TWI530849B - 電容式觸碰面板的佈局結構 - Google Patents

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Description

電容式觸碰面板的佈局結構
本發明是有關於一種觸碰面板，且特別是有關於一種電容式觸碰面板的佈局結構。
傳統的互容式(mutual capacitance)觸碰面板的佈局結構大多是雙導電層結構。其中，驅動電極被配置在雙導電層的其中一個導電層中，而接收電極則被配置於雙導電層的另一個導電層中。然而，傳統互容式觸碰面板的雙導電層結構因為要配置上述雙導電層而增加成本。
本發明提供一種電容式觸碰面板的佈局結構，可以實施於單一導電層中，以降低成本。
本發明實施例提出一種電容式觸碰面板的佈局結構。此佈局結構包括多個電性路徑以及多個第一觸碰單元。所述多個電性路徑配置於基板上。這些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極。這些第一接收電極與這些第一驅動電極配置於基板上同一個導電層中。第一接收電極與第一驅動電極彼此絕緣。這些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至控制器，而這些第一驅動電極彼此電性連接。
依據本發明之一實施例所述，於這些第一觸碰單元的其中一個觸碰單元中，上述之控制器同時驅動第一驅動電極以及感測第一接收電極，以便感測電容式觸碰面板中這個觸碰單元所在位置的電容量。
依據本發明之一實施例所述，於這些第一觸碰單元的其中一個觸碰單元中，第一接收電極以「加號」(plus sign)形狀、「星號」(asterisk)形狀、「中文米字」形狀或「佛教萬字」(swastika)形狀配置於該觸碰單元中，而該第一驅動電極則配置於該第一接收電極的周圍。
基於上述，本發明實施例所述電容式觸碰面板的佈局結構可以將驅動電極與接收電極均配置於同一個導電層中。因此，相較於傳統互容式觸碰面板，本發明實施例所述佈局結構可以簡化光罩數量與製程複雜度，進而降低製造成本。
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1是依照本發明實施例說明一種電容式觸碰面板100的佈局結構示意圖。電容式觸碰面板100的佈局結構包括多個電性路徑110以及多個第一觸碰單元(touch unit，例如圖1所示觸碰單元120)。電容式觸碰面板100中其他觸碰單元的實施方式可以參照觸碰單元120的相關說明。於本實施例中，此基板可採用如聚碳酸酯 (Polycarbonate,PC)、聚乙烯(Polyethylene,PE)、聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate,PMMA)或玻璃基板等透明材質。電性路徑110與第一觸碰單元120可以是任何透光導電材質，例如銦錫氧化物(indium-tin oxide,ITO)等。
每一個第一觸碰單元120分成兩個區域，分別為第一驅動電極(driving electrode)121與第一接收電極(receiving electrode)122。這些第一接收電極122與這些第一驅動電極121都配置於相同的導電層中。第一接收電極122與第一驅動電極121彼此絕緣。在這些第一觸碰單元120的每一個觸碰單元中，第一接收電極122配置於對應觸碰單元的中央部，而第一驅動電極121則配置於第一接收電極122的周圍。在本實施例中，第一接收電極122以「加號」(plus sign)形狀配置於觸碰單元120中，而第一驅動電極121則配置於第一接收電極122的周圍，如圖1所示。第一驅動電極121於行(column)方向彼此電性連接。每一行的第一個驅動電極121再彼此電性連接，形成所有的第一驅動電極121全部連接在一起。這些相互電性連接的第一驅動電極121被連接至控制器10(例如觸碰控制器，touch controller)。也就是說，這些第一驅動電極121相當於由相同的電性路徑110連接至控制器10。
這些第一接收電極122由不同的電性路徑110連接至控制器10。於電容式觸碰面板100中，第一接收電極122與控制器10之間的所有電性路徑110，以及第一驅動電極 121與控制器10之間的所有電性路徑110，均配置於同一個導電層中。
控制器10可以利用晶粒-玻璃接合(chip on glass,COG)製程配置於電容式觸碰面板100的基板上，也可以利用晶粒-軟片接合(chip on film,COF)製程配置於可撓式印刷電路(flexible printed circuit,FPC)上，或是利用晶粒-電路板接合(chip on board,COB)製程配置於印刷電路板(printed circuit board,PCB)上。
