TWI622918B

TWI622918B - 觸控面板

Info

Publication number: TWI622918B
Application number: TW106107373A
Authority: TW
Inventors: 施乃文
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-05-01
Also published as: TW201833751A

Abstract

本發明提供一種觸控面板，其包括一第一基板、一第二基板、一導電層及複數個彎曲感測單元，該第一基板與該第二基板係相對設置。該導電層設置於該第二基板面對該第一基板之一內側。該複數個彎曲感測單元設置於該第一基板面對該第二基板之該內側。每一彎曲感測單元用來感測該每一彎曲感測單元與該導電層之間之電容值。

Description

觸控面板

本發明係指一種觸控面板，尤指一種可提昇觸控偵測正確性之觸控面板。

觸控裝置可感應偵測使用者的在觸控裝置上的動作或手勢並產生相對應的觸控訊號。因此各種具有觸控輸入功能的電子產品被普遍的使用，如筆記型電腦，智慧型手機、個人數位助理（PDA）、平板電腦（tablet PC）等皆是。觸控輸入功能提供了更自然且直覺化的人機互動模式。尤其是兼具觸控功能與顯示器的觸控面板更是被廣泛地應用。然而，觸控面板在使用時很容易會受到外力作用而產生形變現象，尤其是大尺寸的觸控面板更是顯著。在此情況下，將會影響觸控裝置對於觸控事件判斷的準確性。因此，習知技術實有改進的必要。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種可可提昇觸控偵測正確性之觸控面板，以解決上述問題。

本發明揭露一種觸控面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一導電層，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側；以及複數個彎曲感測單元，設置於該第一基板面對該第二基板之該內側，每一彎曲感測單元用來感測該每一彎曲感測單元與該導電層之間之電容值。

本發明另揭露一種觸控面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；複數個導電電極，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側表面；複數個像素單元，設置於該第二基板面對第一基板之該內側表面以及複數個彎曲感測單元，設置於該第一基板面對該第二基板之一內側表面，每一彎曲感測單元用來感測該每一彎曲感測單元與相應導電電極之間之電容值。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例之一觸控面板10之剖面示意圖。觸控面板10包括一第一基板100、一第二基板110、一液晶層120、導電層130、像素單元140、彎曲感測單元150、判斷單元160、觸控感測模組170以及觸控控制器180。第一基板100與第二基板110係相對設置。第一基板100可為一陣列基板(Array Substrate)。第二基板110可為一保護玻璃基板（Cover Glass）。較佳地，第二基板110可為透光基板，例如玻璃基板、壓克力基板，但不以此為限。液晶層120設置於第一基板100與第二基板110之間。

導電層130設置於第二基板110面對第一基板100之內側。導電層130可連接至一地端或一參考電壓端。導電層130可為顯示面板模組（Liquid Crystal Display Module，LCM）之一共通電極。導電層130可以導電材料來實現。例如，導電層130可為透明導電材料，如氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）、氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide，IZO）、奈米銀絲（silver nanowire，SNW）、奈米碳管（Carbon Nano Tube，CNT）、導電高分子（PEDOT）等透明導電材料，但不以此為限。此外，導電層130與第二基板120之間亦可設置一絕緣層。

像素單元140係設置於第一基板100面對第二基板110之一內側表面。每一像素單元可包含薄膜電晶體（Thin-Film Transistor TFT）以及耦接至薄膜電晶體之像素電極（pixel electrode），每一像素單元可透過相應之掃描線（scan line）與資料線（data line）連接至相應驅動器。

彎曲感測單元150係設置於第一基板100面對第二基板110之內側表面。也就是說，彎曲感測單元150與像素單元140係設置在同一基板上並形成於同一表面。較佳地，彎曲感測單元150與像素單元140彼此錯開且不重疊。如此一來，彎曲感測單元150將不會影響顯示操作時像素單元140的穿透率。彎曲感測單元150可以導電材料來實現。彎曲感測單元150會與導電層130之間產生電容效應而具有一電容值存在。在此情況下，每一彎曲感測單元可感測彎曲感測單元其本身與導電層130之間的電容值大小，並將所感測到之電容值提供至判斷單元160。此外，關於兩平行導體之電容值的公式如下： (1)

其中，C表示電容值，□表示介質常數，A表示彎曲感測單元之面積，d表示彎曲感測單元與導電層140之間的距離。由式（1）可知，電容值大小係相關於彎曲感測單元與導電層140之間的距離。

