CN103365508A - 触控面板 - Google Patents

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CN103365508A
CN103365508A CN2012104508589A CN201210450858A CN103365508A CN 103365508 A CN103365508 A CN 103365508A CN 2012104508589 A CN2012104508589 A CN 2012104508589A CN 201210450858 A CN201210450858 A CN 201210450858A CN 103365508 A CN103365508 A CN 103365508A
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sensing
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杨升帆
李瑞倪
张耀光
戴绅峰
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Abstract

本发明公开一种触控面板，其包括一基板以及配置于基板上的一感测阵列，其中感测阵列包括多个感测单元。各感测单元包括交错排列且电性绝缘的一第一感测电极以及一第二感测电极。第一感测电极包括两个平行配置的第一感测垫以及一第一连接部。第一感测垫及第一连接部的形状为矩形，其中第一连接部的两短边分别电连接第一感测垫的长边的中间部。第二感测电极包括两个平行配置的第二感测垫以及一第二连接部。第二感测垫及第二连接部的形状为矩形，其中第二连接部的两短边分别电连接第二感测垫的长边的中间部。第二连接部与第一连接部彼此相交。

Description

触控面板
技术领域
本发明涉及一种触控面板，且特别是涉及一种电容式触控面板。
背景技术
随着资讯技术、无线移动通讯和资讯家电的快速发展与应用，为了达到携带便利、体积轻巧化以及操作人性化的目的，许多资讯产品已由传统的键盘或鼠标等输入装置，转变为使用触碰面板（Touch Panel）作为输入装置。
目前，触控面板大致可区分为电阻式、电容式、光学式、声波式及电磁式等触控面板，其中以电阻式触控面板与电容式触控面板为最常见的产品。
以电容式触控面板为例，电容式触控面板具有多个感测电极、多条信号线以及一控制器。在使用者未触碰触控面板下，感测电极间具有一电容初始值。而当使用者触碰触控面板时，被碰触的感测电极会产生一交互电容，因而改变原本的电容初始值。此时，控制器通过判别改变的电容值位置去判定使用者触碰的位置。其中，交互电容与电容初始值的变异程度即为触控灵敏度。
触控面板除了要能够正确判定使用者触碰位置外，还需具备足以流畅地使用触控面板的触控灵敏度。现有的电容式触控面板由于电容初始值较大，导致触控灵敏度无法达到使用者的需求。随着触控面板的需求量渐增以及使用者对于使用流畅度的渴求，如何提升触控灵敏度实为未来的趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控面板，其具有高触控灵敏度。
为了达上述目的，本发明提供一种触控面板，其包括一基板以及一感测阵列。感测阵列配置于基板上，其中感测阵列包括多个感测单元，且各感测单元包括一第一感测电极以及一第二感测电极。第一感测电极包括两个平行配置的第一感测垫以及一第一连接部，且第一感测垫及第一连接部的形状为矩形，其中第一连接部的两短边分别电连接第一感测垫的长边的中间部。第二感测电极与第一感测电极交错排列，且第二感测电极与第一感测电极彼此电性绝缘，其中第二感测电极包括两个平行配置的第二感测垫以及一第二连接部，且第二感测垫及第二连接部的形状为矩形，其中第二连接部的两短边分别电连接第二感测垫的长边的中间部，且第二连接部与第一连接部彼此相交。
在本发明的一实施例中，前述的感测单元的第一感测垫与第一连接部位于一第一平面上，而第二感测垫与第二连接部位于一第二平面上，且第一平面异于第二平面。
在本发明的一实施例中，前述的感测单元的第一感测垫与第一连接部垂直配置，而第二感测垫与第二连接部垂直配置。