當要或測電容式觸碰面板100的這些第一觸碰單元120時，控制器10輸出驅動電壓以驅動所有第一驅動電極121，同時感測所有第一接收電極122以感測在電容式觸碰面板100中對應觸碰單元120所在位置的電容量。因此，控制器10會偵測每一個獨立觸碰單元120內的第一驅動電極121與第一接收電極122的電容變化。若其電容值超過預定的觸碰臨界準位(finger on threshold level)，則從這些第一觸碰單元120的電容值中找出峰值的位置，再與峰值位置的周圍鄰近觸碰單元120的電容值內插出細緻的座標值，以計算出觸碰點的座標值。
圖1所示實施例說明一個具有4×6個第一觸碰單元120的電容式觸碰面板100。依照設計需求，控制器10可以一次偵測出4×6個第一觸碰單元120的電容值。在其他實施例中，控制器10可以一次偵測出6個第一觸碰單元120的電容值，以降低控制器10的成本。由於控制器10一次只能偵測6個第一觸碰單元120的電容值，因此控制 器10可以進行4次偵測操作，以偵測電容式觸碰面板100上全部第一觸碰單元120的電容值。
圖2是依照本發明另一實施例說明一種電容式觸碰面板200的佈局結構示意圖。圖2的實施細節可以參照圖1中的相關說明。請參照圖2，電容式觸碰面板200的佈局結構包括電性路徑110、多個第一觸碰單元(例如觸碰單元210)、多個第二觸碰單元(例如觸碰單元220)、多個第三觸碰單元(例如觸碰單元230)以及多個第四觸碰單元(例如觸碰單元240)。這些第一觸碰單元210配置於4×6觸碰單元陣列的第一行(column)，這些第二觸碰單元220配置於4×6觸碰單元陣列的第二行，這些第三觸碰單元230配置於4×6觸碰單元陣列的第三行，而這些第四觸碰單元240配置於4×6觸碰單元陣列的第四行。
這些觸碰單元210、220、230與240的接收電極、驅動電極與電性路徑110都配置於相同的導電層中。這些觸碰單元210、220、230與240的實施方式可以參照圖1中第一觸碰單元120的相關說明。例如，第二觸碰單元220各自包括至少一個第二接收電極222以及至少一個第二驅動電極221。這些第二接收電極222與這些第二驅動電極221均配置於同一個導電層，且第二接收電極222與第二驅動電極221彼此絕緣。這些第二接收電極222由不同的電性路徑110連接至控制器10，而這些第二驅動電極221由相同的電性路徑110連接至控制器10，如圖2所示。這 些觸碰單元210、220、230與240內部接收電極的幾何形狀可以彼此相同。
與圖1所示電容式觸碰面板100的不同之處，在於電容式觸碰面板200的4×6觸碰單元陣列中，不同行(column)的驅動電極彼此不連接。也就是說，不同行(column)的驅動電極經由不同的電性路徑110連接至控制器10。因此在本實施例中，控制器10可以在不同時間輪流掃描觸碰單元210、220、230與240的驅動電極。例如，控制器10在期間t1時輸出驅動電壓以驅動所有第一觸碰單元210的驅動電極211，同時感測所有第一觸碰單元210的接收電極212以感測在電容式觸碰面板100中對應觸碰單元210所在位置的電容量。接下來，控制器10在期間t2時輸出驅動電壓以驅動所有第二觸碰單元220的驅動電極221，同時感測所有第二觸碰單元220的接收電極222以感測對應觸碰單元220所在位置的電容量。以此類推，控制器10在期間t3時驅動所有第三觸碰單元230的驅動電極231以及感測所有第三觸碰單元230的接收電極232，然後在期間t4時驅動所有第四觸碰單元240的驅動電極241以及感測所有第四觸碰單元240的接收電極242。如此，控制器10可以進行4次偵測操作，每一次偵測操作只偵測6個觸碰單元的電容值，以偵測電容式觸碰面板200上全部觸碰單元210、220、230與240的電容值。
上述諸實施例將形成十字形的第一接收電極122放置於第一觸碰單元120的中央部，而形成四個四角形的第一 驅動電極121則配置於第一接收電極122的周圍。依據不同幾何形狀的第一驅動電極121與第一接收電極122配置，將可提高電容式觸碰面板的感應能力(靈敏度)。驅動電極與接收電極的佈局方式不應限制於圖1所示。例如，在其他實施例中，上述接收電極122、212、222、232及/或242是以「星號」(asterisk)形狀或是其他幾何形狀配置於觸碰單元中。
圖3是依照本發明又一實施例說明一種電容式觸碰面板300的佈局結構示意圖。圖3的實施細節可以參照圖1中的相關說明。請參照圖3，電容式觸碰面板300的佈局結構包括電性路徑110以及5×6個第一觸碰單元(例如觸碰單元310)。電容式觸碰面板300中其他觸碰單元的實施方式可以參照觸碰單元310的相關說明。每一個第一觸碰單元310分成兩個區域，分別為驅動電極311與接收電極312。這些接收電極312與驅動電極311都配置於相同的導電層中。
在本實施例中，第一接收電極312是以「中文米字」形狀配置於觸碰單元310中，而第一驅動電極311則配置於第一接收電極312的周圍，如圖3所示。於行(column)方向上的多個驅動電極311彼此電性連接。每一行終端的驅動電極311再彼此電性連接，形成所有的第一驅動電極311全部連接在一起。這些相互電性連接的第一驅動電極311被連接至控制器10。也就是說，這些第一驅動電極311相當於由相同的電性路徑110連接至控制器10。這些第一 接收電極312由不同的電性路徑110連接至控制器10。於電容式觸碰面板300中，第一接收電極312與控制器10之間的所有電性路徑110，以及第一驅動電極311與控制器10之間的所有電性路徑110，均配置於同一個導電層中。
