TW201624217A - 觸控面板 - Google Patents

Abstract

一種觸控面板包括一基板以及配置於基板上的一圖案化導電層。基板具有一主動區以及一接合區。主動區包括交替排列的多個電極區以及多個信號傳輸區。圖案化導電層包括多個第一感測單元、多個第二感測單元以及多條信號傳輸線。各第一感測單元位於其中一個電極區中，各第二感測單元位於其中一個信號傳輸區，而信號傳輸線位於信號傳輸區並延伸至接合區中。各第一感測單元用以進行一互容式觸控感測並包括至少一掃描電極以及多個讀取電極。各第二感測單元用以進行一自容式觸控感測並由一條狀電極組成。各信號傳輸線連接於其中一個讀取電極。

Description

觸控面板

本發明是有關於一種觸控面板，且特別是有關於一種單層電極式的觸控面板。

在現今之資訊社會下，人們對電子產品之依賴性與日俱增。舉凡行動電話(mobile phone)、掌上型電腦(handheld PC)、個人化數位助理(Personal Digital Assistance,PDA)或是智慧型手機(smart phone)等電子產品在生活中隨處可見。為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板(touch panel)作為輸入裝置，其中同時具有觸控與顯示功能的觸控顯示面板更是成為現今最流行的產品之一。

就觸控面板的種類而言，其可依據電極的配置而區分為單層電極結構與雙層電極結構的觸控面板。單層電極結構的設計雖然可以確實達到薄型化的需求且製作成本較節省，但這種設計須要將感測電極與傳輸線都配置於預定操作的區域中而使得預計配置傳輸線的區域都無法提供感測功能。因此單層電極結構的設 計往往有感測出來的觸控軌跡線性度不佳的問題。

本發明提供一種觸控面板，具有理想的觸控感測功能。

本發明提供一種觸控感測方法，具有理想的量測信號連續性。

本發明的觸控面板包括一基板以及配置於基板上的一圖案化導電層。基板具有一主動區以及位於主動區的一側的一接合區，其中主動區包括多個電極區以及多個信號傳輸區，且電極區以及信號傳輸區交替排列。圖案化導電層包括多個第一感測單元、多個第二感測單元以及多條信號傳輸線。各第一感測單元位於其中一個電極區中，各第二感測單元位於其中一個信號傳輸區，而信號傳輸線位於信號傳輸區並延伸至接合區中。各第一感測單元用以進行一互容式觸控感測並包括至少一掃描電極以及多個讀取電極。各第二感測單元用以進行一自容式觸控感測並由一條狀電極組成。各信號傳輸線連接於其中一個讀取電極。

在本發明一實施例中，上述各掃描電極具有一主幹部以及由主幹部凸伸出來的多個支部而具有梳形圖案，且各讀取電極位於相鄰兩個支部之間。

在本發明一實施例中，上述第一感測單元、第二感測單元與信號傳輸線彼此不相重疊。

在本發明一實施例中，在同一個信號傳輸區中，越接近 於第二感測單元的信號傳輸線具有越長的寬度。

在本發明一實施例中，上述構成各第二感測單元的條狀電極具有多個區塊。越接近於接合區的區塊具有越小的寬度。

在本發明一實施例中，上述構成各第二感測單元的條狀電極具有一變化寬度，變化寬度由接合區向外逐漸增大。

在本發明一實施例中，上述各第二感測單元具有階梯狀外型。

在本發明一實施例中，上述在同一個信號傳輸區中，越接近於接合區設置越多條信號傳輸線。

本發明實施例的一種觸控感測方法，包括提供如前所述的觸控面板以及在一觸控信號產生後，判斷該觸控信號是否發生於第二感測單元的其中一者。若是，以產生觸控信號的第二感測單元進行自容式觸控感測；若否，以產生觸控信號的第一感測單元進行互容式觸控感測。

在本發明一實施例中，上述判斷觸控信號並非發生於第二感測單元的其中一者時，將第二感測單元連接至接地電位。

在本發明一實施例中，上述自容式觸控感測包括依據讀取到的信號的大小來判定使用者觸碰位置較接近於接合區或是較遠離於接合區。

基於上述，本發明實施例的觸控面板具有理想的感測品質，特別是觸碰位置橫跨信號傳輸區時，觸控面板仍可以正確感測到觸碰位置。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧觸控面板

