TWI394069B - 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法 - Google Patents

觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI394069B
TWI394069B TW098130297A TW98130297A TWI394069B TW I394069 B TWI394069 B TW I394069B TW 098130297 A TW098130297 A TW 098130297A TW 98130297 A TW98130297 A TW 98130297A TW I394069 B TWI394069 B TW I394069B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
touch
conductor
resistance
wires
wire
Prior art date
Application number
TW098130297A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201109992A (en
Inventor
Kung Jay Huang
Hong Ji Huang
Seok-Lyul Lee
Original Assignee
Au Optronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Au Optronics Corp filed Critical Au Optronics Corp
Priority to TW098130297A priority Critical patent/TWI394069B/zh
Priority to US12/876,473 priority patent/US8723817B2/en
Publication of TW201109992A publication Critical patent/TW201109992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI394069B publication Critical patent/TWI394069B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法
本發明是有關於觸控面板之技術，且特別是有關於一種觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法。
隨著觸控螢幕(touch screen)的蓬勃發展，目前已有二種內建式觸控螢幕的觸控感測結構被廣泛地應用，其中一種為被動式觸控感測結構，而另一種為主動式觸控感測結構，分別如圖1及圖2所示。
圖1即為採用被動式觸控感測結構之觸控螢幕的示意圖。請參照圖1，此觸控螢幕包括有資料驅動器110、觸控面板120及觸碰訊號處理電路130。觸控面板120包括有多個畫素，每一畫素由薄膜電晶體(thin-film transistor,TFT)、儲存電容Cst及畫素電容Clc所構成。此外，觸控面板120還包括有多條資料線140、多條閘極線150、多條共同電位線160、多個感測單元170、多條觸碰訊號讀取線180-1及多條觸碰訊號讀取線180-2。這些感測單元170即是用來感測使用者在觸控面板120上的觸碰位置，且每一感測單元170皆透過觸碰訊號讀取線180-1的其中之一及觸碰訊號讀取線180-2的其中之一電性耦接觸碰訊號處理電路130，以便讓觸碰訊號處理電路130能依據觸碰訊號讀取線180-1及180-2所傳送的訊號來分別取得觸碰位置的橫軸座標及縱軸座標。
由圖1可知，這種觸控螢幕的感測解析度取決於觸控面板120內之感測單元170的分佈密度。然而，由於每一感測單元170皆需透過觸碰訊號讀取線180-1及180-2耦接觸碰訊號處理電路130，且感測單元170的分佈密度往往受限於觸碰訊號處理電路130的通道數，導致觸控螢幕的感測解析度經常被迫 下降。而若是製造商不願犧牲觸控螢幕的感測解析度，就得採用通道數較高也較貴的觸碰訊號處理電路130，導致成本的增加。此外，也由於每一感測單元170皆需要透過觸碰訊號讀取線180-1及180-2耦接觸碰訊號處理電路130，故隨著感測單元170之分佈密度的增加，觸控面板120的外圍走線也會跟著增加，導致觸控面板120的邊框(未繪示)寬度也必須增加。這種被動式觸控感測結構還有一個缺點，就是其只能進行單點觸碰(single touch)的感測。
圖2即為採用主動式觸控感測結構之觸控螢幕的示意圖。請參照圖2，此觸控螢幕包括有資料驅動器210、觸控面板220及觸碰訊號處理電路230。觸控面板220包括有多個畫素，每一畫素亦由薄膜電晶體(thin-film transistor,TFT)、儲存電容Cst及畫素電容Clc所構成。此外，觸控面板220還包括有多條資料線240、多條閘極線250、多條共同電位線260、多個感測單元270及多條觸碰訊號讀取線280。這些感測單元270同樣是用來感測使用者在觸控面板220上的觸碰位置，且每一感測單元270皆透過觸碰訊號讀取線280的其中之一電性耦接觸碰訊號處理電路230，以便讓觸碰訊號處理電路230能依據觸碰訊號讀取線280所傳送的訊號來取得觸碰位置的橫軸座標及縱軸座標。
由圖2可知，這種觸控螢幕的感測解析度同樣取決於觸控面板220內之感測單元270的分佈密度，在感測單元270的分佈密度往往受限於觸碰訊號處理電路230的通道數之下，觸控螢幕的感測解析度經常被迫下降。若是製造商不願犧牲觸控螢幕的感測解析度，就得採用通道數較高也較貴的觸碰訊號處理電路230，導致成本的增加。此外，也由於每一感測單元270 皆需要透過觸碰訊號讀取線280耦接觸碰訊號處理電路230，故隨著感測單元270之分佈密度的增加，觸控面板220的外圍走線也會跟著增加，導致觸控面板220的邊框(未繪示)寬度也必須增加。
這種主動式觸控感測結構雖然可進行多點觸碰(multi touch)的感測，然而由於此種架構之感測單元270是由薄膜電晶體所構成，因而降低了畫素的開口率(aperture ratio)而導致畫素之透光率的下降。此外，也由於此種架構之感測單元270係耦接至閘極線250，且必須隨著閘極線250的掃描速度來操作，導致這種觸控螢幕的觸控反應時間較慢。
