CN104360771A - 加强静电防护效果的触控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强静电防护效果的触控装置，其是包括一感应电路模块，再电性连接复数条信号线，并在感应电路与信号线的外围设置一防静电保护环，以及在该些信号线周围与防静电保护环中再设有一防静电屏蔽环。当感应电路模块因触碰产生感应讯号后，藉由信号线的传输可能产生之静电放电电流再经由防静电保护环所导通释放出，又，防静电屏蔽环则可导出防静电保护环未能实时导出或多余的静电电流，藉此避免静电干扰及维持触控装置之信号传输的精确性以及保护触控装置内的电子电路组件。

Description

加强静电防护效果的触控装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及加强静电防护效果的触控装置。
背景技术
近年来，随着面板技术的提升及消费大众对电子产品使用的普及化，将操作接口设置于面板上的触控装置或触控式面板(Touch Panel)之应用已越来越广泛，从早期的一些军事方面的特殊使用用途，到目前许多高科技电子产品皆已逐渐采用触控装置，触控装置是为一种电子触控装置，可侦测在触控区域内的碰触之存在与位置。碰触之专门用语一般表示以手指或手碰触电子装置之面板，触控面板亦可感测其他物体，例如：触控笔等，触控面板亦可作为多个电子应用，例如：手提式装置或平板计算机装置的用户接口。
触控装置具有两个主要优点，首先，触控装置是可让用户直接与所显示的信息交互作用。其次，触控装置可让用户在不需要任何例如鼠标或实体键盘之中间装置，而仅需要直接操纵在手上的情况。这样的面板屏幕是可被装设至大型计算机或机械设备上。触控装置亦装设在智能型装置上，例如个人数字助理(PDA)、卫星导航装置、移动电话以及视频游戏等之设计中扮演一种卓越角色，更因为操作简易以及多用途使用而于日常生活中逐渐变得普及化。
目前可依感应技术不同区分为电阻式、电容式、光学式及音波式四种。其中电阻式触控装置主要组成包含上下两组氧化铟锡(Tin-doped IndiumOxide，ITO)导电层、间隙物及电极。主要以ITO玻璃为基板，上面迭合一层ITO Film，中间散布Spacer支撑，使上下板不会因距离贴近而导通行成感应，边缘再印上银电极提供电压；再者，电容式触控装置包括一个例如涂布有透明性导体(例如由ITO所构成之感测电极)之玻璃绝缘体，以及一个与感测电极电性连接之触控传感器之集成电路(Integrated Circuit，IC)，因为人体亦为导电体，所以碰触屏幕之表面导致屏幕的电场之改变，与感测电极上之电容的改变，这种电容变化量可被转换成一感测信号，触控传感器IC可接收感测信号并标出碰触所在之位置；另一，光学式触控装置是利用光源接收遮断原理，将面板内布满光源与接收器并排列成矩阵，当光线遭遮断时，即可得知收不到信号接收器的位置，进而确定其精确位置，组成包括玻璃基板、红外线发射源、红外线接收器；又一，音波式触控装置是利用传送转能器、接收转能器、反射板及控制器所组成，音波式触控装置之构成及感应原理是为玻璃的X、Y两轴上及其对应各安装传送转能器和反射板、接收转能器，再加上控制器组合而成。
然而，当使用者使用触控式面板或触控装置时，因操作模式常须以手指触压面板，使得人体手指上的静电传导至面板表面进而影响面板内之电路，这对通常耐压只有几十伏特的IC而言，实在是一大伤害，触控面板本身的组成电子组件都可能会受到静电的破坏或影响，而静电放电对于组成电子组件的破坏可发现一些损害情况，如造成屏幕缺陷、金属导线被熔解、组件电阻值的改变、氧化层被破坏或击穿以及影响以微处理器为中心的电子电路或控制器发生错误动作，这些都大大影响了触控装置的使用寿命跟输入信号传递的可靠度。
请参阅图1，其是为习知技艺的防静电防护的触控装置平面示意图。如图1所示，习知的触控装置10是在感应电路模块中的感应区12及信号线14的周围设置一防静电保护环16，当用户触控触控装置10时，感应电区12会产生感应的信号，再藉由信号线14将信号传递至触控装置10中的其他控制组件中，并藉由信号线14来回传递信号。然而在传递信号的同时则会容易产生静电，其是容易存在于信号线14或是感应电路模块之中，故需要藉由防静电保护环16将多余的静电导出，以保护感应电路模块中的电子组件，或是维持信号传递的正确信与完整性。
