TW201317847A - 觸控系統及其匹配方法 - Google Patents

Abstract

一種觸控系統，包括一觸控面板、一觸控模組以及一匹配單元。觸控面板包括一顯示區以及一周邊走線區。顯示區具有複數感測器。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。周邊走線區包括複數輸入輸出端以及複數傳輸線。傳輸線耦接於感測器與輸入輸出端之間。觸控模組透過傳輸線，提供驅動信號予感測器，並接收感應信號。匹配單元鄰近輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低該觸控面板的耦合電容。

Description

觸控系統及其匹配方法

本發明係有關於一種觸控系統，特別是有關於一種可匹配耦合電容的觸控系統。

觸控系統的觸控面板依感應原理大致可分電阻式、電容式、超音波式、光學(紅外線)式等。不同種類的觸控面板具有各自的優缺點。由於電容式的觸控面板具有較佳的效能，故較常被使用在觸控系統中。

在觸控面板的設計中，周邊走線的間距愈小會造成耦合電容的增加，進而影響觸控面板與驅動模組間的匹配性。藉由增加周邊走線的間距，便可減小耦合電容，但卻會造成邊緣(border)面積的增加。

本發明提供一種觸控系統，包括一觸控面板、一觸控模組以及一匹配單元。觸控面板包括一顯示區以及一周邊走線區。顯示區具有複數感測器。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。周邊走線區包括複數輸入輸出端以及複數傳輸線。傳輸線耦接於感測器與輸入輸出端之間。觸控模組透過傳輸線，提供驅動信號予感測器，並接收感應信號。匹配單元鄰近輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低該觸控面板的耦合電容。

本發明更提供一種匹配方法，適用於一觸控系統。觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模組。觸控面板具有複數傳輸線，用以與觸控模組進行資料傳輸。本發明之匹配方法包括，形成一匹配單元於觸控系統中，其中匹配單元用以降低觸控面板的耦合電容；以及浮接匹配單元。

為讓本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第1圖為本發明之觸控系統之示意圖。如圖所示，觸控系統100包括，一觸控面板(touch panel)110、一觸控模組130以及一匹配單元(未顯示)。匹配單元用以補償觸控面板110的走線間的耦合電容效應。在一可能實施例中，若將匹配單元耦接至一固定位準(如接地位準)，則匹配單元可視為一防護(shielding)裝置，可減少觸控面板110的走線間的耦合電容效應。由於匹配單元可設置在觸控面板110或是觸控模組130中，故第1圖未顯示匹配單元。稍後將說明匹配單元設置在觸控面板110及觸控模組130中的不同實施例。

觸控面板110包括一顯示區111以及一周邊走線區112。在本實施例中，顯示區111以外的區域即為周邊走線區112。顯示區111具有複數感測器(未顯示)。每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號。在本實施例中，感測器係為電容式的感測器，稍後將說明。

周邊走線區112包括，輸入輸出模組113~116以及傳輸模組210、220、230。輸入輸出模組113~116各自具有複數輸入輸出端。在本實施例中，輸入輸出模組113內的輸入輸出端稱為輸入端。輸入輸出模組114的輸入輸出端稱為輸出端。輸入輸出模組115及116的輸入輸出端稱為位準端。同樣地，傳輸模組210、220、230各自具有複數傳輸線。在本實施例中，傳輸模組210的傳輸線稱為輸入線。傳輸模組220的傳輸線稱為輸出線。傳輸模組230的傳輸線稱為位準線。

觸控模組130透過輸入輸出模組113以傳輸模組210，提供驅動信號予顯示區111內的感測器。感測器將根據驅動信號，產生一感應信號。感應信號透過傳輸模組220以及輸入輸出模組114，傳送至觸控模組130。觸控模組130根據感應信號，得知觸控面板110是否被觸碰。

另外，觸控模組130更透過輸入輸出模組115及116，提供一位準信號予傳輸模組230。在一可能實施例中，位準信號為一接地位準或一固定位準。在其它實施例中，位準信號係隨時間而改變。

在本實施例中，觸控模組130具有一電源供應單元131、一驅動單元132以及一感測單元133。電源供應單元131用以提供位準信號予傳輸模組230。驅動單元132用以提供驅動信號予顯示區111內的感測器。感測單元133用以接收感測器所產生的感應信號，並根據感應信號得知觸控面板110被觸碰的位置。

第2圖為本發明之觸控面板之一可能實施例。如圖所示，觸控面板110的顯示區111具有複數電容式的感測器200。感測器200透過傳輸模組210及輸入輸出模組113，接收來自觸控模組130所提供的驅動信號，並透過傳輸模組220及輸入輸出模組114，將感應信號提供予觸控模組130。觸控模組130根據感測器200所產生的感應信號，便可得知觸控面板110是否被觸碰以及觸碰位置。