在本发明的一实施例中，前述的第一连接部与第二连接部彼此垂直相交，而第一感测垫与第二感测垫彼此不重叠。
在本发明的一实施例中，前述的第一感测垫与第二感测垫之间存在多个第一间隙，而第一感测垫与第二连接部之间存在多个第二间隙。
在本发明的一实施例中，前述的第一间隙的宽度为0.3mm。
在本发明的一实施例中，前述的第一感测垫的长度为3.7mm。
在本发明的一实施例中，前述的第二感测垫的宽度为0.5mm。
在本发明的一实施例中，前述的第二连接部的宽度为1mm。
在本发明的一实施例中，前述的触控面板，更包括多条信号线以及一控制器，第一感测电极与第二感测电极分别由信号线电连接至控制器。
在本发明的一实施例中，前述的第二连接部具有一孔洞，且第二连接部与第一连接部彼此相交于孔洞。
基于上述，本发明的实施例的触控面板可利用缩减第二感测电极与第一感测电极彼此重叠的面积，降低电容初始值，使触控灵敏度得以提升。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为触控面板的感测阵列的范例示意图；
图2为本发明一实施例的触控面板的上视示意图；
图3为本发明另一实施例的触控面板的上视示意图。
主要元件符号说明
120、220：感测阵列
132、232：第一感测电极
134、234、234’：第二感测电极
200、300：触控面板
210：基板
230、230’：感测单元
232a：第一感测垫
232b：第一连接部
234a：第二感测垫
234b、234b’：第二连接部
240：信号线
250：控制器
S1、S2：短边
L1、L2：长边
M1、M2：中间部
L132、L232a：长度
W134、W234a、W234b：宽度
AB、AC、AC’：重叠面积
G1：第一间隙
G2：第二间隙
V：孔洞
具体实施方式
图1为触控面板的感测阵列的范例示意图。请参照图1，直立式(Bar type)触控面板的感测阵列120包括多个感测单元，而这些感测单元各自包括第一感测电极132以及第二感测电极134。第一感测电极132以及第二感测电极134交错排列且彼此绝缘。具体而言，第一感测电极132以及第二感测电极134的材质为可以是任何导电材质，例如铟锡氧化物(indium tin oxide,ITO)等透光导电材质，或金属等不透光导电材质。第一感测电极132以及第二感测电极134之间具有一介电层，以使第一感测电极132与第二感测电极134彼此电性绝缘。
在此实施例中，第一感测电极132的宽度L132可以是4.5毫米(mm)，而第二感测电极134的宽度W134可以是1mm。第一感测电极132与第二感测电极134重叠处具有一重叠面积AB。具体而言，此处重叠面积AB=L132*W134=4.5mm2。第一感测电极132与第二感测电极134在重叠面积AB处形成一平行板电容。依据平行板电容公式：电容C=ε*A/d，其中ε为两平行板(此处即为第一感测电极132与第二感测电极134)间的介电层的介电常数，A为第一感测电极132与第二感测电极134的重叠面积AB，而d为第一感测电极132与第二感测电极134的间隔距离。在使用者未触碰触控面板时，此平行板电容具有第一电容初始值。重叠面积AB越大者，感测单元具有较大的第一电容初始值。
图2为本发明一实施例的触控面板的上视示意图。请参照图2，本实施例的触控面板200包括一基板210以及配置于基板210上的十字架型(Crucifix type)感测阵列220，其中感测阵列220包括多个具有阵列排列的感测单元230，以达成面的感测。具体而言，各感测单元230包括一第一感测电极232以及一第二感测电极234，其中第二感测电极234与第一感测电极232交错排列，且第二感测电极234与第一感测电极232彼此电性绝缘。
此处，为清楚说明，并避免标示线重叠，图1中对称的构件仅标示一半边，另一半边的相同构件不再标示。第一感测电极232包括两个平行配置的第一感测垫232a以及一第一连接部232b。此外，第一感测垫232a及第一连接部232b的形状为矩形。如图1所示，第一连接部232b的两短边S1分别电连接第一感测垫232a的长边L1的中间部M1。在本实施例中，第一连接部232b与第一感测垫232a例如是垂直配置，但本发明不以此为限。
