CN104407738A - 避免金属游离之触控面板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种避免金属游离之触控面板结构，其是为了解决习知金属主动区中之金属因产生游离，进而造成短路问题的发生。本发明所揭露之触控面板结构，是将原先的电磁防护罩直接接地之设计，修正为透过一静电保护组件再连接至接地端。此静电保护组件可选用为一压敏电阻或一瞬间电压抑制器。由于电磁防护罩是透过静电保护组件后才连接至接地端，因此一般时候可视为与接地端为开路的状况。当外界有一能量干扰产生时，马上可以透过此静电保护组件将能量导通至接地端，此时静电保护组件之阻抗接近零，使能量可同时间快速的导通到接地端形成宣泄。

Description

避免金属游离之触控面板结构
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及避免金属游离之触控面板结构。
背景技术
目前触控面板已大量被使用在笔记本电脑或中大尺寸的面板中，追求轻与薄方可在市场上具备一定之竞争力。由于尺寸的轻薄量化亦为现今科技的趋势之一，以往使用玻璃双薄膜(Glass Film Film，G/F/F)与双ITO层(GF2DITO)之迭构渐渐地不符合使用者的需求，必须发展轻薄的迭构才能够符合现阶段市场的需求。举例来说，现阶段发展的许多材料都可达到面板轻与薄和降低片阻值的目的，而其中使用金属网格(Metal Mesh)就是一种方式，其可以用来有效取代目前透明导电膜(ITO)阻抗值较大的缺失。
一般而言，目前应用金属网格作为触控面板的材质，较多选用银、铜、或其他容易被游离化的金属。然而，值得注意的是，这些金属在面板经过后续的可靠度实验(Reliability Analysis)后，很容易因为受到水(H2O)的影响而产生游离(Migration)现象，进而影响产品的稳定性与功能性。图1是为银金属产生游离过程之示意图，由图可见，原先相当稳定的银金属键结11，因水分子的影响而变为活性较强的银离子21。由于在金属走线与接地端之间具有电位差的关是，将使得正的银离子2往负离子游离，再结合后又变回原先的银原子31。如此一来，如图2所示，当时间慢慢的增加，即容易造成两条走线41、51之间的短路问题，于此形成面板严重短路的问题产生。
是以，本发明人是有感于上述缺失之可改善，且依据多年来从事此方面之相关经验，悉心观察且研究之，并配合学理之运用，而提出一种设计新颖且有效改善上述缺失之本发明，其是揭露一种避免金属游离之触控面板结构，其具体之架构及实施方式将详述于下
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种，旨在解决习见常用之透明导电膜阻抗值较大之缺失的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种避免金属游离之触控面板结构，包括：一触控面板本体，其上设置有一金属面板主动区域；一电磁防护罩，环设于该金属面板主动区域之外围；以及一静电保护组件，其是电性耦接于该电磁防护罩，使得该电磁防护罩可透过该静电保护组件后再连接至一接地端，藉此将一能量干扰导通至该接地端。
优选地，该金属面板主动区域是包括一金属网格结构。
优选地，该金属网格结构之材质是为银或铜。
优选地，该静电保护组件是为一压敏电阻。
优选地，该静电保护组件是为一瞬间电压抑制器。
优选地，该静电保护组件更可选择性地直接设置于一电路基板上，且该电路基板是透过一讯号接收线电性耦接于该金属面板主动区域。
优选地，该电路基板是为一软性印刷电路板(FPCA)。
优选地，该电路基板是为一成品线路板(PCBA)。
优选地，该电磁防护罩与该接地端之间形成开路状态时，该静电保护组件之阻抗是为无限大。
优选地，当该能量干扰是为一电磁波干扰时，该静电保护组件之阻抗是趋近于零，使得该电磁波干扰之能量可快速地导通至该接地端形成能量宣泄，以避免该金属面板主动区域中之金属会因该电磁波干扰之能量而产生游离现象。
本发明之一目的是在于提供一种避免金属游离之触控面板结构，其是改善习见之面板结构，利用金属网格之设计，取代习见常用之透明导电膜阻抗值较大之缺失。
