專利名稱：觸控感應(yīng)組件以及觸控感應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種觸控感應(yīng)組件以及使用該觸控感應(yīng)組件的 觸控感應(yīng)裝置，并且特別地，本發(fā)明是關(guān)于利用電濕效應(yīng)進(jìn)行觸4空
的觸4空感應(yīng)紐J牛以及使用該觸4空感應(yīng)《且件的觸4空感應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
觸控面板起源于1971年Samuel C. Hurst博士提出的電子觸控 接口的構(gòu)想，而自1974年出現(xiàn)最早的觸控面斥反，原本是美國(guó)軍方 為了軍事用途而發(fā)展，于80年代將技術(shù)轉(zhuǎn)移給民間后，相繼發(fā)展 出各種應(yīng)用。
近年來(lái)由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及電子工業(yè)蓬勃發(fā)展，因此兼具無(wú)線傳 輸以及小體積可攜式電子裝置一皮廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合以滿足市場(chǎng) 需求，例如，個(gè)人lt字助理或移動(dòng)電話。為了兼顧可攜式電子裝置 其攜帶性以及功能性，小尺寸的觸控面板由于具有操作簡(jiǎn)單以及節(jié) 省電子裝置本身體積的優(yōu)勢(shì)，漸漸取代傳統(tǒng)輸入裝置如鍵盤、鼠標(biāo)、 專九跡J求、舉九跡點(diǎn)等產(chǎn)品，一i 夭成為各界研究的重點(diǎn)。
觸控面板的技術(shù)一^L分為電阻式、電容式、光電式以及超聲聲 波式等。電阻式觸控面玲反是由上下兩層氧化銦錫(Indium Tin Oxides, ITO)導(dǎo)電層迭合而成，當(dāng)物體碰觸上層ITO層使其凹陷而與下層 ITO層4妻觸時(shí)，面一反本身將形成電壓變化，并且經(jīng)由控制器感測(cè)其 變化進(jìn)而算出4妻觸點(diǎn)位置以進(jìn)4亍輸入動(dòng)作。電容式觸控面板是利用電極順序排列的透明電極與物體之間 靜電結(jié)合產(chǎn)生的電容變化，進(jìn)而產(chǎn)生誘導(dǎo)電流以檢測(cè)4妄觸點(diǎn)的坐標(biāo)。
光學(xué)式觸控面板的原理是將面板四周內(nèi)布置紅外線發(fā)射器及
4妾收器，Y吏紅外線在面板內(nèi)部形成X軸及Y軸的矩陣式排列。當(dāng) 不透明物體接觸面板時(shí)將會(huì)遮斷接觸點(diǎn)的紅外線，藉由— 皮遮斷的紅 外線坐標(biāo)可定出4妄觸點(diǎn)4立置。
超聲波式觸控面斧反表面完全由J皮璃組成，由面才反角落的超聲波 發(fā)射器在中央?yún)^(qū)域形成均勻聲波力場(chǎng)。當(dāng)軟性物體接觸面板時(shí)會(huì)吸 收超聲波而造成其強(qiáng)度衰減，藉由控制器比對(duì)接收信號(hào)的衰減量以 計(jì)算獲得接觸點(diǎn)的位置。
隨著觸控技術(shù)的深入發(fā)展，可攜式電子裝置可以具有更多功能 并且才喿作更簡(jiǎn)1更、4吏用更直》見(jiàn)化。舉例而言，多點(diǎn)觸控^支術(shù)可以侵: 觸控面板進(jìn)行更復(fù)雜的輸入指令，使用者卻不須記憶更多輸入方法 便能達(dá)成這些輸入指令。另一方面，觸控面板也可以用作接觸外力 以及壓力的量測(cè)。
然而，要讓可攜式電子裝置達(dá)到上述功能，其觸控面板的電5各 以及電極的設(shè)計(jì)將會(huì)復(fù)雜化，因此容易對(duì)其透光度造成影響，致使 由觸控面板下方的顯示器面板所發(fā)出的光強(qiáng)度被觸控面板所減弱。 如此，將導(dǎo)致可攜式電子裝置顯示畫(huà)面的亮度不足而傷害使用者牙見(jiàn) 力，或者是廠商為了提高其畫(huà)面亮度而提高顯示器面板發(fā)出的光強(qiáng) 度，進(jìn)而增加可攜式電子裝置的耗電量
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一方面在于才是供一種利用電濕,文應(yīng)的觸控感應(yīng) 裝置，其具有高度透光性，可解決上述問(wèn)題。
才艮據(jù)一具體實(shí)施例，本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置包含觸控感應(yīng)纟且 件，并且觸控感應(yīng)組件進(jìn)一步包含容置空間、第一基材層、第二基 材層、驅(qū)動(dòng)器以及傳感器。第一基材層具有第一介電層以及第一導(dǎo) 電層。第二基材層具有第二介電層以及第二導(dǎo)電層。第一基材層以 及第二基材層可限定容置空間，容置空間用以容納流體，并且，流 體可4妻觸第一介電層以及第二介電層。驅(qū)動(dòng)器可分別4是供第一電 荷、第二電荷以及第三電荷至第一導(dǎo)電層、第二導(dǎo)電層以及流體，
