CN101126969A - 低耦合电容的电容式触控板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低耦合电容的电容式触控板以及使用此电容式触控板的显示装置。电容式触控板包含多条第一方向电极串及第二方向电极串。第一方向电极串上沿第一方向排列有多个甲电极；第二方向电极串上沿第二方向排列有多个乙电极。为减低相邻甲电极与乙电极间或相邻两个甲电极间的侧向电容，甲电极的宽度沿第二方向自中间部分向两侧缩减。此外，每一甲电极具有围成甲电极形状的周缘。周缘在朝向相邻乙电极的四分之一部分内同时具有相异的第一斜率变化率及第二斜率变化率。

Description

低耦合电容的电容式触控板

技术领域

本发明涉及一种电容式触控板以及使用此电容式触控板的显示装置；具体而言，本发明涉及一种具有低耦合电容的电容式触控板以及使用此电容式触控板的显示装置。

背景技术

显示面板及使用显示面板的平面显示装置已渐渐成为各类显示装置的主流。例如家用的薄型电视、个人计算机及笔记本计算机的液晶监视器、移动电话及数字相机的显示屏等，均为大量使用显示面板的产品。随着产品设计渐渐趋向于使用者导向，为考虑使用者的操作便利性，具有触控输入功能的显示面板已逐渐成为产业发展的重点。

以液晶显示面板为例，如图1a所示，传统具有触控输入功能的液晶显示面板包含显示面板10及触控感应板30。触控感应板30设置于显示面板10的显示面11上。换言之，显示面板10是通过触控感应板30向外显示图像。目前较广为使用的触控感应板30技术包含电阻式及电容式两种。

以电阻式的触控感应板30而言，其驱动原理是利用电压降的方式来寻找接触点的坐标。触控感应板30分为上下两层，且在二维方向上分别施加一电压差。当使用者点击触控感应板30上的接触点时，即于此接触点产生导通回路。此一导通回路即于系统中产生电压降，使系统得以判断接触点的位置。然而此类触控感应板30并无法同时作多点输入，且无法进行指纹辨识。此外，由于使用者需施加一定的压力始能使接触点产生导通回路，因此此类触控感应板易受最低动作力的限制。

电容式触控感应板的驱动原理则与电阻式触控感应板不同。在图1b所示的传统电容式触控感应板而言，感应板30上在上下层中分别布设有X方向及Y方向的电极31。当使用者以手指或其它物体(导体)接触感应板时，即会产生电容差异。此时系统即可据以计算出接触的位置。如图1b所示，此传统的电容式触控感应板是将电极31设计为四边形。然而此种设计使同一层或不同层的电极31的侧边具有较长的有效对应长度，且侧边间的距离也无变化，使得其间产生电容的等效面积较大。由于电极31间的侧向电容较大，使系统整体的耦合电容提高，造成系统整体负荷的增加。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种电容式触控板，具有较低的电极间侧向电容及较低的整体耦合电容。

本发明的另一目的在于提供一种电容式触控板，具有较小的系统负荷。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置，使用具有较小系统负荷的电容式触控板。

本发明的显示装置包含显示面板及电容式触控板。电容式触控板优选设置于显示面板的显示面上；显示面板于显示面上的图像可通过电容式触控板向外显示。当使用者点选显示面上的图像时，电容式触控板即可检测使用者点选的位置，再将信号传至后端处理器处理。

电容式触控板包含多条第一方向电极串、第二方向电极串及介电层。介电层设置于第一方向电极串与第二方向电极串之间，以对第一方向电极串与第二方向电极串进行隔绝。第一方向电极串是沿第一方向延伸；第二方向电极串则沿第二方向延伸。第一方向电极串上沿第一方向排列有多个甲电极；第二方向电极串上沿第二方向排列有多个乙电极。

为减低相邻甲电极与乙电极间或相邻两个甲电极间的侧向电容，甲电极的宽度沿第二方向自中间部分向两侧缩减。通过此一设计，甲电极与相邻的乙电极或相邻第一方向电极串上甲电极间对应产生侧向电容的等效面积即可下降，进而使产生的侧向电容减少。

