專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種駐極體觸控裝置，特別是有關(guān)一種無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控 裝置，能判斷第一、第二方向的座標(biāo)以及第三方向的外力大小，且無(wú)需額外的偏壓。
背景技術(shù)：
隨著科技進(jìn)步，生活品質(zhì)大幅提升，消費(fèi)性電子產(chǎn)品不斷地迅速更迭，符合人性習(xí) 慣且結(jié)合顯示器的輸入介面-觸控裝置問(wèn)世，進(jìn)一步促使人機(jī)介面的互動(dòng)朝精準(zhǔn)、親和的 方向邁進(jìn)。觸控裝置能以手指或觸控筆等物體直接依照顯示器上顯示的功能指示點(diǎn)選輸 入，甚至能于顯示器上直接書(shū)寫(xiě)、圖繪，幾乎無(wú)需再學(xué)習(xí)。并且，結(jié)合觸控裝置的輸入介面較 傳統(tǒng)輸入介面，即鍵盤(pán)及鼠標(biāo)器等裝置能減少占用空間，符合近年來(lái)電子產(chǎn)品短小、輕薄趨 勢(shì)，故觸控裝置逐漸取代其他輸入介面。近來(lái)，PDA、PND、手機(jī)、迷你筆電、提款機(jī)等商品皆逐 漸采用觸控裝置為主流。Apple于2007年春?jiǎn)柺赖膇Phone采用多點(diǎn)觸控的技術(shù)，更掀起一 股產(chǎn)業(yè)界研發(fā)觸控裝置的巨大風(fēng)潮，帶動(dòng)觸控裝置產(chǎn)業(yè)整體的大躍進(jìn)。手機(jī)大廠(chǎng)Nokia雖 然較晚進(jìn)入觸控領(lǐng)域，但其近來(lái)推出的數(shù)款手機(jī)亦均采用觸控輸入，觸控裝置儼然已成為 未來(lái)Nokia手機(jī)之標(biāo)準(zhǔn)配備。當(dāng)今發(fā)展之觸控裝置技術(shù)主要包括光學(xué)式、超聲波式、電磁式、電阻式及電容式 等。其中又以電阻式及電容式為主流且為發(fā)展較成熟的產(chǎn)品，電阻式觸控裝置主要應(yīng)用于 低價(jià)產(chǎn)品，如消費(fèi)性手機(jī)、PDA與PND等產(chǎn)品，而電容式觸控裝置則應(yīng)用于較高價(jià)的產(chǎn)品，如 提款機(jī)、工廠(chǎng)設(shè)備等。此外，如HP第二代TouchSmart PC、Apple iPhone及筆電之Touch Pad也多采用電容式觸控裝置。惟，電阻式觸控裝置，表面易受刮損，且需較大之觸壓力量才 能被偵測(cè)，靈敏性較差。而電容式觸控裝置雖然靈敏性高，但制程復(fù)雜許多，且無(wú)法使用非 導(dǎo)體，例如觸控筆、指套等做為觸控輸入之物體為其主要的缺點(diǎn)。于美國(guó)公告第6，819，316B2, 7，030，860B1及7，154，481B2號(hào)專(zhuān)利中揭示一電容式 之觸控裝置，藉由觸壓變形所產(chǎn)生的電容變化，以偵測(cè)觸控座標(biāo)。并且，所揭示電容式觸控 裝置為軟性可彎曲。于美國(guó)公告第7，260，999B2及7，511，702B2號(hào)專(zhuān)利中則揭示一電容式 之觸控裝置，藉由觸壓變形所產(chǎn)生的電容變化，以偵測(cè)觸控座標(biāo)及力量大小。惟，其偵測(cè)力 量大小及觸控座標(biāo)是由不同的感應(yīng)導(dǎo)電線(xiàn)路偵測(cè)。再者，上述提及的任一觸控裝置均必須 于觸控裝置之上下基板間，額外施加一偏壓或電訊號(hào)方能進(jìn)行觸控。并且，均將增加電路及 結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜度，而額外施加之偏壓必然具備一定的電力消耗，導(dǎo)致現(xiàn)有的電子產(chǎn)品使用 時(shí)間無(wú)法更進(jìn)一步延長(zhǎng)，就近年來(lái)電子產(chǎn)品短小、輕薄的發(fā)展趨勢(shì)而言，使用時(shí)間無(wú)法延長(zhǎng) 以符合人性需求，是為無(wú)法更加普及化的主要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述習(xí)知技術(shù)之問(wèn)題，本發(fā)明之主要目的在于提供一種無(wú)偏壓駐極體三維 多點(diǎn)之觸控裝置，包括一第一駐極體薄膜、一第一電極、一第二電極以及一控制器。第一駐 極體薄膜提供第一高偏壓電荷，用以形成靜電場(chǎng)。第一電極與駐極體薄膜接合，當(dāng)駐極體薄膜因若干個(gè)外力觸壓變形(即多點(diǎn)觸壓)，使靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第一訊號(hào)。靜電場(chǎng)產(chǎn) 生變化時(shí)，第二電極輸出第二訊號(hào)?？