本發明的目的就是在提供一種觸控面板之觸控感測結構。採用此種觸控感測結構之觸控螢幕不需使用高通道數的觸碰訊號處理電路，就能享有高感測解析度，且觸控螢幕之觸控面板的外圍走線也較少，因而不必增加觸控面板的邊框寬度。此外，相對於傳統的被動式觸控感測結構而言，本發明之觸控感測結構具有可感測多點觸碰的能力；而相對於傳統的主動式處控感測結構而言，本發明之觸控感測結構不會降低畫素的開口率，且觸控反應時間也較快。
本發明的另一目是提供一種對應於上述觸控感測結構的觸碰感測方法。
本發明提出一種觸控面板之觸控感測結構。此觸控感測結構包括有多條平行設置的第一導線及第一導體。每一第一導線的其中一端電性耦接第一導體，以將第一導體劃分為多個第一線段，且每一第一導線的阻值小於每一第一線段的阻值。其中，當觸控面板的顯示區域受一外力時，對應於此外力所指位 置的第一導線便得以電性耦接一參考電位。
本發明另提出一種觸控面板之觸碰感測方法。所述觸控面板採用一觸控感測結構，而此觸控感測結構包括有第一導體及多條平行設置的第一導線，其中，每一第一導線的其中一端電性耦接第一導體，以將第一導體劃分為多個第一線段，且每一第一導線的阻值小於每一第一線段的阻值。而當觸控面板的顯示區域受一外力時，對應於此外力所指位置的第一導線便得以電性耦接一參考電位。此方法包括有下列步驟：判斷是否有觸碰行為發生；以及當有觸碰行為發生時，依據從第一導體之二端所分別測得的二個等效電阻之阻值來計算觸碰位置之座標。
本發明又提出另一種觸控面板之觸控感測結構。此觸控感測結構包括有一導體及二條觸碰訊號讀取線。所述導體具有N個平行設置的導電結構，每一導電結構具有平行設置之第一導線及第二導線。每一導線具有第一端及第二端，第一端指向第一方向，而第二端指向第二方向。第K個導電結構中的第一導線之第一端電性耦接第二導線之第一端，而第K個導電結構之第二導線的第二端電性耦接第K+1個導電結構之第一導線的第二端，N與K皆為自然數，且1≦K<N。至於上述二條觸碰訊號讀取線則用以分別電性耦接上述導體之二個端點。其中，當觸控面板的顯示區域受一外力時，上述導體對應於此外力所指位置之處便得以電性耦接一參考電位。
本發明再提出另一種觸控面板之觸碰感測方法。所述觸控面板採用一觸控感測結構，此觸控感測結構包括有一導體及二條觸碰訊號讀取線。所述導體具有N個平行設置的導電結構，每一導電結構具有平行設置之第一導線及第二導線。每一導線具有第一端及第二端，第一端指向第一方向，而第二端指向第 二方向。第K個導電結構中的第一導線之第一端電性耦接第二導線之第一端，而第K個導電結構之第二導線的第二端電性耦接第K+1個導電結構之第一導線的第二端，N與K皆為自然數，且1≦K<N。當觸控面板的顯示區域受一外力時，上述導體對應於此外力所指位置之處便得以電性耦接一參考電位。至於上述二條觸碰訊號讀取線則用以分別電性耦接上述導體之二個端點。所述方法包括下列步驟：判斷是否有觸碰行為發生；以及當有觸碰行為發生時，依據上述導體之其中一端所得到之等效電阻的阻值來計算觸碰位置之座標。
本發明乃是利用一導體及多條平行設置的導線來構成適於感測一維座標的觸控感測結構。由於每一導線的阻值小於上述導線之每一線段的阻值，因此每一導線的阻值可以忽略。一旦觸控螢幕判斷有觸碰行為發生時，就可從上述導體之二端分別測得二個等效電阻之阻值，而由於所測得的二筆阻值可用來表示不同的線段數，故可據以計算觸碰位置之一維座標。而若是採用二組上述的觸控感測結構，只要再加以判斷實際的觸碰位置，就可以取得觸碰位置之二維座標。
類似地，本發明也利用多個平行設置的導電結構來形成一導體，並據以形成另一種可感測二維座標的觸控感測結構。由於觸碰位置離上述導體的端點越遠，所測得之等效電阻的阻值就越大。因此，一旦觸控螢幕判斷有觸碰行為發生時，就可依據上述導體之其中一端所測得之等效電阻的阻值來計算觸碰位置之二維座標。
藉由以上說明可知，本發明主要是利用上述的導體來取得觸碰位置之座標值，且觸碰訊號處理電路只需耦接上述導體的端點即可進行操作。因此，採用本發明之觸控感測結構的觸控 螢幕不需使用高通道數的觸碰訊號處理電路，就能享有高感測解析度，且觸控螢幕之觸控面板的外圍走線也較少，因而不必增加觸控面板的邊框寬度。此外，由於可從同一導體的二端分別測得二個等效電阻的阻值，以表示不同的線段數，或是根據這二個等效電阻的阻值來計算出觸碰位置與導體二端的距離，故相對於傳統的被動式觸控感測結構而言，本發明之觸控感測結構具有可感測多點觸碰的能力。而相對於傳統的主動式處控感測結構而言，本發明之觸控感測結構由於未採用任何電晶體來構成感測單元，故不會降低畫素的開口率，且觸控反應時間也較快。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第一實施例
請參照圖3，其繪示依照本發明一實施例之觸控面板的觸控感測結構，適於感測觸碰位置之二維座標。如圖所示，此觸控感測結構主要包括有導體310、導體320以及導線330~348。此外，這個觸控感測結構還包括有觸碰訊號讀取線312、314、322及324。導線330~336係平行設置，且導線330~336的其中一端電性耦接導體310，以將導體310劃分為多個線段。導線338~348係平行設置，且導線338~348的其中一端電性耦接導體320，以將導體320劃分為多個線段。
導體310及320是以特殊的材質製成，使得導體310及320中之每一線段的阻值皆大於每一導線的阻值。理想上，導體310及320中之每一線段的阻值應遠大於每一導線的阻值。而在此例中，導體310及320是採用ITO(Indium Tin Oxide，譯 為銦錫氧化物)導電材質來製成，且導體310及320互相垂直。至於觸碰訊號讀取線312及314，此二者的其中一端各自電性耦接導體310的其中一端點，而觸碰訊號讀取線312及314的另一端皆用以電性耦接觸碰訊號處理電路(未繪示)或類似的處理電路。類似地，觸碰訊號讀取線322及324的其中一端各自電性耦接導體320的其中一端點，而觸碰訊號讀取線322及324的另一端皆用以電性耦接上述之觸碰訊號處理電路或類似的處理電路。
圖3所示的觸控感測結構適合搭配觸控面板的彩色濾光片(color filter)來使用，以圖4及圖5來說明之。圖4繪示觸控面板內部之彩色濾光片與觸控感測結構於空間上的配置關係。如圖4所示，彩色濾光片是配置在觸控感測結構之上。請參照圖5，其為觸控面板的剖面示意圖。如圖5所示，彩色濾光片的下表面502分佈有多個基板間隙控制材(photo spacer)，並且會有一層ITO導電材質(如標示504所示)覆蓋住這些基板間隙控制材及彩色濾光片的下表面502。此外，這層ITO導電材質502還電性耦接觸控面板的參考電位Vcom(未繪示)。陣列基板的上表面506配置有金屬層508及510。金屬層508用以形成圖3之導線330~336，而金屬層510則用以形成圖3之導線338~348。當然，金屬層508也可以是用以形成圖3之導線338~348，而金屬層510則用以形成圖3之導線330~336。
