CN101763187A - 具有平行电极结构的触控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种具有平行电极结构的触控面板，平行电极结构包含有一对X轴平行电极与一对Y轴平行电极，并且，透过八个角落电阻加以串接而形成一环形结构。此环形结构为电极的改良，形成于具有串联电阻链的触控面板的导电层上，并透过导电层上的角落电极将电压供应给导电层，以进行触控的侦测。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控面板，特别是关于一种具有平行电极结构的触控面板。
背景技术
目前，市面上的主流触控面板，有电阻式与电容式两种。其中，电阻式又有四线电阻式、五线电阻式、六线、七线或九线电阻式，电容式又区分为表面电容式(Surface Capacitance Touch Screen，SCT)与投射电容式(ProjectiveCapacitance Touch Screen，PCT)。其中，投射电容式触控面板，又可称为数字式触控技术，而电阻式及表面电容式触控面板可概称为模拟式触控技术。
目前，主流的模拟式触控技术，大致上均采取四点电压供应的输入控制，如以下的美国专利：US3,798,370A，US4,371746A，US4,661,655A，US4,731,508A，US4,797,514A，US4,822,957，US4,933,660A，US5,804,773A，US5,815,141A，US6,396,484B1，US6,630,929B1，US7,148,881B2，US7,265,686B2，US7,307,626B2等，其在电源的输入控制上，均采取从四个角落输入控制电压，以进行触碰的感测。
例如，表面电容式的运作架构，系统会在ITO层产生一均匀电场，当手指接触面板会出现电容充电效应，面板上的透明电极与手指间形成电容耦合，进而产生电流变化，控制器只要量测四个角落电流强度，就可依电流大小计算接触位置。
如图1所示者，其为公知的五线式触控面板的架构10示意图。位于外部的电压控制部(未划出)通过电极板PA、PB、PC与PD透过电极线，连接至导电层11的四个电极A、B、C与D，电极板PE则为连接至触压层(未划出)者。其中，由四边串联电阻链CAR-YU、CARYD、CAR-XR、CAR-XL所包围的导电层的部份即为可触碰区域。四个电极A、B、C与D再透过导电层11的四边串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL，通过电压控制部的电压控制，形成均匀的电场分布，以作为电阻式或者表面电容式触控位置侦测之用。
电压的控制模式，请参考图2与图3，其分别说明了产生Y方向侦测电压与X方向侦测电压的控制模式。如图2所示者，其为Y方向侦测电压的控制模式，当电压控制部输出至PA为+5V、PB为0V、PC为0V，以及PD为+5V时，则在导电层11的四边串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL产生如图中的电场，其中，虚线为等电位线，实线的方向为电流的方向。当外物进行触碰时，即可侦测Y方向的触碰位置。如图3所示者，其为X方向侦测电压的控制模式，当电压控制部输出至PA为+5V、PB为+5V、PC为0V，以及PD为0V时，则在导电层11的四边串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL产生如图中的电场，其中，虚线为等电位线，实线的方向为电流的方向。当外物进行触碰时，即可侦测X方向的触碰位置。
然而，经过了二、三十年的技术发展，触控面板的技术已经相当成熟。于是，技术走向，已经走向锱铢必较的地步。例如，缩小边框的尺寸，或者，工作时更省电，或者，在边框的部份电场分布更为均匀，在边角的部份，亦要求电场分布更为均匀。于是，各家触控面板生产厂商，莫不在这场技术竞赛中，不断地精进触控面板的技术。
发明内容
有鉴于以上公知技术的问题，本发明提出一种具有平行电极结构的触控面板，其可达到降低功耗及改善边角部分电场不均匀性的问题。
为达上述目的，本发明提出一种具有平行电极结构的触控面板，包含：基板；导电层，形成于该基板上，该导电层包含一内部接触区及环绕该内部接触区的四周的边缘电阻；多个角落电极，连接于边缘电阻的角落；一对X轴平行电极，形成于导电层的边缘电阻的X轴向两侧外，并与边缘电阻隔离，X轴平行电极连接至电压控制部；一对Y轴平行电极，形成于导电层的边缘电阻的Y轴向两侧外，并与边缘电阻隔离，Y轴平行电极连接至电压控制部；及，多个角落电阻，每个角落电阻的一端连接于X轴平行电极与Y轴平行电极其中之一的一端且另一端连接至角落电极其中之一而相互连接。
并且，电压控制部通过提供给Y轴平行电极电源电压与参考电压且浮接X轴平行电极，以侦测Y轴的触碰坐标，并提供X轴平行电极电源电压与参考电压且浮接Y轴平行电极，以侦测X轴的触碰坐标。利用本发明提出一种具有平行电极结构的触控面板，可达到降低功耗及改善边角部分电场不均匀性。
附图说明
图1为公知的五线式触控面板的架构10示意图；