每一甲电极具有围成甲电极形状的周缘。由于甲电极为4个相邻乙电极由四角位置所包围，若以通过甲电极的假想垂直线及水平线分割周缘，则每四分之一被切割的周缘即分别朝向上述的4个相邻乙电极。周缘在朝向相邻乙电极的四分之一部分内同时具有相异的第一斜率变化率及第二斜率变化率。通过此一周缘设计，得以降低甲电极与相邻的乙电极或相邻第一方向电极串上甲电极间对应产生侧向电容的等效面积，进而使产生的侧向电容减少。

本发明的电容式触控板包含：多条第一方向电极串，每一第一方向电极串上排列有多个甲电极；多条第二方向电极串，每一第二方向电极串上排列有多个乙电极，每一第二方向电极串的乙电极分别位于相邻该第一方向电极串的甲电极之间；以及一介电层，设置于所述第一方向电极串及所述第二方向电极串之间；其中，每一甲电极的宽度沿该第二方向自中间部分向两侧缩减；每一甲电极具有一周缘，该周缘在朝向最接近每一乙电极的四分之一部分内同时具有相异的一第一斜率变化率及一第二斜率变化率。

本发明的又一种电容式触控板包含：多条第一方向电极串，每一第一方向电极串上排列有多个甲电极；多条第二方向电极串，每一第二方向电极串上排列有多个乙电极，每一乙电极分别位于相邻该第一方向电极串之间；以及一介电层，设置于所述第一方向电极串及所述第二方向电极串之间；其中，该甲电极为非四边形的多边形。

附图说明

图1a为使用传统触控面板的显示装置示意图；

图1b为传统的电容式触控面板示意图；

图2为本发明显示装置的实施例示意图；

图3为本发明电容式触控板实施例的元件分解图；

图4为电容式触控板的实施例剖面图；

图5为电容式触控板的实施例俯视图；

图6a至图6c为电容式触控板的变化实施例俯视图；

图7a及图7b为电极旋转的变化实施例俯视图；

图8及图9为甲电极与乙电极采用不同设计的实施例俯视图。

其中，附图标记说明如下：

100显示装置

110显示面板

111显示面

200电容式触控板

210第一方向电极串

211甲电极

220第二方向电极串

221乙电极

250介电层

310第一方向

320第二方向

410第一电极层

420第二电极层

510周缘

511第一线段

512第二线段

具体实施方式

本发明提供一种电容式触控板以及使用此电容式触控板的显示装置。此处所言的显示装置包含但不限制为使用显示面板的平面显示装置。显示面板优选包含液晶显示面板、有机发光二极管显示面板或其它显示面板。此外，液晶显示面板包含穿透式液晶显示面板、反射式液晶显示面板、半穿透反射式液晶显示面板及其它形式的液晶显示面板。

在图2所示的实施例中，显示装置100包含显示面板110及电容式触控板200。电容式触控板200优选是设置于显示面板110的显示面111上；显示面板110于显示面111上的图像可通过电容式触控板200向外显示。当使用者点选显示面111上的图像时，电容式触控板200即可检测使用者点选的位置，再将信号传至后端处理器处理。然而在不同实施例中，本发明的电容式触控板200并不限于使用于显示装置100中，其也可与其它需触控操作的装置配合使用。

如图3所示，电容式触控板200包含多条第一方向电极串210、第二方向电极串220及介电层250。介电层250设置于第一方向电极串210与第二方向电极串220之间，以对第一方向电极串210与第二方向电极串220进行隔绝。第一方向电极串210沿第一方向310延伸；第二方向电极串220则沿第二方向320延伸。在此实施例中，第一方向310优选是与第二方向320正交；然而在不同实施例中，第一方向310也可与第二方向320相交于非直角的其它角度。

如图3所示，第一方向电极串210上沿第一方向310排列有多个甲电极211；第二方向电极串220上沿第二方向320排列有多个乙电极221。由图4的剖面图观之，第一方向电极串210及甲电极211属于第一电极层410；第二方向电极串220及乙电极221则属于第二电极层420。第一电极层410重叠于第二电极层420之上；介电层250则夹设于第一电极层410与第二电极层420间，以提供必要的信号隔离。

