触控感应装置的制作方法

本发明涉及一种触控感应装置。

背景技术

目前具备触控功能界面的显示器或电子产品已经相当普遍与成熟，除了电阻式触控模块外，在电容式触控产品上，使用者可通过手指、电容触控专用笔或电磁感应笔来进行互动操作，其中传统触控元件的感应电容结构与线路主要以透明导电材料制作，在利用电容触控专用笔或电磁感应笔进行输入操作时，电容触控专用笔或电磁感应笔必须与触控元件上的感应电容结构进行电性交互作用才能具有输入操作的功能，因此电容触控专用笔或电磁感应笔并无法在一般纸张、无电源供应或非电性书写界面上进行书写以达数字化记录及传送校果。使得传统类比式纸类书写媒介一直并无法与电子数字化触控产品达到良好的整合性。

技术实现要素：

本发明提供了一种触控感应装置，可在触控感应装置不供电的情况下进行数字化书写与纪录。

本发明所提供的触控感应装置包括至少一导电性感应元件。导电性感应元件包含基材及导电性感应层，导电性感应层设置于基材的至少一表面，导电性感应层包含一编码图案，且编码图案包含一坐标信息。

在本发明的一实施例中，上述的导电性感应层包含多个导电性感应单元及多个透明导电线路，编码图案由多个导电性感应单元构成，其中各导电性感应单元的方位分布由一坐标编码方式所决定，且导电性感应单元以透明导电线路电性连接。

在本发明的一实施例中，上述的导电性感应单元的形状为单一种几何图样或者多种几何图样的混合。导电性感应单元的材料选自氧化铟锡、银、铜、金及铜镍合金其中一个或其组合。透明导电线路的材料选自氧化铟锡、纳米银、纳米铜其中一个，且透明导电线路的厚度介于10纳米及5000纳米之间。

在本发明的一实施例中，导电性感应元件的数量为两个，两个导电性感应元件的两个基材相互堆叠，且其中一个导电性感应层所包含的导电性感应单元设置于其中一个基材的上表面，另一个导电性感应层所包含的导电性感应单元设置于另一个基材的下表面，其中设置于上表面的导电性感应单元的位置与设置于下表面的导电性感应单元的位置两两对应。

在本发明的一实施例中，多个导电性感应单元及多个透明导电线路设置于基材的其中一表面。

在本发明的一实施例中，多个导电性感应单元及多个透明导电线路设置于基材的相对两表面。

在本发明的一实施例中，导电性感应层的厚度介于5纳米及50纳米之间。基材的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚酸甲酯、聚酰亚胺或环烯烃聚合物。

在本发明的一实施例中，上述的触控感应装置更包含一读取装置，供于导电性感应元件上作动，并感测且解码编码图案以分析所述坐标信息。

在本发明的一实施例中，上述的读取装置包含：光源模块、影像传感器、微处理模块与电源模块。光源模块发射光束，光束与导电性感应单元产生光学互动，并产生一光信号；影像传感器用以感测光信号，并输出包含导电性感应单元的至少一图像；微处理模块与影像传感器电性连接，用以分析图像的变化，并进行解码以获取坐标信息；电源模块提供读取装置电力。于一实施例中，导电性感应单元对红外线光源产生反射或其它光学互动机制，上述光学互动机制包含散射或吸收。于又一实施例中，导电性感应单元上更设置荧光物质涂层，上述光学互动包含激发荧光。

在本发明的一实施例中，上述读取装置更包含一滤光元件或偏光元件，设置于光源模块前方或后方。

在本发明的一实施例中，上述的读取装置包含热影像传感器、微处理模块及电源模块。热影像传感器用以感测导电性感应单元所产生的热能信号，并输出包含导电性感应单元的至少一图像；微处理模块与热影像传感器电性连接，用以分析图像的变化，并解码以获取坐标信息；电源模块提供读取装置电力。于一实施例中，导电性感应单元因一外部低电流的输入而使得导电性感应单元因其本质阻抗而产生热能信号。

在本发明的一实施例中，触控感应装置更包含一保护层设置于导电性感应元件上，且读取装置更包含压力传感器，以感测读取装置接触到保护层所导致的压力的变化。

在本发明的一实施例中，读取装置的微处理模块包含通信界面，用以将坐标信息传送至一外部电子装置。于一实施例中，通信界面为一无线通信模块。

在本发明的一实施例中，读取装置为笔型。于一实施例中，读取装置更包含一墨水笔头。

本发明因采用将导电性感应单元进行坐标图样化编码，使其不单只是电性定址的电容感应单元，而是更进一步具备坐标编码单元特性，可在触控面板不供电(或失效)的情况下，搭配读取装置时仍可进行触控输入操作。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例触控感应装置的示意图。

