TWI443555B - 軟性觸控感測薄膜、軟性觸控顯示裝置以及感測方法 - Google Patents

Description

軟性觸控感測薄膜、軟性觸控顯示裝置以及感測方法

本發明係有關於一種軟性觸控顯示裝置，特別是有關於具有軟性觸控感測薄膜之軟性觸控顯示裝置及其感測方法。

在消費性電子產品的應用中，觸控式面板(touch panel)已廣泛使用在可攜式電子產品中，例如個人數位助理(personal digital assistant，PDA)及行動電話等。目前，觸控面板包括電阻式、電容式、超音波式以及紅外線感測式等觸控面板，其中電容式觸控面板又可分為投射式觸控面板、表面觸控面板等。美國專利第7,109,978號揭露一種電容式觸控面板的感測裝置以及方法，其藉由感測由X軸和Y軸所構成之導體陣列的電容值，並將得到的電容值進行加權平均計算後，而偵測到觸控的發生。

對使用者而言，一些電子產品(例如電子書等)具有可撓曲、折彎之特性，其具有方便收納或是攜帶的優點。因此，軟性觸控顯示裝置已逐漸成為可撓曲之軟性電子產品的關鍵零組件之一。軟性觸控顯示裝置的基板亦具有可撓曲之特性，因此在運送、使用或收納的情況下可能會維持在撓曲狀態。然而，當基板在撓曲的狀態下，薄膜材料可能會因應力或溫度的影響而造成材料結構或是堆疊結構的改變，進而導致感測元件發生電性變異(例如導體電阻或疊層電容變化)。對軟性觸控顯示裝置來說，這些變異將會導致觸控偵測會不正常，進而降低感測之靈敏度。

本發明提供一種軟性觸控感測薄膜，包括：一互動感測單元以及一參考感測單元。上述互動感測單元設置於一可觸碰區內，以感測一觸控事件並輸出一感測資料。上述參考感測單元設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述可觸碰區外，以提供一參考資料。

再者，本發明提供一種軟性觸控顯示裝置，包括：一軟性觸控感測薄膜以及一偵測單元。上述軟性觸控感測薄膜包括：一互動感測單元，設置於一可觸碰區內，用以感測一觸控事件並輸出一感測資料；以及，一參考感測單元，設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述可觸碰區外，用以提供一參考資料。上述偵測單元，用以根據上述感測資料以及上述參考資料來偵測上述觸控事件之一觸控位置。

再者，本發明提供一種感測方法，適用於一軟性觸控感測薄膜，其中上述軟性觸控感測薄膜包括一互動感測單元以及一參考感測單元。當一觸控事件發生時，從上述互動感測單元得到一感測資料。當上述觸控事件發生時，從上述參考感測單元得到一參考資料。根據上述感測資料以及上述參考資料，偵測出上述觸控事件之一觸控位置。上述軟性觸控感測薄膜是設置於一顯示裝置內，其中上述互動感測單元係設置於上述顯示裝置之可觸碰區內，而上述參考感測單元係設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述顯示裝置之可觸碰區外。

再者，本發明提供一種感測方法，適用於一軟性觸控感測薄膜，其中上述軟性觸控感測薄膜包括一互動感測單元以及一參考感測單元。週期性地從上述參考感測單元讀取一參考資料。當上述參考資料與一暫存資料之間的差值大於一臨界值，根據上述參考資料來更新上述暫存資料。當一觸控事件發生時，從上述互動感測單元讀取一感測資料。根據上述感測資料以及已更新之上述暫存資料，偵測出上述觸控事件之一觸控位置。上述軟性觸控感測薄膜是設置於一顯示裝置內，其中上述互動感測單元係設置於上述顯示裝置之可觸碰區內，而上述參考感測單元係設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述顯示裝置之可觸碰區外。

