TWI721826B

TWI721826B - 紅外線熱反應式控制面板

Info

Publication number: TWI721826B
Application number: TW109108670A
Authority: TW
Inventors: 嚴振洪; 呂胤嘉
Original assignee: 高爾科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-03-11
Also published as: TW202136974A

Abstract

一種紅外線熱反應式控制面板，包括具有電阻溫度係數的第一導體層及第二導體層以及用以隔離該第一導體層及第二導體層的絕緣層。在該第一導體層上設有多對第一電極，在該第二導體層上設有多對第二電極，依序施加預設電壓或預設電流至多對第一電極及該多對第二電極，據以判斷該第一導體層及該第二導體層中電阻值變化的位置，進而判斷熱源位置。

Description

紅外線熱反應式控制面板

本發明是有關一種紅外線熱反應式控制面板，可感測熱源位置的紅外線熱反應式控制面板。

觸控面板已廣泛應用在各種電子裝置中，圖1顯示常見的電容式觸控面板，其包括多條沿水平方向排列的跡線(trace)10以及多條沿垂直方向排列的跡線12，電容式觸控面板是藉由感測跡線10及12交叉點上的電容值變化來判斷是否被觸碰。然而，電容式觸控面板只能偵測導體的觸碰位置，無法偵測非導體的觸碰位置。此外電容式觸控面板還需要透過跡線來感測導體，在製作過程中，需要透過蝕刻來形成跡線，一旦其中一條跡線出現問題(例如過度蝕刻)，則該觸控面板將被視為不良品，而隨著面板尺寸增加或解析度增加，跡線的數量也會跟著增加，導致缺陷跡線出現的機會增加，使得觸控面板的良率下降。

因此，一種能偵測非導體觸碰且具有較高良率的觸控面板，乃為所冀。

本發明的目的之一，在於提出一種紅外線熱反應式控制面板，其可感測熱源在該紅外線熱反應式控制面板上的位置。

根據本發明，一種紅外線熱反應式控制面板包括具有電阻溫度係數的第一導體層及第二導體層以及用以隔離該第一導體層及第二導體層的絕緣層。在該第一導體層上設有多對第一電極，藉由依序施加一第一預設電壓或一第一預設電流至該多對第一電極，來偵測每一對第一電極之間的電阻值，進而判斷熱源在一第一方向上的位置。在該第二導體層上設有多對第二電極，藉由依序施加一第二預設電壓或一第二預設電流至該多對第二電極，來偵測每一對第二電極之間的電阻值，進而判斷熱源在一第二方向上的位置。

本發明的紅外線熱反應式控制面板是透過感應溫度或熱量來判斷，故可使用非導體的物件來進行操作。再者本發明的多對第一電極及多對第二電極是用濺鍍或蒸鍍方式形成，故本發明的紅外線熱反應式控制面板無需進行蝕刻，具有較高良率。

圖2顯示本發明的紅外線熱反應式控制面板20，其包括一保護層22、一第一導體層24、一絕緣層26、一第二導體層28及一基底30。保護層22是用以保護第一導體層24，避免第一導體層24被熱源直接觸碰，較佳者，保護層22具有導熱功能，將熱源發出的熱傳遞至紅外線熱反應式控制面板20內部以提高靈敏度，保護層22的材質可以是但不限於二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)或三氧化二鋁(Al2O3)。該熱源可以是手指或其他可散發熱量的物體。第一導體層24在保護層22及絕緣層26之間，第一導體層24具有一電阻溫度係數(Temperature Coefficient of Resistance; TCR)，故第一導體層24的電阻值會隨溫度或熱量(quantity of heat)而變化，第一導體層24的材質可以是但不限於氧化釩(VOx，其中x為正整數)，第一導體層24上設有多對第一電極2411及2412、2421及2422、2431及2432、2441及2442，如圖3所示，這些第一電極的材質可以是但不限於釩(Vanadium)，這些第一電極可以使用濺鍍或蒸鍍方式來形成。絕緣層26在第一導體層24及第二導體層28之間用以隔離第一導體層24及第二導體層28，絕緣層26具有導熱功能以將熱傳遞至第二導體層28以提高靈敏度，絕緣層26的材質可以是但不限於具有高阻抗的氧化釩(VOx)。第二導體層28在絕緣層26及基底30之間，第二導體層28具有一電阻溫度係數，故第二導體層28的電阻值會隨溫度或熱量而變化，第二導體層28的材質可以是但不限於氧化釩(VOx)，第二導體層28上設有多對第二電極2811及2812、2821及2822、2831及2832、2841及2842、2851及2852、2861及2862，如圖3所示，這些第二電極的材質可以是但不限於釩，這些第二電極可以透過濺鍍或蒸鍍方式形成。基底30可以是但不限於透明材料，例如使用玻璃作為基底30。