金屬層508所形成的每一導線皆利用ITO導電材質(如標示512所示)延伸至對應的基板間隙控制材的下方，而金屬層510所形成的每一導線亦利用ITO導電材質(如標示514所示)延伸至對應的基板間隙控制材的下方。如此一來，當觸控面板的顯示區域(未繪示)受一外力(如標示520所示)時，就會迫使 對應於此外力520所指位置的基板間隙控制材下移，導致ITO導電材質504觸碰到對應於此基板間隙控制材的ITO導電材質512及514，進而使得對應於此基板間隙控制材的橫向導線與縱向導線電性耦接參考電位Vcom。也就是說，對應於此外力520所指位置的橫向導線與縱向導線會電性耦接至參考電位Vcom。
圖6用以說明圖3之觸控感測結構如何進行單點觸碰的感測。請參照圖6，當觸控面板602的顯示區域604受一外力時，對應於此外力所指位置(如標示606所示，以下稱為觸碰位置)的導線334及342便得以電性耦接參考電位Vcom。由於觸碰位置606就是導線334及342電性耦接參考電位Vcom之處，故可將導線334中，由觸碰位置606開始至導體310之線段等效成電阻608，並可將導線342中，由觸碰位置606開始至導體320之線段等效成電阻610。
由於上述每一導線的阻值遠小於導體310及320中之每一線段的阻值，使得上述電阻608及610的阻值小到可以忽略。因此，若導體310及320中之每一線段的阻值為Rs，那麼從Y1端所測得之等效電阻的阻值便會大約等於2Rs，而從Y2端所測得之等效電阻的阻值會大約等於3Rs。同理，從X1端所測得之等效電阻的阻值會大約等於3Rs，而從X2端所測得之等效電阻的阻值會大約等於4Rs。如此一來，便可從導體310的二端所測得的二個阻值來計算出觸碰位置606的橫軸座標，並可從導體320的二所測得的二個阻值來計算出觸碰位置606的縱軸座標，達到觸碰位置606之二維座標的偵測。
圖7用以說明圖3之觸控感測結構如何進行多點觸碰的感測。在圖7中有二個觸碰位置，分別如標示606及612所示。 而圖中之標示608、610、614及616各自是對應的導線中，由觸碰位置開始至對應導體之線段所等效成的電阻。因此，若導體310及320中之每一線段的阻值為Rs，而電阻608、610、614及616的阻值依序為Rm1、Rn1、Rm2及Rn2，那麼理論上，從Y1端所測得之等效電阻的阻值RY1、從Y2端所測得之等效電阻的阻值RY2、從X1端所測得之等效電阻的阻值RX1以及從X2端所測得之等效電阻的阻值RX2這四者應依序如下列式(1)~式(4)所示： 。然而，由於阻值Rm1、Rn1、Rm2及Rn2小到可以忽略，因此實際上測得的阻值RY1、RY2、RX1及RX2會分別地大約等於2Rs、2Rs、3Rs及2Rs。
承上述，由前述之2Rs、2Rs、3Rs及2Rs這四個數值可知，從Y1端計數導體310約二個線段的長度就會對應到一個觸碰位置，而從Y2端計數導體310約二個線段的長度也會對應到一個觸碰位置。同理，從X1端計數導體320約三個線段的長度就會對應到一個觸碰位置，而從X2端計數導體320約二個線段的長度也會對應到一個觸碰位置。如此一來，就會對應到 四個可能的觸碰位置，包含觸碰位置606及612、導線334與346這二者的交會處，還有導線332與342這二者的交會處。由於在上述四個可能的觸碰位置中，只有二個是實際的觸碰位置，因此必須再加以判斷實際的觸碰位置，以取得實際觸碰位置之二維座標。
以下舉出二種判斷實際觸碰位置的方式，但不以此限定本發明。請再參照圖7。第一種方式，是利用上述式(1)及式(2)來計算出Rm1及Rm2的值，以及利用上述式(3)及式(4)來計算出Rn1及Rn2的值。或者，也可利用已知的固定值Rs來進行計算，例如直接將實際測得的阻值RY1減掉2Rs來獲得阻值Rm1，以及直接將實際測得的阻值RY2減掉2Rs來獲得阻值Rm2。同理，可直接將實際測得的阻值RX1減掉3Rs來獲得阻值Rn1，以及直接將實際測得的阻值RX2減掉2Rs來獲得阻值Rn2。接下來，便可依據Rm1及Rm2這二個阻值的大小關係，以及Rn1及Rn2這二個阻值的大小關係，來判斷出實際的觸碰位置。以此例而言，由於阻值Rm1小於阻值Rm2，而阻值Rn1大於阻值Rn2，所以應視觸碰位置606及612為實際的觸碰位置。如此一來，就能取得這二個實際觸碰位置的二維座標。
請繼續參照圖7。第二種方式，是利用觸碰的時間差來進行實際觸碰位置之判斷。假設觸碰位置606首先被偵測到，便可先記錄觸碰位置606在橫軸方向(即第一維方向)與縱軸方向(即第二維方向)之座標值。隨後，觸碰位置612也被偵測到，因此觸碰位置612、導線334與346這二者的交會處，還有導線332與342這二者的交會處都會被視為是可能的觸碰位置。如此一來，就可以根據所記錄之座標值，來從這些後續偵測到之可能的觸碰位置中判斷出實際的觸碰位置。
舉例來說，可以是依據所記錄之座標值來從這些後續偵測到之可能的觸碰位置中，移除具備與記錄之觸碰位置606之橫軸方向之座標值相同者，也就是排除導線334與346這二者的交會處為實際觸碰位置的可能性。接著，依據所記錄之座標值來從這些後續偵測到之可能的觸碰位置中，移除具備與記錄之觸碰位置606之縱軸方向之座標值相同者，也就是排除導線332與342這二者的交會處為實際觸碰位置的可能性。然後，將剩餘之可能的觸碰位置視為實際的觸碰位置，也就是視觸碰位置612為實際的觸碰位置。當然，也可以是先移除具備與記錄之觸碰位置606之縱軸方向之座標值相同者，然後再移除具備與記錄之觸碰位置606之橫軸方向之座標值相同者。如此一來，就能進一步取得二個實際觸碰位置的二維座標。
進一步地，當按壓物有發生滑動的情形時，還可利用一第一時間所取得的每一實際觸碰位置來從一第二時間(在前述第一時間之後)所偵測到之可能的觸碰位置中各自找出距離最近者，以將找出的觸碰位置視為上述第二時間所取得的實際觸碰位置，進而獲得一座標群組，以便利用此座標群組呈現出上述按壓物的滑動軌跡。
第二實施例
藉由第一實施例之教示可知，若是只採用圖3所示之觸控感測結構的導體310及導線330~336，或是只採用導體320及導線338~348，亦可實施觸碰位置之感測。若是僅實施觸碰位置之一維座標的感測，便只需從導體的二端測得二個阻值，並據以計算出觸碰位置的一維座標即可；然而，若是要實施觸碰位置之二維座標的感測，便需要搭配上述式(1)~式(2)或是式 (3)~式(4)來進一步計算出另一維度的座標。
第三實施例
此實施例為第一實施例之其中一實施樣態。請參照圖8，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。在圖8中，標示810及820皆表示為導體，標示812、814、822及824皆表示為觸碰訊號讀取線，而標示830~856皆表示為導線。此實施例係增加了導線830~856的線寬，以降低導線830~856的阻值。