其中，第一電荷以及第二電荷的電荷才及性相同，第三電荷的電荷^ L 性則與上述兩者相反。感測(cè)單元可用以感測(cè);充體的電氣凈爭(zhēng)性。
于本具體實(shí)施例中，第一電荷、第二電4肓以及第三電荷可決定 流體的幾何外形。此外，此流體的電氣特性是根據(jù)流體的幾何外型、 流體特性以及第三電荷的數(shù)量決定。當(dāng)帶有第四電荷的物體接近第
一基材層致使第 一 電荷受到第四電荷的影響產(chǎn)生改變時(shí)，流體的幾 何外型也會(huì)產(chǎn)生變化，連帶4吏流體的電氣特性產(chǎn)生變化。上述電氣 4爭(zhēng)寸生的改變，可藉由感測(cè)單元感測(cè)到。
此外，觸纟空感應(yīng)裝置除了包含觸控感應(yīng)組ff外，進(jìn)一步包含處 理單元。于本具體實(shí)施例中，感測(cè)流體電氣特性的傳感器可根據(jù)其 電氣特性產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并且，處理單元可4妻收此感測(cè)信號(hào)并根據(jù) 此感測(cè)信號(hào)判斷觸控感應(yīng)裝置的觸控狀態(tài)。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，該至少一個(gè)感測(cè)單元進(jìn)一步包含第一導(dǎo) 電接點(diǎn)和第二導(dǎo)電接點(diǎn)。第 一導(dǎo)電接點(diǎn)設(shè)置于該流體中并且鄰近該 第 一基材層，第二導(dǎo)電接點(diǎn)i殳置于該流體中并且鄰近該第二基材 層。其中，該傳感器藉由第一導(dǎo)電接點(diǎn)以及第二導(dǎo)電接點(diǎn)感測(cè)該流 體的該電氣特性。在本實(shí)施例中，電氣特性是該流體的等效阻抗。該第一基材層具有彈性，并且當(dāng)一外力作用于該第一基材層時(shí)，該 第 一基材層能^^艮據(jù)該外力產(chǎn)生形變。該流體的幾4可外形受到該第四 電荷的影響而變化為第 一 流體部分貼合該第 一介電層，以及第二流 體部分貼合該第二介電層。其中該第一 流體部分以及該第二流體4卩 分能改變一入射光源的行進(jìn)方向。本發(fā)明的另 一方面在于4是供一種 觸控感應(yīng)組件，包含第一基材層、第二基材層、驅(qū)動(dòng)器和傳感器。 第二基材層包含介電層以及導(dǎo)電層，并且第 一基材層以及第二基材 層限定一容置空間用以容納一流體，該流體4妄觸該介電層及/或該第
一基材層；驅(qū)動(dòng)器用以提供至少一個(gè)第一電荷至該導(dǎo)電層，并且才是 供至少一個(gè)第二電荷至該流體，其中該第一電荷的極性與該第二電 荷相反；傳感器包含至少一個(gè)感測(cè)單元，設(shè)置于該介電層上，并且 該至少 一個(gè)感測(cè)單元的其中之一4妾觸該流體，用以感測(cè)該流體的電 氣特性。當(dāng)該觸4空感應(yīng)組fH妄受一外力并且該外力超過(guò)一外力閥4直 時(shí)，該第一基才才層壓迫該流體，該流體的幾4可外形改變，致〗吏該;危 體的該電氣特性產(chǎn)生變化。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一基材層由透明材料所制成，也可由 導(dǎo)電材料所制成。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，該電氣特性是該流體的一等歲文阻抗。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，傳感器包含第一導(dǎo)電^妾點(diǎn)、第二導(dǎo)電4妻 點(diǎn)以及第三導(dǎo)電接點(diǎn)，并且該第一導(dǎo)電接點(diǎn)與第二導(dǎo)電接點(diǎn)之間的 距離大于該第二導(dǎo)電接點(diǎn)與該第三導(dǎo)電接點(diǎn)之間的距離。
本發(fā)明的另一方面在于才是供一種利用電濕歲丈應(yīng)的觸控感應(yīng)裝 置，可用以感測(cè)接觸于觸控感應(yīng)裝置上的外力大小。
才艮據(jù)一具體實(shí)施例，本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置包含觸控感應(yīng)組 件，并且觸控感應(yīng)組件進(jìn)一步包含容置空間、第一基材層、第二基材層、驅(qū)動(dòng)器以及傳感器。第二基材層具有介電層以及導(dǎo)電層。第 一基材層以及第二基材層可限定容置空間，容置空間是用以容納流 體。驅(qū)動(dòng)器可分別提供第一電荷以及第二電荷至導(dǎo)電層以及流體， 其中，第一電荷以及第二電荷的電荷極性相反。傳感器包含至少一 感測(cè)單元，-沒(méi)置于該介電層上，并且該至少一個(gè)感測(cè)單元的其中之 一才妄觸該流體，用以感測(cè)流體的電氣特性。
于本具體實(shí)施例中，當(dāng)觸控感應(yīng)組件#:外力4安壓第一基材層并 且此外力超過(guò)一外力閥值時(shí)，第一基材層會(huì)形變并壓迫流體，使流 體幾何外形改變導(dǎo)致其電氣特性產(chǎn)生變化。上述的電氣特性改變， 可藉由感測(cè)單元感測(cè)到。