圖3顯示本發明的紅外線熱反應式控制面板20感測熱源位置的第一實施例。切換電路36連接在驅動器32及多個第一電極2411、2421、2431、2441之間並依序將驅動器32提供的第一預設電流I1或第一預設電壓V1切換至第一電極2411、2421、2431、2441，切換電路38連接在多個第一電極2412、2422、2432、2442及接地端GND之間並依序將第一電極2412、2422、2432、2442連接至接地端GND，切換電路42連接在驅動器32及多個第二電極2811、2821、2831、2841、2851、2861之間並依序將驅動器32提供的第二預設電流I2或第二預設電壓V2切換至第二電極2811、2821、2831、2841、2851、2861，切換電路44連接在多個第二電極2812、2822、2832、2842、2852、2862及接地端GND之間並依序將第二電極2812、2822、2832、2842、2852、2862連接至接地端GND。第一預設電流I1與第二預設電流I2可以相同或不同，第一預設電壓V1與第二預設電壓V2可以相同或不同。具體而言，當切換電路36將驅動器32連接至第一對第一電極中的第一電極2411時，切換電路38也將該第一對第一電極中的第一電極2412連接至接地端GND，此時驅動器32提供的第一預設電流I1或第一預設電壓V1至第一電極2411以產生電壓V3或電流I3，由於電壓V3或電流I3是由第一電極2411及2412之間由第一導體層24提供的電阻值決定，而第一導體層24提供的電阻值會隨溫度或熱量變化，因此電壓V3或電流I3也會隨溫度或熱量變化，偵測器34偵測電壓V3或電流I3產生偵測信號S1，紅外線熱反應式控制面板20可通過偵測信號S1判斷在第一對第一電極2411及2412之間的電阻值，進而判斷是否有熱源在第一對第一電極2411及2412之間。在偵測完第一對第一電極2411及2412之間的電阻值後，切換電路36會將驅動器32依序連接至第一電極2421、2431及2441，而切換電路38也會依序將第一電極2422、2432及2442連接至接地端GND，進而偵測第二對第一電極2421及2422之間的電阻值、第三對第一電極2431及2432之間的電阻值以及第四對第一電極2441及2442之間的電阻值來判斷熱源在第一方向上的位置。假設熱源的位置在第一對第一電極2411及2412之間時，此時第一導體層24中對應該熱源位置的區域的電阻值會異於其他區域，因此在第一對第一電極2411及2412之間的電阻值會異於其他對第一電極之間的電阻值，根據電阻值的偵測結果，紅外線熱反應式控制面板20可判斷熱源在第一對第一電極2411及2412之間。同理，切換電路42會將驅動器32依序連接至第二電極2811、2821、2831、2841、2851及2861，同時切換電路44也會依序將第二電極2812、2822、2832、2842、2852、2862連接至接地端GND，偵測器40偵測每一對第二電極2811及2812、2821及2822、2831及2832、2841及2842、2851及2852、2861及2862的電壓V4或電流I4以產生偵測信號S2，以判斷每一對第二電極2811及2812、2821及2822、2831及2832、2841及2842、2851及2852、2861及2862之間的電阻值，進而判斷熱源在第二方向上的位置。第一組切換電路36及38與第二組切換電路42及44可以同時操作，也可以讓其中一組操作完成後，再讓另一組開始操作。在圖3的實施例中，第一方向及第二方向分別為垂直方向及水平方向，在其他實施例中，第一方向及第二方向也可以是垂直及水平以外的方向。