虽习知技术亦在触控装置内的电子组件及信号线之周遭增设有防静电保护环，但仍不足以完全释放出所产生的静电放电，约仅能防护一半的静电放电，此仍会增添危险性于触控装置的使用寿命与信号传递的可靠度。
有鉴于习知技术之缺失，本发明提出一种加强静电防护效果的触控装置，利用新增一防静电屏蔽环于信号线与防静电保护环中，来达到静电放电防护之全面性及完整性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种，旨在解决如何实现静电放电防护之全面性及完整性的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种加强静电防护效果的触控装置，包括：一感应电路模块；复数信号线，其是电性连接该感应电路模块，以传输信号；一防静电保护环，其是设置于该感应电路模块与该些信号线外围，该些信号线传输信号至该感应电路模块时所产生的静电电流可导通至该防静电保护环上；及一防静电屏蔽环，其是设置于该感应电路模块与该些信号线周围及位于该等信号线与该防静电保护环之间，该防静电屏蔽环是可导出该防静电保护环所未能实时排出或多余之该静电电流。
优选地，更包括有一驱动控制器模块是电性连接该些信号线，以利用该驱动控制器模块控制该信号之传输。
优选地，该驱动控制器模块是可控制该感应电路模块之行与列之二维数组信号。
优选地，该感应电路模块中是具有一透明导电层，该透明导电层中包含一感应区及一非感应区。
优选地，该些信号线是设置于该非感应区之表面且电性连接至该感应区。
优选地，该防静电保护环是设置于该非感应区之表面且位于该些信号线之外围。
优选地，该防静电屏蔽环是设置于该非感应区之表面且位于该些信号线的周围，及位于该等信号线与该防静电保护环之间。
优选地，该透明导电层是为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)。
优选地，该感应电路模块是为电容式、电阻式或光学式感应电路。
优选地，更包含至少一接地线，其是可电性连接该防静电保护环及该防静电屏蔽环。
优选地，该防静电保护环及该防静电屏蔽环更可接地。
优选地，该防静电保护环及该防静电屏蔽环是为金属材质。
优选地，该防静电屏蔽环之宽度是小于该防静电保护环。
优选地，该防静电保护环是可由二金属线环设而成。
优选地，该防静电屏蔽环是可由二金属线环设而成。
本发明提供一种加强静电防护效果的触控装置，有鉴于习知技术的缺失，利用安装在触控装置之信号线周围与防静电保护环中间的防静电防屏蔽环，能够导出防静电保护环所未能实时排出的静电放电电流，或是导出仍残留于触控装置信号线或是感应电路中之多余静电放电电流，藉此达到静电防护之全面性及完整性。
本发明的加强静电防护效果的触控装置，其是包括有一感应电路模块，并电性连接复数条信号线，藉由信号线传输信号，并在那些信号线与感应电路模块外围设置有防静电保护环，其是可导通信号线与感应电路模块传输信号时所产生的静电电流，最后再环设一防静电屏蔽环于那些信号线与防静电保护环之间，藉由防静电屏蔽环的设置位置可以将防静电保护环未能实时排出或是多余的静电电流导出，以将触控装置内的静电完整导出，不致使静电的存在损害到触控装置内的信号传输及电路组件。
附图说明
图1是为习知技艺之安装防静电防护的触控装置平面示意图；
图2是为本发明之加强静电防护效果的触控装置平面示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
加强静电防护(Electrostatic Discharge，ESD)效果的触控装置(Touch Panel)是一种藉由安装防静电保护环及防静电屏蔽环于触控装置之中，以导出触控装置中之信号线与感应电路模块传递信号时所产生的静电电流，藉此保护触控装置内的精密电子电路组件以及确保信号传输时的完整性，保护触控装置的触控灵敏反应效果。本发明的防静电保护环及防静电屏蔽环是为金属材质制成，以利于吸引静电，并且防静电屏蔽环的宽度更小于防静电保护环。除了环状的设计之外，防静电保护环及防静电屏蔽环更可由两条金属线环设而成，形成一种接近环状的形状，并于下段开始进行防静电保护环及防静电屏蔽环于触控装置的连接关是与实施方法说明。