由图5所示俯视图观之，第一方向电极串210与第二方向电极串220交错设置以形成格状的结构；换言之，第一方向电极串210与第二方向电极串220隔着介电层250相互跨越。如图5所示，除分布于边缘的电极外，每一甲电极211均位于相邻第二方向电极串220间；每一乙电极221也位于相邻第一方向电极串210间。通过此一设置，多个甲电极211与多个乙电极221以近似蜂巢的形式分布于电容式触控板200上，且每一甲电极211夹设于以2x2阵列形成分布的4个乙电极221之间；每一乙电极221也夹设于以2x2阵列形成分布的4个甲电极211之间。

如图5所示，为减低相邻甲电极211与乙电极221间或相邻两个甲电极211间的侧向电容，甲电极211的宽度沿第二方向320自中间部分向两侧缩减。换言之，甲电极211上较远离中间部分且伸入相邻两个乙电极221间的部分，其宽度会较中间部分的宽度为小。通过此一设计，甲电极211与相邻的乙电极221或相邻第一方向电极串210上甲电极211间对应产生侧向电容的等效投影面积即可下降，进而使产生的侧向电容减少。在本实施例中，甲电极211与相邻的乙电极221或相邻第一方向电极串210上甲电极211间的最近的距离介于1～1000μm间；其中又以介于10～100μm的距离较易应用于设计中。

如图5所示，每一甲电极211具有围成甲电极211形状的周缘510。由于甲电极211为4个相邻乙电极221由四角位置所包围，若以通过甲电极211的假想垂直线及水平线分割周缘510，则每四分之一被切割的周缘510即分别朝向上述的4个相邻乙电极221。在此实施例中，周缘510在朝向相邻乙电极221的四分之一部分内同时具有相异的第一斜率变化率及第二斜率变化率。换言之，此四分之一部分的周缘510中至少包含两段具有不同斜率变化率的线段。此处所言的斜率变化率是指在单位长度上斜率的改变量，且其值可以为任意实数、0、近似0、无限小或无限大等极限数。通过此一周缘510设计，得以降低甲电极211与相邻的乙电极221或相邻第一方向电极串210上甲电极211间对应产生侧向电容的等效面积，进而使产生的侧向电容减少。

以图5为例，甲电极211具有正六边形的形状。此时周缘510朝向左上方相邻乙电极221的四分之一部分可分为第一线段511及第二线段512。在此实施例中，第一线段511及第二线段512均为直线段。此二线段上的斜率均为定值，因此二者的斜率变化率均为0。然而第一线段511与第二线段512交接位置是为一尖点，因此该点上的斜率变化率是可视为近似无限大的值。由上述可知，周缘510在此四分之一的部分中具有二相异的斜率变化率。

在图6a所示的实施例中，甲电极211具有椭圆形形状。此时周缘510朝向左上方相邻乙电极221的四分的一部分可分为第一线段511及第二线段512。在此实施例中，第一线段511及第二线段512均为弧线段。此二线段上的斜率均沿第一方向310改变，且斜率的变化率也沿第一方向310改变。由上述可知，周缘510在此四分之一部分中至少具有两个相异的第一斜率变化率及第二斜率变化率。

除正六边形外，甲电极211也可为其它非四边形的多边形，且不限定为正多边形；例如在如图6b所示的实施例中，甲电极211具有八边形的形状。此外，甲电极211也可为非正多边形及正圆形的其它形状，例如在图6c所示的实施例中，甲电极211的周缘510同时具有直线段及弧线段，使甲电极211具有介于多边形及圆形间的形状。

如前述实施例所示，甲电极211优选以在第一方向310或第二方向320上对称的方式设置。然而在不同实施例中，如图7a所示，甲电极211可相对于第一方向310、第二方向320或图形中心偏转特定角度。此外，在图7b所示的实施例中，相邻的甲电极211也可偏转不同角度。然而偏转后的甲电极211，其宽度仍需沿第二方向320自中间部分向两侧缩减，使甲电极211上较远离中间部分且伸入相邻二乙电极221间的部分具有较小的宽度。