在本實施例中，匹配單元係為一金屬線261。金屬線261鄰近至少一輸入輸出模組(如輸入輸出模組114)，並為浮接狀態(floating)，用以降低觸控面板110的耦合電容。如圖所示，金屬線261設置在兩傳輸線(如輸出線221及222)之間。在其它實施例中，金屬線261可能鄰近輸入輸出模組113，並設置在兩輸入線之間。

由於金屬線261位於輸出線221及222之間，故可形成一等效電容。在本實施例中，金屬線261所產生的等效電容係串聯輸出線221與222間的耦合電容。藉由電容串聯的特性，便可大幅降低輸出線221與222間的耦合電容效應。

在一可能實施例中，金屬線261與輸出線221及222係位於同一金屬層(如第3A圖所示)。在其它實施例中，金屬線261與輸出線221及222係位於不同金屬層。舉例而言，如如第3B及3C圖所示，金屬線261位於一第一金屬層，輸出線221及222位於一第二金屬層。

本發明並不限定金屬線261與輸出線221及222之間的關係。在一可能實施例中，金屬線261並不重疊輸出線221及222(如第3B及3C圖所示)。另一可能實施例中，金屬線261重疊輸出線221及222(如第3D圖所示)。在第3D圖中，金屬線261係完全重疊輸出線221及222。在其它實施例中，金屬線261可能僅重疊部分的輸出線221及222。

一般而言，為了減少走線間的耦合電容效應，輸出線221與222之間的距離需大於一預設值。然而，由於金屬線261可補償輸出線221與222間的耦合電容效應，因此，輸出線221與222間的距離可小於預設值，故可大幅降低周邊走線區的面積。

本發明並不限定金屬線261的位準。在一可能實施例中，金屬線261係為浮接狀態。在其它實施例中，金屬線261可能保持在一固定位準(如接地位準)。另外，本發明亦不限定匹配單元(即金屬線261)的數量。在本實施例中，金屬線262亦為一匹配單元，其設置在輸出線222與223之間，用以降低輸出線222與223之間的耦合電容效應。

本發明並不限定金屬線262與輸出線222與223之間的關係。金屬線262可重疊、不重疊、完全重疊或部分重疊輸出線222與223。再者，金屬線262可與輸出線222與223設置在相同或不同金屬層。在本實施例中，金屬線261與262彼此絕緣。

另外，金屬線261與輸出線221、222之間的關係可等同於或不同於金屬線262與輸出線222、223之間的關係。舉例而言，金屬線261可能與輸出線221、222位於相同金屬層，而金屬線262與輸出線222、223位於相同金屬層，或是金屬線261完全重疊輸出線221、222，而金屬線262部分或不重疊輸出線222、223。

在本實施例中，輸出線221與222之間更具有一金屬線271。金屬線271透過貫孔(via)，電性連接傳輸模組250，用以接收一位準信號。在一可能實施例中，位準信號係為一接地位準、一固定位準或是一隨時間而改變的位準。在其它實施例中，金屬線271可能為浮接狀態。

舉例而言，當設置一金屬線(如271)於觸控面板110的走線(如221、222)間時，若提供一位準予金屬線271時，則金屬線271便具有一防護(shielding)效果，可降低走線(如221、222)間的耦合電容效應。在其它實施例中，若設置一金屬線(如261)於觸控面板110的走線(如221、222)間時，則金屬線261可對輸出線221與222間的耦合電容進行匹配、補償。

本發明並不限定金屬線261、271與輸出線221、222之間的關係。舉例而言，金屬線261與271之至少一者與輸出線221及222係位於相同或不同金屬層，或是金屬線261與271之至少一者重疊、不重疊、完全重疊或部分重疊輸出線221及222。

藉由金屬線271，便可調整輸出線221與222間的耦合電容，再透過金屬線261，便可產生一等效電容，其中該等效電容係串聯輸出線221與222間的耦合電容。因此，可大幅降低輸出線221與222間的耦合電容效應。

在本實施例中，輸出線222與223間更具有金屬線272。金屬線272的特性與金屬線271相似，故不再贅述。在一可能實施例中，金屬線261與262係為浮接狀態，而金屬線271電性連接金屬線272，並同時接收一固定位準。

另外，為增加金屬線261與輸出線221、222間的等效電容，金屬線261與輸出線221及222位於不同金屬層，並重疊輸出線221及222。同樣地，金屬線262與輸出線222及223位於不同金屬層，並重疊輸出線222及223。在本實施例中，金屬線261及262均為浮接狀態。

另外，在一實施例中，金屬線271與輸出線221及222位於不同金屬層，並且不重疊輸出線221及222。同樣地，金屬線272亦與輸出線222及223位於不同金屬層，並且不重疊輸出線222及223。本實施例中，金屬線271及272均接收一接地位準。

