CN102981664B - 触控电极结构及其应用的触控面板 - Google Patents

触控电极结构及其应用的触控面板 Download PDF

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Abstract

一种触控电极结构，包含复数条第一感测线路。每条第一感测线路包含一第一主导线以及复数个第一线圈图案，每个第一线圈图案与第一主导线具有至少一第一交点。本发明还提供了一种包含前述触控电极结构的触控面板。

Description

触控电极结构及其应用的触控面板
【技术领域】
本发明涉及一种触控面板，特别是涉及一种触控面板的触控电极结构。
【背景技术】
在现今各式消费性电子产品市场中，个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话(mobile Phone)及笔记本电脑(notebook)等可携式电子产品乃至于个人计算机、数字家电系统已逐渐使用触控面板(touch panel)作为人机接口。使用触控面板时，使用者可直接透过触碰屏幕上显示的对象进行输入指令。当电子产品朝向轻、薄、短、小的方向设计时，产品上如按键、键盘、鼠标等传统输入设备逐渐被触控面板所取代，以用来输入信息至电子产品。使得搭配触控面板的触控显示设备已逐渐成为各式电子产品的关键零件。
触控面板包含一触控感测阵列，以用来侦测触控面板上的触碰行为。此触控感测阵列具有复数个水平方向的感测电极以及垂直方向的感测电极。一般来说，这些感测电极通常为透明导电材质，以容许下方的显示面板通过触控面板来显示画面。然而，现有的透明导电材质例如氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)的导电度并不理想，过大的电阻会降低整体触控面板的灵敏度。因此，需要一种具有较佳感测灵敏度的感测电极。
【发明内容】
本发明的一目的在于提供一种触控电极结构，以一种线圈图案的电极结构来作为触控面板的感测电极，其具有较低阻抗而可提升触控灵敏度。
根据本发明的一实施例，本发明提供一种触控电极结构，包含复数条第一感测线路。每条第一感测线路包含一第一主导线以及复数个第一线圈图案，每个第一线圈图案与第一主导线具有至少一第一交点。
进一步地，所述的第一感测线路彼此平行且朝一第一方向延伸。
进一步地，所述的触控电极结构更包括：复数条第二感测线路，彼此平行且朝一第二方向延伸，其中该等第一感测线路与该等第二感测线路电性绝缘。
进一步地，所述的第一线圈图案包含复数个同心线圈。
进一步地，所述的第一线圈图案的形状包含多边形、圆形、椭圆、扇形或弓形。
进一步地，所述的第一线圈图案为线对称图案，并以该第一主导线为对称轴。
进一步地，所述的第一感测线路包含金属、导电光阻、导电油墨或碳素粉。
进一步地，所述的第二感测线路包含透明导线材质。
进一步地，所述的第二感测线路包含一第二主导线以及复数个第二线圈图案，每个该第二线圈图案与该第二主导线具有至少一第二交点。
进一步地，所述的第二感测线路包含金属、导电光阻、导电油墨或碳素粉。
进一步地，所述的第二线圈图案包含复数个同心线圈。
进一步地，所述的第二线圈图案的形状包含多边形、圆形、椭圆、扇形或弓形。
进一步地，所述的第二线圈图案为线对称图案，并以该第二主导线为对称轴。
进一步地，该等第一感测线路与该等第二感测线路位于一基板的不同侧。
进一步地，该等第一感测线路与该等第二感测线路位于一基板的同一侧。
进一步地，所述的触控电极结构还包含复数个绝缘块，该等绝缘块设置于该等第一感测线路以及该等第二感测线路之间，使得该第一感测线路与该第二感测线路电性绝缘。
另外，根据本发明的一实施例，提供一种触控面板，包括：一基板；及一前述的触控电极结构，设置于该基板。
本发明提供了一种特殊的触控电极结构，其第一感测线路及/或第二感测线路可以包含由金属等材质组成的主导线以及线圈图案。由于所设计的电极结构具有较低的阻抗，可大幅提升触控面板的感测灵敏度。
【附图说明】
图1绘示了本发明触控面板的触控电极结构的第一实施例的结构示意图。
图2绘示了本发明第一线圈图案的实施例示意图。
图3绘示了本发明触控面板的触控电极结构的第二实施例的结构示意图。
图4绘示了本发明触控面板的触控电极结构的第三实施例的结构示意图。
图5绘示了本发明触控面板的触控电极结构的第四实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
为使熟习本发明所属技术领域的一般技艺者能更进一步了解本发明，下文特列举本发明的数个较佳实施例，并配合所附图式，详细说明本发明的构成内容及所欲达成的功效。
请参考图1，所绘示为本发明触控面板的触控电极结构的第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例的触控面板300包含一基板302以及设置在基板302上的复数条第一感测线路304以及复数条第二感测线路306。基板302可以是各种透明的软质基板，也可以是透明的硬质基板例如玻璃基板、塑料基板或石英基板等。在本实施例中，第一感测线路304以及第二感测线路306位于基板302的不同两侧。其中第一感测线路304彼此平行且朝一第一方向308延伸，第二感测线路306彼此平行且朝一第二方向310延伸，第一方向308与第二方向310大体上垂直。
如图1所示，每条第一感测线路304包含一第一主导线304a以及复数个第一线圈图案(trace pattern)304b。第一主导线304a大体上和第一方向308平行，而第一线圈图案304b可以包含各种由单一线圈所形成的封闭或非封闭图形，而形成有如指纹(fingerprint)般的图形，这些线圈的直线宽度大体上介于3微米(micro meter)至15微米之间。请参考图2，所绘示为本发明第一线圈图案的实施例示意图。如图2所示，第一线圈图案304b较佳者为一线对称图案，并以第一主导线304a为对称轴。第一线圈图案304b可以包含复数个同心线圈，这些同心线圈例如是多边形、圆形、椭圆、扇形或弓形。于本发明较佳实施例中，第一线圈图案304b包含复数个同心的菱形线圈，这些菱形线圈彼此呈现一渐缩的比例关系，且每个菱形线圈之间具有一定的间隙(gap)，以容许下方显示面板(图未示)的画面通过。于本发明较佳实施例中，间隙的大小较佳会大于0.5毫米(minimeter)。