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

實施例：

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之軟性觸控顯示裝置100。軟性觸控顯示裝置100包括軟性觸控感測薄膜110以及偵測單元150。在此實施例中，軟性觸控顯示裝置100可以是投射式電容觸控顯示器。軟性觸控感測薄膜110包括互動感測單元120以及參考感測單元130，其中互動感測單元120係設置於軟性觸控顯示裝置100的可觸碰區140內，而參考感測單元130係設置於互動感測單元120之兩側且位於可觸碰區140外，即參考感測單元130與可觸碰區140為不重疊。

參考第2圖，第2圖係顯示第1圖中軟性觸控感測薄膜110之示意圖。互動感測單元120係由複數感測元件220所組成之一感測陣列，而參考感測單元130係在該感測陣列的X軸以及Y軸上額外增加感測元件210，使得該感測陣列各增加一條行與列。在第2圖中，互動感測單元120內的感測元件220與參考感測單元130内的感測元件210為相同元件，即在製程、材料、結構與佈局方面皆為相同。因此，當軟性觸控顯示裝置100受到撓曲應力(bending stress)或是溫度影響時，感測元件210以及感測元件220大致上將會具有相同的電性變異，尤其是阻抗方面。然而，根據不同的應用以及環境，參考感測單元130内的感測元件210亦可設計成不同於互動感測單元120內的感測元件220。再者，參考感測單元130亦可設置在互動感測單元120之單一側，即X軸或是Y軸。

參考回第1圖，偵測單元150可分別從互動感測單元120以及參考感測單元130得到感測陣列中每一行以及每一列之阻抗。接著，偵測單元150可根據來自互動感測單元120的阻抗資料Z_r1 -Z_r4 和Z_c1 -Z_c4 以及參考感測單元130的阻抗資料Z_ref1 -Z_ref2 而偵測出是否有觸控事件發生，並且在觸控事件發生時，偵測出其觸控位置。值得注意的是，參考感測單元130係設置於可觸碰區140外，所以不會感應到觸控事件的發生，即使用者無法碰觸到參考感測單元130。因此，無論軟性觸控顯示裝置100遭受到應力形變(例如撓曲)或是溫度的任何影響，來自參考感測單元130的阻抗資料Z_ref1 -Z_ref2 可作為參考阻抗(即一種參考電性基準)，以供偵測單元150對互動感測單元120的阻抗資料Z_r1 -Z_r4 和Z_c1 -Z_c4 進行判斷。例如，無論軟性觸控顯示裝置是否有被撓曲，當使用者的手指沒有碰觸到軟性觸控顯示裝置100之可觸碰區140時(即無觸控事件發生)，互動感測單元120所提供之感測阻抗Z_r1 -Z_r4 和Z_c1 -Z_c4 與參考感測單元130所提供之參考阻抗Z_ref1 -Z_ref2 將不會有太大的差異。於是，偵測單元150會判斷無觸控事件發生。反之，當手指觸碰到可觸碰區140之任一位置時，將會在該觸碰位置造成電性變化，例如對應於該觸碰位置之X軸以及Y軸的阻抗會有變化產生。因此，偵測單元150會偵測到對應於該觸碰位置之X軸以及Y軸的感測阻抗以及參考感測單元130所提供之參考阻抗之間的差值將會超過所設定的臨界值，進而可判斷出手指的觸碰位置。

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之感測方法300，適用於具有互動感測單元和參考感測單元之軟性觸控顯示裝置。首先，當一觸控事件發生於軟性觸控顯示裝置之可觸碰區時，偵測單元會從互動感測單元之感測陣列內得到每一X軸以及每一Y軸之感測阻抗(步驟S302)。接著，偵測單元會從參考感測單元得到參考阻抗(步驟S304)。接著，偵測單元會根據每一感測阻抗與參考阻抗之間的差值而偵測出該觸碰位置(步驟S306)，即對應於該觸碰位置之X軸以及Y軸的感測阻抗會與參考阻抗之間具有明顯的差值。