在其它實施例中，匹配單元係為一電容，並設置在驅動模組130中。在一可能實施例中，由於感測單元133透過傳輸模組220接收感應信號，因此，該電容(匹配單元)耦接感測單元133，用以補償傳輸模組220的耦合電容效應。

第4圖為本發明之觸控面板之另一可能實施例。觸控面板110內的顯示區111具有複數X電極(往垂直方向延伸)與複數Y電極(往水平方向延伸)。為了方便說明，第4圖僅顯示X電極430以及Y電極441~443、451~453。在本實施例中，X電極430以及Y電極441~443、451~453係形成於同一金屬層。在一可能實施例中，X電極430與Y電極441~443、451~453均為透明電極，如ITO。

連接電極461~463可透過貫孔，分別連接Y電極441~443與451~453。舉例而言，連接電極461電性連接Y電極441與451。在本實施例中，連接電極461~463與X電極430位於不同金屬層。

如圖所示，X電極430與Y電極441、451可構成一感測器200；X電極430與Y電極442、452構成另一感測器200。X電極430耦接傳輸模組210，用以接收一驅動信號。Y電極441~443分別耦接輸出線221~223，用以輸出一感應信號。

為了補償X電極430與Y電極441~443、451~453之間的耦合電容效應，金屬線410係設置在X電極430與Y電極441~443之間，而金屬線420係設置在X電極430與Y電極451~453之間。金屬線410與420與X電極430係位於相同或不同金屬層。在一可能實施例中，金屬線410與420亦為透明金屬線。

另外，金屬線410及420亦可透過貫孔，電性連接傳輸模組230。在本實施例中，金屬線410及420的位準係為一接地位準，但並非用以限制本發明。在其它實施例中，金屬線410及420可能為浮接狀態。

在一可能實施例中，觸控面板110更包括金屬線471~474。由於金屬線471~474的特性與第2圖的金屬線271、272、261、262相同，故不再贅述。藉由金屬線471~474，可提高補償效果。

第5圖為本發明之匹配方法之一可能實施例。本發明之匹配方法適用於一觸控系統。觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模組。觸控面板具有複數傳輸線，用以與觸控模組進行資料傳輸。

首先，形成一匹配單元於觸控系統中，用以降低觸控面板的耦合電容(步驟S510)。當觸控面板被觸碰時，觸控模組可判斷得知觸碰位置。然而，觸控面板的耦合電容可能會影響觸控模組，使其誤判觸碰位置。因此，在一可能實施例中，匹配單元可為一電容，形成於觸控模組中。在其它實施例中，匹配單元係為一金屬線，形成於觸控面板中，用以補償觸控面板的耦合電容效應。

假設，匹配單元係為一電容，形成於觸控模組中。在一可能實施例中，電容係耦接觸控模組內的判斷元件(如第1圖的感測單元133)。在其它實施例中，電容可能耦接觸控模組內的其它元件(如驅動單元132)。

另外，假設，匹配單元係為一第一金屬線(如第2圖的金屬線261所示)，形成於觸控面板中。本發明亦不限定匹配單元位於觸控面板中的位置。在一可能實施例中，第一金屬線係鄰近觸控面板的至少一輸入輸出模組(如第1圖的113~116)。

在本實施例中，第一金屬線係形成於觸控面板的第一及第二傳輸線之間。本發明並不限定第一及第二傳輸線的種類。舉例而言，第一及第二傳輸線可能為第2圖中的傳輸模組210中之兩傳輸線或傳輸模組220中之兩傳輸線。另外，第一金屬線與第一及第二傳輸線係形成於相同或不同金屬層中。再者，第一金屬線可能重疊、不重疊、完全重疊或部分重疊第一及第二傳輸線。

接著，浮接匹配單元(步驟S520)。在一可能實施例中，第一金屬線係重疊第一及第二傳輸線，並且第一金屬線為浮接狀態，用以補償第一及第二傳輸線間的耦合電容效應。在其它實施例中，第一及第二傳輸線之間更具有一第二金屬線，其中第一及第二金屬線之至少一者與第一及第二傳輸線位於相同或不同金屬層。

另外，第一及第二金屬線之至少一者可能重疊或不重疊第一及第二傳輸線。在一可能實施例中，第二傳輸線接收一固定位準(如接地位準)，或是接收一隨時間而變化的位準。

在其它實施例中，在第二傳輸線以及一第三傳輸線間，更具有一第三金屬線。第二及第三金屬線彼此電性連接，均接收一接地位準。由於第三金屬線的特性與第二金屬線相似，故不再贅述。