進一步地，判斷單元160用來根據彎曲感測單元150所感測到之電容值來判斷觸控面板10是否有彎曲或變形的情況，以產生一判斷結果。舉例來說，針對每一彎曲感測單元，判斷單元160用來每一彎曲感測單元所感測到之電容值的變化情況來判斷觸控面板10是否有彎曲或變形的情況。由於當外力藉由一物件或手指施加至觸控面板10時，所施加的力量會使觸控面板10的元件產生形變。在此情況下，彎曲感測單元150與導電層130之間的距離也會隨著改變，如此一來，彎曲感測單元150與導電層130之間的電容值大小也會隨著改變。因此，針對每一彎曲感測單元，判斷單元160判斷出彎曲感測單元所偵測出之電容值的變化量是否大於一臨限值。

例如，當判斷結果指示變化量大於臨限值時，這表示彎曲感測單元與導電層130之間的距離變化大於一預設值，也就是說，觸控面板10發生彎曲或變形的情況。此時，判斷單元160可產生一判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之相應彎曲感測單元的位置處有發生彎曲或變形的情況存在。當判斷結果指示變化量小於或等於臨限值時，這表示彎曲感測單元與導電層130之間的距離變化不大，相應彎曲感測單元的位置處沒有發生彎曲或變形的情況。此時，判斷單元160可產生一判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之相應彎曲感測單元的位置處沒有發生彎曲或變形的情況存在。換言之，判斷單元160可即時回報觸控面板10上何處係折彎或變形情況而非觸控事件，使得觸控控制器180可以更精準的判斷觸控事件並動態的調整判斷準來做因應。

觸控感測模組170係設置於第二基板110之外側。觸控感測模組170可因應一物件在觸控感測模組170上的操作來產生觸控感測訊號。本實施例之觸控感測模組170可為電容式觸控感測器、電阻式觸控感測器、電磁式觸控感測器、波動式觸控感測器、壓電式觸控感測器、光學式觸控感測器或其他任何具觸控感測功能之裝置。值得注意的是，如第1圖所示，觸控感測模組170為一外掛式（on-cell）觸控感測模組。然，本發明並不以此為限，本案之觸控感測模組亦可為內嵌式（in-cell）觸控感測模組而可整合至顯示面板模組之中。

觸控控制器180耦接於觸控感測模組170用來接收觸控感測模組170所產生之觸控訊號並據以運算處理，以判斷出是否有觸控事件發生。並且，觸控控制器180依據判斷單元160所產生之判斷結果來判斷哪些觸控感測模組170的所在區域有發生彎曲或變形的情況存在。當有發生彎曲或變形的情況的區域被判斷出目前有觸控事件發生時，這表示可能是元件發生彎曲或變形而產生的誤報點情況。觸控控制器180可忽略目前觸控感測結果。接著，針對目前有發生彎曲或變形的情況的區域，觸控控制器180可提高判斷觸控事件的觸控臨限值。或者是，針對目前無發生彎曲或變形的情況的區域，觸控控制器180可降低判斷觸控事件的觸控臨限值。如此一來，即便是觸控面板10有發生彎曲或變形的情況，觸控面板10之觸控偵測功能仍能正確無誤的運作而能大大地提高使用者使用的滿意度。

舉例來說，請參考第2圖，第2圖為第1圖之像素單元與彎曲感測單元之設置分佈之示意圖。假設每一彎曲感測單元會涵蓋一3x3像素單元陣列的範圍區域。例如，彎曲感測單元150_1涵蓋一區域A1(即，包括像素單元P11~ P13、P21~ P23及P31~ P33)。也就是說，彎曲感測單元150_1所偵測到的電容值可反應出區域A1上的彎曲或變形的情況。彎曲感測單元150_2涵蓋一區域A2(即，包括像素單元P41~ P43、P51~ P53及P61~ P63)。也就是說，彎曲感測單元150_2所偵測到的電容值可反應出區域A2上的彎曲或變形的情況。如第2圖所示，彎曲感測單元150_1與區域A1之各像素單元彼此錯開且不重疊。彎曲感測單元150_2與區域A2之各像素單元彼此錯開且不重疊。