本发明之又一目的是在于提供一种避免金属游离之触控面板结构，其是利用一静电保护组件，透过该静电保护组件连接接地端，以在电磁干扰事件发生时，干扰之能量可快速地导通至接地端形成能量宣泄，藉此避免金属网格面板中之金属会因该干扰之能量而产生游离现象之问题发生。
本发明之再一目的是在于提供一种避免金属游离之触控面板结构，其中所述的静电保护组件例如可为一压敏电阻或是一瞬间电压抑制器，使得该静电保护组件之阻抗是可调整在趋近零至无限大之间，以控制电磁干扰时产生之能量可藉由此路径宣泄至接地端，达成避免该能量影响金属产生游离之功效。
是以，根据本发明所揭示之避免金属游离之触控面板结构，是包括有：一触控面板本体，其上设置有一金属面板主动区域；一电磁防护罩，环设于该金属面板主动区域之外围；以及一静电保护组件，此静电保护组件是电性耦接于所述之电磁防护罩，使得电磁防护罩可透过该静电保护组件后再连接至一接地端，藉此将一能量干扰导通至该接地端。
其中，所述之静电保护组件之选用可例如为一压敏电阻或是一瞬间电压抑制器，其是可吸收或引开电路中之瞬态脉冲冲击，避免主要电路因外界的能量干扰而产生烧毁等现象。
是以，当电磁防护罩与接地端之间形成开路状态时，该静电保护组件之阻抗是近似为无限大；而当外界产生之一能量干扰为电磁波干扰时，该静电保护组件之阻抗是趋近于零，使得此电磁波干扰之能量可快速地导通至接地端形成能量宣泄，以避免金属面板主动区域中之金属会因电磁波干扰之能量而产生游离现象。
附图说明
图1是为习见面板结构中银金属产生游离过程之示意图；
图2是为习见面板结构因金属游离而产生短路问题之示意图；
图3是为根据本发明实施例避免金属游离之触控面板结构之结构图；
图4是为根据本发明之一实施例，其中当静电保护组件为一压敏电阻之示意图；
图5是为根据图4之触控面板结构具有电磁波干扰发生时之示意图；
图6是为根据图4之触控面板结构将能量宣泄导通至接地端之作动图；
图7是为根据本发明之另一实施例，其中当静电保护组件为一瞬间电压抑制器之示意图；
图8是为根据图7之触控面板结构具有电磁波干扰发生时，将能量宣泄导通至接地端之示意图。
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
以上有关于本发明的内容说明，与以下的实施方式是用以示范与解释本发明的精神与原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。有关本发明的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。
为了便于理解本发明，首先请参阅图3所示，其是为根据本发明实施例避免金属游离之触控面板结构之结构示意图。如图所示，本实施例所揭露之避免金属游离之触控面板结构1是包含有一触控面板本体10，该触控面板本体10上是具有一金属面板主动区域(Touch Panel Active Area，TPAA)20，一般来说，金属面板主动区域20上可定义有例如：液晶显示区域或按键操作区域，以供用户利用不同之触控手势达成不同操作控制之目的。其中，为了避免利用透明导电膜(ITO)制作主动区，所造成阻抗值较大的问题，本发明所采用之金属面板主动区域20是利用金属网格(Metal Mesh)方式所制成，其材质例如可为银金属(Silver)或铜金属(Copper)，经实验证实已可成功用以取代透明导电膜，而作为面板主动区之较佳材料。
为了解决习见因金属游离，而容易在走线中产生短路之问题发生，本发明所揭露之触控面板结构更包括有一静电保护组件30。如图3所示，该静电保护组件30是主要电性耦接于一环设于金属面板主动区域20外围之电磁防护罩(ESD Dummy)40，使得该电磁防护罩40是先电性耦接于该静电保护组件30，而后才透过该静电保护组件30连接至一接地端50。藉由此特殊设计，当面板结构中具有一能量干扰(例如：电磁波干扰事件)出现时，此能量干扰即可快速地藉由该静电保护组件30所形成之路径而宣泄至接地端50，达到避免面板中的金属会因该能量干扰而产生游离的现象发生。