另外，一第四金屬線形成於第二及第三傳輸線之間，其中第一及第四金屬線彼此絕緣。在一可能實施例中，第四金屬線為浮接狀態。由於第四金屬線的特性與第一金屬線相似，故不再贅述。

藉由設置在觸控面板或觸控模組上的匹配單元，便可補償觸控面板上的兩傳輸線間的耦接電容效應，並且再藉由控制匹配單元與傳輸線間的重疊關係、或是控制匹配單元的位準，便可進而控制匹配單元的補償能力。

若匹配單元與傳輸線位於不同金屬層時，藉由匹配單元的補償能力，便可減小傳輸線間的距離，進而縮小觸控面板的邊框面積。

除非另作定義，在此所有詞彙(包含技術與科學詞彙)均屬本發明所屬技術領域中具有通常知識者之一般理解。此外，除非明白表示，詞彙於一般字典中之定義應解釋為與其相關技術領域之文章中意義一致，而不應解釋為理想狀態或過分正式之語態。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．觸控系統

110．．．觸控面板

130．．．觸控模組

111．．．顯示區

112．．．周邊走線區

113~117．．．輸入輸出模組

221~223．．．輸出線

131．．．電源供應單元

132．．．驅動單元

133．．．感測單元

200．．．感測器

430．．．X電極

461~463．．．連接電極

210、220、230、250．．．傳輸模組

261、262、271、272、471~474．．．金屬線

441~443、451~453．．．Y電極

第1圖為本發明之觸控系統之示意圖。

第2圖為本發明之觸控面板之一可能實施例。

第3A~3D圖為本發明之匹配單元之可能實施例。

第4圖為本發明之觸控面板之另一可能實施例。

第5圖為本發明之匹配方法之一可能實施例。

110．．．觸控面板

111．．．顯示區

112．．．周邊走線區

113~117．．．輸入輸出模組

210、220、230、250．．．傳輸模組

221~223．．．輸出線

200．．．感測器

261、262、271、272．．．金屬線

Claims (15)

1. 一種觸控系統，包括：一觸控面板，包括：一顯示區，具有複數感測器，每一感測器根據一驅動信號，產生一感應信號；以及一周邊走線區，包括：複數輸入輸出端；以及複數傳輸線，耦接於該等感測器與該等輸入輸出端之間；一觸控模組，透過該等傳輸線，提供該等驅動信號予該等感測器，並接收該等感應信號；以及一匹配單元，鄰近該等輸入輸出端，並為浮接狀態，用以降低該觸控面板的耦合電容，其中該匹配單元係設置在該觸控面板中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控系統，其中該匹配單元為一第一金屬線。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控系統，其中該等傳輸線具有一第一傳輸線以及第二傳輸線，用以傳送該等感應信號予該觸控模組，並且該第一金屬線設置在該第一及第二傳輸線之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控系統，其中該第一金屬線與該第一及第二傳輸線位於同一金屬層。
5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控系統，其中該第一金屬線係位於一第一金屬層，該第一及第二傳輸線位於一第二金屬層，其中，該第一金屬層與第二金屬層係為不同層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控系統，其中該第一金屬線重疊該第一及第二傳輸線。
7. 如申請專利範圍第3項所述之觸控系統，更包括：一第二金屬線，設置在該第一及第二傳輸線之間，該第二金屬線接收一位準信號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，其中該位準信號係隨時間而改變，或是為一接地位準或一固定位準。
9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，其中該第一及第二金屬線之至少一者與該第一及第二傳輸線位於同一金屬層。
10. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，其中該第一及第二金屬線之至少一者位於一第一金屬層，該第一及第二傳輸線位於一第二金屬層，該第一金屬線重疊該第一及第二傳輸線，該第二金屬線不重疊該第一及第二傳輸線。
11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，更包括：一第三金屬線，設置在該顯示區之中，該第三金屬線電性連接該第二金屬線；以及一第四金屬線，設置在該第二傳輸線以及該等傳輸線中之一第三傳輸線之間，該第一及第四金屬線彼此絕緣，並且該第一及第二金屬線彼此絕緣。
12. 一種匹配方法，適用於一觸控系統，該觸控系統具有一觸控面板以及一觸控模組，該觸控面板具有複數傳輸線，用以與該觸控模組進行資料傳輸，該匹配方法包括：形成一匹配單元於該觸控系統中，其中該匹配單元用以降低該觸控面板的耦合電容；以及浮接該匹配單元。
13. 如申請專利範圍第12項所述之匹配方法，更包括：形成一第二金屬線於該等傳輸線中之一第一傳輸線及一第二傳輸線之間；以及提供一位準信號予該第二金屬線。
14. 如申請專利範圍第13項所述之匹配方法，更包括：令該位準信號隨時間而改變。
15. 如申請專利範圍第13項所述之匹配方法，更包括：固定該位準信號。