在圖3的實施例中，是由一個驅動器32提供第一預設電流I1或第一電壓V1至多對第一電極及提供第二預設電流I2或第二預設電壓V2至多對第二電極，再由二個偵測器34及40分別偵測多對第一電極的電壓或電流及多對第二電極的電壓或電流，但在其他實施例中，也可以由兩個驅動器分別提供預設電流I1及I2或預設電壓V1及V2給多對第一電極及多對第二電極，或是由一個偵測器偵測多對第一電極及多對第二電極的電壓或電流。圖4顯示本發明的紅外線熱反應式控制面板20感測熱源位置的第二實施例，其與圖3的電路同樣包括第一導體層24、多對第一電極2411及2412、2421及2422、2431及2432、2441及2442、第二導體層28、多對第二電極2811及2812、2821及2822、2831及2832、2841及2842、2851及2852、2861及2862、驅動器32及偵測器34，差異在於，切換電路46連接驅動器32、多個第一電極2411、2421、2431、2441及多個第二電極2811、2821、2831、2841、2851、2861，並依序將驅動器32提供的預設電流I1或預設電壓V1切換至第一電極2411、2421、2431、2441及第二電極2811、2821、2831、2841、2851、2861，切換電路48連接多個第一電極2412、2422、2432、2442、多個第二電極2812、2822、2832、2842、2852、2862及接地端GND，並依序將第一電極2412、2422、2432、2442及第二電極2812、2822、2832、2842、2852、2862連接至接地端GND，偵測器34偵測多對第一電極2411及2412、2421及2422、2431及2432、2441及2442及多對第二電極2811及2812、2821及2822、2831及2832、2841及2842、2851及2852、2861及2862的電壓V3或電流I3以判斷熱源位置。

以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企圖由之後的申請專利範圍及其均等來決定。

10:跡線 12:跡線 20:紅外線熱反應式控制面板 22:保護層 24:第一導體層 2411:第一電極 2412:第一電極 2421:第一電極 2422:第一電極 2431:第一電極 2432:第一電極 2441:第一電極 2442:第一電極 26:絕緣層 28:第二導體層 2811:第二電極 2812:第二電極 2821:第二電極 2822:第二電極 2831:第二電極 2832:第二電極 2841:第二電極 2842:第二電極 2851:第二電極 2852:第二電極 2861:第二電極 2862:第二電極 30:基底 32:驅動器 34:偵測器 36:切換電路 38:切換電路 40:偵測器 42:切換電路 44:切換電路 46:切換電路 48:切換電路

圖1顯示傳統的電容式觸控面板。圖2顯示本發明紅外線熱反應式控制面板的實施例。圖3顯示本發明的紅外線熱反應式控制面板感測熱源位置的第一實施例。圖4顯示本發明的紅外線熱反應式控制面板感測熱源位置的第二實施例。

20:紅外線熱反應式控制面板

22:保護層

24:第一導體層

26:絕緣層

28:第二導體層

30:基底

Claims

一種紅外線熱反應式控制面板，包括：一第一導體層，具有電阻溫度係數；一第二導體層，具有電阻溫度係數；一絕緣層，在該第一導體層及該第二導體層之間，用以隔離該第一導體層及該第二導體層，且具有導熱功能；多對第一電極，設置在該第一導體層上，其中該多對第一電極依序被施加一第一預設電壓或一第一預設電流，以偵測每一對第一電極間的電阻值，進而判斷一熱源在一第一方向上的位置；以及多對第二電極，設置在該第二導體層上，其中該多對第二電極依序被施加一第二預設電壓或一第二預設電流，以偵測每一對第二電極間的電阻值，進而判斷該熱源在一第二方向上的位置。
如請求項1之紅外線熱反應式控制面板，其中該多對第一電極及該多對第二電極包括釩。
如請求項1之紅外線熱反應式控制面板，其中該第一導體層及該第二導體層包括氧化釩。
如請求項1之紅外線熱反應式控制面板，更包括：一驅動器，耦接該多對第一電極，依序提供該第一預設電壓或該第一預設電流給每一對第一電極；以及一第一偵測器，耦接該多對第一電極，用以偵測每一對第一電極之間的電阻值。
如請求項4之紅外線熱反應式控制面板，更包括一第二偵測器耦接該多對第二電極，用以偵測每一對第二電極之間的電阻值，其中該驅動器耦接該多對第二電極，依序提供該第二預設電壓或該第二預設電流給每一對第二電極。
如請求項4之紅外線熱反應式控制面板，其中該第一偵測器耦接該多對第二電極，用以該偵測每一對第二電極之間的電阻值。
如請求項1之紅外線熱反應式控制面板，更包括：一保護層，具有導熱功能；以及一基底；其中，該第一導體層是在該保護層及該絕緣層之間，該第二導體層是在該絕緣層及該基底之間。
如請求項7之紅外線熱反應式控制面板，其中該保護層包括二氧化矽(SiO2)、氮化矽(Si3N4)或三氧化二鋁(A2O3)。
如請求項7之紅外線熱反應式控制面板，其中該基底為一透明材質。
如請求項1之紅外線熱反應式控制面板，其中該絕緣層包括氧化釩。