此夕卜，觸控感應(yīng)裝置除了包含觸控感應(yīng)組件外，進(jìn)一步包含處 理單元。于本具體實(shí)施例中，感測(cè)流體電氣特性的傳感器可根據(jù)其 電氣特性產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，并且，處理單元可4妻收此感測(cè)信號(hào)并才艮據(jù) 此感測(cè)信號(hào)判斷觸控感應(yīng)裝置的觸控狀態(tài)。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一基材層由透明材^j"所制成。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，該第一基材層由導(dǎo)電材^+所制成。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，該電氣特性是該流體的等歲丈阻抗。
在一個(gè)具體實(shí)施例中，該傳感器包含第一導(dǎo)電4妻點(diǎn)、第二導(dǎo)電 接點(diǎn)以及第三導(dǎo)電接點(diǎn)，并且該第 一導(dǎo)電接點(diǎn)與該第二導(dǎo)電接點(diǎn)之 間的距離大于該第二導(dǎo)電接點(diǎn)與該第三導(dǎo)電接點(diǎn)之間的距離。關(guān)于 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以藉由以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn) 一步的了解。


圖1A是繪示根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的觸控感應(yīng)裝置的示意圖。
圖IB是繪示才艮據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的指示單元4妄觸觸控感 應(yīng)裝置的示意圖。
圖2A是繪示才艮據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的觸控感應(yīng)裝置的示意圖。
圖2B是繪示指示單元接觸并施加外力于圖2A的觸控感應(yīng)裝 置的示意圖。
圖2C是繪示才艮據(jù)本發(fā)明另一具體實(shí)施例的觸控感應(yīng)裝置的示意圖。
圖2D是纟會(huì)示指示單元接觸并施加外力于圖2C的觸控感應(yīng)裝 置的示意圖。
圖2E是繪示指示單元4妄觸并施加外力于圖2C的觸控感應(yīng)裝置 的示意圖。
主要組件符號(hào)說(shuō)明
1、 3:觸控感應(yīng)裝置 12、 32:處理單元 102、 302:第一基才才層 1022:第一介電層 1040:第二導(dǎo)電層 1000、 3000:流體 108、 308: 4專感器
10、 30:觸控感應(yīng)組件 100、 300:容置空間 1020:第一導(dǎo)電層 104、 304:第二基材層 1042:第二介電層 106、 306:驅(qū)動(dòng)器1080、 3080、 3082、 3084:感測(cè)單元
140、 340:第一電荷
142、 342:第二電荷
144:第三電^t
2、 4:指示單元
20:第四電荷
Pl:第一流體部分
P2:第二流體部分
3040:導(dǎo)電層
3042:介電層
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1A,圖1A是繪示根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的觸控感 應(yīng)裝置1的示意圖。如圖1A所示，觸控感應(yīng)裝置1包含觸控感應(yīng) 組件10以及處理單元12。觸控感應(yīng)組件10進(jìn)一步包含容置空間 100、第一基材層102、第二基材層104、驅(qū)動(dòng)器106以及傳感器108。
于本具體實(shí)施例中，第一基材層102包含第一導(dǎo)電層1020以 及第一介電層1022;第二基材層104則包含第二導(dǎo)電層1040以及 第二介電層1042。第一基材層102以及第二基材層104限定容置空 間100，并且容置空間100可容納;克體1000,其中，第一介電層1022 以及第二介電層1042接觸流體1000。請(qǐng)注意，在實(shí)際中，于容置 空間的側(cè)面可"i殳置側(cè)壁以防止流體外漏出容置空間而造成觸控感 應(yīng)裝置損壞。此外，于本具體實(shí)施例中，第一基材層102以及第二 基材層104是以透明材料制成，并且流體1000是透明且導(dǎo)電的流 體。然而，在實(shí)際中，第一基材層102以及第二基材層也可能以半 透明材料或不透明材料制成，并且流體1000也可能為半透明或不 透明。