本实施例中，第一感测线路304中的第一主导线304a以及第一线圈图案304b由同一道的制程所形成，其材质可以包含各种低反射率高导电度的材质，例如是金属、导电光阻、导电油墨或者碳素粉。若第一感测线路304的材质为金属，例如是金、银、铜、铝、钼、钛、钽、镉，或上述的氮化物，或上述的氧化物，或上述的合金，或上述的组合，此时第一感测线路304可利用习知的半导体制程形成；若材质为导电光阻，则可直接利用微影技术形成；若材质为导电油墨或碳素粉，则可以用喷墨印刷等方式形成。由于第一感测线路304的结构具有较低的阻抗，并且前述的导电材质具有较佳的导电性，因此第一感测线路304的灵敏度可以被大幅提升。此外，本实施例的第一线圈图案304b由多个线圈图案所组成，其线宽可以做到相当狭小，故虽然使用了不透明或半透明的导电材质，其并不会影响到后方显示面板的显示画面。
如图1所示，第二感测线路306设置于基板302相较于第一感测线路304的另一侧。于本实施例中，每一条第二感测线路306包含复数个彼此电性连接的感测垫306c，感测垫306c所占的面积大致与第一线圈图案304b相同。感测垫306c可以为单层或多层结构，其材料包含氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide，CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide，HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zincmagnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化铟锌镁(indium gallium magnesium oxide，InGaMgO)或氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)等的透明导电材质，但不以上述为限。
本实施例的第一感测线路304和第二透明感测线路306在周边的地方会经由复数条导线(图未示)与驱动整合电路(IC)(图未示)电性连接。使得驱动整合电路得以藉由触控面板300的第一感测线路304和第二感测线路306来获得第一方向308以及第二方向310两个轴向上的相对坐标，以计算出触控面板300上的实际触碰位置。详细的驱动感测方法为该项技艺者所熟知，因此不再赘述。本实施例的另一特点在于，由于第一感测线路304包含金属等导电材质，而第二感测线路306包含透明导电材质，两者位于基板302的不同侧，制程上并不会互相影响，其制作步骤可大幅降低，且亦能提高产品良率。
请参考图3，所绘示为本发明触控面板的触控电极结构的第二实施例的结构示意图。第二实施例与第一实施例的差别在于，第二实施例的第二感测线路306’亦可采用线圈图案。如图3所示，每条第二感测线路306’包含一第二主导线306a以及复数个第二线圈图案306b。第二主导线306a大体上和第二方向310平行，而第二线圈图案306b可以包含各种由单一线圈所形成的封闭或非封闭图形，而形成有如指纹般的形状，这些线圈的直线宽度大体上介于3微米至15微米之间。关于第二线圈图案306b的具体实施方式和前述第一实施例的第一线圈图案304b相同，在此不加以赘述。
请参考图4，所绘示为本发明触控面板的触控电极结构的第三实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例的第一感测线路304以及第二感测线路306位于基板302的同一侧，其中第一感测线路304彼此平行且朝第一方向310延伸，而第二感测线路306彼此平行且朝第二方向310延伸，第一方向308与第二方向310大体上垂直。于本实施例中，每条第一感测线路304包含一第一主导线304a以及复数个第一线圈图案304b。第一主导线304a大体上和第一方向308平行，而第一线圈图案304b可以包含各种由单一线圈所形成的封闭或非封闭图形，而形成有如指纹般的形状，这些线圈的直线宽度大体上介于3微米至15微米之间。关于第一线圈图案304b的实施方式和第一实施例大致相同，在此不加以赘述。每一条第二感测线路306包含复数个彼此电性连接的感测垫306c，且这些感测垫306c可以为单层或多层结构。第二感测线路306的实施方式和第一实施例大致相同，在此不加以赘述。此外，本实施例的触控面板300还包含复数个绝缘块312位于基板302上，且绝缘块312会设置于第一感测线路304以及第二感测线路306之间，使得第一感测线路304与第二感测线路306电性绝缘。于一实施例中，第一感测线路304设置在绝缘块312的下方，而第二感测线路306跨坐在绝缘块312的上方；而于另一实施例中，第一感测线路304会跨坐在绝缘块312的上方，而第二感测线路306设置在绝缘块312的下方。绝缘块312可以是绝缘材质例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiCN)、碳化硅(SiC)等，但不以上述为限。
请参考图5，所绘示为本发明触控面板的触控电极结构的第四实施例的结构示意图。第四实施例与第三实施例的差别在于，第四实施例的第二感测线路306’亦可采用线圈图案。如图5所示，每条第二感测线路306’包含一第二主导线306a以及复数个第二线圈图案306b。第二主导线306a大体上和第二方向310平行，而第二线圈图案306b可以包含各种由单一线圈所形成的封闭或非封闭图形，而形成有如指纹般的形状，这些线圈的直线宽度大体上介于3微米至15微米之间。关于第二线圈图案306b的具体实施方式和前述第一实施例的相同，在此不加以赘述。值得注意的是，为了避免形成第一感测线路304的制程以及形成第二感测线路306’的制程互相干扰，本实施例的第一感测线路304以及第二感测线路306’宜采用具有蚀刻选择比的材质，例如当第一感测线路304包含金属时，第二感测线路306’可以包含碳素粉。此外，本实施例的触控面板300包含复数个绝缘块312位于基板302上，且绝缘块312会设置于第一感测线路304以及第二感测线路306’之间，使得第一感测线路304与第二感测线路306’电性绝缘。于一实施例中，第一感测线路304设置在绝缘块312的下方，而第二感测线路306’跨坐在绝缘块312的上方；而于另一实施例中，第一感测线路304会跨坐在绝缘块312的上方，而第二感测线路306’设置在绝缘块312的下方。绝缘块312可以是绝缘材质例如氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiCN)、碳化硅(SiC)等，但不以上述为限。
综上而言，本发明提供了一种触控电极结构，其第一感测电极及/或第二感测电极可以包含由金属等材质组成的主导线以及线圈图案。由于所设计的电极结构具有较低的阻抗，可大幅提升触控面板的感测灵敏度，且线圈图案的线宽十分狭小，并不会影响下方显示面板的画面呈现。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。

