TWI412990B - No sense of color resistance of the touch-type touch device - Google Patents

No sense of color resistance of the touch-type touch device Download PDF

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Description

無視覺色差的電阻式觸控裝置
本發明係有關一種觸控裝置，特別是關於一種無視覺色差的電阻式觸控裝置。
隨著科技進步，個人數位助理(PDA)、行動電話、平板筆記型電腦等具有觸控式面板之電子裝置也越來越普及，市面上之觸控式面板依其設計原理可分為數大類，而其中最具代表性之觸控面板為電阻式觸控面板。
電阻式觸控面板之原理係利用手指或任意之物體按壓觸碰面板表面，使觸控面板內部上下之導電層接觸，產生電壓變化，進而偵測觸控面板表面受觸碰之位置。如第1圖所示，觸控面板包含一第一基板10、一間隔層12與一第二基板14，第一基板10與第二基板14分別用來偵測一輸入點於X、Y方向的位置，複數第一、第二電極16、18分別形成於第一、第二基板10、14上，並位於第一、第二基板10、14之間。另間隔層12為細小點狀分佈位於第一、第二電極16、18之間。當第一、第二基板10、14接觸時，根據第一、第二電極16、18之短路電壓可得知輸入點之X及Y位置。然而，此種觸控面板在第一、第二基板10、14皆須蝕刻圖案化或塗佈形成條狀電極，此些電極之形狀不但會影響顯示畫面，且在使用者的視覺感官下造成極大困擾。
因此，本發明係在針對上述之困擾，提出一種無視覺色差的電阻式觸控裝置，以解決習知所產生的問題。
本發明之主要目的，在於提供一種無視覺色差的電阻式觸控裝置，其係根據色彩空間之明亮差異值、黃藍差異值、紅綠差異值與歐幾里得距離 差異值ΔE 的關係式，限定透明導電基板的歐幾里得距離 差異值及黃藍差異值，或者限定導電電極之相鄰尺寸，以顯示無視覺色差的之觸控畫面，達到高品質顯示效果。
為達上述目的，本發明提供一種無視覺色差的電阻式觸控裝置，包含一第一透明導電基板，其底部具有複數第一透明導電電極，電極於第一方向具有一第一電壓差，第一透明導電基板與一第二透明導電基板間隔設置，且第二透明導電基板之頂部具有複數第二透明導電電極，第二透明導電電極於第二方向具有一第二電壓差，又第一、第二方向互相垂直，二基板之間有一間隔層，用以隔離第一、第二透明導電電極。其中根據色彩空間之明亮差異值ΔL 、黃藍差異值Δb *、紅綠差異值Δa *與歐幾里得距離 差異值ΔE 的關係式，算出第一透明導電基板之歐幾里得距離 差異值。第一透明導電基板符合一光學條件、一尺寸條件或上述兩者，其中光學條件為在光線穿透第一透明導電基板時，對於有無穿透第一透明導電電極之歐幾里得距離 差異值小於5，在光線射入第一透明導電基板時，對於有無射入第一透明導電電極之黃藍差異值Δb *需小於1.5，光線於第一透明導電基板反射時，對於有無於第一透明導電電極反射之歐幾里得距離 差異值則小於10；尺寸條件包含第一透明導電電極相鄰距離為50～1000微米。
茲為使　貴審查委員對本發明之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：
以下請參閱第2圖與第3圖，本發明之觸控面板19包含一第一透明導電基板20，其包含一材質為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene Terephthalate,PET)、聚環烯烴(Zeonor)、聚芳基酸酯(PAR)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、三乙醯基纖維素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、聚對奈二甲酸乙二酯(PEN)、聚芳基冰片烯(Arton)等高分子之透明基板22，其底部與頂部分別設有一抗牛頓環(anti-Newton Ring)層24與一硬塗層(hard coating layer)26，其中抗牛頓環層24用來防止光線繞射情形發生，且硬塗層26則用來提供保護作用。抗牛頓環層24之底部更設有複數互相平行之第一透明導電電極28，其材質為氧化銦錫(ITO)、類金屬材料、高分子等透明導電等材料，第一透明導電電極28於第一方向具有一第一電壓差。若結構上缺少抗牛頓環層24，則第一透明導電電極係直接設於透明基板22之底部。根據色彩空間之明亮差異值ΔL 、黃藍差異值Δb *、紅綠差異值Δa *與歐幾里得距離 差異值ΔE 的關係式，算出第一透明導電基板20之歐幾里得距離 差異值。為了使用者在視覺感官下，看到不具任何刻痕或間隔的之第一透明導電電極28之顯示效果，第一透明導電基板20係需符合一光學條件、一尺寸條件或此兩者。其中光學條件為在光線穿透第一透明導電基板20時，對於有無穿透第一透明導電電極28之歐幾里得距離 差異值小於或等於5，最佳為小於或等於2，在光線射入第一透明導電基板20時，對於有無射入第一透明導電電極28之黃藍差異值Δb *小於或等於1.5，最佳為小於或等於1.2，在光線於第一透明導電基板20反射時，對於有無於第一透明導電電極28反射之歐幾里得距離 差異值則小於10，最佳為小於或等於7；尺寸條件則包含第一透明導電電極28相鄰距離D1為50～1000微米，最佳為50～400微米。