於時間T1時，彎曲感測單元150_1偵測出彎曲感測單元150_1與導電層130間之電容值為電容值C1。並且，於時間T2時，彎曲感測單元150_1偵測出彎曲感測單元150_1與導電層130間之電容值為電容值C2。判斷單元160可計算出電容值C1與電容值C2之一差值或是一絕對差值，以產生一計算結果（即，C1-C2或∣C1-C2∣）。判斷單元160可比較所計算出之計算結果與一臨限值。當所計算出之計算結果大於臨限值時，這表示區域A1與導電層130之間的距離變化大於預設值，也就是說，區域A1發生彎曲或變形的情況。此時，判斷單元160可產生一判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之區域A1有發生彎曲或變形的情況存在。當所計算出之計算結果小於於或等於臨限值時，這表示區域A1與導電層130之間的距離變化不大，區域A1無發生彎曲或變形的情況。此時，判斷單元160可產生相應判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之區域A1無發生彎曲或變形的情況存在。

同樣地，於時間T1時，彎曲感測單元150_2偵測出彎曲感測單元150_2與導電層130間之電容值為電容值C3。並且，於時間T2時，彎曲感測單元150_2偵測出彎曲感測單元150_2與導電層130間之電容值為電容值C4。判斷單元160可計算出電容值C3與電容值C4之一差值或是一絕對差值，以產生一計算結果（即，C3-C4或∣C3-C4∣）。判斷單元160可比較所計算出之計算結果與一臨限值，並依據比較結果產生相應判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之區域A2是否有發生彎曲或變形的情況存在。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例一觸控面板30之示意圖。值得注意的是，由於第1圖之觸控面板10與第3圖之觸控面板30中具有相同名稱之元件具有類似的運作方式與功能，因此為求說明書內容簡潔起見，詳細說明便在此省略，該些元件之連結關係如第3圖所示，在此不再贅述。觸控面板30包括一第一基板300、一第二基板310、一液晶層320、導電層330、絕緣層340、像素單元350、彎曲感測單元360、判斷單元370、觸控感測模組380以及觸控控制器390。相較於第1圖之觸控面板10，彎曲感測單元360與像素單元350係設置在不同基板上。

進一步地，第一基板300與第二基板310係相對設置。第一基板300可為保護玻璃基板。較佳地，第一基板300可為透光基板。第二基板310可為陣列基板。液晶層320設置於第一基板300與第二基板310之間。導電層330設置於第二基板310面對第一基板300之內側，且設置於絕緣層340與第二基板310之間。導電層330可連接至一地端或一參考電壓端。導電層130可為顯示面板模組之一共通電極。例如，導電層330可為邊界電場切換型（Fringe Field Switching，FFS）顯示面板模組之一共通電極。導電層330可以導電材料來實現。導電層330可為透明或不透明導電材料。

像素單元350係設置於第二基板310面對第一基板300之一內側。更具體而言，像素單元350係設置於絕緣層3400面對第一基板300之一內側表面。每一像素單元可包含薄膜電晶體以及耦接至薄膜電晶體之像素電極，每一像素單元可透過相應之掃描線與資料線連接至相應驅動器。

彎曲感測單元360係設置於第一基板300面對第二基板310之內側表面。也就是說，彎曲感測單元360與像素單元350係設置在不同基板上。彎曲感測單元360可以導電材料來實現。例如，彎曲感測單元360可為透明導電材料，如氧化銦錫、氧化銦鋅、奈米銀絲、奈米碳管、導電高分子等透明導電材料，但不以此為限。彎曲感測單元360會與導電層330之間產生電容效應而具有一電容值存在。在此情況下，每一彎曲感測單元可感測彎曲感測單元其本身與導電層330之間的電容值大小，並將所感測到之電容值提供至判斷單元370。

判斷單元370用來根據彎曲感測單元360所感測到之電容值來判斷觸控面板30是否有彎曲或變形的情況，以產生一判斷結果。舉例來說，針對每一彎曲感測單元，判斷單元370用來每一彎曲感測單元所感測到之電容值的變化情況來判斷觸控面板30是否有彎曲或變形的情況。例如，針對每一彎曲感測單元，判斷單元370判斷出彎曲感測單元所偵測出之電容值的變化量是否大於一臨限值。例如，當判斷結果指示變化量大於臨限值時，判斷單元370可產生一判斷結果至觸控控制器390，以指示觸控面板30上之相應彎曲感測單元的位置處有發生彎曲或變形的情況存在。當判斷結果指示變化量小於或等於臨限值時，這表示彎曲感測單元與導電層330之間的距離變化不大，相應彎曲感測單元的位置處沒有發生彎曲或變形的情況。此時，判斷單元370可產生一判斷結果至觸控控制器180，以指示觸控面板10上之相應彎曲感測單元的位置處沒有發生彎曲或變形的情況存在。