100‧‧‧基板

102‧‧‧主動區

104‧‧‧接合區

200‧‧‧圖案化導電層

210‧‧‧第一感測單元

212‧‧‧掃描電極

212A‧‧‧主幹部

212B‧‧‧支部

214‧‧‧讀取電極

220‧‧‧第二感測單元

220A、220B、220C‧‧‧區塊

230、240、250‧‧‧訊號傳輸線

AE‧‧‧電極區

AL‧‧‧訊號傳輸區

L1、L2、L3‧‧‧路徑

P1、P2、P3、P4‧‧‧觸控點

A001~S012‧‧‧步驟

T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8‧‧‧感測單元

W、WA、WB、WC‧‧‧寬度

圖1為本發明一實施例的觸控面板的局部上視示意圖。

圖2為本發明一實施例的觸控面板的觸控感測方法的流程圖。

圖3為本發明一實施例的觸控面板被觸碰時的局部上視示意圖。

圖1為本發明一實施例的觸控面板的局部上視示意圖。請參照圖1，觸控面板10包括基板100以及一圖案化導電層200，其中基板100包括主動區102以及位於主動區102的一側的接合區104，其中主動區102包括多個電極區AE以及多個信號傳輸區AL，且電極區AE以及信號傳輸區AL交替排列。圖案化導電層200配置於基板100上，且圖案化導電層200包括多個第一感測單元210、多個第二感測單元220以及多條信號傳輸線230。各第一感測單元210位於其中一個電極區AE中，各第二感測單元220位於其中一個信號傳輸區AL，且信號傳輸線230位於信號傳輸區AL並延伸至接合區104中。在此，各第一感測單元210用以進行 一互容式觸控感測並包括至少一掃描電極212以及多個讀取電極214，而各第二感測單元220用以進行一自容式觸控感測並由一條狀電極組成。

具體而言，圖案化導電層200是由單一層導電層圖案化而成，因此第一感測單元210、第二感測單元220以及信號傳輸線230可以藉由同一個圖案化步驟(例如微影蝕刻、雷射雕刻或其他圖案化步驟)製作而成。在其他的實施例中，第一感測單元210、第二感測單元220以及信號傳輸線230也可以藉由印刷的方式製作，且這些構件可以藉由一次的印刷步驟製成。因此，第一感測單元210、第二感測單元220以及信號傳輸線230彼此不相重疊。也就是說，觸控面板10為單層電極式的觸控面板。

在本實施例中，各掃描電極212具有一主幹部212A以及由主幹部212A凸伸出來的多個支部212B而構成梳形圖案。各讀取電極214位於相鄰兩個支部212B之間。觸控面板10進行觸控感測時，第一感測單元210的掃描電極212A會被輸入掃描信號，使對應於掃描電極212A的多個讀取電極214進行讀取。觸控面板10便可以藉由讀取電極214所讀取到的信號來判定觸控動作是否存在以及決定觸控點的位置。

為了實現信號的傳遞，各信號傳輸線230連接其中一個讀取電極214並且各信號傳輸線230的末端位於基板100的接合區104中。如此一來，將設置有觸控電路的電路板(未繪示)或是驅動晶片(未繪示)接合於接合區104中，就可以使第一感測單元210 與觸控電路彼此信號連通。在本實施例中，第一感測單元210中的掃描電極212、讀取電極214都是由同一層導電層圖案化而成，因此彼此不相重疊。

每個讀取電極214都需要藉由一條信號傳輸線230傳遞信號，且每個第一感測單元210中連接於讀取電極214的信號傳輸線230都朝向同一方向延伸出去。因此，在同一個訊號傳輸區AL中，越接近於第二感測單元220的訊號傳輸線230具有越長的寬度。同時，越接近接合區104，信號傳輸線230的布局數量越多。因此，越接近接合區104，信號傳輸線230需要越大的布局寬度。

在本實施例中，條狀電極構成的第二感測單元220可具有變化寬度W。第二感測單元220若劃分成多個區塊220A、220B、220C...，則區塊220A相較於區塊220B更接近於接合區104時，區塊220A的寬度WA小於區塊220B的寬度WB。相似地，區塊220B相較於區塊220C更接近於接合區104，所以區塊220B的寬度WB小於區塊220C的寬度WC。也就是說，越接近接合區104，變化寬度W的量值越小。在本實施例中，條狀電極構成的第二感測單元220具有階梯狀外形，但不以此為限。在其他的實施例中，第二感測單元220可以具有近似於梯形的外型，並且變化寬度W是由接合區104向外逐漸增加。

另外，本實施例除了利用信號傳輸線230傳遞讀取電極的信號外，也設置有信號傳輸線240來傳遞掃描電極212的信號以及設置有信號傳輸線250來傳遞第二感測單元220的信號，其 中信號傳輸線240與250延伸至接合區104中以使第二感測單元220與掃描電極212信號連通至觸控電路(未繪示)。