第二感测电极234包括两个平行配置的第二感测垫234a以及一第二连接部234b。此外，第二感测垫234a及第二连接部234b的形状为矩形。如图1所示，第二连接部234b的两短边S2分别电连接第二感测垫234a的长边L2的中间部M2。在本实施例中，第二连接部234b与第二感测垫234a例如是垂直配置，但本发明不以此为限，第二连接部234b与第二感测垫234a之间的夹角端视产品需求而定。
具体而言，本实施例的第二连接部234b与第一连接部232b彼此相交(交叠)，且交会处有一重叠面积AC，而第一感测垫232a与第二感测垫234a彼此不重叠。此外，在本实施例中，第一感测垫232a与第二感测垫234a之间存在多个第一间隙G1，而第一感测垫232a与第二连接部234b之间存在多个第二间隙G2。在本实施例中，第一间隙G1的宽度为0.1mm或0.3mm，但本发明不以此为限。
第一感测电极232以及第二感测电极234的材质为可以是任何导电材质，例如透光导电材质，或是金属等不透光导电材质。在本实施例中，第一感测电极232与第二感测电极234可为同一种透明导电材质或是不同的透明导电材质。在本实施例中，第一感测电极232与第二感测电极234的材质例如是铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)。此外，第一感测电极232与第二感测电极234例如是由双层透明导电层所构成。具体而言，第一感测电极232的第一感测垫232a与第一连接部232b位于一第一平面上，而第二感测电极234的第二感测垫234a与第二连接部234b位于一第二平面上。在本实施例中，第二平面例如是配置于第一平面上，但本发明不以此为限，在其他实施例中，第一平面可以配置于第二平面上。
另外，在本实施例中，第二感测电极234与第一感测电极232之间可选择性地配置一介电层，通过此介电层使第二感测电极234与第一感测电极232彼此电性绝缘。然而，本发明不以此为限，在其他实施例中，第一感测垫232a、第一连接部232b与第二感测垫234a也可为单层透明导电层所构成，而第二连接部234b利用另一导电层来跨越第一连接部232b，并于第二连接部234b与第一连接部232b之间设置一介电层，使第二连接部234b与第一连接部232b彼此电性绝缘。当然，熟知此技术领域者也可以将第一感测垫232a、第一连接部232b、第二感测垫234a与第二连接部234b的配置稍做变化，故本发明不限定第一感测垫232a、第一连接部232b、第二感测垫234a与第二连接部234b的配置、相对位置及/或材质。
此外，本实施例的触控面板200更包括多条信号线240以及一控制器250，第一感测电极232与第二感测电极234分别由不同的信号线240电连接至控制器250。值得一提的是，图2仅示意性地标示出每一信号线240与第一感测电极232以及第二感测电极234的相对电连接关系。在实际应用上，信号线240确切的拉线位置可视需求而隐藏于其他适当位置，而不限定必须与图1所示的布局型态相同。在实际的运作机制上，当使用者触碰感测阵列220而使触碰处产生电容变化时，感测阵列220随即通过信号线240将感测阵列220所输出的电容变化信号传给控制器250，以判断使用者触碰位置。
本实施例的第一感测电极232以及第二感测电极234彼此相交。具体而言，第一感测电极232的第一连接部232b与第二感测电极234的第二连接部234b彼此相交。在本实施例中，第二连接部234b与第一连接部232b例如是垂直相交，且交会处有一重叠面积AC。第一感测电极232以及第二感测电极234的外观形状、尺寸与间距可以视实际产品的设计需求来决定。例如，第一感测垫232a的长度L232a可以是3.7mm，第二感测垫234a的宽度W234a可以是0.2mm或0.5mm，而第二连接部234b的宽度W234b可以是0.8mm或1mm。在此外观条件下，此处重叠面积AC=1mm*1mm=1mm2。第二连接部234b与第一连接部232b在重叠面积AC处形成一平行板电容，且此平行板电容具有一第二电容初始值。