傳感器108具有感測(cè)單元1080,以感測(cè)流體1000的電氣特性 并產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，于本具體實(shí)施例中，感測(cè)單元1080分別"i殳置于 第一介電層1022以及第二介電層1042上的導(dǎo)電接點(diǎn)，然而在實(shí)際中，感測(cè)單元的設(shè)置以及其數(shù)量是根據(jù)使用者或是設(shè)計(jì)者需求而決 定，而非受限于本具體實(shí)施例。
觸控感應(yīng)裝置1進(jìn)4于4喿作前，驅(qū)動(dòng)器106可先4是供至少一個(gè)個(gè) 第一電荷140至第一導(dǎo)電層1020、至少一個(gè)個(gè)第二電荷142至第二 導(dǎo)電層1040以及至少一個(gè)個(gè)第三電荷144至流體1000。其中，第 一電荷140以及第二電荷142是正才及性，第三電荷144則為負(fù)才及性。 在實(shí)際中，第一電荷140與第二電荷142同才及性并且第三電荷144 與前述兩者反極性即可。請(qǐng)注意，驅(qū)動(dòng)器所提供第一電荷140、第 二電荷142以及第三電荷144的凄t量于實(shí)際應(yīng)用中并不須與圖A的 凄丈量相同，要看4吏用者或i殳計(jì)者需求而定。此外，在實(shí)際中，驅(qū)動(dòng) 器106可進(jìn)一步包含設(shè)置于流體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)單元以提供電荷給流體，
藉由電濕效應(yīng)，流體1000呈現(xiàn)如圖1A的幾4可外形，并且其幾 何外形將會(huì)才艮據(jù)第一電荷140、第二電荷142以及第三電荷144的 相對(duì)l史量的變化而變化。
當(dāng)指示單元2接近第一基材層102并且其距離小于或等于一閥 值時(shí)，指示單元2上所具有的第四電荷20可改變第一電荷140的 數(shù)量。請(qǐng)注意，此處的閥值是與第一基材層104的材料相關(guān)。若此 閥值為零，表示指示單元2需4妄觸第一基材層102并且藉由傳導(dǎo)方 式改變第一電荷140;另一方面，若此閥值不為零，表示指示單元 2可不4妄觸第一基才才層102而藉由感應(yīng)方式改變第一電^f 140。當(dāng) 第一電荷140改變時(shí)，流體1000的幾何外形產(chǎn)生變化，導(dǎo)致流體 1000的電氣特性也隨之產(chǎn)生變化。于本具體實(shí)施例中，流體1000 的電氣特性是流體1000的等效阻抗。然而，在實(shí)際中，流體1000 的電氣特性也可能是其它適當(dāng)?shù)男再|(zhì)。才艮據(jù)另一具體實(shí)施例，圖1A的第一基材層102可以彈性材料 制成，當(dāng)?shù)?一基材層102受到外力時(shí)將會(huì)產(chǎn)生形變而壓迫流體1000。 因此，當(dāng)指示單元2^妄觸第一基材層102時(shí)，對(duì)第一基材層102產(chǎn) 生壓力并造成其形變，連帶使流體1000的幾何外形變化而導(dǎo)致其 電氣特性產(chǎn)生隨之變化。
傳感器108是用以感測(cè)流體1000的電氣特性。于本具體實(shí)施 例中，當(dāng)流體1000的電氣特性，即，其等效阻抗，產(chǎn)生變化時(shí)， 才艮據(jù)其電氣特性可產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。然而，流體1000的電氣特性在
指示單元2未接近觸控感應(yīng)裝置1時(shí)，仍會(huì)受到外界干擾而產(chǎn)生些 孩吏變化，因此，在實(shí)際中，感測(cè)單元可"i殳定為感測(cè)到電氣特性變化 超過(guò)一定程度時(shí)產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)以避免噪聲。舉例而言，如圖1B所 示，指示單元2接觸觸控感測(cè)裝置1,致使流體1000的幾何外形改 變?yōu)榉謩e貼合于第一介電層1022以及第二介電層1042上的第一流 體部分Pl以及第二流體部分P2,兩個(gè)感測(cè)單元1080之間感測(cè)到的 等效阻抗相當(dāng)大，即，斷^各狀態(tài)。因此，傳感器108可以才艮據(jù)感測(cè) 單元1080之間的通路狀態(tài)或斷路狀態(tài)選擇性地產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)或是 產(chǎn)生不同的感測(cè)信號(hào)。
在實(shí)際中，上一具體實(shí)施例的觸控感應(yīng)裝置l也可用以感測(cè)接 觸壓力。舉例而言，若第 一基材層102為彈性材沖+并先控制流體1000 的幾何外形變化如圖1B所示的第一流體部分P1以及第二流體部分 P2,當(dāng)指示單元2接觸并施加壓力于第一基材層102超過(guò)一程度時(shí)， 第一流體部分P1以及第二流體部分P2可互相4妻觸致4吏傳感器108 感測(cè)到的電性變化可判斷第一基材層102形變程度，再進(jìn)一步計(jì)算 出施加于第 一基材層102上的壓力。