圖2為本發明一實施例的觸控面板的觸控感測方法的流程圖。請參照圖1與圖2，觸控面板10的觸控感測方法包括在接獲觸控開始(步驟S001)的訊息後，先使觸控電路初始化(步驟S002)。接著，由觸控電路的控制而開始進行掃描(步驟S003)。此時，以圖1的觸控面板100而言，第一感測單元210、第二感測單元220、第一感測單元210與第二感測單元220分別以感測單元T1、感測單元T2、感測單元T3與感測單元T4表示時，感測單元T1、感測單元T2、感測單元T3與感測單元T4在步驟S003中會依序被掃描。隨後，在步驟S004中會判斷掃描過程中是否有觸控信號產生。在步驟S004判斷為有觸控信號產生時，可以進行步驟S005來判斷觸控信號是否產生於第二感測單元220，也就是感測單元T2或感測單元T4。在步驟S004判斷為無觸控信號產生時，則回到步驟S003繼續進行掃描。

在步驟S005判斷出觸控信號產生於第二感測單元220時，可將信號傳輸線250切換為連接至觸控電路的信號線(步驟S006)並且進行步驟S007，使用觸控電路進行自容式觸控感測以由對應的第二感測單元220讀取到的信號來判斷觸碰位置。也就是說，步驟007是讓觸控電路以自容感測模式來判斷第二感測單元220讀取到的信號所對應的觸碰位置。定出觸碰位置之後，可以進行步驟S008判斷觸控信號是否繼續發生，若有觸控信號持續發 生，則回到步驟S005。

另外，在步驟S005中，若判斷出觸控信號並非產生於第二感測單元220，則可以進行步驟S009，將信號傳輸線250切換為連接到接地電位。並且，進行步驟S010，使觸控電路對第一感測單元210進行互容式觸控感測以判斷觸碰位置。此外，在步驟S010定位出觸碰位置後，可以進行步驟S008，以判斷是否有觸控信號繼續產生。步驟S008判斷出觸控信號繼續發生時，則回到步驟S005繼續進行觸控感測。

在步驟S008判斷為沒有觸控信號持續發生，則可以進行步驟S011，判斷系統是否關機。若系統未關機，則進行步驟S003，若系統已關機，則結束觸控感測(步驟S012)。

在本實施例中，第二感測單元220具有變化寬度W，因此使用者碰觸到第二感測單元220的不同區塊時，可以產生不同量值的觸控信號。因此，觸控電路可以依據步驟S007中由第二感測單元220讀取到的信號的大小來判定使用者觸碰的位置較接近於接合區104或是較遠離於接合區104。也就是說，第二感測單元220除了可以判定觸控動作是否發生外，更可以判定觸控位置。如此一來，觸控面板10可以具有較佳的感測線性度而提供理想的觸控感測功能。

圖3為本發明一實施例的觸控面板被觸碰時的局部上視示意圖。請參照圖3，觸控面板10的結構設計可以參照圖1及其相關說明，此處不另贅述。在此，觸控面板10上設置有8組感測 單元T1~T8，其中感測單元T1、T3、T5與T7各自為第一感測單元210而感測單元T2、T4、T6與T8各自為第二感測單元220。

在圖3中，使用者例如沿著觸碰路徑L1、L2以及L3進行觸控操作。也就是說，使用者由觸控點P1開始觸碰，沿著路徑L1移動其觸碰位置至觸控點P2，再沿著路徑L2移動至觸控點P3，最後由觸控點P3沿著路徑L3移動到觸控點P4。

由圖2與圖3可知，使用者碰觸觸控點P1時，感測單元T1會產生觸控信號，因此步驟S004會判斷出來有信號產生，而進行步驟S005。不過，感測單元T1為第一感測單元210，因此經步驟S005的判斷後會進行步驟S009以及步驟S010。接著，使用者沿著路徑L1進行觸控時，感測單元T1會持續產生觸控信號，因此經過步驟S008的判斷後，會進行步驟S005。此時，由於觸碰信號仍發生於感測單元T1(第一感測單元210)，因此會接著進行步驟S009、步驟S010與步驟S008直到使用者觸碰至觸控點P2。

使用者由觸控點P2沿著路徑L2進行觸控且觸碰的面積重疊於感測單元T2時，步驟S005會判斷出觸控信號產生於第二感測單元220，而將對應的信號傳輸線250切換為信號線(步驟S006)。此時，觸控電路將進行步驟S007來判斷觸碰位置。之後，經過步驟S008的判斷後，由於使用者繼續沿著路徑L2進行觸碰，觸控電路會再進行步驟S005。