當要感測電容式觸碰面板300的這些第一觸碰單元310時，控制器10輸出驅動電壓以驅動所有第一驅動電極311，同時一次感測5×6個第一接收電極312，以感測在電容式觸碰面板300中對應觸碰單元310所在位置的電容量。因此，控制器10會偵測每一個獨立觸碰單元310內的第一驅動電極311與第一接收電極312的電容變化。在其他實施例中，控制器10一次只能偵測出5個第一觸碰單元310的電容值，以降低控制器10的成本。由於控制器10一次只能偵測5個第一觸碰單元310的電容值，因此控制器10可以進行6次偵測操作，以偵測電容式觸碰面板300上全部第一觸碰單元310的電容值。
若這些第一觸碰單元310的電容值超過預定的觸碰臨界準位，則從這些第一觸碰單元310的電容值中找出峰值的位置，再與峰值位置周圍鄰近觸碰單元310的電容值內插出細緻的座標值，以計算出觸碰點的座標值。
圖4是依照本發明更一實施例說明一種電容式觸碰面板400的佈局結構示意圖。圖4的實施細節可以參照圖1中的相關說明。請參照圖4，電容式觸碰面板400的佈局結構包括電性路徑110以及4×6個第一觸碰單元(例如觸碰單元410)。電容式觸碰面板400中其他觸碰單元的實施方 式可以參照觸碰單元410的相關說明。每一個第一觸碰單元410分成兩個區域，分別為驅動電極411與接收電極412。這些接收電極412與驅動電極411都配置於相同的導電層中。
在本實施例中，第一接收電極412是以「佛教萬字」(swastika)形狀配置於觸碰單元410中，而第一驅動電極411則以四個「C字」形狀配置於第一接收電極412的周圍，如圖4所示。於行(column)方向上的多個驅動電極411彼此電性連接。所有的第一驅動電極411全部連接在一起。這些相互電性連接的第一驅動電極411被連接至控制器10。也就是說，這些第一驅動電極411相當於由相同的電性路徑110連接至控制器10。這些第一接收電極412由不同的電性路徑110連接至控制器10。於電容式觸碰面板400中，第一接收電極412與控制器10之間的所有電性路徑110，以及第一驅動電極411與控制器10之間的所有電性路徑110，均配置於同一個導電層中。
當要感測電容式觸碰面板400的這些第一觸碰單元410時，控制器10輸出驅動電壓以驅動所有第一驅動電極411，同時一次感測4×6個第一接收電極412，以感測在電容式觸碰面板400中對應觸碰單元410所在位置的電容量。因此，控制器10會偵測每一個獨立觸碰單元410內的第一驅動電極411與第一接收電極412的電容變化。在其他實施例中，控制器10一次只能偵測出4個第一觸碰單元410的電容值，以降低控制器10的成本。由於控制器10 一次只能偵測4個第一觸碰單元410的電容值，因此控制器10可以進行6次偵測操作，以偵測電容式觸碰面板400上全部第一觸碰單元410的電容值。
綜上所述，上述諸實施例所述電容式觸碰面板的佈局結構可以將驅動電極與接收電極均配置於同一個導電層中。因此，相較於傳統互容式觸碰面板，上述諸實施例所述佈局結構可以簡化光罩數量與製程複雜度，進而降低製造成本。
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。
100、200、300、400‧‧‧電容式觸碰面板
110‧‧‧電性路徑
120、210、220、230、240、310、410‧‧‧觸碰單元
121、211、221、231、241、311、411‧‧‧驅動電極
122、212、222、232、242、312、412‧‧‧接收電極
圖1是依照本發明實施例說明一種電容式觸碰面板的佈局結構示意圖。
圖2是依照本發明另一實施例說明一種電容式觸碰面板的佈局結構示意圖。
圖3是依照本發明又一實施例說明一種電容式觸碰面板的佈局結構示意圖。
圖4是依照本發明更一實施例說明一種電容式觸碰面板的佈局結構示意圖。
100‧‧‧電容式觸碰面板
110‧‧‧電性路徑
120‧‧‧觸碰單元
121‧‧‧驅動電極
122‧‧‧接收電極

Claims (29)

  1. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及多個第一觸碰單元，該些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極，該些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至一控制器，而該些第一驅動電極彼此電性連接，其中該多個第一觸碰單元當中每一者之該至少一第一接收電極係沿複數個交界方向與相同的第一觸碰單元內之該至少第一驅動電極相鄰。