it匕外，處理單元12可用以4姿》1欠4專感器108所產(chǎn)生的感測(cè)〗言號(hào)， 并且才艮據(jù)感測(cè)信號(hào)判斷觸控感應(yīng)裝置1的觸控狀態(tài)。當(dāng)觸控結(jié)束后， 驅(qū)動(dòng)器106可使第一電荷140、第二電荷142以及第三電荷144的數(shù)量回復(fù)，進(jìn)而4吏流體1000的幾何形狀及電氣特性恢復(fù)為未觸控
前的狀態(tài)。
上述觸控感應(yīng)裝置，在實(shí)際中可更進(jìn)一步包含多個(gè)觸控感應(yīng)組 件。藉由設(shè)置于各觸控感應(yīng)組件的傳感器可分別感測(cè)各觸控感應(yīng)組 件的觸控狀態(tài)，因此，可以達(dá)到多點(diǎn)同時(shí)觸控的功能。
上述具體實(shí)施例的觸控過(guò)程，是因外界影響造成了電濕效應(yīng)增 加，并且感測(cè)其流體電氣特性變化以判斷觸控狀態(tài)。藉由觸控感應(yīng) 裝置本身設(shè)計(jì)，可利用開(kāi)路/斷路狀態(tài)進(jìn)行觸控操作，或是搭配精密 感測(cè)單元量測(cè)流體不同幾4可外形所造成的等步丈阻抗以進(jìn)4亍觸纟空才喿
作。然而，當(dāng)指示單元所帶有的電荷;f及性與觸控感應(yīng)裝置的第一電 荷不同時(shí)，進(jìn)行觸控將會(huì)造成電濕效應(yīng)的降低。為了保持觸控的有 效感應(yīng)，除了利用上述精密感測(cè)單元量測(cè)流體電氣特性外，還可搭 配各種輔助-沒(méi)計(jì)。
舉例而言，利用具有特定電性的指示單元(如觸控感應(yīng)筆)取 代其它具有不特定電性的指示單元(如手指)進(jìn)行觸控，以確保進(jìn) 行觸控時(shí)可造成足以影響原電路狀態(tài)的流體電氣特性變化。此夕卜， 也可針對(duì)指示單元表面先設(shè)置感應(yīng)校正區(qū)，此感應(yīng)才史正區(qū)可于進(jìn)行 觸控操作前先測(cè)量指示單元表面的電荷極性以及數(shù)量，并根據(jù)所得 結(jié)果控制驅(qū)動(dòng)器提供相應(yīng)極性的電荷至觸控感應(yīng)裝置，以確保進(jìn)行 觸控時(shí)可造成足以影響原電路狀態(tài)的流體電氣特性變化。
另一方面，當(dāng)光源入射觸控感應(yīng)裝置時(shí)，由于第一基材層、第 二基材層以及流體具有高透光度，光源可以通過(guò)觸控感應(yīng)裝置。因 此，本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置可4吏用于觸控處理裝置上，例如，4旦不 受限于，個(gè)人數(shù)字助理或是移動(dòng)電話。此外，由于進(jìn)行觸控時(shí)流體 的幾4可外形變化能改變光源的4于進(jìn)方向，若指示單元離開(kāi)觸控感應(yīng) 裝置后流體仍保持觸控時(shí)的幾何外形，可令^f吏用者 見(jiàn)察出此部分與其它區(qū)域光源特性不同，進(jìn)而使本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置達(dá)到手寫才反 的功能。
請(qǐng)參閱圖2A,圖2A是繪示根據(jù)本發(fā)明一具體實(shí)施例的觸控感 應(yīng)裝置3的示意圖。如圖2A所示，觸控感應(yīng)裝置3包含觸控感應(yīng) 組件30以及處理單元32。觸控感應(yīng)組件30進(jìn)一步包含容置空間 300、第一基材層302、第二基材層304、驅(qū)動(dòng)器306以及傳感器308。
于本具體實(shí)施例中，第二基材層304包含導(dǎo)電層3040以及介 電層3042。第一基材層302以及第二基材層304限定容置空間300， 并且，容置空間300可容納流體3000,其中，介電層3042接觸流 體3000。請(qǐng)注意，在實(shí)際中，于容置空間的側(cè)面可i殳置側(cè)壁以防止 流體外漏出容置空間而造成觸控感應(yīng)裝置損壞。同樣地，第一基材 層302以及第二基材層304是以透明材料制成，并且流體3000是 透明且導(dǎo)電的流體。
傳感器308具有感測(cè)單元3080，以感測(cè)流體3000的電氣特性 并產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)，于本具體實(shí)施例中，感測(cè)單元3080是分別設(shè)置 于第一基材層302以及介電層3042的導(dǎo)電4妾點(diǎn)，然而在實(shí)際中， 感測(cè)單元的設(shè)置以及其數(shù)量是根據(jù)使用者或是設(shè)計(jì)者需求而決定， 而非受限于本具體實(shí)施例。