由觸控點P2沿著路徑L2進行觸控且觸控面積重疊於感測單元T3、T5與T7時，經步驟S005的判斷後，觸控電路會進行 步驟S009以及步驟S010。接著，使用者由觸控點P2沿著路徑L2進行觸控且觸控面積重疊於感測單元T4、T6與T8時，經步驟S005的判斷後，觸控電路會進行步驟S006、步驟S007與步驟S008。另外，使用者由觸控點P3沿著路徑L3進行觸控直至觸控點P4時，經步驟S005的判斷後，觸控電路會進行步驟S006、步驟S007與步驟S008。

在本實施例中，第二感測單元220具有變化寬度W，因此使用者由觸控點P3沿著路徑L3進行觸控直至觸控點P4時，感測單元T8所感測到的信號會與變化寬度W的大小有關。如此一來，觸控電路可以利用讀取到的信號的大小來判定觸碰位置位於第二感測單元220的哪個區塊。相似地，觸控點重疊於感測單元T2、T4、T6與T8時，由於這第二感測單元220具有變化寬度W，觸控電路可以藉由接收到的信號大小來判定，觸碰位置較為接近接合區或是較為遠離接合區。因此，沿路徑L2進行觸碰時，觸控面板10也可以正確地的定出觸碰軌跡。

綜上所述，本發明實施例的觸控面板中，互容感測的感測單元與自容感測個感測單元交替地排列，且自容感測的感測單元設置於信號傳輸區中。因此，信號傳輸區也可以提供觸控感測功能。因此，本發明實施例的觸控面板具有理想的感測品質，特別是觸碰位置橫跨信號傳輸區時，觸控面板仍可以正確感測到觸碰位置。

10‧‧‧觸控面板

100‧‧‧基板

102‧‧‧主動區

104‧‧‧接合區

200‧‧‧圖案化導電層

210‧‧‧第一感測單元

212‧‧‧掃描電極

212A‧‧‧主幹部

212B‧‧‧支部

214‧‧‧讀取電極

220‧‧‧第二感測單元

220A、220B、220C‧‧‧區塊

230、240、250‧‧‧訊號傳輸線

AE‧‧‧電極區

AL‧‧‧訊號傳輸區

T1、T2、T3、T4‧‧‧感測單元

W、WA、WB、WC‧‧‧寬度

Claims (11)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，具有一主動區以及位於該主動區的一側的一接合區，其中該主動區包括多個電極區以及多個信號傳輸區，該些電極區以及該些信號傳輸區交替排列；以及一圖案化導電層，配置於該基板上，且該圖案化導電層包括多個第一感測單元、多個第二感測單元以及多條信號傳輸線，各該第一感測單元位於其中一個電極區中，各該第二感測單元位於其中一個信號傳輸區，該些信號傳輸線位於該些信號傳輸區並延伸至該接合區中，其中各該第一感測單元用以進行一互容式觸控感測並包括至少一掃描電極以及多個讀取電極，而各該第二感測單元用以進行一自容式觸控感測並由一條狀電極組成，且各該信號傳輸線連接於其中一個讀取電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中各該掃描電極具有一主幹部以及由該主幹部凸伸出來的多個支部而具有梳形圖案，且各該讀取電極位於相鄰兩個支部之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些第一感測單元、該些第二感測單元與該些信號傳輸線彼此不相重疊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中在同一個信號傳輸區中，越接近於該第二感測單元的信號傳輸線具有越長的寬度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中構成各該第 二感測單元的該條狀電極具有多個區塊，且越接近於該接合區的該區塊具有越小的寬度。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中構成各該第二感測單元的該條狀電極具有一變化寬度，該變化寬度由該接合區向外逐漸增大。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中各該第二感測單元具有階梯狀外型。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中在同一個信號傳輸區中，越接近於該接合區設置越多條信號傳輸線。
9. 一種觸控感測方法，包括：提供如申請專利範圍第1項所述的觸控面板；以及在一觸控信號產生後，判斷該觸控信號是否發生於該些第二感測單元的其中一者，若是，以產生該觸控信號的該第二感測單元進行該自容式觸控感測；若否，以產生該觸控信號的該第一感測單元進行該互容式觸控感測。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控感測方法，其中判斷該觸控信號並非發生於該些第二感測單元的其中一者時，將該些第二感測單元連接至接地電位。
11. 如申請專利範圍第9項所述之觸控感測方法，其中該自容式觸控感測包括依據讀取到的信號的大小來判定使用者觸碰位置較接近於該接合區或是較遠離於該接合區。