图2为公知触控面板Y方向侦测电压的控制模式示意图；
图3为公知触控面板X方向侦测电压的控制模式示意图；
图4为本发明的具有平行电极结构的触控面板100示意图；
图5为运用本发明的平行电极结构的触控面板Y方向侦测电压的控制模式示意图；
图6为运用本发明的平行电极结构的触控面板X方向侦测电压的控制模式示意图；以及
图7为本发明的电阻R1制作的一具体实施例。
符号说明
10 触控面板 11 导电层
100 触控面板 110 导电层
A，B，C，D 电极 CAR-XL 串联电阻链
CAR-XR 串联电阻链 CAR-YD 串联电阻链
CAR-YU 串联电阻链 N1 端点
N2 端点 N3 端点
N4 端点 PA 电极板
PB 电极板 PC 电极板
PD 电极板 PE 电极板
XL-0 平行电极 XL-1 电极板
XR-0 平行电极 XR-1 电极板
YD-0 平行电极 YD-1 电极板
YU-0 平行电极 YU-1 电极板
具体实施方式
请参考图4，其为本发明的具有平行电极结构的触控面板100示意图。与传统的四角落电极的不同处，本发明设计了两组平行电极，分别为Y轴平行电极YU-0、YD-0，以及X轴平行电极XR-0、XL-0，其形成于导电层110上。本发明的平行电极结构，可运用于电阻式触控面板，或者表面电容式触控面板等具有等电位场形成的需求者。
其中，Y轴平行电极YU-0的两端点分别串有电阻R1，同样地，Y轴平行电极YD-0的两端点亦串有电阻R1；X轴平行电极XR-0的两端点分别串有电阻R1，同样地，X轴平行电极XL-0的两端点分别串有电阻R1。其中，Y轴平行电极YU-0的两端点所串的电阻R1，分别与X轴平行电极XR-0、XL-0所串的电阻R1形成两个端点N1、N2；而Y轴平行电极YD-0的两端点所串的电阻R1，则与X轴平行电极XR-0、XL-0所串的另一电阻R1形成两个端点N3、N4。四个端点N1、N2、N3与N4，则构成导电层110的四个电极，也就是，作为四边串联电阻链CAR-YU、CARYD、CAR-XR、CAR-XL的电压输入点。
Y轴平行电极YU-0、YD-0，以及X轴平行电极XR-0、XL-0则分别与四片电极板YU-1、YD-1与XR-1、XL-1透过导线相连接。其中，平行电极以及导线可采用银导线或其它金属，如钼/铝/钼金属层、铬或其它等导电性较佳的金属，更佳者，可采用500℃以上的高温银浆制作的银导线，其可有效地使导线窄化以降低边框的宽度，并达到低阻值(耗能量少)的效果，且可使得触动区域边缘线性支撑力佳。
由于四条银导线的电阻值均相同，接近于0，于是，由四片电极板YU-1、YD-1、XR-1、XL-1经由四条银导线连接至平行电极YU-0、YD-0、XR-0、XL-0，其压降几乎为零。此外，由于平行电极亦采用银导线制作，因此，平行电极的两端点，也就是连接电阻R1的部份，其电压几乎等于四片电极板YU-1、YD-1、XR-1、XL-1所供应的电压。四个端点N1、N2、N3与N4由于电阻R1而产生一定的压降。产生压降的幅度，端视电阻R1与串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL的整体阻值(有效电阻)而定。亦即，电阻R1的值可事先决定，并通过实际的耗能需求来设计出电阻R1的阻值。例如，串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL为2k～5kΩ，而电阻值R1可设计为2k～5kΩ。亦即，电阻R1的阻值设计，可依实际所连接的串联电阻链的阻值与设计上可接受的耗电需求来个别设计的。
以下将说明本发明的平行电极结构的控制方法，图5与图6分别说明了产生Y方向侦测电压与X方向侦测电压的控制模式。如图5所示者，其为Y方向侦测电压的控制模式，当电压控制部输出至电极板YU-1为+5V、YD-1为0V、XR-1与XL-1为浮接时，在导电层110的四边串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL产生如图中的电场。其中，图5的示范例为串连电阻链CAR-YU上的电压等位线为4.25V，而串连电阻链CAR-YD上的电压等位线为0.75V。其中0.75V的压降，为电阻R1所产生。虚线为等电位线，实线的方向为电流的方向。当外物进行触碰时，即可侦测Y方向的触碰位置。
在电源供应上，工作电压的供应可以在1.5～15V之间。
接着，请参考图6，其为X方向侦测电压的控制模式，当电压控制部输出至电极板YU-1、YD-1为浮接、XR-1为+5V，XL-1为0V时，在导电层110的四边串联电阻链CAR-YU、CAR-YD、CAR-XR、CAR-XL产生如图中的电场。其中，图6的示范例为串连电阻链CAR-XR上的电压等位线为4.25V，而串连电阻链CAR-XL上的电压等位线为0.75V。其中0.75V的压降，为电阻R1所产生。其中，虚线为等电位线，实线的方向为电流的方向。当外物进行触碰时，即可侦测X方向的触碰位置。
透过以上所述内容，本发明运用了平行电极结构，将四角落电极的输入方式予以改变，同时，电压控制部的控制方法也必须同步调整。此种结构可改善在角落的电场分布不均匀的问题，并且，由于其分布于导电层(触碰区域的部份)的电压降低，可有效地降低工作时的耗能。