刂破鲗?duì)第一電極所具有獨(dú)立之第一電極圖案及第二 電極所具有獨(dú)立之第二電極圖案掃描接收第一訊號(hào)及第二訊號(hào)后，即能辨析外力觸壓駐極 體薄膜之位置以及駐極體薄膜于位置之法向量位移值(于駐極體薄膜上之位置與法向量 位移值即三維)。并且，駐極體薄膜于觸壓位置中心點(diǎn)之變形量最大，電場(chǎng)變化亦最大。而 隨著偏離中心點(diǎn)之距離增加，電場(chǎng)變化亦逐漸減小。本發(fā)明之控制器不僅藉此能單單辨析 中心點(diǎn)之法向量位移值，更能辨析出外力觸壓中心點(diǎn)周?chē)?xì)微之變化。本發(fā)明之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置更包括保護(hù)膜、間隔層以及基板。保 護(hù)膜設(shè)置于第一電極與第一駐極體薄膜接合之相對(duì)面，用以保護(hù)第一電極，避免外力觸壓 所造成刮損并免于環(huán)境之破壞。間隔層用以隔開(kāi)該第一駐極體薄膜與基板?；鍎t用以為 觸控裝置之載體。其中基板為任何類(lèi)型的顯示器之表面。并且由于本發(fā)明之駐極體薄膜具 有軟性可彎曲結(jié)構(gòu)之特性。因此，本發(fā)明對(duì)基板之形狀并未有特別之限定，例如可為平板 或弧形皆可。再者，本發(fā)明可更進(jìn)一步包括第二駐極體薄膜，以間隔層隔開(kāi)而設(shè)置于第一駐極 體薄膜之相對(duì)面，提供一第二高偏壓電荷，能與第一高偏壓電荷共同形成靜電場(chǎng)。第一高偏 壓電荷與第二高偏壓電荷之電性相反，當(dāng)觸控裝置受外力觸壓而變形時(shí)，第一駐極體膜與 第二駐極體膜間之相對(duì)位置改變，同樣地共同形成之靜電場(chǎng)亦會(huì)隨之改變，進(jìn)而產(chǎn)生第一 訊號(hào)及第二訊號(hào)。依據(jù)本發(fā)明提供之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)，例如具備 與電容式觸控裝置相同靈敏度高之觸感，但不論使用導(dǎo)體，例如手指、探針或非導(dǎo)電體，例 如觸控筆、指套等均能為觸壓物體。并且相較于電容式或者電阻式觸控裝置，本發(fā)明之觸 控裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉。再者，由于無(wú)需額外施給之偏壓，能更進(jìn)一步節(jié)省電力消耗，提 高觸控裝置之續(xù)航力。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置的截面示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置的截面示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置具有之第一電極、第二電極以 及駐極體薄膜之一設(shè)置方式示意圖。圖4(a)及圖4(b)是觸壓本發(fā)明圖3中之觸控裝置，其觸壓變形量、力道(脈沖訊 號(hào)振幅)及位置之關(guān)系圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置之平面圖。圖6是同時(shí)長(zhǎng)按圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置所具有之兩獨(dú)立電極區(qū)塊 之測(cè)試波形圖。圖7是前后分別短按圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置所具有之兩獨(dú)立電極 區(qū)塊之測(cè)試波形圖。圖8是以觸壓力道漸強(qiáng)之方式短按三次圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置所 具有之兩獨(dú)立電極區(qū)塊之測(cè)試波形圖。圖9(a)是顯示習(xí)知技術(shù)需要供給偏壓之觸控裝置的簡(jiǎn)單功能方塊圖。
圖9(b)是顯示本發(fā)明之觸控裝置的簡(jiǎn)單功能方塊圖。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明之上述和其他目的、特徵、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，配合所附圖式，作詳 細(xì)說(shuō)明如下，惟請(qǐng)注意本發(fā)明之目的并非以此為限請(qǐng)參閱圖1根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置的截面示 意圖。于本發(fā)明第一實(shí)施例中，無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置100包括第一駐極體薄膜 110、第二駐極體薄膜115、第一電極120、第二電極125、導(dǎo)電傳輸線(xiàn)130、基板135、保護(hù)膜 140、封裝材145、間隔層150以及控制器300。