  2. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該些第一觸碰單元當中至少有兩個第一觸碰單元沿一第一方向電性連接，以及至少有兩個第一觸碰單元沿一第二方向電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該多個第一觸碰單元係排列為一m*n陣列，其中m與n分別為一大於等於二之正整數。
  4. 如申請專利範圍第2項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該陣列沿一第一方向共有m行觸碰單元，相同一行上之n個第一觸碰單元之該些第一驅動電極，係兩兩相鄰者直接連接，並透過相同之一電性路徑連接至該控制器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該陣列中該n列第一觸碰單元當中至少一列之觸碰單元之多個第一觸碰單元係兩兩相鄰者直接連接。
  6. 如申請專利範圍第3項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該多個第一觸碰單元之相同一個第一觸碰單元中，該至少一第一接收電極之總數等於一，以及該至少一第一驅動電極之總數大於一。
  7. 如申請專利範圍第6項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該多個第一觸碰單元之相同一個第一觸碰單元中，該些第一驅動電極兩兩相鄰者直接連接。
  8. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中不同之該些第一觸碰單元當中包括第一複數個第一觸碰單元之該些第一驅動電極分別與相鄰的兩個第一觸碰單元之該些第一驅動電極直接連接，以及包括第二複數個第一觸碰單元分別與相鄰的一個第一觸碰單元之該些第一驅動電極以及與該控制器直接連接。
  9. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該些第一觸碰單元的一個觸碰單元中，該控制器同時驅動該第一驅動電極以及感測該第一接收電極，以感測該電容式觸碰面板中該觸碰單元所在位置的電容量。
  10. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於所述電容式觸碰面板中，該些第一接收電極與該控制器之間的電性路徑，以及該些第一驅動電極與該控制器之間的電性路徑，均配置於同一導電層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該些第一觸碰單元的一個觸碰單元中，該 至少一第一接收電極配置於該觸碰單元的中央部，而該至少一第一驅動電極則配置於該第一接收電極的周圍。
  12. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該些第一觸碰單元的相同一個觸碰單元中，該至少一第一接收電極之數目為一，而該至少一第一驅動電極之數目大於一且配置於該第一接收電極的周圍。
  13. 如申請專利範圍第12所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該些第一觸碰單元的相同一個觸碰單元中，該該第一接收電極以「加號」形狀、「星號」形狀、「中文米字」形狀或「佛教萬字」形狀配置於該觸碰單元中。
  14. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，更包括：多個第二觸碰單元，該些第二觸碰單元各自包括至少一第二接收電極以及至少一第二驅動電極，該些第二接收電極與該些第二驅動電極配置於同一導電層，其中該第二接收電極與該第二驅動電極彼此絕緣，該些第二接收電極由不同的電性路徑連接至該控制器，而該些第二驅動電極由相同的電性路徑連接至該控制器；其中該些第二驅動電極連接至該控制器的電性路徑不同於該些第一驅動電極連接至該控制器的電性路徑。
  15. 如申請專利範圍第14項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該些第二接收電極的幾何形狀相同於該些第一接收電極的幾何形狀。
  16. 如申請專利範圍第1項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該些第一接收電極與該些第一驅動電極配置於該基板上同一導電層中，其中該第一接收電極與該第一驅動電極彼此絕緣。
  17. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及多個第一觸碰單元，該些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極，該些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至一控制器，而該些第一驅動電極彼此電性連接，其中該些第一觸碰單元當中至少有兩個第一觸碰單元沿一第一方向電性連接，以及至少有兩個第一觸碰單元沿一第二方向電性連接。