于本具體實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器306可以4是供至少一個(gè)個(gè)第一電荷 340至導(dǎo)電層3040并且提供至少一個(gè)個(gè)第二電荷342至流體3000。 藉由電濕效應(yīng)，流體3000可呈現(xiàn)如圖2A的幾何外形，此夕卜，驅(qū)動(dòng) 器306通過(guò)改變被提供的第一電荷340以及第二電荷342的tt量可 以改變流體3000的幾何外形。同樣地，在實(shí)際中驅(qū)動(dòng)器也可包含 設(shè)置于流體內(nèi)的驅(qū)動(dòng)單元，以提供電荷給流體。第一基材層302是由軟性材料所構(gòu)成，當(dāng)有外力施加于第一基 材層302之上可令第一基材層302形變。請(qǐng)參閱圖2B，圖2B是繪 示指示單元4接觸并施加外力于圖2A的觸控感應(yīng)裝置3的示意圖。 如圖2B所示，驅(qū)動(dòng)器306 4是供第一電荷340以及第二電荷342致 使流體3000呈現(xiàn)如圖顯示的幾何外形。指示單元4施加的外力超 過(guò)一外力閥值時(shí)，第 一基材層302產(chǎn)生的形變致使位于第 一基材層 302上的感測(cè)單元3080接觸流體3000,因此傳感器308感測(cè)其電
可用以，接收感測(cè)信號(hào)，并且根據(jù)感測(cè)信號(hào)判斷觸控感應(yīng)裝置的觸控 狀態(tài)。
根據(jù)第一基材層302的材料特性，可計(jì)算出其接受的外力與其 形變的相對(duì)關(guān)系。因此，藉由第一基材層302的材料特性，可以反 推出當(dāng)處理單元32判斷觸控狀態(tài)產(chǎn)生變化時(shí)(于本具體實(shí)施例中， 電路狀態(tài)由斷路狀態(tài)改變成通路狀態(tài))，第一基材層302受到指示 單元4的外力大小。更進(jìn)一步地，藉由驅(qū)動(dòng)器308控制流體3000 的幾何外形，可間接控制本具體實(shí)施例的外力的外力閥值。
于實(shí)際應(yīng)用中，第一基材層也可i殳計(jì)成具有導(dǎo)電層以及介電層 的結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)器同時(shí)提供對(duì)應(yīng)第一基材層的導(dǎo)電層、第二基材層的 導(dǎo)電層以及流體的電荷，致使流體形成分別貼合于第 一基材層的介 電層以及第二基材層的介電層上的兩個(gè)流體部分。當(dāng)?shù)?一基材層被 指示單元按壓，并且其按壓的外力達(dá)到一外力閥值時(shí)，兩個(gè)流體部 分將互相接觸使得電路狀態(tài)由斷路狀態(tài)改變成通路狀態(tài)而被感測(cè) 單元感測(cè)，進(jìn)而產(chǎn)生感測(cè)〗言號(hào)至處^里單元。
請(qǐng)一并參閱圖2C、圖2D以及圖2E，圖2C是繪示根據(jù)本發(fā)明 另一具體實(shí)施例的觸控感應(yīng)裝置3的示意圖；圖2D是繪示指示單 元4接觸并施加外力于圖2C的觸控感應(yīng)裝置3的示意圖；圖2E是 纟會(huì)示指示單元4 4妻觸并施加外力于圖2C的觸控感應(yīng)裝置3的示意圖。如圖2C所示，本具體實(shí)施例與上一具體實(shí)施例不同處在于， 本具體實(shí)施例的傳感器的感測(cè)單元3080、 3082以及3084均設(shè)置于 第二基材層304上，其余各部分與上述具體實(shí)施例相同，于此不再 贅述。請(qǐng)注意，為了圖面整潔起見(jiàn)，于此并未繪示傳感器、驅(qū)動(dòng)器 以及處理單元。驅(qū)動(dòng)器提供的第一電荷340以及第二電荷342的數(shù) 量使流體3000呈現(xiàn)如圖顯示的幾何外形。
于本具體實(shí)施例中，感測(cè)單元3082至感測(cè)單元3080的距離小 于感測(cè)單元3080至感測(cè)單元3084的距離。當(dāng)指示單元4施加于第 一基材層302的外力超過(guò)第一外力閥值時(shí)，第一基材層302會(huì)壓迫 流體3000并JM吏流體3000 4妾觸感測(cè)單元3082,如圖2D所示。此 時(shí)傳感器可感測(cè)到感測(cè)單元3080與感測(cè)單元3082間的電3各狀態(tài)由 原本的斷路狀態(tài)改變成通路狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)至處理單元。
更進(jìn)一步地，當(dāng)指示單元4加大其施加的外力而超過(guò)第二外力 閥^f直時(shí)，第一基材層302會(huì)進(jìn)一步壓迫流體3000并JM吏流體3000 才妻觸感測(cè)單元3084,如圖2E所示。此時(shí)傳感器可感測(cè)到感測(cè)單元 3080與感測(cè)單元3084間的電^各狀態(tài)由原本的斷^各狀態(tài)改變成通^各 狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)至處理單元。
在實(shí)際中，可i殳置多個(gè)感測(cè)單元于第二基材層上，流體4妄觸這 些感測(cè)單元的其中之一(定義為第一感測(cè)單元)并且不與其它感測(cè) 單元(定義為第二感測(cè)單元)*接觸，此外，各第二感測(cè)單元與第一 感測(cè)單元間分別相隔不同的距離。當(dāng)指示單元接觸并按壓第 一基材 層時(shí)，流體被壓迫而可能接觸第二感測(cè)單元，致〗吏第一感測(cè)單元與