第一透明導電基板20與一第二透明導電基板30間隔設置，第二透明導電基板30之頂部具有複數平行之第二透明導電電極32，其材質為氧化銦錫(ITO)、類金屬材料、高分子等透明導電等材料，第二透明導電電極32於第二方向具有一第二電壓差，且第一、第二方向互相垂直，第一、第二透明導電電極28、32亦互相垂直。第一透明導電基板20與第二透明導電基板30之間設有一間隔層34，其用以隔離第一、第二透明導電電極20、30。
另外，在第一透明導電基板20中，由於硬塗層26與透明基板22的形狀一致，因此透明基板22與硬塗層26之一邊緣凸設有一安裝區38，且此安裝區38與其兩側邊緣之連接處設有一凹口40，以易於拆下安裝於安裝區40之具軟式排線或電路晶片的軟性電路板42。
為了配合上述尺寸條件之限制，使顯示無視覺色差的效果更好，以下更進一步界定第一透明導電電極28之尺寸，此外，同時介紹第一、第二透明導電電極28、32之電阻限定關係，請參閱第3圖與第4圖。每一第一透明導電電極28為一長方體，其具有二長邊L與二寬邊W，寬邊W為8～30釐米，最佳為10～15釐米；厚度D2為50～700埃(angstrom)，最佳為100～400埃。在電阻設計上，每一第一透明導電電極28於二寬邊施加電壓時，第一透明導電電極28之電阻值小於或等於4萬歐姆，最佳為0.1～2.5萬歐姆。又每一第一透明導電電極28具有一最大電阻值Rmax 、一最小電阻值Rmin 與一平均電阻值Rav ，(Rmax -Rmin )/Rav 小於或等於50%，最佳為小於或等於25%。第二透明導電電極32亦為一長方體，其具有二長邊與二寬邊，於二寬邊施加電壓時，第二透明導電電極32之電阻值小於或等於4萬歐姆，最佳為0.1～2.5萬歐姆。
第一、第二透明導電電極28、32之頂、底面除了為長方形外，亦可為其他形狀，如第5(a)圖所示，具一主長方形區域281及二子長方形區域282，且主長方形區域281之二短邊分別接於每一子長方形區域282之長邊的位置；如第5(b)圖所示，具一主長方形區域283及二子長方形區域284，且主長方形區域283之二短邊的位置分別接於每一子長方形區域284之長邊；如第5(c)圖所示，具複數菱形區域285及複數長條區域286，每一長條區域286之兩端分別接有一菱形區域285之一角端，以串接所有菱形區域285，且此些菱形區域285水平等間隔排列。在相鄰二第一透明導電電極中，相鄰之二長條區域之間286，有一菱形區域285；在相鄰二第二透明導電電極中，相鄰之二長條區域286之間，有一菱形區域285。最後如第5(d)圖所示，每一第一、第二透明導電電極之頂、底面皆具一主長方形區域287及複數第一、第二長方形區域288、289，主長方形區域287之二長邊分別等間隔接有第一、第二長方形區域288、289之長邊，又在相鄰二第一透明導電電極中，相鄰之第一、第二長方形區域288、289交錯排列；以及在相鄰二第二透明導電電極中，相鄰之第一、第二長方形區域288、289交錯排列。
請繼續參閱第6圖與第7圖，當電壓施於第一、第二透明導電電極28、32時，第一透明導電電極28於第一方向即產生第一電壓差，因此第一透明導電電極28於第一方向產生第一電位線44，而第二透明導電電極32於第二方向即產生第二電壓差，因此第二透明導電電極32於第二方向產生第二電位線46。當觸控面板19之第一透明導電基板20與第二透明導電基板30接觸時，由於第一、第二透明導電電極28、32依序連接一可程式化邏輯裝置48、一類比至數位轉換器50與一微處理單元52，因此，可程式化邏輯裝置48可處理第一、第二透明導電電極28、32之短路電壓，以產生第一、第二方向之類比訊號，輸出至類比至數位轉換器50中，分別轉換成第一、第二方向之數位訊號。最後，微處理單元52接收此數位訊號，以根據數位訊號產生對應之座標值。
綜上所述，本發明對第一透明導電電極進行光學條件或尺寸條件上的限制，以達到無視覺色差的之高品質顯示效果。
以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
10．．．第一基板
12．．．間隔層
14．．．第二基板
16．．．第一電極
18．．．第二電極
19．．．觸控面板
20．．．第一透明導電基板
22．．．透明基板