首先，请参照本发明的图2之加强静电防护效果的触控装置平面示意图所示，一种加强静电防护效果的触控装置18，其是包括一感应电路模块20，感应电路模块20中是具有一层透明导电层22，透明导电层22是可为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)，透明导电层22中可再区分为一感应区24与一非感应区26。接者，复数条信号线28是可电性连接一驱动控制器模块30至感应电路模块20中，驱动控制器模块30是藉由复数条信号线28电性连接至感应区24的行数组与列数组；复数条信号线28是设置于非感应区26的表面并且电性连接至感应区24，再将一防静电保护环32设置于非感应区26的表面及该些信号线28的外围，最后将一防静电屏蔽环34设置于非感应区26的表面及该些信号线28的周围，同时位于该等信号线28与防静电保护环32之间。
承接上段所述，上述的连接方式主要是可为含ITO的感应电路模块之加强静电防护效果的防静电保护环32及防静电屏蔽环34之实施例，电阻式感应电路或是电容式感应电路是皆为ITO感应电路。本实施例以电容式感应电路作为最佳实施方法之说明。当感应区24被触碰之后，会于感应区24产生感应信号，再将感应信号藉由信号线28传输至驱动控制器模块30中。然而电容式感应电路可能会产生因为人体手指或是其他触控媒介等可能带有之静电所产生的噪声影响，故此时防静电保护环32会先将大量的静电电流从信号线28、感应区24、非感应区26或是驱动控制器模块30导出，藉由防静电保护环32接地或是再连接至接地线以将静电导出，大量的静电电流可依防静电保护环32导出，但此时仍然可能有未实时排出的多余静电残留，位于信号线28与防静电保护环32中间的防静电屏蔽环34此时则可以吸引未实时排出的多余静电，亦再以接地或是连接接地线方式将多余的静电释放出，藉此能有效的保护信号线28、感应区24、非感应区26或是驱动控制器模块30及其他感应电路模块20内的电子组件，并且能使触控产生的感应讯号有效自感应区24传送至驱动控制器模块30中，并且确保来回的信号传递不受静电的干扰。
然而，由于电容式感应电路是利用透明电极与人体间的静电结合所产生的电流变化，所需要克服因为人体手指或是其他触控媒介带有静电所产生的噪声影响，故本案在结构设计上增加了一防静电屏蔽环，以下藉由表一的实验数据以解释本发明与习知技术的防静电效果之差异。如表一所示，于电容式感应电路的实验光罩进行不同的设计比较，其中，Type-1及Type-2在实验条件上之差异为有、无插入防静电屏蔽环的设计，再依据三种实验结果：装置完全无损伤(Pass)、静电放电将信号线炸断(Open)及有静电放电炸伤的痕迹但不影响信号线线路(Risk)之数据分别显示。再根据实验数据结果，比较有、无插入防静电屏蔽环的设计对于抵抗静电放电的能力，本发明将完全无损伤与把线炸断是皆为影响触控装置较为严重的条件，故将权重值设为1，而另一实验条件是为有炸伤痕迹但不影响线路之权重值是设为0.5。最后，实验数据结果显示，Type-1的权重加总是为92.86％，而Type-2是为42.86％，故Type-1之防静电放电的能力高于Type-2约莫有50％。故根据实验数据可证明本发明能够有效改善耐静电放电之能力，然而电容式感应电路是为本发明之最佳实施例，故在此仅提供电容式感应电路之实验结果，以作为安装防静电屏蔽环之功效差异实施例。
表一
除了上面所述之电容式感应电路之外，其余形式的感应电路，例如电阻式感应电路或光学式感应电路等，不管其感应原理为何，在各种触控装置中都可能会有静电的产生，其主要原因是人体触碰或是藉由其他触控媒介等方式触碰触控装置时可能会产生静电，甚或是因为其他原因于触控装置内所产生的静电反应，皆有可能会因为产生静电反应而影响信号的传输或是电子电路组件的稳定性，故于各式触控装置内皆可安设本发明之防静电保护环及防静电屏蔽环，以将触控装置内的静电有效导出。现今市面上拥有各式各样的触控装置或触控面板等，例如个人手机、平板计算机、笔记本电脑、机械器材及车用触控面板等，皆会使用触控装置，且藉由触控操作的装置随着科技的进步，渐渐的会增加用户的触碰频率甚或替代传统的键盘式及按键式操作媒介，而藉由安装本发明之防静电保护环及防静电屏蔽环于各式的触控装置内，则可保护信号传输、电子电路组件及触控功能的稳定性。
