[發明專利]單層感應層的二維電容式觸控板

有效

• 申請號: 201110123648.4
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102736804A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 林嘉興;許文俊;陶逸欣
• 申請（專利權）人: 義隆電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明涉及一種電容式觸控板，特別是關于一種單層感應層的二維電容式觸控板。

背景技術

電容式觸控技術的運作原理，是藉物件(例如手指或其他導體)接觸電容式觸控元件造成觸點處的感應層(touch?sensor)的電容值變化，經由控制器定位出該觸點的位置。由于觸控元件的感應層是由導體制成，因此通常在感應層上覆蓋絕緣材質當作保護層(cover)保護該感應層。

圖1為手指接觸電容式觸控元件的示意圖，電容式觸控元件10是由感應層12及其上方覆蓋的保護層14組成。感應層12是導體，因此其與地端GND之間存有自體電容(self?capacitor)Cs。保護層14是絕緣體，當手指16碰觸保護層14時，由于人體屬于導體且具有等同于接地的電位，因此感應層12與手指16之間將出現耦合電容Cp。在此情況下，感應層12可視為電容Cp的上電極板，手指16可視為電容Cp的下電極板且接地，中間的保護層14為電容Cp的介電層。所以在手指16碰觸保護層14時，電容Cp與感應層12的自體電容Cs并聯，造成整體的自體電容值增加，透過檢測此自體電容的變化，可以達到手指的檢測。

現有檢測觸點的方法除了檢測自體電容外，還可以檢測感應層中兩電極板之間的交互電容(mutual?capacitor)，如圖2所示。感應層具有感應電極板18及20，兩者之間的電力線構成交互電容。當手指16靠近時，感應電極板18、20之間的電力線會被人體所形成的大下地電容所吸引，造成感應電極板18、20之間的交互電容值下降，透過檢測此交互電容的變化，同樣可以達到手指16的檢測。

圖3為現有單層感應層的二維電容式觸控板，左圖為俯視圖，右圖為左圖中A-A剖面線的剖面圖。其單層感應層包含多個感應單元22，而每個感應單元22是由彼此不相連接的感應電極板24及26組合而成，感應電極板24、26會隨著X方向改變其單位長度的面積。當導體28觸碰感應單元22上的保護層時，將導體28視為另一個電極板，而平行板電容器的電容值為

C∝ϵ×Ad,]]>公式1

其中，A為兩電極板彼此重疊的面積，d為兩電極板之間的距離，ε為兩電極板之間介電層的介電常數。由公式1可知，導體28形成的電容值跟導體28與感應電極板24及26重疊的面積A成一正比例關系，因此，導體28于感應單元22的位置X1處形成一觸點時，檢測器30于感應電極板24、26檢測到的自體電容值變化量ΔC1、ΔC2，即代表導體28與電極板24、26之間形成的電容值，其與重疊的面積A成比例，又因為感應電極板24、26單位長度的面積A是隨著X方向改變，自體電容值變化量ΔC1、ΔC2將與X方向上的位置有關，因此，利用自體電容值變化量ΔC1、ΔC2與感應電極板24、26的長度L即可定位出導體28位于X方向上的X1處，公式如下：

X1=f(ΔC1,ΔC2,L)≈L×ΔC2ΔC1+ΔC2,]]>公式2

L為感應電極板24及26的長度。而在Y方向上，檢測器30只要判斷是那個感應電極板的電容值有變化，即可得到Y方向上的位置。因此，使用單層感應層能夠完成二維的定位。

發明內容

本發明的目的，在于提出一種單層感應層的二維電容式觸控板。