24．．．抗牛頓環層
26．．．硬塗層
28．．．第一透明導電電極
30．．．第二透明導電基板
32．．．第二透明導電電極
34．．．間隔層
38．．．安裝區
40．．．凹口
42．．．軟性電路板
44．．．第一電位線
46．．．第二電位線
48．．．可程式化邏輯裝置
50．．．類比至數位轉換器
52．．．微處理單元
281．．．主長方形區域
282．．．子長方形區域
283．．．主長方形區域
284．．．子長方形區域
285．．．菱形區域
286．．．長條區域
287．．．主長方形區域
288．．．第一長方形區域
289．．．第二長方形區域
第1圖為先前技術之裝置結構示意圖。
第2圖為本發明之觸控面板結構分解示意圖。
第3圖為本發明之由底部觀之第一透明導電基板之立體圖。
第4圖為本發明之由頂部觀之第二透明導電基板之立體圖。
第5(a)圖至第5(d)圖為本發明之第一、第二透明導電電極形狀示意圖。
第6圖為本發明之第一透明導電基板與第二透明導電基板產生電位線之示意圖。
第7圖為本發明之電路方塊圖。
19．．．觸控面板
20．．．第一透明導電基板
22．．．透明基板
24．．．抗牛頓環層
26．．．硬塗層
28．．．第一透明導電電極
30．．．第二透明導電基板
32．．．第二透明導電電極
34．．．間隔層
38．．．安裝區
40．．．凹口
42．．．軟性電路板

Claims (26)

  1. 一種無視覺色差的電阻式觸控裝置，包含：一第一透明導電基板，底部具有複數第一透明導電電極，其係於第一方向具有一第一電壓差，根據色彩空間之明亮差異值ΔL 、黃藍差異值Δb *、紅綠差異值Δa *與歐幾里得距離 差異值ΔE 的關係式，算出該第一透明導電基板之該歐幾里得距離 差異值，該第一透明導電基板符合一光學條件、一尺寸條件或上述兩者，其中該光學條件為在光線穿透該第一透明導電基板時，對於有無穿透該第一透明導電電極之該歐幾里得距離 差異值小於或等於5，該光線射入該第一透明導電基板時，對於有無射入該第一透明導電電極之該黃藍差異值Δb *小於或等於1.5，該光線於該第一透明導電基板反射時，對於有無於該第一透明導電電極反射之該歐幾里得距離 差異值則小於或等於10，該尺寸條件包含該第一透明導電電極相鄰距離為50～1000微米；一第二透明導電基板，其係與該第一透明導電基板間隔設置，該第二透明導電基板之頂部具有複數第二透明導電電極，該些第二透明導電電極於第二方向具有一第二電壓差，且該第一、第二方向互相垂直；以及一間隔層，設於該第一透明導電基板與該第二透明導電基板之間，以隔離該些第一、第二透明導電電極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電基板更包含底部設有該些第一透明導電電極之一透明基板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電基板更包含一硬塗層(hard coating layer)，其係設於該透明基板之頂部。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電基板更包含一抗牛頓環(anti-Newton Ring)層，其係設於該透明基板與該些第一透明導電電極之間。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該透明基板之材質為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene Terephthalate,PET)、聚環烯烴(Zeonor)、聚芳基酸酯(PAR)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、三乙醯基纖維素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate;PMMA)、聚對奈二甲酸乙二酯(PEN)、聚芳基冰片烯(Arton)等高分子透明基材。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該些第一透明導電電極為氧化銦錫(ITO)、類金屬材料、高分子等透明導電等材料。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該些第二透明導電電極為氧化銦錫(ITO)、類金屬材料、高分子等透明導電等材料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該些第一透明導電電極互相平行，該些第二透明導電電極亦互相平行，且該些第一、第二透明導電電極互相垂直。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一、第二透明導電電極之頂、底面為長方形。