具体而言，图4所示是为根据本发明之一实施例，其中此静电保护组件30是为一压敏电阻(Varistor)301之示意图，该压敏电阻301是可选择性地设置于一电路基板100上，且金属面板主动区域20是可透过一讯号接收线(Rx)60而电性耦接于该电路基板100。在本发明之一实施例中，此电路基板100例如可以是软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit Assembly，FPCA)；在其他实施例中，电路基板100例如亦可以是一成品线路板(Printed CircuitBoard Assembly，PCBA)。是以，由于本发明利用控制电磁防护罩40先电性耦接于此压敏电阻301，而后才连接至接地端50，因此，在正常操作情况下，可视为电磁防护罩40与接地端50之间是形成一开路(open)状态，此时压敏电阻301之阻抗值是可视为趋近无限大。
至于，如图5所示，当外界有一类似电磁波干扰(Electrostatic Discharge，ESD)200发生时，这时压敏电阻301之阻抗值是趋近于零，使得该电磁波干扰之能量可快速地导通至接地端50形成能量宣泄，其能量宣泄之路径是如图6中之箭头所示。如此一来，利用本发明所揭露之特殊设计，不仅可以利用压敏电阻301解决讯号接收线60与接地端50之间，因电位差关是让金属的正离子往负离子游离的状况发生，同时也达到因将该能量宣泄导地，而进一步实现对于面板进行静电防护之功效。
根据本发明之实施例，由于压敏电阻301属于一种限压型的保护组件，可应用于低频讯号线路，利用其非线性特性，当过电压出现在压敏电阻301的两极间，压敏电阻301可以将电压钳位在一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。而压敏电阻301的电容一般可设计在几百个pF的范围。当应用在交流电路的保护时，由于其电容值较大会增加漏电流，因此在设计防护电路时需要注意。此外，因为压敏电阻301是属于一种吸收冲击的运作模式，性能会逐渐下降，使用寿命较短，会面临需要更换的问题。因此，根据本发明之另一实施例，静电保护组件30亦可选择使用为一瞬间电压抑制器(Transient Voltage Suppressor，TVS)，其说明如下。
详细而言，如图7所示，其是为根据本发明另一实施例，其中当静电保护组件是为一瞬间电压抑制器302之示意图。在此实施例中，触控面板结构1’是包含有一触控面板本体10’，且该触控面板本体10’上是具有金属面板主动区域(TPAA)20’。其中，金属面板主动区域20’之材质选用可为银金属或铜金属，以利用银金属或铜金属制作成金属网格(Metal Mesh)结构，藉此避免习知利用透明导电膜(ITO)制作主动区容易引起阻抗值较大之问题。
同前一实施例所言，瞬间电压抑制器302是可选择性地设置于一例如为软性印刷电路板(FPCA)或成品线路板(PCBA)之电路基板100’上，并且，该电路基板100’是透过一讯号接收线(Rx)60’而电性耦接于金属面板主动区域20’。该瞬间电压抑制器302是电性耦接于一环设于金属面板主动区域20’外围之电磁防护罩(ESD Dummy)40’，使得该电磁防护罩40’是先电性耦接于该瞬间电压抑制器302，而后才透过该瞬间电压抑制器302连接至接地端50’。
藉由此特殊设计，在正常操作情况下，本发明可将电磁防护罩40’与接地端50’之间视作为一开路(open)状态，此时瞬间电压抑制器302之阻抗值是可视为近似于无限大。然而，如图8所示，当面板结构1’中具有一类似电磁波干扰200’之能量干扰出现时，在此情况下，瞬间电压抑制器302之阻抗值是趋近于零，使得该电磁波干扰200’之能量可快速地导通至接地端50’形成能量宣泄，其能量宣泄之路径是如图中之箭头所示。是以，由此观之，本发明不仅可达到避免面板中的金属会因该能量干扰而产生游离的现象发生，更进一步地利用瞬间电压抑制器302提供之路径将瞬态电流引开，减少瞬态脉冲，以使得主要电路免于遭受过电压之击穿或是过电流造成的过热烧毁。