第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之感測方法400，適用於具有互動感測單元和參考感測單元之軟性觸控顯示裝置。首先，偵測單元會週期性地從參考感測單元得到參考阻抗Z_ref (步驟S402)。接著，偵測單元150會計算目前所得到之參考阻抗Z_ref 與一暫存值Z_value 之差異，而求得參考阻抗之變化量ΔZ(步驟S404)，其中暫存值Z_value 為先前所得到之參考阻抗的阻抗值。接著，當參考阻抗之變化量ΔZ超過一特定臨界值Z_th 時，偵測單元會將該暫存值Z_value 更新為目前所得到之參考阻抗Z_ref 的阻抗值(步驟S406)。接著，當一觸控事件發生時，偵測單元會根據互動感測單元內每一軸之感測阻抗與暫存值Z_value 之間的差值而偵測出該觸碰位置(步驟S408)。此外，偵測單元亦可根據暫存值Z_value 對互動感測單元內的每一感測元件進行校正。

在本發明中，互動感測單元內的每一感測阻抗與參考感測單元之參考阻抗的差異只和手指碰觸的強度有關。無論是撓曲或是溫度所造成之導電層的電阻變化，或堆疊結構變化所造成的電容變化，皆不會反映在感測阻抗與參考阻抗的差異上。因此，可提高觸控感測之辨識率，並可避免因撓曲所產生之電性變化所造成的誤動作。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，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．．．軟性觸控顯示裝置

110．．．軟性觸控感測薄膜

120．．．互動感測單元

130．．．參考感測單元

140．．．可觸碰區

150．．．偵測單元

210、220．．．感測元件

Z_c1 -Z_c4 、Z_r1 -Z_r4 ．．．感測阻抗

以及

Z_ref1 -Z_ref2 ．．．參考阻抗

第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之軟性觸控顯示裝置；

第2圖係顯示第1圖中軟性觸控感測薄膜之示意圖；

第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之感測方法，適用於具有互動感測單元和參考感測單元之軟性觸控顯示裝置；以及

第4圖係顯示根據本發明另一實施例所述之感測方法，適用於具有互動感測單元和參考感測單元之軟性觸控顯示裝置。

100．．．軟性觸控顯示裝置

110．．．軟性觸控感測薄膜

120．．．互動感測單元

130．．．參考感測單元

140．．．可觸碰區

150．．．偵測單元

Z_c1 -Z_c4 、Z_r1 -Z_r4 ．．．感測阻抗

Z_ref1 -Z_ref2 ．．．參考阻抗

Claims (19)

