TWI464644B - 觸控面板 - Google Patents

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一感測層的觸控面板。

近年來，隨著資訊技術、無線通訊及資訊家電的快速發展與廣泛應用，許多資訊產品的操作介面已由傳統的鍵盤或滑鼠改為使用觸控面板作為輸入裝置。常見的觸控面板大致可分為電容式觸控面板以及電阻式觸控面板。電容式觸控面板因為具有多點觸控的特性而備受矚目。當使用者以手指或是導電物體接近或觸碰電容式觸控面板的表面時，電容式觸控面板上的電容值會發生對應的變化。電容式觸控面板利用這樣的電容值變化來進行觸控位置的感測以及計算。

傳統的電容式觸控面板由沿水平方向與垂直方向排列的兩種感測墊構成。但是，這兩種方向的感測墊12與14通常由一整片的絕緣基材隔絕，如圖1A。或者，這兩種方向的感測墊22與24在彼此交錯的部分以絕緣材料將兩者隔絕，如圖1B。上述兩種電容式觸控面板都必須進行至少兩道單一材料層的製程，導致成本與工時不易降低。

目前，由單一材料層構成感測墊的電容式觸控面板也被提出。這種電容式觸控面板是將每一個感測墊的訊號都由獨立的連接線來傳輸，並直接由每一個感測墊的感測訊 號是否有變化而決定觸碰動作是否發生在該處。這樣一來，雖然製程成本與工時都降低了，但卻需要大量的連接線才能維持與如圖1B的電容式觸控面板相同的感測精確度，導致佈線與連接介面的設計上的困難。另一方面，若要減少連接線的數量，則需同時減少感測墊的數量，會導致感測精確度大幅的降低而不實用。

本發明提供一種觸控面板，可以解決製造成本與感測精確度難以兼顧的問題。

本發明的觸控面板包括一基板、多個第一感測墊以及多條連接線。第一感測墊配置於基板上且彼此分離。部分的一個第一感測墊恰由六個第一感測墊包圍。連接線配置於基板上。各連接線連接對應的一個第一感測墊。

在本發明之一實施例中，第一感測墊呈六邊形。例如，第一感測墊呈正六邊形。此外，觸控面板可更包括多個第二感測墊。第一感測墊與第二感測墊排列於一矩形區內，而第二感測墊鄰接矩形區的邊緣。各第二感測墊的形狀為各第一感測墊的形狀的一半。另外，各第一感測墊例如具有三雙對邊，各雙對邊互相平行。再者，各雙對邊的距離例如為9公釐至18公釐。三雙對邊的距離可以不同。

在本發明之一實施例中，基板為塑膠基板或玻璃基板。

在本發明之一實施例中，第一感測墊的材質為銦錫氧 化物。

基於上述，在本發明的觸控面板中，可以較少數量的感測墊獲得較高的感測精確度。

為讓本發明之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。

圖2是本發明一實施例的觸控面板的示意圖。請參照圖2，本實施例的觸控面板100包括一基板110、多個第一感測墊120以及多條連接線130。這些第一感測墊120都配置於基板110上，且各個第一感測墊120彼此分離而電性隔離。一部分的第一感測墊120中的每一個第一感測墊120恰由六個第一感測墊120包圍，例如圖2中的第一感測墊122。舉例而言，一個第一感測墊120恰由六個第一感測墊120緊密包圍。但是，位於基板110邊緣的第一感測墊120則可能不會被六個第一感測墊120包圍。連接線130配置於基板110上。每一條連接線130只連接對應的一個第一感測墊120。具體而言，每一個第一感測墊120也只連接對應的一條連接線130。

圖3A至圖3D說明圖2的觸控面板如何判斷觸碰發生的位置。請先參照圖3A，首先發送感測訊號S1至每個第一感測墊120A至120G。如此，可由是否只有第一感測墊120A回傳的訊號的強度不同於其他感測墊而判斷觸碰是否恰好發生在第一感測墊120A的位置，如圈圈C1所指 處。若有多個感測墊回傳的訊號的強度不同於其他感測墊，導致上述步驟無法確認觸碰發生的位置，則可選擇進行下列步驟。請參照圖3B，以第一感測墊120A為中心，每次發出三個感測訊號S2至圍繞第一感測墊120A的六個第一感測墊120B至120G中的相鄰三個。當發現第一感測墊120B至120D所回傳的訊號的強度變化最大時，可以判斷觸碰發生的位置是在第一感測墊120A靠近第一感測墊120B至120D的半邊，如圈圈C2所指處。另外，請參照圖3C，以第一感測墊120A為中心，也可每次發出兩個感測訊號S3至圍繞第一感測墊120A的六個第一感測墊120B至120G中的相鄰兩個。當發現第一感測墊120B與120C所回傳的訊號的強度變化最大時，可以判斷觸碰發生的位置是靠近第一感測墊120A靠近第一感測墊120B與120C的角落，如圈圈C3所指處。再者，請參照圖3D，以第一感測墊120A為中心，也可每次發出一個感測訊號S4至圍繞第一感測墊120A的六個第一感測墊120B至120G中的一個。當發現第一感測墊120B所回傳的訊號的強度變化最大時，可以判斷觸碰發生的位置是靠近第一感測墊120A與第一感測墊120B鄰接的一邊，如圈圈C4所指處。