第一駐極體薄膜110設(shè)置于第一電極120之 下側(cè)，第一電極120之上側(cè)設(shè)置有保護(hù)膜140。第二駐極體薄膜115是以間隔層150隔開(kāi)而 設(shè)置于第一駐極體薄膜110之相對(duì)面。第一駐極體薄膜110提供第一高偏壓電荷，第二駐極體薄膜115則提供第二高偏 壓電荷，第一高偏壓電荷與第二高偏壓電荷共同形成分布于第一駐極體薄膜110與第二駐 極體薄膜115間之靜電場(chǎng)。并且，第一高偏壓電荷與第二高偏壓電荷之電性相反，若第一高 偏壓電荷帶正電荷，則第二高偏壓電荷帶負(fù)電荷。第一電極120與第一駐極體薄膜110接 合，當(dāng)?shù)谝获v極體薄膜110因使用者190施予外力觸壓而變形，使靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，第一 電極120通過(guò)導(dǎo)電傳輸線(xiàn)130輸出第一訊號(hào)至控制器300。同時(shí)，第二電極125因使用者 190對(duì)第一駐極體薄膜110施予外力觸壓而使靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第二訊號(hào)至控制器 300。第一電極120與第二電極125分別具有若干個(gè)獨(dú)立的第一電極圖案及第二電極圖 案(于后詳述)?？刂破?00對(duì)前述獨(dú)立的第一電極圖案及第二電極圖案掃描接收第一訊 號(hào)及第二訊號(hào)后，用以辨析外力觸壓第一駐極體薄膜110之位置以及第一駐極體薄膜110 于前述觸壓位置之法向量位移值(于后詳述)。本發(fā)明之保護(hù)膜140是設(shè)置于第一電極120 與第一駐極體薄膜110接合之相對(duì)面，亦即使用者190施予外力觸壓之表面，用以保護(hù)第一 電極120，避免外力觸壓所造成刮損并免于環(huán)境之破壞。基板135是用以作為整個(gè)觸控裝置之載體。并且基板135可為任何類(lèi)型顯示器之 表面，例如CRT、IXD、LED、OLED或電漿顯示器等之表面，本發(fā)明于此并未有特別之限定。并 且，由于本發(fā)明之第一、第二駐極體薄膜110、115具有軟性可彎曲結(jié)構(gòu)的特性。因此，本發(fā) 明之觸控裝置亦為軟性可彎曲的結(jié)構(gòu)。是以，對(duì)基板135之形狀并未有特別之限定，例如 可為平板或弧形皆可，本發(fā)明無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置能設(shè)于任意形狀之表面。間隔層150是用以隔開(kāi)第一駐極體薄膜110與第二駐極體薄膜115、第二電極 125、基板135。第二駐極體薄膜115是與第二電極125接合。于此第一實(shí)施例中，間隔層 150可具有若干個(gè)獨(dú)立的間隔材155，利用封裝材145進(jìn)行封裝，間隔材155則以平均配置 之方式設(shè)置于第一駐極體薄膜110與第二駐極體薄膜115之間。請(qǐng)參閱圖2根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置的截面示 意圖。于本發(fā)明第二實(shí)施例中，無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置200同樣地包括第一駐 極體薄膜110、第一電極120、第二電極125、導(dǎo)電傳輸線(xiàn)130、基板135、保護(hù)膜140、封裝材 145、間隔層250。但與第一實(shí)施例不同的是間隔層250為一整片具有恢復(fù)彈性之間隔材。 當(dāng)使用者190釋放對(duì)第一駐極體薄膜110所施予之外力觸壓后，間隔層250具備如同硅膠般恢復(fù)原狀之特性。值得一提的是，本發(fā)明第二實(shí)施例中，僅設(shè)置第一駐極體薄膜110，其所提供之第 一高偏壓電荷即能形成靜電場(chǎng)。當(dāng)僅設(shè)置第一駐極體薄膜110時(shí)，基板135藉由靜電感應(yīng)， 即具有與第一駐極體薄膜110提供之第一高偏壓電荷電性相反的第三高偏壓電荷。第一高 偏壓電荷電性與第三高偏壓電荷共同形成分布于其間之靜電場(chǎng)。而于本發(fā)明前述第一實(shí)施 例設(shè)置第二駐極體薄膜115，則能更進(jìn)一步提高分布于其間之靜電場(chǎng)對(duì)外力觸壓的敏感度， 提高本發(fā)明無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置的精確性。并且于本發(fā)明前述第一實(shí)施例中 亦能僅設(shè)置第一駐極體薄膜110即可。本發(fā)明之第二實(shí)施例亦能如第一實(shí)施例般設(shè)置第二 駐極體薄膜115。再者，對(duì)第一駐極體薄膜110或第二駐極體薄膜115之充電方式可為高電壓電暈 法或極化法。由于第一駐極體薄膜110或第二駐極體薄膜115上具有若干個(gè)奈微米孔洞， 充電后即能長(zhǎng)時(shí)間保有高偏壓電荷。