图2是本发明一实施例触控感应装置的局部上视图。

图3是本发明一实施例编码图案的局部配置。

图4是本发明一实施例导电性感应元件的剖面示意图。

图5是本发明又一实施例导电性感应元件的剖面示意图。

图6是本发明一第一实施例的读取装置示意图。

图7是本发明一第二实施例的读取装置示意图。

具体实施方式

图1是本发明一实施例触控感应装置的示意图，如图所示，触控感应装置10包含导电性感应元件12及读取装置14，导电性感应元件12包含基材16及导电性感应层18，导电性感应层18设置于基材16的其中一表面，惟不限于此，于其他实施例中，导电性感应层18可设置于基材16的相对二表面。导电性感应层18包含一编码图案18a。读取装置14用于在导电性感应层18上作动，例如滑动或移动，读取装置14于作动时会感测编码图案18a的变化，对其进行解码来分析所处的坐标信息，藉以取得读取装置14的作动路线。于一实施例中，读取装置14的外观以具有一握持部者较佳，例如读取装置14为呈笔型，具有一接触端141，用以抵靠或邻近导电性感应层18，且可让使用者可以习惯的书写动作与导电性感应元件12互动。为了保护导电性感应层18，可涂覆一保护层(图中未示)于其上，保护层可具备硬化、抗刮、防污等功能。于一实施例中，亦可于导电性感应元件12上设置一保护盖(图中未示)。

请同时参阅图2所示，于一实施例中，导电性感应层18包含多个导电性感应单元181及多个透明导电线路182，透明导电线路182电性连接导电性感应单元181，编码图案18a由多个导电性感应单元181在基材16上构成，编码图案18a包含有坐标信息。其中，每一导电性感应单元181可为线段、圆形、椭圆形或多边形等单一种几何图样，或者为多种几何图样的混合。较佳者，每一导电性感应单元181例如为椭圆形，其长轴及短轴的长度不同，且随者倾角的不同而有不同的方位。多个导电性感应单元181于基材16上的方位分布由一坐标编码方式所决定。

图3是本发明一实施例编码图案的局部配置，其中编码图案18a包含虚拟格线20和多个导电性感应单元181，虚拟格线20并不是真实设置于基材16上，因此以虚线绘制，于一实施例中，虚拟格线20彼此垂直相交，形成多个交叉点201。于图3所示的实施例中，导电性感应单元181为椭圆形，多个导电性感应单元181可包含部分相同及部分相异的坐标图样，例如导电性感应单元181a的坐标图样可为椭圆形的中心点设于交叉点，且水平或垂直设置在虚拟格线20上，或与虚拟格线20之间具有一夹角，亦或导电性感应单元181b的坐标图样可以使其椭圆形的其中一端点设置于虚拟格线20的交叉点201而呈现不同角度的倾角。通过这些方位差异可编译出平面位置的定位坐标。除上述编码方法外，坐标信息亦能够以其他适当的编码方法加以实现。

上述导电性感应单元181的材料可选自氧化铟锡、银、铜、金及铜镍合金其中一个或其组合，且导电性感应层18的厚度介于5纳米(nm)及100纳米之间；透明导电线路182的材料选自氧化铟锡、纳米银、纳米铜其中一个，且透明导电线路182的厚度介于10纳米及5000纳米之间；基材16的材料为聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚酸甲酯(pmma)、聚酰亚胺(pi)或环烯烃聚合物(cop)。

其中，于一实施例中导电性感应元件12为单层感应电容的构造，其中电性上代表x与y坐标的导电性感应单元181及其透明导电线路182是设置在基材16的同一表面，如图1所示的导电性感应元件。于又一实施例中，如图4所示，导电性感应元件12为双层感应电容的构造，其中导电性感应单元181及透明导电线路182(图中未示)分别设置于基材16的相对表面，构成一单基材双面式之感应电容架构。于又一实施例中，如图5所示，触控感应装置10包含两个导电性感应元件12、12’，各自包含基材16/16’及导电性感应层18/18’，二个导电性感应元件12、12’的基材16、16’相互堆叠，其中一个导电性感应层18所包含的多个导电性感应单元181设置于其中一个基材16的上表面161，另一个导电性感应层18’的多个导电性感应单元181’为设置在另一个基材16’的下表面161’，其中位于上表面161的导电性感应单元181的位置与位于下表面161’的导电性感应单元181’的位置两两对应，以形成一组组的微电容结构。