第四實施例
此實施例亦為第一實施例之其中一實施樣態。請參照圖9，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。在圖9中，標示910及920皆表示為導體，標示912、914、922及924皆表示為觸碰訊號讀取線，而標示930~952皆表示為導線。此實施例之導體910及920皆具有多個連續彎折，以增加導體910及920的阻值。
第五實施例
此實施例亦為第一實施例之其中一實施樣態。請參照圖10，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。在圖10中，標示1010及1020皆表示為導體，標示1012、1014、1022及1024皆表示為觸碰訊號讀取線，至於其他的橫向直線及縱向直線皆表示為導線。此實施例之導體1010及1020這二者呈現十字交錯，且所有的橫向導線皆電性耦接導體1010，而所有的縱向導線皆電性耦接導體1020。
第六實施例
此實施例亦為第一實施例之其中一實施樣態。請參照圖11，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。在圖11中，標示1110、1120、1130及1140皆表示為導體，標示1112、1114、1122、1124、1132、1134、1142及1144皆表示為觸碰訊號讀取線，至於其他的橫向直線及縱向直線皆表示為導線。其中，導體1130平行於導體1110，而導體1140平行於導體1120。此外，所有橫向導線的二端分別電性耦接導體1110及1130，而所有縱向導線的二端分別電性耦接導體1120及1140。
此實施例之導體1130及1140乃是備用導體，而觸碰訊號讀取線1132、1134、1142及1144皆為備用的觸碰訊號讀取線。當導體1110、1120及與這二者相關的訊號讀取線之中有任一受到損壞，例如是受到靜電放電(electrostatic discharge,ESD)的衝擊而損壞，導致無法利用導體1110及1120來正確偵測觸碰位置的時候，就可改成利用導體1130及1140來偵測觸碰位置。當然，也可改成以導體1110及1120來當作備用導體。由於具有備用導體及備用的觸碰訊號讀取線，這種觸控感測結構的感測更加穩定，且不怕靜電放電的衝擊。
第七實施例
此實施例亦為第一實施例之其中一實施樣態。請參照圖12，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。在圖12中，標示1210及1220皆表示為導體，標示1212、1214、1216、1218、1222、1224、1226及1228皆表示為觸碰 訊號讀取線，至於其他的橫向直線及縱向直線則皆表示為導線。此實施例之導體1210乃是由部件1210-1及1210-2所組成，且部件1210-1與部件1210-2實體分離。其中，部件1210-1用以電性耦接部份的橫向導線，而部件1210-2則用以電性耦接其餘的橫向導線。
類似地，導體1220乃是由部件1220-1及1220-2所組成，且部件1220-1與部件1220-2實體分離。其中，部件1220-1用以電性耦接部份的縱向導線，而部件1220-2則用以電性耦接其餘的縱向導線。由上述圖3的對應說明可知，一個橫向導體搭配一個縱向導體至少可進行二個觸碰位置的偵測，故可推知此圖12所展示的觸控感測結構可進行二個以上之觸碰位置的偵測，具有可感測多點觸碰的能力。
統合上述第一實施例至第七實施例之教示，可以歸納出一個基本的操作方式，如圖13所示。圖13為依照本發明一實施例之觸碰感測方法的流程圖，適用於一觸控面板。所述之觸控面板採用一觸控感測結構，而此觸控感測結構包括有第一導體及多條平行設置的第一導線，其中，每一第一導線的其中一端電性耦接第一導體，以將第一導體劃分為多個第一線段，且每一第一導線的阻值小於每一第一線段的阻值。而當觸控面板的顯示區域受一外力時，對應於此外力所指位置的第一導線便得以電性耦接一參考電位。此方法包括有下列步驟：首先，判斷是否有觸碰行為發生(如步驟S1302所示)；接著，當有觸碰行為發生時，依據從第一導體之二端所分別測得的二個等效電阻之阻值來計算觸碰位置之座標(如步驟S1304所示)。
第八實施例
請參照圖14，其繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構，適於感測觸碰位置之二維座標。如圖14所示，此觸控感測結構除了包括有導體1410之外，還包括有觸碰訊號讀取線1420及1430。導體1410具有N個平行設置的導電結構(如標示1412所示)。每一導電結構具有平行設置之第一導線及第二導線，分別如標示1414及1416所示。每一導線具有第一端及第二端，第一端指向第一方向(如箭頭1440所指之方向)，而第二端指向第二方向(如箭頭1450所指之方向)。
第K個導電結構中的第一導線之第一端電性耦接第二導線之第一端，而第K個導電結構之第二導線的第二端電性耦接第K+1個導電結構之第一導線的第二端，其中N與K皆為自然數，且1≦K<N。至於上述二條觸碰訊號讀取線則用以分別電性耦接導體1410的二個端點。當觸控面板的顯示區域受一外力時，導體1410對應於此外力所指位置之處便得以電性耦接參考電位Vcom。
由於觸碰位置離導體1410的端點越遠，所測得之等效電阻的阻值就越大。因此，一旦觸控螢幕判斷有觸碰行為發生時，就可依據導體1410之其中一端所測得之等效電阻的阻值來計算觸碰位置之二維座標，以達成單點觸碰之偵測。此外，若是依據導體1410二端所測得之二個等效電阻的阻值來計算觸碰位置之二維座標，就可以達成多點觸碰之偵測。
基於上述第八實施例之教示，可以歸納出一個基本的操作方式，如圖15所示。圖15為依照本發明另一實施例之觸碰感測方法的流程圖，適用於一觸控面板。所述之觸控面板採用一 觸控感測結構，此觸控感測結構包括有一導體及二條觸碰訊號讀取線。所述導體具有N個平行設置的導電結構，每一導電結構具有平行設置之第一導線及第二導線。每一導線具有第一端及第二端，第一端指向第一方向，而第二端指向第二方向。第K個導電結構中的第一導線之第一端電性耦接第二導線之第一端，而第K個導電結構之第二導線的第二端電性耦接第K+1個導電結構之第一導線的第二端，N與K皆為自然數，且1≦K<N。當觸控面板的顯示區域受一外力時，上述導體對應於此外力所指位置之處便得以電性耦接一參考電位。至於上述二條觸碰訊號讀取線則用以分別電性耦接上述導體之二個端點。此方法包括有下列步驟：首先，判斷是否有觸碰行為發生(如標示S1502所示)；接著，當有觸碰行為發生時，依據上述導體之其中一端所得到之等效電阻的阻值來計算觸碰位置之座標(如標示S1504所示)。