因此無(wú)需如習(xí)知的電容式觸控裝置施予額外偏壓之必 要。并且，若應(yīng)用于顯示器之觸控，則前述第一駐極體薄膜110、第二駐極體薄膜115、第一 電極120、第二電極125、基板135、保護(hù)膜140以及間隔層150之材料皆可選用透明材質(zhì)。 更進(jìn)一步具體而言，基板135之材質(zhì)可為不導(dǎo)電透明玻璃或塑料。間隔層150之材料可為 透明橡膠、透明液態(tài)膠或透明塑料材。第一駐極體薄膜110與第二駐極體薄膜115之材料可選自聚四氟乙烯(PTFE)、氟 化乙烯丙烯共聚物(FEP)及聚偏氟乙烯(PVDF)等氟系高分子聚合物、聚乙烯(PE)、聚丙烯 (PP)、聚酰亞胺(PI)、環(huán)烯共聚物(COC)及其復(fù)合物。第一電極120及第二電極125是以物 理氣相沉積法(例如蒸鍍法、濺鍍法及離子披覆)或化學(xué)氣相沉積法(例如電漿技術(shù)法) 制成導(dǎo)電層。第一電極120及第二電極125之材料則可選自氧化銦錫(Indium Tin Oxide, ΙΤ0)、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide, IZO)、氧化鋅錫(Zinc Tin Oxide, ΖΤ0)、氧化鋅鋁 (Aluminum Zinc Oxide，ΑΖ0)、氧化鎵鋁(Gallium Zinc Oxide, GZ0)等之透明氧化導(dǎo)電物 質(zhì)(Transparent Conductive Oxide, TC0)，或是其他導(dǎo)電高分子材料、奈米碳管(Carbon Nano-Tube)等。請(qǐng)參閱圖3根據(jù)本發(fā)明無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置具有之第一電極120、 第二電極125以及駐極體薄膜之一設(shè)置方式示意圖。圖3是從上方俯視本發(fā)明之觸控裝置。 如圖中所示第一電極120具有若干個(gè)第一電極圖案305，于此實(shí)施例中第一電極圖案305為 長(zhǎng)條狀以水平方向相互平行排列。第二電極125具有若干個(gè)第二電極圖案310，于此實(shí)施例 中第二電極圖案310為長(zhǎng)條狀以垂直方向相互平行排列。例如第一駐極體薄膜則設(shè)置于 第一電極圖案305與第二電極圖案310之間。第一電極圖案305及第二電極圖案310雖以 相互垂直之長(zhǎng)條狀為例，惟本發(fā)明并未以此為限定，電極之圖案可視觸控需要而設(shè)計(jì)。并且 第一電極圖案305與第二電極圖案310能以單層之結(jié)構(gòu)或者多層之結(jié)構(gòu)設(shè)置。請(qǐng)參閱圖4(a)及圖4(b)是觸壓本發(fā)明圖3中之觸控裝置，其觸壓變形量、力道 (脈沖訊號(hào)振幅)及位置之關(guān)系圖。以前述第二電極圖案310為并列之長(zhǎng)條狀作為本發(fā)明 觸控裝置之實(shí)施例。如圖4(a)中所示，當(dāng)使用者觸壓本發(fā)明之觸控裝置時(shí)，觸壓中心點(diǎn)圓 Bl中心之觸壓變形量最大，隨著偏離中心點(diǎn)之距離增加，如圖中顯示之圓B2、圓B3之觸壓 變形量亦逐漸變小，代表觸壓力道變小。如圖4(b)中所示，為圖4(a)中所示橫跨中心點(diǎn)之 位置A-A'與觸壓力道(脈沖訊號(hào)振幅)之關(guān)系圖，隨著偏離中心點(diǎn)之距離增加，振幅亦逐漸變小。此外觸壓力道越大，脈沖訊號(hào)振幅亦隨之變大。即如前所述，本發(fā)明之控制器對(duì)第 一電極圖案及第二電極圖案掃描第一訊號(hào)及第二訊號(hào)，通過(guò)導(dǎo)電傳輸線(xiàn)接收第一訊號(hào)及第 二訊號(hào)之脈沖訊號(hào)，即可辨析其觸控位置以及觸壓力道之大小。本發(fā)明之控制器不僅藉此 能單單辨析中心點(diǎn)之法向量位移值，更能辨析出外力觸壓中心點(diǎn)周?chē)?xì)微之變化。請(qǐng)參閱圖5根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置之平面圖。 于本發(fā)明第三實(shí)施例中，觸控裝置應(yīng)用于例如提款機(jī)等，觸壓位置之配置為特定之位置， 如1 9數(shù)字鍵之輸入。則如圖中所示，與第一電極120接合之駐極體薄膜505僅需設(shè)置 于數(shù)字鍵之位置即可。再分別由導(dǎo)電傳輸線(xiàn)130連接至控制器。于本發(fā)明第三實(shí)施例中， 第一電極圖案可為若干個(gè)獨(dú)立不相連區(qū)塊，第二電極圖案亦為若干個(gè)獨(dú)立不相連區(qū)塊，第 一電極圖案與第二電極圖案相互對(duì)應(yīng)，設(shè)置于數(shù)字鍵之位置。請(qǐng)參閱圖6是同時(shí)長(zhǎng)按圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置所具有之兩獨(dú)立電 極區(qū)塊(獨(dú)立電極圖案)之測(cè)試波形圖。