Claims (14)

1.一种触控电极结构，其特征在于，包含：
复数条第一感测线路，每条该第一感测线路包含一第一主导线以及复数个第一线圈图案，每个该第一线圈图案与该第一主导线具有至少一第一交点，该等第一感测线路彼此平行且朝一第一方向延伸；
复数条第二感测线路，彼此平行且朝一第二方向延伸，其中该等第一感测线路与该等第二感测线路电性绝缘，且该等第一感测线路的材质与该等第二感测线路的材质有蚀刻选择比，且该等第一感测线路为不透明或半透明的导电材质，该第二感测线路为透明导电材质。
2.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各该第一线圈图案包含复数个同心线圈。
3.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各该第一线圈图案的形状包含多边形、圆形、椭圆、扇形或弓形。
4.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各该第一线圈图案为线对称图案，并以该第一主导线为对称轴。
5.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该不透明或半透明的导电材质包含金属、导电光阻、导电油墨或碳素粉。
6.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，每条该第二感测线路包含一第二主导线以及复数个第二线圈图案，每个该第二线圈图案与该第二主导线具有至少一第二交点。
7.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该等第二感测线路包含金属、导电光阻、导电油墨或碳素粉。
8.如权利要求6所述的触控电极结构，其特征在于，各该第二线圈图案包含复数个同心线圈。
9.如权利要求6所述的触控电极结构，其特征在于，各该第二线圈图案的形状包含多边形、圆形、椭圆、扇形或弓形。
10.如权利要求6所述的触控电极结构，其特征在于，各该第二线圈图案为线对称图案，并以该第二主导线为对称轴。
11.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该等第一感测线路与该等第二感测线路位于一基板的不同侧。
12.如权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该等第一感测线路与该等第二感测线路位于一基板的同一侧。
13.如权利要求12所述的触控电极结构，其特征在于，还包含复数个绝缘块，该等绝缘块设置于该等第一感测线路以及该等第二感测线路之间，使得该第一感测线路与该第二感测线路电性绝缘。
14.一种触控面板，其特征在于，包含：
一基板；及
一如权利要求1所述的触控电极结构，设置于该基板。
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