值得一提的是，由上述各實施例可知，本發明所提出之觸控感測結構亦為被動式的觸控感測結構，且極適合運用在內建式觸控螢幕。此外，要實現本發明也僅須修改觸控面板的佈線(layout)方式，無須增加額外製程。
綜上所述，本發明乃是利用一導體及多條平行設置的導線來構成適於感測一維座標的觸控感測結構。由於每一導線的阻值小於上述導線之每一線段的阻值，因此每一導線的阻值可以忽略。一旦觸控螢幕判斷有觸碰行為發生時，就可從上述導體之二端分別測得二個等效電阻之阻值，而由於所測得的二筆阻值可用來表示不同的線段數，故可據以計算觸碰位置之一維座 標。而若是採用二組上述的觸控感測結構，只要再加以判斷實際的觸碰位置，就可以取得觸碰位置之二維座標。
類似地，本發明也利用多個平行設置的導電結構來形成一導體，並據以形成另一種可感測二維座標的觸控感測結構。由於觸碰位置離上述導體的端點越遠，所測得之等效電阻的阻值就越大。因此，一旦觸控螢幕判斷有觸碰行為發生時，就可依據上述導體之其中一端所測得之等效電阻的阻值來計算觸碰位置之二維座標。
藉由以上說明可知，本發明主要是利用上述的導體來取得觸碰位置之座標值，且觸碰訊號處理電路只需耦接上述導體的端點即可進行操作。因此，採用本發明之觸控感測結構的觸控螢幕不需使用高通道數的觸碰訊號處理電路，就能享有高感測解析度，且觸控螢幕之觸控面板的外圍走線也較少，因而不必增加觸控面板的邊框寬度。此外，由於可從同一導體的二端分別測得二個等效電阻的阻值，以表示不同的線段數，或是根據這二個等效電阻的阻值來計算出觸碰位置與導體二端的距離，故相對於傳統的被動式觸控感測結構而言，本發明之觸控感測結構具有可感測多點觸碰的能力。而相對於傳統的主動式處控感測結構而言，本發明之觸控感測結構由於未採用任何電晶體來構成感測單元，故不會降低畫素的開口率，且觸控反應時間也較快。
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，任何熟習此技藝者，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。
110、210‧‧‧資料驅動器
120、220‧‧‧觸控面板
130、230‧‧‧觸碰訊號處理電路
140、240‧‧‧資料線
150、250‧‧‧閘極線
160、260‧‧‧共同電位線
170、270‧‧‧感測單元
180-1、180-2、280、312、314、322、324、812、814、822、824、912、914、922、924、1012、1014、1022、1024、1112、1114、1122、1124、1132、1134、1142、1144、1212、1214、1216、1218、1222、1224、1226、1228、1420、1430‧‧‧觸碰訊號讀取線
310、320、810、820、910、920、1010、1020、1110、1120、1130、1140、1210、1220、1410‧‧‧導體
330~348、830~856、930~952‧‧‧導線
502‧‧‧彩色濾光片的下表面
504、512、514‧‧‧ITO導電材質
506‧‧‧陣列基板的上表面
508、510‧‧‧金屬層
520‧‧‧外力
602‧‧‧觸控面板
604‧‧‧顯示區域
606、612‧‧‧觸碰位置
608、610、614、616‧‧‧電阻
1210-1、1210-2、1220-1、1220-2‧‧‧部件
1412‧‧‧導電結構
1414‧‧‧第一導線
1416‧‧‧第二導線
1440、1450‧‧‧箭頭
S1302、S1304、S1502、S1504‧‧‧步驟
X1、X2、Y1、Y2‧‧‧端點
圖1為採用被動式觸控感測結構之觸控螢幕的示意圖。
圖2為採用主動式觸控感測結構之觸控螢幕的示意圖。
圖3繪示依照本發明一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖4繪示觸控面板內部之彩色濾光片與觸控感測結構於空間上的配置關係。
圖5為觸控面板的剖面示意圖。
圖6用以說明圖3之觸控感測結構如何進行單點觸碰的感測。
圖7用以說明圖3之觸控感測結構如何進行多點觸碰的感測。
圖8繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖9繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖10繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖11繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖12繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖13為依照本發明一實施例之觸碰感測方法的流程圖。
圖14繪示依照本發明另一實施例之觸控面板的觸控感測結構。
圖15為依照本發明另一實施例之觸碰感測方法的流程圖。
310、320‧‧‧導體
312、314、322、324‧‧‧觸碰訊號讀取線
330~348‧‧‧導線

Claims (20)

  1. 一種觸控面板之觸控感測結構，包括：一第一導體；以及多條平行設置的第一導線，每一該些第一導線的其中一端電性耦接該第一導體，以將該第一導體劃分為多個第一線段，且每一該些第一導線的阻值小於每一該些第一線段的阻值，其中，當該觸控面板的一顯示區域受一外力時，對應於該外力所指位置的第一導線便得以電性耦接一參考電位。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該第一導體具有多個連續彎折。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其中該第一導體是由一第一部件及一第二部件所組成，該第一部件用以電性耦接部份的第一導線，而該第二部件用以電性耦接其餘的第一導線，且該第一部件與該第二部件實體分離。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其更包括：一第二導體；以及多條平行設置的第二導線，每一該些第二導線的其中一端電性耦接該第二導體，以將該第二導體劃分為多個第二線段，且每一該些第二導線的阻值小於每一該些第二線段的阻值，其中，當該觸控面板的該顯示區域受該外力時，對應於該外力所指位置的第二導線便得以電性耦接該參考電位。