  18. 如申請專利範圍第17項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該陣列沿一第一方向共有m行觸碰單元，相同一行上之n個第一觸碰單元之該些第一驅動電極，係兩兩相鄰者直接連接，並透過相同之一電性路徑連接至該控制器。
  19. 如申請專利範圍第18項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該陣列中該n列第一觸碰單元當中至少一列之觸碰單元之多個第一觸碰單元係兩兩相鄰者直接連接。
  20. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及 多個第一觸碰單元，該些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極，該些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至一控制器，而該些第一驅動電極彼此電性連接，其中該多個第一觸碰單元係排列為一m*n陣列，其中m與n分別為一大於等於二之正整數。
  21. 如申請專利範圍第20項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該多個第一觸碰單元之相同一個第一觸碰單元中，該至少一第一接收電極之總數等於一，以及該至少一第一驅動電極之總數大於一。
  22. 如申請專利範圍第21項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中於該多個第一觸碰單元之相同一個第一觸碰單元中，該些第一驅動電極兩兩相鄰者直接連接。
  23. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及多個第一觸碰單元，該些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極，該些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至一控制器，而該些第一驅動電極彼此電性連接，其中於所述電容式觸碰面板中，該些第一接收電極與該控制器之間的電性路徑，以及該些第一驅動電極與該控制器之間的電性路徑，均配置於同一導電層。
  24. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及 多個第一觸碰單元，該些第一觸碰單元各自包括至少一第一接收電極以及至少一第一驅動電極，該些第一接收電極分別由不同的電性路徑連接至一控制器，而該些第一驅動電極彼此電性連接，其中於該些第一觸碰單元的一個觸碰單元中，該至少一第一接收電極配置於該觸碰單元的中央部，而該至少一第一驅動電極則配置於該第一接收電極的周圍。
  25. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及多個觸碰單元，該些觸碰單元各自包括至少一接收電極以及至少一驅動電極，該些觸碰單元之該些接收電極係彼此不電性連接而透過複數個不同之該些電性路徑連接至一控制器，該些觸碰單元之該些驅動電極係先彼此連接，再透過該些電性路徑當中至少一相同的電性路徑連接至該控制器，其中該多個觸碰單元當中每一者之該至少一接收電極係沿複數個交界方向與相同的觸碰單元內之該至少一驅動電極相鄰。
  26. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個電性路徑，配置於一基板上；以及多個觸碰單元，該些觸碰單元各自包括至少一接收電極以及至少一驅動電極，該些觸碰單元之該些接收電極係彼此不電性連接而透過複數個不同之該些電性路徑連接至一控制器，該些觸碰單元之該些驅動電極係先彼此連接，再透過該些電性路徑當中至少一相同的電性路徑連接至該 控制器，其中該些觸碰單元係包括至少兩個觸碰單元沿一第一方向電性連接，以及至少兩個觸碰單元沿一第二方向電性連接。
  27. 一種電容式觸碰面板的佈局結構，包括：多個觸碰單元，該些觸碰單元各自包括至少一接收電極以及至少一驅動電極，其中該多個觸碰單元當中每一者之該至少一接收電極係沿複數個交界方向與相同的觸碰單元內之該至少一驅動電極相鄰，以及該些觸碰單元當中至少有兩個觸碰單元沿一第一方向電性連接，以及至少有兩個觸碰單元沿一第二方向電性連接。
  28. 如申請專利範圍第27項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該多個觸碰單元當中至少有複數個不同之觸碰單元之該些接收電極彼此不電性連接且分別由不同的電性路徑連接至一控制器。
  29. 如申請專利範圍第27項所述電容式觸碰面板的佈局結構，其中該多個觸碰單元之數目為X，該些觸碰單元之該些驅動電極由Y個電性路徑連接至一控制器，其中Y<X。
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