接着，请参考图7，其为电阻R1的制作的一具体实施例。电阻R1的制作，可透过一L型的电极，并通过L型电极与平行电极YU-0、YD-0、XR-0、XL-0的间隙来构成，亦即，L型电极与平行电极间所产生的间隔为导电层的部份，其可作为电阻R1的本体。其阻值的大小，可透过导电层的宽度、长度以及导电系数来计算，基本的公式为R＝ρL/A。其中，R为电阻值，ρ为导电系数，A为截面积，L为长度。
其中，L型电极亦可采取与平行电极共同成形的方式，亦即，采用与平行电极相同的材料与制法。例如，采用一种环保无铅的高温银浆，经过网版印刷程序印列透明导电层上。经过500℃以上的高温银浆金属熔接于透明导电层上，使其间的导通接口电阻值极微小(可视为近零阻值)。其具有高抵抗环境温度变化的特性。此外，银导线与导电层经高温结晶化后，可明显提升耐化学性、产品信赖及耐久性。或者，采用其它金属，如钼/铝/钼金属层、铬或其它等导电性较佳的金属。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，都应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当根据权利要求所界定的为准。
Claims (10)
1.一种具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，包含：
一基板；
一导电层，形成于该基板上，该导电层包含一内部接触区及环绕该内部接触区的四周的一边缘电阻；
多个角落电极，连接于该边缘电阻的角落；
一对X轴平行电极，形成于该导电层的该边缘电阻的X轴向两侧外，并与该边缘电阻隔离，该对X轴平行电极连接至一电压控制部；
一对Y轴平行电极，形成于该导电层的该边缘电阻的Y轴向两侧外，并与该边缘电阻隔离，该对Y轴平行电极连接至该电压控制部；及
多个角落电阻，每个该角落电阻的一端连接于该对X轴平行电极与该对Y轴平行电极其中之一的一端且另一端连接至该些角落电极其中之一而相互连接。
2.如权利要求1所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该对X轴平行电极、该对Y轴平行电极、该些角落电极，是选自银导线、钼/铝/钼金属层、铬导线、500℃以上的高温银浆制作的银导线所组成的群组。
3.如权利要求1所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些角落电极是为L型，且该些角落电阻形成于该些角落电极与该对X轴平行电极的间隙与该些角落电极与该对Y轴平行电极的间隙。
4.如权利要求1所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些边缘电阻的电阻值为2k～5kΩ，且该些角落电阻的电阻值为2k～5KΩ。
5.如权利要求1所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些角落电阻的电阻值相等。
6.一种具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，包含：
一基板；
一导电层，形成于该基板上，该导电层包含一内部接触区及环绕该内部接触区的四周的一边缘电阻；
多个角落电极，连接于该边缘电阻的角落；
一对X轴平行电极，形成于该导电层的该边缘电阻的X轴向两侧外，并与该边缘电阻隔离，该对X轴平行电极系连接至一电压控制部；
一对Y轴平行电极，形成于该导电层的该边缘电阻的Y轴向两侧外，并与该边缘电阻隔离，该对Y轴平行电极系连接至该电压控制部；及
多个角落电阻，每个该角落电阻的一端连接于该对X轴平行电极与该对Y轴平行电极其中之一的一端且另一端连接至该些角落电极其中之一而相互连接；
其中，该电压控制部是提供该对Y轴平行电极一电源电压与一参考电压且浮接该对X轴平行电极，以侦测Y轴的触碰坐标，并提供该对X轴平行电极该电源电压与该参考电压且浮接该对Y轴平行电极，以侦测X轴的触碰坐标。
7.如权利要求6所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该对X轴平行电极、该对Y轴平行电极、该些角落电极，是选自银导线、钼/铝/钼金属层、铬导线、500℃以上的高温银浆制作的银导线所组成的群组。
8.如权利要求6所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些角落电极是为L型，且该些角落电阻形成于该些角落电极与该对X轴平行电极的间隙与该些角落电极与该对Y轴平行电极的间隙。
9.如权利要求6所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些边缘电阻的电阻值为2k～5kΩ，且该些角落电阻的电阻值为2k～5KΩ。
10.如权利要求6所述的具有平行电极结构的触控面板，其特征在于，该些角落电阻的电阻值相等。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120822 |