第 一感測(cè)單元導(dǎo)通的最遠(yuǎn)第二單元或是通路狀態(tài)的數(shù)量，能判斷指 示單元施加于第 一基材層上的外力大小。如上所述，當(dāng)流體受壓迫而4姿觸一第二感測(cè)單元造成一個(gè)通路
狀態(tài)時(shí)，表示指示單元施加的外力超過(guò)該第二感測(cè)單元所對(duì)應(yīng)的第 一外力閥值或是第二外力閥值，因此才艮據(jù)與第一感測(cè)單元導(dǎo)通的最 遠(yuǎn)第二單元或是通3各狀態(tài)的凄t量，可判斷外力介于兩個(gè)不同外力閥 值之間，藉以推定其外力大小。請(qǐng)注意，第二感測(cè)單元所對(duì)應(yīng)的外 力閥值可根據(jù)第 一基材層的材料特性、第 一感測(cè)單元與第二感測(cè)單 元之間的距離、流體特性以及流體的體積等參數(shù)來(lái)決定。
相較于先前技術(shù)，本發(fā)明的觸控感應(yīng)裝置以及觸控感應(yīng)組件是 藉由接觸物上的電荷狀態(tài)改變觸控感應(yīng)裝置以及觸控感應(yīng)組件原 有的電荷狀態(tài)，利用電濕效應(yīng)致-使其中的流體的幾4可外形以及電氣 特性改變，再經(jīng)由量測(cè)流體電氣特性而判斷其觸控狀態(tài)。由于其結(jié) 構(gòu)均可4吏用透明材津+ ，因此觸控感應(yīng)裝置以及觸控感應(yīng)組件本身具 有高透光度。此外，觸控感應(yīng)裝置可包含多個(gè)觸控感應(yīng)組件，以實(shí) 現(xiàn)多點(diǎn)觸控的功能。另一方面，藉由給予觸控感應(yīng)組件的電荷狀態(tài) 不同，觸控感應(yīng)裝置也可測(cè)量施加于觸控感應(yīng)組件的外力的功能。
通過(guò)以上較佳具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發(fā) 明的特4正與精神，而并非以上述所揭露的4交佳具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā) 明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相 等性的安排于本發(fā)明所欲申請(qǐng)的專利范圍的范疇內(nèi)。因此，本發(fā)明 所申請(qǐng)的專利范圍的范疇?wèi)?yīng)該沖艮據(jù)上述的說(shuō)明作最寬廣的解釋，以 致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
權(quán)利要求
1.一種觸控感應(yīng)組件，包含第一基材層，包含第一介電層以及第一導(dǎo)電層；第二基材層，包含第二介電層以及第二導(dǎo)電層，并且所述第一基材層以及第二基材層限定一容置空間用以容納流體，所述流體接觸所述第一介電層及/或所述第二介電層；驅(qū)動(dòng)器，用以提供至少一個(gè)第一電荷至所述第一導(dǎo)電層，提供至少一個(gè)第二電荷至所述第二導(dǎo)電層，并且提供至少一個(gè)第三電荷至所述流體，其中所述第一電荷的極性與所述第二電荷相同且與所述第三電荷相反；以及傳感器，包含至少一個(gè)設(shè)置于所述容置空間中的感測(cè)單元，用以感測(cè)所述流體的電氣特性；其中這些第一電荷、這些第二電荷以及這些第三電荷決定所述流體的幾何外形；其中當(dāng)帶有至少一個(gè)第四電荷的指示單元與所述第一基材層之間的距離小于一閥值時(shí)，這些第四電荷改變這些第一電荷，進(jìn)而改變所述流體的幾何外形，致使所述流體的所述電氣特性產(chǎn)生變化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感應(yīng)組件，其中所述至少一個(gè)感測(cè) 單元進(jìn)一步包含第一導(dǎo)電4妾點(diǎn)，i殳置于所述流體中并且鄰近所述第一基 材層；以及第二導(dǎo)電接點(diǎn)，設(shè)置于所述流體中并且鄰近所述第二基 材層；其中，所述傳感器藉由所述第一導(dǎo)電4妄點(diǎn)以及所述第二 導(dǎo)電4妻點(diǎn)感測(cè)所述流體的所述電氣特性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感應(yīng)組件，其中所迷電氣特性是所 述流體的一等效阻抗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控感應(yīng)組件，其中所述第一基材層具 有彈性，并且當(dāng)一外力作用于所述第一基材層時(shí)，所述第一基 材層能根據(jù)所述外力產(chǎn)生形變。