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一、第二透明導電電極之頂、底面皆具一主長方形區域及二子長方形區域，且該主長方形區域之二短邊分別接於每一該子長方形區域之長邊的位置。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一、第二透明導電電極之頂、底面皆具一主長方形區域及二子長方形區域，且該主長方形區域之二短邊的中間位置分別接於每一該子長方形區域之長邊。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一、第二透明導電電極之頂、底面皆具複數菱形區域及複數長條區域，每一該長條區域之兩端分別接有一該菱形區域之一角端，以串接該些菱形區域，且該些菱形區域水平等間隔排列，又在相鄰二第一透明導電電極中，相鄰之二該長條區域之間，有一該菱形區域；以及在相鄰二第二透明導電電極中，相鄰之二該長條區域之間，有一該菱形區域。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一、第二透明導電電極之頂、底面皆具一主長方形區域及複數第一、第二長方形區域，該主長方形區域之二長邊分別等間隔接有該些第一、第二長方形區域之長邊，又在相鄰二該第一透明導電電極中，相鄰之該第一、第二長方形區域交錯排列；以及在相鄰二該第二透明導電電極中，相鄰之該第一、第二長方形區域交錯排列。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電基板之一邊緣凸設有一安裝區。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電基板之一邊緣凸設有一安裝區，且該安裝區與其兩側該邊緣之連接處設有一凹口。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該光線穿透該第一透明導電基板時，對於有無穿透該第一透明導電電極之該歐幾里得距離 差異值小於或等於2，該光線射入該第一透明導電基板時，對於有無射入該第一透明導電電極之該黃藍差異值Δb *小於或等於1.2，該光線於該第一透明導電基板反射時，對於有無於該第一透明導電電極反射之該歐幾里得距離 差異值小於或等於7。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該第一透明導電電極相鄰距離為50～400微米。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一透明導電電極具有二長邊與二寬邊，該寬邊為8～30釐米，每一該第一透明導電電極之厚度為50～700埃(angstrom)。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該寬邊為10～15釐米，且該厚度為100～400埃。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一透明導電電極具有二長邊與二寬邊，於該二寬邊施加電壓時，該第一透明導電電極之電阻值小於或等於4萬歐姆。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該電阻值最佳為0.1～2.5萬歐姆。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第一透明導電電極具有一最大電阻值Rmax 、一最小電阻值Rmin 與一平均電阻值Rav ，(Rmax -Rmin )/Rav 小於或等於50%。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該(Rmax -Rmin )/Rav 小於或等於25%。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中每一該第二透明導電電極具有二長邊與二寬邊，於該二寬邊施加電壓時，該第二透明導電電極之電阻值小於或等於4萬歐姆。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，其中該電阻值最佳為0.1～2.5萬歐姆。
  26. 如申請專利範圍第1項所述之無視覺色差的電阻式觸控裝置，更包含：一可程式化邏輯裝置，其係連接該第一、第二透明導電電極，並處理該第一、第二透明導電電極之短路電壓，以產生該第一、第二方向之類比訊號；一類比至數位轉換器，連接該可程式化邏輯裝置，並接收該類比訊號，以轉換為該第一、第二方向之數位訊號；以及一微處理單元，連接該類比至數位轉換器，並接收該數位訊號，以根據該數位訊號產生對應之座標值。
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