觸控感測模組380係設置於第一基板300之外側。觸控感測模組380可因應一物件在觸控感測模組380上的操作來產生觸控感測訊號。值得注意的是，如第3圖所示，觸控感測模組380為一外掛式觸控感測模組。然，本發明並不以此為限，本案之觸控感測模組亦可為內嵌式觸控感測模組而可整合至顯示面板模組之中。觸控控制器390耦接於觸控感測模組380用來接收觸控感測模組380所產生之觸控訊號並據以運算處理，以判斷出是否有觸控事件發生。觸控控制器390依據判斷單元370所產生之判斷結果來判斷觸控感測模組380上哪些區域有發生彎曲或變形的情況存在。當有發生彎曲或變形的情況的區域被判斷出目前有觸控事件發生時。觸控控制器390可忽略目前觸控感測結果。接著，針對目前有發生彎曲或變形的情況的區域，觸控控制器390可提高判斷觸控事件的觸控臨限值。或者是，針對目前無發生彎曲或變形的情況的區域，觸控控制器390可降低判斷觸控事件的觸控臨限值。如此一來，即便是觸控面板30有發生彎曲或變形的情況，觸控面板30之觸控偵測功能仍能正確無誤的運作而能大大地提高使用者使用的滿意度。

請參考第4圖，第4圖為本發明實施例一觸控面板40之示意圖。值得注意的是，由於第1圖之觸控面板10、第3圖之觸控面板30與第4圖之觸控面板40中具有相同名稱之元件具有類似的運作方式與功能，因此為求說明書內容簡潔起見，詳細說明便在此省略，該些元件之連結關係如第4圖所示，在此不再贅述。觸控面板40包括一第一基板400、一第二基板410、一液晶層420、導電電極430、像素單元440、彎曲感測單元450、判斷單元460、觸控感測模組470以及觸控控制器480。相較於第1圖之觸控面板10，彎曲感測單元450與像素單元440係設置在不同基板上。

進一步地，第一基板400與第二基板410係相對設置。第一基板400可為保護玻璃基板。較佳地，第一基板400可為透光基板。第二基板410可為陣列基板。液晶層420設置於第一基板400與第二基板410之間。導電電極430係設置於第二基板410面對第一基板400之一內側表面。導電電極430可連接至一地端或一參考電壓端。導電電極430可為顯示面板模組之一共通電極。例如，導電電極430可為平面內切換型（In-Plane-Switching，IPS）顯示面板模組之一共通電極。導電電極430可以導電材料來實現。導電層430可為透明或不透明導電材料。

像素單元440於第二基板410面對第一基板400之內側表面。也就是說，像素單元440與導電電極430係設置在同一基板上並形成於同一表面。較佳地，像素單元440與導電電極430彼此錯開且不重疊。每一像素單元可包含薄膜電晶體以及耦接至薄膜電晶體之像素電極，每一像素單元可透過相應之掃描線與資料線連接至相應驅動器。

彎曲感測單元450係設置於第一基板400面對第二基板410之內側表面。也就是說，彎曲感測單元450與像素單元440係設置在不同基板上。彎曲感測單元450可以導電材料來實現。例如，彎曲感測單元450可為透明導電材料，如氧化銦錫、氧化銦鋅、奈米銀絲、奈米碳管、導電高分子等透明導電材料，但不以此為限。彎曲感測單元450會與導電電極430之間產生電容效應而具有一電容值存在。在此情況下，每一彎曲感測單元可感測彎曲感測單元其本身與導電電極430之間的電容值大小，並將所感測到之電容值提供至判斷單元460。

判斷單元460用來根據彎曲感測單元450所感測到之電容值來判斷觸控面板40是否有彎曲或變形的情況，以產生一判斷結果。舉例來說，針對每一彎曲感測單元，判斷單元460用來每一彎曲感測單元所感測到之電容值的變化情況來判斷觸控面板40是否有彎曲或變形的情況，並產生相應之判斷結果至觸控控制器480，以指示觸控面板40上之相應彎曲感測單元的位置處是否發生彎曲或變形的情況存在。