若使用者同時(shí)對(duì)觸控裝置的兩個(gè)位置施予外力觸 壓，則控制器能接收到兩個(gè)脈沖訊號(hào)，施予長(zhǎng)按之外力觸壓即如圖中顯示，控制器所接收到 的脈沖訊號(hào)為一具有峰值之脈沖訊號(hào)，其振幅會(huì)隨著時(shí)間逐漸變小。此波形圖顯示本發(fā)明 雖以?xún)牲c(diǎn)觸控進(jìn)行測(cè)試，但本發(fā)明之觸控裝置能同時(shí)偵測(cè)出對(duì)觸控裝置多點(diǎn)之觸壓。并且 每一點(diǎn)之觸壓變形量、力道亦能如圖4(a)及圖4(b)中所示，為控制器精確地辨析。請(qǐng)參閱圖7是前后分別短按圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置所具有之兩獨(dú) 立電極區(qū)塊(獨(dú)立電極圖案)之測(cè)試波形圖。若使用者前后分別短按觸控裝置的兩個(gè)位置， 即如圖中顯示，相對(duì)每個(gè)位置，控制器均接收到為具有兩個(gè)峰值(一正一負(fù)，正代表駐極體 薄膜被按下，具有法向量位移值，負(fù)代表駐極體薄膜恢復(fù)至原來(lái)位置)之脈沖訊號(hào)，由于外 力觸壓為短按之方式，峰值之脈沖訊號(hào)時(shí)間較短。且可看出兩個(gè)位置分別于前后(上圖為 前，下圖為后)接收外力之觸壓。請(qǐng)參閱圖8是以觸壓力道漸強(qiáng)之方式短按三次圖5之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控 裝置所具有之兩獨(dú)立電極區(qū)塊(獨(dú)立電極圖案)之測(cè)試波形圖。若使用者以觸壓力道漸強(qiáng) 之方式短按三次觸控裝置的兩個(gè)位置，即如圖中顯示，相對(duì)每個(gè)位置，控制器均接收到為具 有三個(gè)峰值之脈沖訊號(hào)(三正三負(fù)，正代表駐極體薄膜被按下，具有法向量位移值，負(fù)代表 駐極體薄膜恢復(fù)至原來(lái)位置)，由于外力觸壓為短按之方式，峰值之脈沖訊號(hào)時(shí)間較短。且 可看出兩個(gè)位置大致同時(shí)接收外力之觸壓。請(qǐng)參閱圖9(a)及圖9(b)分別顯示習(xí)知技術(shù)及本發(fā)明之簡(jiǎn)單功能方塊圖。圖9 (a) 顯示習(xí)知技術(shù)需要施加額外偏壓之觸控裝置的顯示習(xí)知技術(shù)。圖9(b)則顯示本發(fā)明無(wú)需 施加額外偏壓之觸控裝置及整個(gè)控制系統(tǒng)。本發(fā)明之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置100 連接至控制器300。控制器300具有電荷放大器301、多路復(fù)用器302、A/D轉(zhuǎn)換單元303以 及微處理器304。電荷放大器301接受來(lái)自無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)觸控裝置100之第一電 極及第二電極，通過(guò)導(dǎo)電傳輸線(xiàn)所傳送之第一訊號(hào)與第二訊號(hào)并予以放大。A/D轉(zhuǎn)換單元 303則將第一訊號(hào)與第二訊號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)位信息。微處理器304則對(duì)前述數(shù)位信息進(jìn)行運(yùn) 算，即能辨析外力觸壓第一駐極體薄膜之位置以及第一駐極體薄膜于前述位置之法向量位 移值?？傃灾?，本發(fā)明提供之無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置能同時(shí)偵測(cè)、辨析多點(diǎn) 觸控之位置及外力觸壓使駐極體薄膜產(chǎn)生之法向量位移值。是以，本發(fā)明不僅能與電容式觸控裝置靈敏度相當(dāng)之觸感，無(wú)論使用導(dǎo)體，例如手指、探針或非導(dǎo)電體，例如觸控筆、 指套等皆均能作為本發(fā)明觸壓裝置之觸壓物體。再者，相較于電容式、電阻式觸控裝置，本 發(fā)明之觸控裝置結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、成本更低、可靠度更高。更重要的優(yōu)點(diǎn)是，由于無(wú)需額外之 偏壓供給，是以能更進(jìn)一步節(jié)省電力消耗，提高觸控裝置以及配置該觸控裝置之電子裝置 的使用續(xù)航力。
權(quán)利要求