在上述的实施例中，乙电极221是采用与甲电极211相同的形状设计。然而在不同实施例中，如图8所示，乙电极221也可采用与甲电极211不同的形状设计，而使乙电极221的宽度沿第一方向310自中间部分向两侧缩减，使乙电极221上较远离中间部分且伸入相邻两个甲电极211间的部分具有较小的宽度。在图9所示的实施例中，本发明的甲电极211设计也可配合传统单一宽度的乙电极221形状设计。此时甲电极211的形状设计仍可达到降低侧向电容的功效。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭示的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims (22)

1.一种电容式触控板，包含：

多条第一方向电极串，每一第一方向电极串上排列有多个甲电极；

多条第二方向电极串，每一第二方向电极串上排列有多个乙电极，每一第二方向电极串的乙电极分别位于相邻该第一方向电极串的甲电极之间；以及

一介电层，设置于所述第一方向电极串及所述第二方向电极串之间；

其中，每一甲电极的宽度沿该第二方向自中间部分向两侧缩减；每一甲电极具有一周缘，该周缘在朝向最接近每一乙电极的四分之一部分内同时具有相异的一第一斜率变化率及一第二斜率变化率。

2.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是所述多条第二方向电极串跨越所述多条第一方向电极串。

3.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是每一乙电极位于相邻甲电极之间。

4.如权利要求1所述的电容式触控板，进一步包含相重叠的一第一电极层及一第二电极层；其中所述多条第一方向电极串与所述多条第二方向电极串分属于该第一电极层及该第二电极层。

5.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是该甲电极为五边以上的多边形。

6.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是该周缘包含多个不同斜率的直线段。

7.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是该周缘包含多个不同曲率的弧线段。

8.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是每一甲电极分别位于相邻该第二方向电极串之间；每一乙电极具有一周缘，该周缘在朝向最接近该甲电极的四分之一部分内同时具有相异的一第一斜率变化率及一第二斜率变化率。

9.如权利要求8所述的电容式触控板，其特征是每一乙电极为五边以上的多边形。

10.如权利要求8所述的电容式触控板，其特征是该乙电极的周缘包含多个不同斜率的直线段。

11.如权利要求1所述的电容式触控板，其特征是该乙电极的周缘包含多个不同曲率的弧线段。

12.如权利要求1所述的电容式触控板，该甲电极与相邻该乙电极的最近距离介于1～1000μm间。

13.如权利要求12所述的电容式触控板，该甲电极与相邻该乙电极的最近距离介于10～100μm间。

14.一种电容式触控板，包含：

多条第一方向电极串，每一第一方向电极串上排列有多个甲电极；

多条第二方向电极串，每一第二方向电极串上排列有多个乙电极，每一乙电极分别位于相邻该第一方向电极串之间；以及

一介电层，设置于所述第一方向电极串及所述第二方向电极串之间；

其中，该甲电极为非四边形的多边形。

15.如权利要求14所述的电容式触控板，其特征是所述多条第二方向电极串跨越所述多条第一方向电极串。

16.如权利要求14所述的电容式触控板，其特征是该乙电极位于相邻甲电极之间。

17.如权利要求14所述的电容式触控板，进一步包含相重叠的一第一电极层及一第二电极层；其中所述多条第一方向电极串与所述多条第二方向电极串分属于该第一电极层及该第二电极层。

18.如权利要求14所述的电容式触控板，其特征是该甲电极为五边以上的多边形。

19.如权利要求14所述的电容式触控板，其特征是每一甲电极分别位于相邻该第二方向电极串之间；该乙电极为非四边形的多边形。

20.如权利要求19所述的电容式触控板，其特征是该乙电极为五边以上的多边形。

21.如权利要求14所述的电容式触控板，该甲电极与相邻该乙电极的最近距离介于1～1000μm间。

22.如权利要求21所述的电容式触控板，该甲电极与相邻该乙电极的最近距离介于10～100μm间。

Images