综上所述，藉由安装防静电保护环及防静电屏蔽环于触控装置之中，可以导出如电容式、电组式及光学式感应电路之触控装置中的静电电流，藉此保护触控装置内的精密电子电路组件以及确保信号传输时的完整性，维持触控装置的触控时之灵敏反应效果。
以上所述之实施例仅是为说明本发明之技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺之人士能够了解本发明之内容并据以实施，当不能以之限定本发明之专利范围，即大凡依本发明所揭示之精神所作之均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明之专利范围。

Claims (15)

1.一种加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，包括：
一感应电路模块；
复数信号线，其是电性连接该感应电路模块，以传输信号；
一防静电保护环，其是设置于该感应电路模块与该些信号线外围，该些信号线传输信号至该感应电路模块时所产生的静电电流可导通至该防静电保护环上；及
一防静电屏蔽环，其是设置于该感应电路模块与该些信号线周围及位于该等信号线与该防静电保护环之间，该防静电屏蔽环是可导出该防静电保护环所未能实时排出或多余之该静电电流。
2.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，更包括有一驱动控制器模块是电性连接该些信号线，以利用该驱动控制器模块控制该信号之传输。
3.如权利要求2所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该驱动控制器模块是可控制该感应电路模块之行与列之二维数组信号。
4.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该感应电路模块中是具有一透明导电层，该透明导电层中包含一感应区及一非感应区。
5.如权利要求4所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该些信号线是设置于该非感应区之表面且电性连接至该感应区。
6.如权利要求5所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电保护环是设置于该非感应区之表面且位于该些信号线之外围。
7.如权利要求6所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电屏蔽环是设置于该非感应区之表面且位于该些信号线的周围，及位于该等信号线与该防静电保护环之间。
8.如权利要求4所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该透明导电层是为氧化铟锡。
9.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该感应电路模块是为电容式、电阻式或光学式感应电路。
10.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，更包含至少一接地线，其是可电性连接该防静电保护环及该防静电屏蔽环。
11.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电保护环及该防静电屏蔽环更可接地。
12.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电保护环及该防静电屏蔽环是为金属材质。
13.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电屏蔽环之宽度是小于该防静电保护环。
14.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电保护环是可由二金属线环设而成。
15.如权利要求1所述之加强静电防护效果的触控装置，其特征在于，该防静电屏蔽环是可由二金属线环设而成。
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