一種無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置，其特征在于，該觸控裝置包括一第一駐極體薄膜，提供一第一高偏壓電荷，用以形成一靜電場(chǎng)；一第一電極，與該第一駐極體薄膜接合，當(dāng)該第一駐極體薄膜因若干個(gè)外力觸壓變形，使該靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第一訊號(hào)；一第二電極，該靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第二訊號(hào)；以及一控制器，接收所述第一訊號(hào)及所述第二訊號(hào)，用以辨析這些外力觸壓該第一駐極體薄膜之若干個(gè)位置以及該第一駐極體薄膜于所述位置之若干個(gè)法向量位移值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于這些外力觸壓之所述位置為平行于 該第一駐極體薄膜之若干個(gè)第一方向座標(biāo)及若干個(gè)第二方向座標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于所述位置之所述法向量位移值表示 這些外力觸壓之大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該觸控裝置能以非導(dǎo)電體觸壓該第 一駐極體薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該觸控裝置能以導(dǎo)電體觸壓該第一 駐極體薄膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于，該觸控裝置更包括一保護(hù)膜設(shè)置于 該第一電極與該第一駐極體薄膜接合之相對(duì)面，用以保護(hù)該第一電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸控裝置，其特征在于該保護(hù)膜為透明材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一電極及該第二電極分別具有 若干個(gè)獨(dú)立之第一電極圖案及第二電極圖案，用以分別傳送對(duì)應(yīng)所述位置及所述位置之所 述法向量位移值之所述第一訊號(hào)及所述第二訊號(hào)至該控制器，為該控制器辨析。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于所述第一電極圖案是相互平行，所述 第二電極圖案是相互平行，所述第一電極圖案與所述第二電極圖案相互垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于所述第一電極圖案為若干個(gè)獨(dú)立不 相連區(qū)塊，所述第二電極圖案為若干個(gè)獨(dú)立不相連區(qū)塊，所述第一電極圖案與所述第二電 極圖案是相互對(duì)應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于所述第一電極圖案與所述第二電極 圖案是以單層之結(jié)構(gòu)設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸控裝置，其特征在于所述第一電極圖案與所述第二電極 圖案是以多層之結(jié)構(gòu)設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一駐極體薄膜之材料是選自聚 四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物及聚偏氟乙烯等氟系高分子聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰 亞胺、環(huán)烯共聚物及其復(fù)合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一高偏壓電荷之電性為正電或 負(fù)電。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一駐極體薄膜是由駐極體所組 成，能于充電后長(zhǎng)時(shí)間保有該第一高偏壓電荷。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸控裝置，其特征在于對(duì)該第一駐極體薄膜之充電方式 為高電壓電暈法或極化法。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于，該觸控裝置更包括一第二駐極體薄 膜，提供一第二高偏壓電荷，用以與該第一高偏壓電荷共同形成該靜電場(chǎng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸控裝置，其特征在于該第二駐極體薄膜為透明材質(zhì)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸控裝置，其特征在于該第二駐極體薄膜之材料是選自 聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物及聚偏氟乙烯等氟系高分子聚合物、聚乙烯、聚丙烯、聚 酰亞胺、環(huán)烯共聚物及其復(fù)合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸控裝置，其特征在于該第二高偏壓電荷之電性為正電 或負(fù)電。