1. 一種軟性觸控感測薄膜，包括：一互動感測單元，設置於一可觸碰區內，包括複數第一感測元件，用以感測發生在上述可觸碰區內之一觸控事件並輸出一感測資料；以及一參考感測單元，設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述可觸碰區外之一不可觸碰區內，包括複數第二感測元件，用以提供一參考資料，其中上述互動感測單元及上述參考感測單元在上述軟性觸控感測薄膜之平面上的投影並不重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性觸控感測薄膜，其中上述互動感測單元以及上述參考感測單元係由相同材料所構成，使得上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件在應力形變的狀態下具有相同之變異。
3. 如申請專利範圍第2項所述之軟性觸控感測薄膜，其中上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件具有不同之佈局結構。
4. 如申請專利範圍第1項所述之軟性觸控感測薄膜，其中上述感測資料係對應於上述觸控事件之一電性變化感測，而上述參考資料係與上述觸控事件無關之一參考電性基準。
5. 一種軟性觸控顯示裝置，包括：一軟性觸控感測薄膜，包括： 一互動感測單元，設置於一可觸碰區內，包括複數第一感測元件，用以感測發生在上述可觸碰區內之一觸控事件並輸出一感測資料；以及一參考感測單元，設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述可觸碰區外之一不可觸碰區內，包括複數第二感測元件，用以提供一參考資料；以及一偵測單元，用以根據上述感測資料以及上述參考資料來偵測上述觸控事件之一觸控位置，其中上述互動感測單元及上述參考感測單元在上述軟性觸控感測薄膜之平面上的投影並不重疊。
6. 如申請專利範圍第5項所述之軟性觸控顯示裝置，其中上述互動感測單元以及上述參考感測單元係由相同材料所構成，使得上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件在應力形變的狀態下具有相同之變異。
7. 如申請專利範圍第6項所述之軟性觸控顯示裝置，其中上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件具有不同之佈局結構。
8. 如申請專利範圍第5項所述之軟性觸控顯示裝置，其中上述感測資料係對應於上述觸控事件之一電性變化感測，而上述參考資料係與上述觸控事件無關之一參考電性基準。
9. 如申請專利範圍第5項所述之軟性觸控顯示裝置，其中當上述觸控事件發生時，上述偵測單元從上述互動感測單元讀取上述感測資料以及從上述參考感測單元讀取出 上述參考資料，並根據上述感測資料以及上述參考資料偵測出上述觸控位置。
10. 如申請專利範圍第5項所述之軟性觸控顯示裝置，其中上述偵測單元具有一暫存資料，其中上述偵測單元週期性地從上述參考感測單元讀取上述參考資料，以及當上述參考資料與上述暫存資料之間的差值大於一臨界值時，上述偵測單元根據上述參考資料來更新上述暫存資料。
11. 如申請專利範圍第10項所述之軟性觸控顯示裝置，其中當上述觸控事件發生時，上述偵測單元從上述互動感測單元讀取上述感測資料，並根據上述感測資料以及已更新之上述暫存資料偵測出上述觸控位置。
12. 一種感測方法，適用於一軟性軟性觸控感測薄膜，其中上述軟性軟性觸控感測薄膜包括一互動感測單元以及一參考感測單元，上述感測方法包括：當一觸控事件發生時，從上述互動感測單元之複數第一感測元件得到一感測資料；當上述觸控事件發生時，從上述參考感測單元之複數第二感測元件得到一參考資料；以及根據上述感測資料以及上述參考資料，偵測出上述觸控事件之一觸控位置，其中上述軟性軟性觸控感測薄膜是設置於一顯示裝置內，其中上述互動感測單元係設置於上述顯示裝置之一可觸碰區內，而上述參考感測單元係設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述顯示裝置之上述可觸碰區外之一不可觸碰區內， 其中上述觸控事件係發生於上述可觸碰區內，其中上述互動感測單元及上述參考感測單元在上述軟性觸控感測薄膜之平面上的投影並不重疊。
13. 如申請專利範圍第12項所述之感測方法，其中上述互動感測單元以及上述參考感測單元係由相同材料所構成，使得上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件在應力形變的狀態下具有相同之變異。
14. 如申請專利範圍第12項所述之感測方法，其中上述互動感測單元之上述第一感測元件以及上述參考感測單元之上述第二感測元件具有不同之佈局結構。
15. 如申請專利範圍第12項所述之感測方法，其中上述感測資料係對應於上述觸控事件之一電性變化感測，而上述參考資料係與上述觸控事件無關之一參考電性基準。
16. 一種感測方法，適用於一軟性軟性觸控感測薄膜，其中上述軟性軟性觸控感測薄膜包括一互動感測單元以及一參考感測單元，上述感測方法包括：週期性地從上述參考感測單元得到一參考資料；當上述參考資料與一暫存資料之間的差值大於一臨界值，根據上述參考資料來更新上述暫存資料；當一觸控事件發生時，從上述互動感測單元讀取一感測資料；以及根據上述感測資料以及已更新之上述暫存資料，偵測出上述觸控事件之一觸控位置，其中上述軟性軟性觸控感測薄膜是設置於一顯示裝置 內，其中上述互動感測單元係設置於上述顯示裝置之可觸碰區內，而上述參考感測單元係設置於上述互動感測單元之至少一側且位於上述顯示裝置之可觸碰區外。
17. 如申請專利範圍第16項所述之感測方法，其中上述互動感測單元以及上述參考感測單元係由相同材料所構成，使得上述互動感測單元以及上述參考感測單元在應力形變的狀態下具有相同之變異。
18. 如申請專利範圍第17項所述之感測方法，其中上述互動感測單元以及上述參考感測單元具有不同之佈局結構。
19. 如申請專利範圍第16項所述之感測方法，其中上述感測資料係對應於上述觸控事件之一電性變化感測，而上述參考資料係與上述觸控事件無關之一參考電性基準。