觸控感測模組470係設置於第一基板400之外側。觸控感測模組470可因應一物件在觸控感測模組470上的操作來產生觸控感測訊號。值得注意的是，如第4圖所示，觸控感測模組470為一外掛式觸控感測模組。然，本發明並不以此為限，本案之觸控感測模組亦可為內嵌式觸控感測模組而可整合至顯示面板模組之中。觸控控制器480耦接於觸控感測模組470用來接收觸控感測模組470所產生之觸控訊號並據以運算處理，以判斷出是否有觸控事件發生。觸控控制器480依據判斷單元460所產生之判斷結果來判斷觸控感測模組380上哪些區域有發生彎曲或變形的情況存在。當有發生彎曲或變形的情況的區域被判斷出目前有觸控事件發生時。觸控控制器390可據以調整用來判斷觸控事件的觸控臨限值，如此一來，即便是觸控面板40有發生彎曲或變形的情況，觸控面板40之觸控偵測功能仍能正確無誤的運作而能大大地提高使用者的使用滿意度。

綜上所述，本實施例之觸控面板可偵測彎曲或變形的情況時，並且於發生彎曲或變形的情況下觸控偵測功能仍能正確無誤的運作，而能提昇觸控偵測功能之正確性與使用者的使用滿意度。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、30、40‧‧‧觸控面板

100、300、400‧‧‧第一基板

110、310、410‧‧‧第二基板

120、320、420‧‧‧液晶層

130、330、430‧‧‧導電層

140、350、440、P11~ P13、P21~ P23、P31~ P33、P41~ P43、P51~ P53、P61~ P63‧‧‧像素單元

150、150_1、150_2、360、450‧‧‧彎曲感測單元

160、370、460‧‧‧判斷單元

170、38、470‧‧‧觸控感測模組

180、390、480‧‧‧觸控控制器

340‧‧‧絕緣層

A1、A2‧‧‧區域

G1~G8‧‧‧掃描線

S1~S3‧‧‧資料線

第1圖為本發明實施例之一觸控面板之剖面示意圖。第2圖為第1圖之像素單元與彎曲感測單元之設置分佈之示意圖。第3圖及第4圖分別為本發明變化實施例之一觸控面板之剖面示意圖。

Claims

一種觸控面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；一導電層，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側；複數個彎曲感測單元，設置於該第一基板面對該第二基板之一內側，每一彎曲感測單元用來感測該每一彎曲感測單元與該導電層之間之電容值；以及一判斷單元，用來根據該複數個彎曲感測單元所感測到之電容值來判斷該觸控面板是否有彎曲或變形的情況，以產生一判斷結果。
如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其另包括：複數個像素單元，設置於該第一基板面對該第二基板之該內側；其中，每一彎曲感測單元與每一像素單元彼此錯開且不重疊。
如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其另包括：複數個像素單元，設置於該第二基板面對第一基板之該內側。
如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其另包括：一絕緣層，設置於該第二基板面對第一基板之該內側；其中，該導電層設置於該絕緣層與該第二基板之間，該複數個像素單元係設置於該絕緣層面對第一基板之一內側。
如申請專利範圍第5項所述之觸控面板，其另包括：一觸控感測模組，用來產生一觸控感測訊號；以及一觸控控制器，根據該觸控感測訊號判斷出一觸控事件，並根據該判斷結果調整用來判斷該觸控事件之一觸控臨限值。
如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其另包括：一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。
一種觸控面板，包括：一第一基板；一第二基板，與該第一基板相對設置；複數個導電電極，設置於該第二基板面對該第一基板之一內側表面；複數個像素單元，設置於該第二基板面對第一基板之該內側表面；複數個彎曲感測單元，設置於該第一基板面對該第二基板之一內側表面，每一彎曲感測單元用來感測該每一彎曲感測單元與相應導電電極之間之電容值；以及一判斷單元，用來根據該複數個彎曲感測單元所感測到之電容值來判斷該觸控面板是否有彎曲或變形的情況，以產生一判斷結果。
如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其中，每一導電電極與每一像素單元彼此錯開且不重疊。
如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其另包括：一觸控感測模組，用來產生一觸控感測訊號；以及一觸控控制器，根據該觸控感測訊號判斷出一觸控事件，並根據該判斷結果調整用來判斷該觸控事件之一觸控臨限值。
如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，其另包括：一液晶層，設置於該第一基板與該第二基板之間。