜901之間且涵蓋導線 然而本發明之觸控面板的感測結構並不限於前述之第一較佳實 〇施例’如第9圖及第10圖所示之一第二較佳實施例以及-第三較佳 =:第9圖所示，觸控面板的感測結構98的複數條感測條及 ^镜之輸入/輸出係沿X軸方向排列，以感測條94為例，感測條 ^复數個導電_、942、943亦沿χ轴方 生連接該等導電塊，且由沿又轴方向設置的輸入/輸入％電 觸控面板的路97。接著請參考第1〇圖之第三較佳實施例’ 蔓ΐ導雪^通結構⑽係將第—較佳實施例之方形導電塊置換為 ' 實施例的電路連接關係及導電塊的排列方 貫〜例_，於林在紐。然而，導電塊的態樣 12 201039217 =限^精咐賴蝴峨塊，權的態樣 二二H _、平行_形、多邊形或其他可緊密排列於 基板表面的形狀。 如上所述’本發明之觸控面__結構係將感測條設置在基 =同一側，根據觸碰信號的來源及觸碰電容的大小即可定位出觸碰 ❹ Ο ^的丨Υ座標，不僅簡化觸控面板的製程，且可大幅度的減少 斤而的輸入/輸出的數量，以降低整體的生產成本。 所做It:為本發明之較佳實施例’凡依本發日种請專利範圍 所做之均㈣化與修飾，皆應屬本發日狀涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 =1圖及第2圖係繪示—習知觸控面板之感測結構的示意圖。 施例所綠示之觸控面板之感測 Λ 201039217 - 第ίο圖係依據本發明之一第三較佳實施例所繪示之觸控面板之感 測結構的結構示意圖。 【主要元件符號說明】 10、30、98、100 觸控面板之感測結構 12 第一基板 14 第二基板 ❹16 Y軸感測條 18 X軸感測條 20 第一輸入/輸出 22 第二輸入/輸出 ' 32 基板 ' 34 感測區 36 電路區 38、72、82、92、97 〇 40、42、44、66、68、 控制電路 70、76、78、80、86、感測條 88、90、94 401、402、403、421、 422、441、442、443、 681、761、781、801、導電塊 861 >901 >941'942 > 14 943 201039217 . 404、423、444、661 701 > 881 ' 944 45 46 48 5〇、64、74、84 50、52、54、56、58 Ο 60 62 卜 622、623、96 C, C2 C3 ❹ 導線 左右兩個相鄰導電塊的間距 重疊區域 保護層 輸碰輸入 判斷接觸信號的步驟 輸入/輸出 第一觸碰電容 第二觸碰電容 第二觸碰電容 15

Claims (1)

1. 201039217 七、申請專利範圍： 1. 一種觸控面板之感測結構，其包含： 一基板， 複數條感測條設於該基板之一表面，各該感測條係包含複數個沿 一第一方向排列之導電塊以及連接該等導電塊之一導線，其 中’任一感測條之該等導電塊與相鄰之感測條之該等導電塊 〇 係錯位排列，且前述之兩相鄰感測條之該等導電塊在第一方 向上有部分重疊；以及 一控制電路，電性連接該等感測條，該控制電路可接收來自該等 . 感測條中之某一特定感測條之一接觸信號，其中該接觸信號 係歸因於該特定感測條之某一特定導電塊因一觸碰輸入所 產生之一觸碰電容’該控制電路可藉由該觸碰電容之電容值 大·!、判斷出该觸碰輸入的位置，且距該控制電路較近之一該 〇 導電塊的觸碰電容係大於距該控制電路較遠之另一導電塊 的觸碰電容。 2. 如明求項第1項所述之感測結構，另包含-保護層(passivation layer)覆蓋該等感測條以及該基板。 3·如明求項第1項所述之感測結構，射該等導電塊或該等導線之 . 材料係包含-透明導電材料。 16 201039217 4. 如請求丨項所述之制結構，其中麵料電材料係包含氧 化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZ0)或前述之組合。 5. 如請求項第1項所狀_結構，其巾各料輯料 電塊。 树 6. 如請求項第述之感測結構，其中各該導電塊係為—菱形導 電塊。 y 7. 如請求項第1綱述之_結構，其中兩個左右相鄰之該導電塊 的間距約為0.2毫米(mm)至〇 5毫米之間。 8. —種觸控面板之接觸信號判斷方法，其包含： 提供-觸控面板之_結構’賴控面板之制結構包含一基板、 複數條感測條設韻基板之—表面、—控綱路電性連接該等威 測條以及-保護層覆蓋該等感測條，其中各該感測條係包^^ 個沿-第-方向排列之導電塊，以及一導線連接該等導電塊； 该控制電路接收來自該等感測條中之某一特定感測條之—接觸作 號，該接觸信號係歸雜護層之—觸碰輸人 : 該特定感測條之某-特定導電塊產生之—觸碰·，並由^特^ 感測條傳遞該接觸信號至該控制電路； 判斷該接觸信號係來自該特定感測條；以及 根據該接觸信號的該觸碰電容之電容值大小，判斷該觸碰輸入之位 201039217 置 9.如請求鄕δ顯狀翻錢_方法，射戦控制電路較 近之一該導電塊_碰電容係大於控制電路較遠之另 電塊的觸碰電容。 Ο 10.如請求郷8顯狀接觸錢_方法，其中該等 料係包含一透明導電材料。 導電塊之材 導電材 11. 如請求項第1()項所述之接觸信號酬方法，其中 料係包含氧化鋼錫、氧化銦鋅或前述H / 12. 如明求項第8項所述之接觸信號判斷方法，其 一方形導雷地。 /導電塊係為 Ο 13.=:項所述之接觸錄判斷方法，其中各，塊係為 八、圖式： 18