接续上述说明，图6是本发明一第一实施例的读取装置示意图，如图6所示，读取装置14包含光源模块22、影像传感器24、微处理模块26与电源模块28。光源模块22发射一光束，当读取装置14于导电性感应层18上作动时，光束与导电性感应单元181产生光学互动，并产生一光信号；影像传感器24用以感测及/或接收光信号，并输出包含导电性感应单元181的图像，于一实施例中，影像传感器24包含成像透镜模块(图中未示)；微处理模块26与影像传感器24电性连接，用以分析多个图像的变化，并对其解码以获取坐标信息，从而演算得知读取装置14点击或书写移动时路线的坐标变化；电源模块28提供电力予整个读取装置14。于一实施例中，读取装置14更包含滤光元件30或偏光元件，设置于光源模块22的前方或后方，藉以过滤光源模块22的杂光且让所选择波长(或偏振态)的光束与导电性感应单元181产生光学互动。

与第一实施例的读取装置14对应地，于一实施例中，导电性感应单元181由可对红外线可产生高反射的金属物质，例如铜、银、金或铜镍合金等所构成，读取装置14的光源模块22所产生的光束与导电性感应单元181之间产生例如反射或散射的光学互动，且反射光或散射光作为光信号被影像传感器24感测及/或接收。于另一实施例中，在导电性感应单元181上更设置一荧光物质涂层(图中未示)，因此读取装置14的光源模块22所产生的光束与导电性感应单元181之间产生例如激发荧光的光学互动，且产生的荧光作为光信号被影像传感器26感测及/或接收。

在上述第一实施例中，读取装置14发射的光束与导电性感应单元181产生光学互动，如反射、散射、荧光接收等产生光信号，并经由影像传感器26感测及/或接收光信号，从而获得读取装置14于导电性感应元件12上移动时，通过多个导电性感应单元181(各自具有相同或相异的坐标图样)所代表的坐标信息变化(取图像后解译计算)，达成进行电子书写与触控操作时所需的平面坐标信息。当导电性感应元件12在正常操作(亦即导电性感应元件12具有电流输入以作为电容感应元件)的模式下，使用者可利用手指来接近或碰触导电性感应单元181，以改变其电容值，并藉由侦测电容值的变化来判断碰触的位置。同时，在导电性感应元件12在具有电流输入的正常操作状况下，上述读取装置14与导电性感应元件12间亦可以电信号通信来进行互动操作。又在本发明实施例中，当导电性感应元件12无电力驱动的情况下，虽然手指互动功能失效，但使用者尚能通过读取装置14进行所有互动操作的功能运作。

图7是本发明一第二实施例的读取装置示意图，如图7所示，读取装置14a包含热影像传感器32、微处理模块26与电源模块28，微处理模块26与热影像传感器32电性连接，且电源模块28提供电力予整个读取装置14a。此读取装置14a可供对处于弱电流节能模式下(相较于一般正常操作模式)的导电性感应元件12进行操作，其中导电性感应元件12只被维持供应一低能耗的电流输入而无达到正常的电容感应门槛值，但电流已可在导电性感应单元181上因物质阻抗而产生发热性，且发热范围与导电性感应单元181的形状一致。当具备热影像传感器32的读取装置在导电性感应元件12上移动时，读取装置14a可通过热影像传感器32进行撷取具备坐标编码意义的导电性感应单元181的图像，并通过微处理模块26对多个图像的画进行解码及分析演算以得知点击或移动时路线的坐标变化，达成与触控感应装置10的互动性操作功能。

于一实施例中，读取装置14/14a的微处理模块26包含通信界面(图中未示)，用以将坐标信息传送至一外部电子装置；于一实施例中，通信界面为一无线通信模块。上述读取装置14/14a更包含一压力传感器(图中未示)，以感测读取装置14/14a的接触端141接触到导电性感应元件12上之保护层或保护盖所导致的压力的变化。于又一实施例中，当读取装置14/14a为笔型时，更具备一墨水笔头(图中未示)，以便于未开机的触控感应装置10上进行书写。此外，当读取装置在一具备同样编码原则的坐标图样的传统纸张上书写时，可具有数字化纪录的功效。如此便可大幅延伸触控技术应用并完全将电子界面与纸张墨水书写进行完全电子化整合。

在本发明实施例中，通过将导电性感应单元进行坐标图样化编码，使其不单只是电性定址的电容感应单元，而是更进一步具备实质物理性坐标编码单元特性(具特定光学或热能性质)，如此除了可维持传统触控操作方式外，更可在触控面板不供电(或失效)的情况下，搭配读取装置时仍可进行触控输入操作。亦即本发明具有可在触控感应装置不供电的情况下进行数字化书写与纪录的优点；且可将传统类比书写与数字化触控操作进行最佳整合与延伸应用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。