需注意的是，在此雖然都以感測「觸碰」發生的位置為例做說明，但電容式觸控面板也可以在使用者的指尖或是觸控筆單純接近而未接觸觸控面板時就產生電容值的變化。因此，本實施例的觸控面板100不僅可以感測帶電物 觸碰觸控面板100的位置，也可以感測帶電物接近觸控面板100的位置。

由上述可知，圖2的本實施例的觸控面板100的第一感測墊120最多與六個第一感測墊120相鄰。因此，利用兩兩相鄰的第一感測墊120之間的電容的作用，至少可以判斷出觸碰發生的位置是正好位於一個第一感測墊120上、第一感測墊120的某個邊上、第一感測墊120的某個角落上或第一感測墊120的某半部上。相較於習知僅能由每個感測墊直接感測觸碰發生的位置而言，本實施例的觸控面板100可以相同數量的感測墊獲得高了許多倍的感測精確度。從另一觀點來看，在相同的感測面積中，本實施例的觸控面板100可以很少數量的感測墊獲得與習知技術相同的感測精確度。因此，可以大幅減少連接感測墊的連接線的數量，進而使得佈線與連接介面的設計變得容易許多。

本實施例的觸控面板100是利用兩兩相鄰的第一感測墊120之間的電容的作用來增加感測精確度。因此，每個第一感測墊120相鄰的第一感測墊120的數量理論上是越多越好。然而，研究後發現，每個感測墊相鄰的感測墊的數量大於六的時候，將無法排列出具有對稱性的圖案。因此，申請人選擇讓每個第一感測墊120與六個第一感測墊120相鄰。此時，第一感測墊120可以呈六邊形，當然也可以是圓形或其他形狀。六邊形的第一感測墊120例如具有三雙對邊，各雙對邊互相平行。本實施例的第一感測墊 120呈正六邊形。然而，為了配合實際產品所需的觸控範圍，感測墊也可以是在不同方向上有不同尺寸的六邊形，類似正六邊形在某個方向上被壓縮後的形狀，如圖4的感測墊220。感測墊220的三雙對邊的距離不同。舉例而言，一雙對邊222之間的距離大於兩雙對邊224之間的距離。

請再參照圖2，第一感測墊120的各雙對邊的距離D10例如為9公釐至18公釐。具體而言，第一感測墊120的大小是以無法同時容下使用者的兩個指尖為主。如此，方能確實分辨使用者的每個指尖的觸碰，進而達成偵測多點觸碰的目的。

圖5A至圖5D是本發明的四個實施例的感測墊的尺寸與整個觸控感測區域的尺寸的示意圖。請參照圖5A，在3.5吋的觸控感測區域中，亦即長寬分別為74.56公釐與49.84公釐的範圍內，可配置49個感測墊52。大部分的感測墊52的每個角的角度為120度，一雙對邊的最小距離為9.09公釐，兩個對角的頂點的最大距離為10.97公釐，單邊的長度包括5.72公釐與5.25公釐兩種。請參照圖5B，在4.3吋的觸控感測區域中，亦即長寬分別為95.8公釐與58.36公釐的範圍內，可配置60個感測墊54。大部分的感測墊54的每個角的角度為120度，一雙對邊的最大距離為10.69公釐，兩個對角的頂點的最小距離為11.77公釐，單邊的長度包括5.6公釐與6.17公釐兩種。請參照圖5C，在5吋的觸控感測區域中，亦即長寬分別為108公釐與64.8公釐的範圍內，可配置40個感測墊56。大部分的感測墊 56的每個角的角度為120度，一雙對邊的最大距離為15.38公釐，兩個對角的頂點的最小距離為17.04公釐，單邊的長度包括8.16公釐與8.88公釐兩種。請參照圖5D，在7吋的觸控感測區域中，亦即長寬分別為153.6公釐與86.64公釐的範圍內，可配置60個感測墊58。大部分的感測墊58的每個角的角度為120度，一雙對邊的最小距離為16.54公釐，兩個對角的頂點的最大距離為19.15公釐，單邊的長度包括9.65公釐與9.5公釐兩種。