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控感測結構，其中該第二導體是由一第三部件及一第四部件所組成，該第三部件用以電性耦接部份的第二導線，而該第四部件用以電性耦接其餘的第二導線，且該第三部件與該第四部件實體分離。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控感測結構，其中該 第二導體具有多個連續彎折。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之觸控感測結構，更包括：一第三導體，電性耦接該些第一導線的另一端，並平行於該第一導體；以及一第四導體，電性耦接該些第二導線的另一端，並平行於該第二導體。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之觸控感測結構，其中該第一導體及該第二導體二者呈現十字交錯。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測結構，其更包括兩條觸碰訊號讀取線，用以分別電性耦接該第一導體之兩個端點。
  10. 一種觸控面板之觸碰感測方法，該觸控面板採用一觸控感測結構，該觸控感測結構包括有一第一導體及多條平行設置的第一導線，其中，每一該些第一導線的其中一端電性耦接該第一導體，以將該第一導體劃分為多個第一線段，且每一該些第一導線的阻值小於每一該些第一線段的阻值，而當該觸控面板的一顯示區域受一外力時，對應於該外力所指位置的第一導線便得以電性耦接一參考電位，該方法包括：判斷是否有觸碰行為發生；以及當有觸碰行為發生時，依據從該第一導體之二端所分別測得的二個等效電阻之阻值來計算觸碰位置之座標。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸碰感測方法，其中計算觸碰位置之座標的步驟包括：利用該第一導體之二端所測得的二個等效電阻之阻值來計算出觸碰位置所對應的第一導線中，由觸碰位置開始至該第一導體之線段的阻值；以及 依據計算出的阻值來決定觸碰位置之座標。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之觸碰感測方法，其中當該觸控感測結構更包括一第二導體及多條平行設置之第二導線，每一該些第二導線的其中一端電性耦接該第二導體以將該第二導體劃分為多個第二線段，且每一該些第二導線的阻值小於每一該些第二線段的阻值的時候，該觸碰感測方法更包括：從該第二導體的二端分別測得二個等效電阻；利用從該第二導體之二端所測得的二個等效電阻之阻值來計算出觸碰位置所對應的第二導線中，由觸碰位置開始至該第二導體之線段的阻值；以及依據計算出的阻值來決定觸碰位置之座標。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之觸碰感測方法，其中當有二個實際的觸碰位置時，包括依據一第一運算式及一第二運算式來計算由上述二個觸碰位置開始至該第二導體之二個線段的二筆阻值，該第一運算式及該第二運算式依序如下列式(1)及式(2)所示： ，在上述二式中，RX1表示為從該第二導體之一第一端所測得之等效電阻的阻值，RX2表示為從該第二導體之一第二端所測得之等效電阻的阻值，Rs表示為該第二導體中之每一線段的阻值，Rn1表示為從上述二個觸碰位置中之一第一觸碰位置開始至該第二導體之線段的阻值，Rn2表示為從上述二個觸碰位置 中之一第二觸碰位置開始至該第二導體之線段的阻值，A、B及C皆為自然數。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之觸碰感測方法，其更包括依據一第三運算式及一第四運算式來計算由上述二個觸碰位置開始至該第一導體之二個線段的二筆阻值，該第三運算式及該第四運算式依序如下列式(3)及式(4)所示： ，在上述二式中，RY1表示為從該第一導體之一第一端所測得之等效電阻的阻值，RY2表示為從該第一導體之一第二端所測得之等效電阻的阻值，Rs表示為該第一導體中之每一線段的阻值，Rm1表示為從該第一觸碰位置開始至該第一導體之線段的阻值，Rm2表示為從該第二觸碰位置開始至該第一導體之線段的阻值，D、E及F皆為自然數。
  15. 如申請專利範圍第12項所述之觸碰感測方法，其中當有觸碰行為發生時，係記錄首先被偵測到之觸碰位置在一第一維方向與一第二維方向之座標值，並根據所記錄之座標值來從後續偵測到之可能的觸碰位置中判斷出實際的觸碰位置。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之觸碰感測方法，其中是依據所記錄之座標值來從後續偵測到之可能的觸碰位置中，移除具備與記錄之觸碰位置之該第一維方向之座標值相同者，並移除具備與記錄之觸碰位置之該第二維方向之座標值相同者，以將剩餘之可能的觸碰位置視為實際的觸碰位置。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之觸碰感測方法，其中當按壓物有發生滑動的情形時，更包括利用一第一時間所取得的每一實際觸碰位置來從一第二時間所偵測到之可能的觸碰位置中各自找出距離最近者，以將找出的觸碰位置視為該第二時間所取得的實際觸碰位置，進而獲得一座標群組，以便利用該座標群組呈現出上述按壓物的滑動軌跡，其中該第一時間先於該第二時間。
  18. 一種觸控面板之觸控感測結構，包括：一導體，具有N個平行設置的導電結構，每一該些導電結構具有平行設置之一第一導線及一第二導線，每一導線具有一第一端及一第二端，該第一端指向一第一方向，該第二端指向一第二方向，第K個導電結構中的該第一導線之該第一端電性耦接該第二導線之該第一端，而第K個導電結構之該第二導線的該第二端電性耦接第K+1個導電結構之該第一導線的該第二端，N與K皆為自然數，且1≦K<N；以及二條觸碰訊號讀取線，用以分別電性耦接該導體之二個端點，其中，當該觸控面板的一顯示區域受一外力時，該導體對應於該外力所指位置之處便得以電性耦接一參考電位。
  19. 一種觸控面板之觸碰感測方法，該觸控面板採用一觸控感測結構，該觸控感測結構包括有一導體及二條觸碰訊號讀取線，該導體具有N個平行設置的導電結構，每一該些導電結構具有平行設置之一第一導線及一第二導線，每一導線具有一第一端及一第二端，該第一端指向一第一方向，該第二端指向一第二方向，第K個導電結構中的該第一導線之該第一端電性耦接該第二導線之該第一端，而第K個導電結構之該第 二導線的該第二端電性耦接第K+1個導電結構之該第一導線的該第二端，N與K皆為自然數，且1≦K<N，當該觸控面板的一顯示區域受一外力時，該導體對應於該外力所指位置之處便得以電性耦接一參考電位，而該二條觸碰訊號讀取線用以分別電性耦接該導體之二個端點，該方法包括：判斷是否有觸碰行為發生；以及當有觸碰行為發生時，依據該導體之其中一端所得到之一等效電阻的阻值來計算觸碰位置之座標。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之觸碰感測方法，其中當判斷為有觸碰行為發生時，更包括依據該導體之另一端所得到之另一等效電阻的阻值來計算觸碰位置之座標。