之后，当瞬时脉冲结束后，瞬间电压抑制器302即可自动回复至高阻抗的状态，使得整个回路再度进入正常电压。由于许多保护组件在承受多次冲击后，其参数及性能会日渐衰减，但只要工作仍在限定范围内，本发明所使用之瞬间电压抑制器302并不会产生衰减。此外，瞬间电压抑制二极管亦可选择同时整合在同一包装内成为数组(array)之模式，藉此提供更多通道，因此具有高封装整合度，并适用于小尺寸手持式产品上。藉此，本发明所使用之瞬间电压抑制器因其具有高封装集成度、低电容值以及低箝制电压，故已为市场上所广泛地使用，兼具产业应用之潜力。
是以，综上所述，为了解决习见面板结构常见金属游离现象之缺失，本发明是提出一种避免金属游离之触控面板结构，其特点是主要包括提供一静电保护组件，透过该静电保护组件连接接地端，以在正常操作情况下，电磁防护罩与接地端之间是为开路状态，故静电保护组件之阻抗值是趋近于无限大。而当电磁波干扰发生时，静电保护组件之阻抗值则转为近似于零，使得该电磁波干扰之能量可快速地导通至接地端形成能量宣泄。
是以，利用本发明所揭露之触控面板结构，当在电磁干扰事件发生时，其产生之干扰能量即可快速地导通至接地端形成能量宣泄，藉此避免金属网格面板中之金属会因该干扰之能量而产生游离现象之问题发生。
由此观之，相较于习知技术，本发明不仅兼具有实务上之低复杂度与低成本消耗等优势，更可使得此种触控面板结构能够大幅地消弭金属可能产生之游离现象，避免走线间短路问题的发生，兼具有极佳之产业利用性及竞争力。
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内。

Claims (10)

1.一种避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，包括：
一触控面板本体，其上设置有一金属面板主动区域；
一电磁防护罩，环设于该金属面板主动区域之外围；以及
一静电保护组件，其是电性耦接于该电磁防护罩，使得该电磁防护罩可透过该静电保护组件后再连接至一接地端，藉此将一能量干扰导通至该接地端。
2.如权利要求1所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该金属面板主动区域是包括一金属网格结构。
3.如权利要求2所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该金属网格结构之材质是为银或铜。
4.如权利要求1所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该静电保护组件是为一压敏电阻。
5.如权利要求1所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该静电保护组件是为一瞬间电压抑制器。
6.如权利要求4或5所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该静电保护组件更可选择性地直接设置于一电路基板上，且该电路基板是透过一讯号接收线电性耦接于该金属面板主动区域。
7.如权利要求6所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该电路基板是为一软性印刷电路板。
8.如权利要求6所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该电路基板是为一成品线路板。
9.如权利要求1所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，该电磁防护罩与该接地端之间形成开路状态时，该静电保护组件之阻抗是为无限大。
10.如权利要求1所述之避免金属游离之触控面板结构，其特征在于，当该能量干扰是为一电磁波干扰时，该静电保护组件之阻抗是趋近于零，使得该电磁波干扰之能量可快速地导通至该接地端形成能量宣泄，以避免该金属面板主动区域中之金属会因该电磁波干扰之能量而产生游离现象。
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