以下将以图1所示触碰面板与图2所示触碰面板200作比较，并将比较结果列示于表1。依据平行板电容公式：电容C=ε*A/d，可知重叠面积大者具有较大的电容。此处，由于图1所示重叠面积AB大于图2所示重叠面积AC，故可推测图1所示触碰面板的第一电容初始值会大于图2所示触碰面板的第二电容初始值。
表1：图1所示触碰面板与图2所示触碰面板的比较
Figure BDA00002388658600061
请参照表1，电容初始值为使用者未触碰触控面板前，由前述第一感测电极以及第二感测电极所形成的电容值，此电容值的单位为皮可法拉(picofarad,pF)。感测电容值为使用者触碰触控面板后，由控制器所侦测到第一感测电极以及第二感测电极所形成的电容值。电容变异值为使用者触碰触控面板所引发的电容变化量。具体而言，例如，控制器所侦测到使用者未触碰触控面板时感测单元230的电容值为2.71pF。使用者触碰触控面板时感测单元230的电容值为2.50pF。因此，此感测单元230的电容变异值为2.71pF-2.50pF=0.21pF，而此感测单元230的变异程度为(-0.21/2.71)*100%=-7.7%。
如表1所示，图2所示的触控面板200相较于图1所示的直立式触控面板具有较小的电容初始值，此差异主要来自于第一感测电极与第二感测电极的重叠面积。具体而言，由于图2所示触控面板200的重叠面积AC小于图1所示触控面板的重叠面积AB，因此，依据平行板电容公式可得到本实施例的电容初始值小于现有技术的电容初始值。如此一来，在相等的电容变异值的条件下，图2所示触控面板200的变异程度较为显著。也就是说，图2所示的触控面板200具有较佳的触控灵敏度。
要注明的是，本发明不限定调变第一感测电极与第二感测电极的重叠面积的方法，或是第一感测电极与第二感测电极的制作顺序。举例而言，图3为本发明另一实施例的触控面板的上视示意图。图3所示实施例可以参照图2的相关说明。图3所示感测单元230’的外观形状、尺寸与间距可以依照实际产品的设计需求来决定。例如，感测单元230’的外观形状、尺寸与间距可以参照图2所示感测单元230的相关说明而类推之。又例如，第一感测垫232a与第二感测垫234a之间的间隙宽度为0.1mm，第二感测垫234a的宽度可以是0.2mm，第二连接部234b’的宽度可以是0.8mm，而第二感测垫234a边缘至感测单元230’边缘的距离可以是0.5~2mm。
不同于图2所示实施例之处，在于图3所示实施例的触控面板300的第二感测电极234’制作于第一感测电极之前，且第二感测电极的第二连接部234b’在与第一连接部232b彼此相交处具有一孔洞V。通过适当地调变孔洞V的尺寸，可以降低第二连接部234b’与第一连接部232b的重叠面积AC’，进而可有效地降低第一感测电极232与第二感测电极234’之间的耦合电容(即互容，mutual-capacitance)，进而使感测单元230’的电容初始值降低。
再者，通过适当地调变孔洞V的尺寸，可以降低第二感测电极234’的电极面积，也就是有效地降低第二感测电极234’的自容(self-capacitance)。第二感测电极234’的自容值与互容值减少，意味着降低了第二感测电极234’的RC(电阻电容)负载。因此，当触控面板300的驱动电路施加扫描信号至第二感测电极234’时，自容值减少的第二感测电极234’可以减少扫描信号的损耗，进而改善触控灵敏度。
另外，即使第一感测电极232以及第二感测电极234’的材质是透光材料，第一感测电极232以及第二感测电极234’还是会影响触控面板300的透光率。适当地增加孔洞V的尺寸也可增加触控面板300的透光率。如此一来，当触控面板300搭配显示面板使用时，可减少背光因第一感测电极232以及第二感测电极234’的光耗损量，进而增加显示面板出光亮度，也可维持优良的触控灵敏度。本实施例虽将孔洞V配置在第二感测电极234’的第二连接部234b’上，然而实际实施方式不应以此为限。例如，在一些实施例中，孔洞V可以被移至第二感测电极234’的第二感测垫234a中。又例如，在另一些实施例中，第二感测电极234’的第二感测垫234a与第二连接部234b’中分别配置了一个或多个孔洞V。再例如，在其他实施例中，第一感测电极232可以参照第二感测电极234’的相关说明而配置了一个或多个孔洞V，也就是第一感测电极232及/或第二感测电极234’中可以依照实际产品的设计需求而配置一个或多个孔洞V。