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸控裝置，其特征在于該第二駐極體薄膜是由駐極體所 組成，能于充電后長(zhǎng)時(shí)問(wèn)保有該第二高偏壓電荷。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的觸控裝置，其特征在于對(duì)該第二駐極體薄膜之充電方式 為高電壓電暈法或極化法。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于，該觸控裝置更包括一基板，用以為 該觸控裝置之載體。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第二電極與該第一駐極體薄膜接 合該第一電極之相對(duì)面接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該第二電極是與該基板接合。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于，該觸控裝置更包括一間隔層，用以 隔開(kāi)該第一駐極體薄膜與基板。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的觸控裝置，其特征在于該間隔層具有若干個(gè)獨(dú)立設(shè)置之 間隔材。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的觸控裝置，其特征在于該間隔層為一具有恢復(fù)彈性之間 隔材。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的觸控裝置，其特征在于該間隔層之材料為透明橡膠、透明 液態(tài)膠或透明塑料材。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該基板為一顯示器之表面。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該基板之形狀為平板。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該基板之形狀為弧形。
33.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該基板為透明材質(zhì)。
34.根據(jù)權(quán)利要求23所述的觸控裝置，其特征在于該基板之材質(zhì)為不導(dǎo)電透明玻璃 或塑料。
35.根據(jù)權(quán)利要求25所述的觸控裝置，其特征在于與該基板接合之該第二電極藉由 靜電感應(yīng)，具有與該第一高偏壓電荷電性相反之第三高偏壓電荷。
36.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一電極及該第二電極是以物理 氣相沉積法或化學(xué)氣相沉積法形成。
37.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一電極及該第二電極形成之材 料是選自氧化銦錫、氧化銦鋅、氧化鋅錫、氧化鋅鋁、氧化鎵鋁等之透明氧化導(dǎo)電物質(zhì)或是 選自透明導(dǎo)電高分子材料、奈米碳管。
38.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該觸控裝置為軟性可彎曲之結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸控裝置，其特征在于該第一駐極體薄膜、第一電極、第二 電極為透明材質(zhì)。
全文摘要
一種無(wú)偏壓駐極體三維多點(diǎn)之觸控裝置，包括一提供第一高偏壓電荷之第一駐極體薄膜、第一電極、第二電極以及控制器。第一電極與第一駐極體薄膜接合，當(dāng)?shù)谝获v極體薄膜因外力觸壓變形，使靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第一訊號(hào)。第二電極于靜電場(chǎng)產(chǎn)生變化時(shí)，輸出第二訊號(hào)。第一電極、第二電極將第一、第二訊號(hào)傳送至控制器?？刂破骷茨軅蓽y(cè)、辨析外力觸壓第一駐極體薄膜之位置以及于前述位置第一駐極體薄膜之法向量位移值。本發(fā)明可更設(shè)置第二駐極體薄膜，提供第二高偏壓電荷。第一、第二高偏壓電荷共同形成分布于其中之靜電場(chǎng)。
文檔編號(hào)H03K17/96GK101931392SQ200910151349
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者姜達(dá)銘, 林書(shū)如, 陳彥任, 陳振鑾 申請(qǐng)人:臺(tái)灣駐極體電子股份有限公司