實際上，目前電子產品所需的觸控感測區域大多都呈矩形。因此，本實施例的觸控面板100也具有用以感測觸控的一矩形區R10。此外，為了能夠感測發生在整個矩形區R10的觸碰，本實施例的觸控面板100更包括多個第二感測墊140。第一感測墊120與第二感測墊140大致上排滿矩形區R10，而第二感測墊140鄰接矩形區R10的邊緣。本實施例的每個第二感測墊140的形狀恰為一個第一感測墊120的形狀的一半。這樣的形狀設計有助於簡化對於回傳的感測訊號的運算處理。

本實施例的基板110可以是塑膠基板、玻璃基板或其他材質的基板。本實施例的第一感測墊120、連接線130與第二感測墊140的材質都是導電材質，例如是透明導電材質，具體如銦錫氧化物或其他材質。第一感測墊120、連接線130與第二感測墊140可以是由同一道沈積、微影與蝕刻製程形成，具有製程簡單且成本低的優點。

圖6至圖8是本發明另外三種實施例的觸控面板的感 測墊的示意圖，其中圖7與圖8僅繪示一部份的感測墊。請參照圖6與圖7，兩種實施例的感測墊320與420大致呈六角形，但其中有許多位置已經鏤空。為了對於觸控感測效果做最佳化，其中一個途徑就是變化感測墊320與420的面積與形狀。然而，只要每個感測墊是恰由六個感測墊包圍，皆可發揮前述的本發明的優點，亦即以較少數量的感測墊獲得較高的感測精確度。例如，雪花狀或環狀的感測墊也可應用在本發明中。或者，如圖8所示的感測墊520是以具有矩形的形狀為例，但一個感測墊520仍是恰由六個感測墊520包圍。

綜上所述，在本發明的觸控面板中，藉由每個感測墊與周圍的六個感測墊的感測訊號的變化，可以較少數量的感測墊獲得較高的感測精確度，進而降低佈線設計的困難而可廣泛被使用。

雖然本發明已以實施例揭露如上，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，故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。

12、14、22、24‧‧‧感測墊

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧基板

120、120A~120G、122‧‧‧第一感測墊

130‧‧‧連接線

140‧‧‧第二感測墊

D10‧‧‧第一感測墊的各雙對邊的距離

R10‧‧‧矩形區

S1~S4‧‧‧感測訊號

C1~C4‧‧‧觸碰發生的位置

220、320、420、520、52、54、56、58‧‧‧感測墊

222、224‧‧‧感測墊的對邊

圖1A與圖1B是兩種習知的觸控面板的示意圖。

圖2是本發明一實施例的觸控面板的示意圖。

圖3A至圖3D說明圖2的觸控面板如何判斷觸碰發生的位置。

圖4是本發明再一實施例的觸控面板的感測墊的示意圖。

圖5A至圖5D是本發明的四個實施例的感測墊的尺寸與整個觸控感測區域的尺寸的示意圖。

圖6至圖8是本發明另外三種實施例的觸控面板的感測墊的示意圖。

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧基板

120、122‧‧‧第一感測墊

130‧‧‧連接線

140‧‧‧第二感測墊

D10‧‧‧第一感測墊的各雙對邊的距離

R10‧‧‧矩形區

Claims (9)

1. 一種觸控面板，包括：一基板；多個第一感測墊，配置於該基板上且彼此分離，其中部分的一個第一感測墊恰由六個第一感測墊包圍；以及多條連接線，配置於該基板上，其中各該連接線各自獨立連接至對應的一個第一感測墊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中各該第一感測墊呈六邊形。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中各該第一感測墊呈正六邊形。
4. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，更包括多個第二感測墊，其中該些第一感測墊與該些第二感測墊排列於一矩形區內，該些第二感測墊鄰接該矩形區的邊緣，各該第二感測墊的形狀為各該第一感測墊的形狀的一半。
5. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中各該第一感測墊具有三雙對邊，各雙對邊互相平行。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中各雙對邊的距離為9公釐至18公釐。
7. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其中三雙對邊的距離不同。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該基板為塑膠基板或玻璃基板。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些第一感測墊的材質為銦錫氧化物。