以下将以图3所示触碰面板300与图2所示触碰面板200作比较，并将比较结果列示于表2。
表2：图2所示触碰面板与图3所示触碰面板的比较。
Figure BDA00002388658600081
请参照表2，图3所示的触控面板300相较于图2触控面板200具有较小的电容初始值，触控面板300的互容值也小于触控面板200。此差异主要来自于第一感测电极与第二感测电极的重叠面积。具体而言，由于图3所示触控面板300的重叠面积AC’小于图2所示触控面板200的重叠面积AC，因此，依据平行板电容公式可得到本实施例的电容初始值小于现有技术的电容初始值。如此一来，在相等的电容变异值的条件下，图3所示触控面板300的变异程度较为显著。也就是说，图3所示的触控面板300可进一步提升触控灵敏度。
表3：图2所示触碰面板与图3所示触碰面板的比较。
Figure BDA00002388658600082
Figure BDA00002388658600091
请参照表3，在此假设图3所示第一感测电极232做为扫描电极(或称TX电极)，而第二感测电极234’做为读取电极(或称RX电极)。图3所示的触控面板300相较于图2触控面板200，除了扫描电极与感测电极之间的互容值减少至1.98pF之外，触控面板300的扫描电极自容值减少27%，而触控面板300的感测电极自容值减少30%。如此一来，图3所示触控面板300的感测单元230’的触控灵敏度可以被提升。
综上所述，本发明的实施例所提出的触控面板的第一感测电极与第二感测电极由多个矩形的感测垫与连接部排列成交叉的I字型结构。并通过调变第一感测电极与第二感测电极的重叠面积及/或感测电极的面积去降低电容初始值，以提升触控面板的触控灵敏度。
虽然结合以上实施方式揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种触控面板，包括：
基板；以及
感测阵列，配置于该基板上，其中该感测阵列包括多个感测单元，且各该感测单元包括：
第一感测电极，其包括两个平行配置的第一感测垫及一第一连接部，且该些第一感测垫及该第一连接部的形状为矩形，其中该第一连接部的两短边分别电连接该些第一感测垫的长边的中间部；以及
第二感测电极，其中该第二感测电极与该第一感测电极交错排列，且该第二感测电极与该第一感测电极彼此电性绝缘，其中该第二感测电极包括两个平行配置的第二感测垫及一第二连接部，且该些第二感测垫及该第二连接部的形状为矩形，其中该第二连接部的两短边分别电连接该些第二感测垫的长边的中间部，且该第二连接部与该第一连接部彼此相交。
2.如权利要求1所述的触控面板，其中该感测单元的该些第一感测垫与该第一连接部位于一第一平面上，而该些第二感测垫与该第二连接部位于一第二平面上，且该第一平面异于该第二平面。
3.如权利要求1所述的触控面板，其中该感测单元的该些第一感测垫与该第一连接部垂直配置，而该些第二感测垫与该第二连接部垂直配置。
4.如权利要求1所述的触控面板，其中各该第一连接部与各该第二连接部彼此垂直相交，而各该第一感测垫与各该第二感测垫彼此不重叠。
5.如权利要求1所述的触控面板，其中各该第一感测垫与各该第二感测垫之间存在多个第一间隙，而各该第一感测垫与该第二连接部之间存在多个第二间隙。
6.如权利要求5所述的触控面板，其中各该第一间隙的宽度为0.3mm。
7.如权利要求1所述的触控面板，其中各该第一感测垫的长度为3.7mm。
8.如权利要求1所述的触控面板，其中各该第二感测垫的宽度为0.5mm。
9.如权利要求1所述的触控面板，其中各该第二连接部的宽度为1mm。
10.如权利要求1所述的触控面板，还包括：
多条信号线；以及
控制器，各该第一感测电极与各该第二感测电极分别由该些信号线电连接至该控制器。
11.如权利要求1所述的触控面板，其中该第二连接部具有孔洞，且该第二连接部与该第一连接部彼此相交于该孔洞。
CN2012104508589A 2012-04-10 2012-11-12 触控面板 Pending CN103365508A (zh)

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