TW098130297A 2009-09-08 2009-09-08 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法 TWI394069B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098130297A TWI394069B (zh) 2009-09-08 2009-09-08 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法
US12/876,473 US8723817B2 (en) 2009-09-08 2010-09-07 Touch-sensing structure for touch panel and touch-sensing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098130297A TWI394069B (zh) 2009-09-08 2009-09-08 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201109992A TW201109992A (en) 2011-03-16
TWI394069B true TWI394069B (zh) 2013-04-21

Family

ID=43647372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098130297A TWI394069B (zh) 2009-09-08 2009-09-08 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8723817B2 (zh)
TW (1) TWI394069B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9665202B2 (en) 2014-01-08 2017-05-30 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Touch panel circuit and operation method thereof

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101791577B1 (ko) * 2011-01-17 2017-10-31 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판
TW201421313A (zh) * 2012-11-27 2014-06-01 Young Lighting Technology Inc 觸控裝置
US11906864B2 (en) 2016-02-02 2024-02-20 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Dual-gate array substrate and display device
US11442318B2 (en) * 2016-02-02 2022-09-13 Chengdu Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Dual-gate array substrate and display device
CN105808010B (zh) * 2016-03-31 2018-11-30 京东方科技集团股份有限公司 一种基板、显示装置及其压力识别方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6552718B2 (en) * 2001-01-10 2003-04-22 Atough Co., Ltd. Contact structure of substrates of touch panel and method of bonding the same
US6707450B2 (en) * 2001-03-16 2004-03-16 Atouch Co., Ltd. Touch panel with polarizer, flat panel display with the touch panel and manufacturing method thereof
TWI225618B (en) * 2003-05-30 2004-12-21 Au Optronics Corp Improved touch panel structure
TWI285334B (en) * 2005-07-14 2007-08-11 Tpk Optical Solutions Corp Wiring structure of touch panel
TWI313431B (en) * 2006-04-14 2009-08-11 Ritdisplay Corporatio Transparent touch panel

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5283558A (en) * 1989-10-16 1994-02-01 Chan James K Low-cost devices for touch control
CA2110327A1 (en) * 1992-11-30 1994-05-31 Brian E. Aufderheide Touch switch with coating for inhibiting increased contact resistance
GB0319714D0 (en) 2003-08-21 2003-09-24 Philipp Harald Anisotropic touch screen element
KR101254695B1 (ko) 2006-05-10 2013-04-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 내장형 액정표시패널 및 이를 포함한액정표시장치