5. —種觸控感應(yīng)裝置，用于一觸控處理裝置，所迷觸控感應(yīng)裝置 包含第一基材層，包含第一介電層以及第一導(dǎo)電層；第二基材層，包含第二介電層以及第二導(dǎo)電層，并且所 述第 一基材層以及第二基材層限定一容置空間用以容納流體， 所述流體4妻觸所述第一介電層及/或所述第二介電層；驅(qū)動(dòng)器，用以4是供至少一個(gè)第一電荷至所述第一導(dǎo)電層， 提供至少一個(gè)二電荷至所述第二導(dǎo)電層，并且提供至少一個(gè)第 三電荷至所述流體，其中所述第 一 電荷的性與所迷第二電荷 相同且與所述第三電荷相反；傳感器，包含至少一個(gè)設(shè)置于所述容置空間中的感測(cè)單 元，用以感測(cè)所述流體的電氣特性；以及處理單元，用以接收所述感測(cè)信號(hào)，并且才艮據(jù)所述感測(cè) 信號(hào)判斷所述觸控感應(yīng)裝置的觸控狀態(tài)；其中這些第一電荷、這些第二電荷以及這些第三電荷決 定所述流體的幾何外形；其中當(dāng)帶有至少一個(gè)第四電荷的指示 單元與所述第一基材層之間的3巨離小于一閥值時(shí)，這些第四電荷改變這些第一電荷，進(jìn)而改變所述流體的幾何外形，致<吏所 述流體的所述電氣特性產(chǎn)生變化。
6. 4艮據(jù)4又利要求5所述的觸控感應(yīng)裝置，其中所述至少一個(gè)感測(cè) 單元進(jìn)一步包含第一導(dǎo)電4妻點(diǎn)，i殳置于所述流體中并且鄰近所述第一基 材層；以及第二導(dǎo)電接點(diǎn)，i殳置于所述流體中并且鄰近所述第二基 材層；其中，所述傳感器藉由所述第一導(dǎo)電接點(diǎn)以及所述第二 導(dǎo)電接點(diǎn)感測(cè)所述流體的所述電氣特性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸控感應(yīng)裝置，其中所迷電氣特性是所 述流體的等效阻抗。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸控感應(yīng)裝置，其中所述第一基材層具 有彈性，并且當(dāng)一外力作用于所述第一基材層時(shí)，所述第一基 材層能根據(jù)所述外力產(chǎn)生形變。
9. 一種觸控感應(yīng)組件，包含 第一基材層；第二基材層，所述第二基材層包含介電層以及導(dǎo)電層， 并且所述第一基材層以及所述第二基材層限定一容置空間用 以容納流體，所述流體接觸所述介電層及/或所述第一基材層；驅(qū)動(dòng)器，用以提供至少一個(gè)第一電荷至所述導(dǎo)電層，并 且提供至少一個(gè)第二電荷至所述流體，其中所述第一電荷的極 性與所述第二電荷相反；以及傳感器，包含至少一個(gè)測(cè)單元，設(shè)置于所述介電層上， 并且所述至少 一個(gè)感測(cè)單元的其中之一4妄觸所述;充體，用以感測(cè)所述流體的電氣特性；其中，當(dāng)所述觸控感應(yīng)組件4妾受一外力并且所述外力超 過(guò)一外力閥值時(shí)，所述第一基材層壓迫所述流體，所述流體的 幾何外形改變，致〗吏所述流體的所述電氣特性產(chǎn)生變化。
10.—種觸控感應(yīng)裝置，用于一觸控處理裝置，所述觸控感應(yīng)裝置 包含第一基材層；第二基材層，所述第二基材層包含介電層以及導(dǎo)電層， 并且所述第 一基材層以及所述第二基材層限定一容置空間用 以容納流體，所述流體接觸所述介電層及/或所述第 一基材層；驅(qū)動(dòng)器，用以l是供至少一個(gè)第一電荷至所述導(dǎo)電層，并 且l是供至少 一 個(gè)第二電荷至所述流體，其中所述第 一 電荷的扨^ 性與所述第二電荷相反；傳感器，包含至少一個(gè)感測(cè)單元，i殳置于所述介電層上， 并且所述至少一個(gè)感測(cè)單元的其中之一接觸所述流體，用以感 測(cè)所述流體的電氣特性；以及處理單元，用以接收所述感測(cè)信號(hào)，并且根據(jù)所述感測(cè) 信號(hào)判斷所述觸控感應(yīng)裝置的觸控狀態(tài)；其中，當(dāng)所述觸控感應(yīng)組件接受一外力并且所述外力超 過(guò)一外力閥〗直時(shí)，所述第一基材層壓迫所迷流體，所述;克體的 幾1"可外形改變，致4吏所述流體的所述電氣特性產(chǎn)生變化。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種觸控感應(yīng)組件，其包含一容置空間、一第一基材層、一第二基材層、一驅(qū)動(dòng)器以及一傳感器。該第一基材層以及該第二基材層定義該容置空間，該容置空間用以容納一流體。該驅(qū)動(dòng)器能提供電荷至該第一基材層的一第一導(dǎo)電層、該第二基材層的一第二導(dǎo)電層以及該流體。該傳感器能感測(cè)該流體的電氣特性。當(dāng)一指示單元接近該觸控感應(yīng)組件并影響該等電荷時(shí)，該流體的幾何外形產(chǎn)生變化，致使其電氣特性產(chǎn)生變化。
文檔編號(hào)G02B26/02GK101556515SQ20081008989
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者周忠誠(chéng), 徐嘉宏, 威 王, 陳進(jìn)勇 申請(qǐng)人:瑞鼎科技股份有限公司