US20090262292A1 (en) * 2008-04-16 2009-10-22 Au Optronics Corporation Electrical connectors between electronic devices
US8363018B2 (en) * 2009-03-19 2013-01-29 Au Optronics Corporation Integrated touch panel and method for making same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6552718B2 (en) * 2001-01-10 2003-04-22 Atough Co., Ltd. Contact structure of substrates of touch panel and method of bonding the same
US6707450B2 (en) * 2001-03-16 2004-03-16 Atouch Co., Ltd. Touch panel with polarizer, flat panel display with the touch panel and manufacturing method thereof
TWI225618B (en) * 2003-05-30 2004-12-21 Au Optronics Corp Improved touch panel structure
TWI285334B (en) * 2005-07-14 2007-08-11 Tpk Optical Solutions Corp Wiring structure of touch panel
TWI313431B (en) * 2006-04-14 2009-08-11 Ritdisplay Corporatio Transparent touch panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9665202B2 (en) 2014-01-08 2017-05-30 Chunghwa Picture Tubes, Ltd. Touch panel circuit and operation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US8723817B2 (en) 2014-05-13
US20110057898A1 (en) 2011-03-10
TW201109992A (en) 2011-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230045039A1 (en) Using electrical resistance to estimate force on an electrode during temperature changes
US9063621B2 (en) Touch sensor panel
CN104252275B (zh) 触摸感测装置及其驱动方法
US8120371B2 (en) Object position sensing apparatus
US8624845B2 (en) Capacitance touch screen
JP5524963B2 (ja) 多様なサイズおよび多様なインピーダンスの間隔保持手段を有する多点接触タッチ検出センサ
TWI394069B (zh) 觸控面板之觸控感測結構及其觸碰感測方法
CN107045400B (zh) 多点压力触控侦测方法及多点压力触控模组
TWI497389B (zh) 測定觸碰面板上之校正後觸碰位置的方法以及其校正後觸碰位置測定模組
US20130147739A1 (en) Input interface, portable electronic device and method of producing an input interface
US20090314621A1 (en) Brick Layout and Stackup for a Touch Screen
US20190294274A1 (en) Touch screen panel and touch sensing system including the same
TWI541712B (zh) 觸控螢幕、觸控板及其驅動方法
JP2017097794A (ja) タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及びカバー部材
TWI526916B (zh) Multi-touch screen device and multi-touch screen adjacent junction detection method
US9886151B2 (en) Touch detection sensor structure of capacitive type touch screen panel
CN101836178A (zh) 包括压力传感器阵列的具有单触摸或多触摸能力的触摸屏幕或触摸垫及此类传感器的制作
US9134870B2 (en) Capacitive touch-sensitive panel and mobile terminal using the same
US20150220200A1 (en) Touch Panel And Touch Screen Having The Same
US11842005B2 (en) Touch sensor panel including resistors for improved input signal
US9280233B1 (en) Routing for touch sensor electrodes
JP5832772B2 (ja) タッチパネル、タッチパネルシステム、および電子機器
US20150212620A1 (en) Touch Panel And Touch Screen Having The Same
US20130314367A1 (en) Touch Gesture Identification Method for Surface Capacitive Touch Screen
US10216340B2 (en) Touch detection device for improving touch detection and visibility and electronic device comprising same