CN104423735B - 具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置。具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置包含第一感测区、第二感测区及屏蔽层。第一感测区及第二感测区各包括多条感测线与多条驱动线。各感测线彼此间隔设置且平行于水平方向，且各感测线沿水平方向，位于第一感测区及第二感测区彼此相邻的一端各自包含延伸部。各驱动线彼此间隔设置且平行于垂直方向，各驱动线与各感测线彼此交错。第一感测区及第二感测区的每一感测线的每一延伸部与屏蔽层彼此重叠而构成电场墙，以隔绝第一感测区与第二感测区彼此间的讯号影响。

Description

具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置

技术领域

本发明涉及一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，特别是指一种能够有效隔绝两个感测区彼此间的噪声的干扰的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置。

背景技术

请参考图1A，其显示现有技术的电容式触控感测装置的俯视图。图1A所示的电容式触控感测装置10例如可为一互感式(mutual capacitance type)电容触控面板。一般而言，电容式触控感测装置10可包含多个感测区。举例而言，电容式触控感测装置10可包含第一感测区11与第二感测区12，其中第一感测区11与第二感测区12例如各自构成电容式触控传感器。第一感测区11与第二感测区12各包括有多个彼此垂直排列的驱动线(drivingline)DA1～DA9与感测线(sensing line)SA1～SA9，其中驱动线DA1～DA9与感测线SA1～SA9彼此重叠(overlap)的部分称之为节点N，而互感式(mutual capacitance type)电容触控感测法即为感测电容式触控感测装置10的感测区上的每一节点N的电容变化量。假设第一感测区11与第二感测区12各包含有J个驱动线与K个感测线，故其分别形成有(J x K)个节点N。由于每个驱动线DA1～DA9均会提供一驱动电压且与K个感测线SA1～SA9相交，因此每个节点N均会耦合出一互感电容，且每个互感电容均会耦合出感测电压。举例而言，如图1A所示，第一感测区11与第二感测区12各包含有9条驱动线DA1～DA9与9条感测线SA1～SA9，故分别总共形成有81个节点N11、N12、N13、...、N98、N99。当电容式触控感测装置10被触碰时，对应于触碰处的节点N的互感电容将会随之改变，其耦合出的感测电压也会改变，故可利用此一特性去判断电容式触控感测装置10是否有被触碰。

请参考图1B，其显示现有技术的电容式触控感测装置的剖面图。如图1B所示，第一感测区11与第二感测区12共同包括一基板14。第一感测区11与第二感测区12的感测线SA1～SA9可以设置于基板14的一侧上，且驱动线DA1～DA9可以设置于基板14的另一侧上。在此一结构中，一驱动线(例如：DA9)与一感测线(例如：SA9)的一相交点可形成如图1A所示的节点(例如：N99)。节点可为其中驱动线DA1～DA9与感测线SA1～SA9由俯视图视之彼此“交叉”或最靠近的位置。驱动线DA1～DA9与感测线SA1～SA9并不彼此电接触，而是其跨越基板14在各节点处彼此电容性地耦合。

在第一感测区11与第二感测区12中，举例而言，第一感测区11的驱动线DA9与感测线SA9在节点N99处彼此耦合出一互感电容。也就是说，第一感测区11的驱动线DA9与感测线SA9由于彼此的电位不相同，因此在节点N99处会产生磁力线。然而，由于第一感测区11与第二感测区12彼此的间隔距离很短，因此第一感测区11的驱动线DA9亦会和第二感测区12的感测线SA9彼此之间产生磁力线。如此，将会造成第一感测区11与第二感测区12之间有噪声的干扰。

为了解决此一缺失，有现有技术会在第一感测区11与第二感测区12之间加上一屏蔽层(shielding layer)13。其一般的作法为：将一个大块面积的屏蔽层13与驱动线DA1～DA9设置在同一平面，其中屏蔽层13实质上接地(grounding)。通过此，屏蔽层13以电场吸引的方式来减少游离磁力线的干扰。例如，一部分的磁力线在屏蔽层13和驱动线DA9之间产生。然而，此一做法需要大幅变动电容式触控感测装置10的整体电路布局(layout)并使元件尺寸增加，且设置大块面积的屏蔽层13仍然无法完全隔绝第一感测区11与第二感测区12之间噪声的干扰(如图1B所示，即便使用大块面积的屏蔽层13，在第一感测区11的驱动线DA9和第二感测区12的感测线SA9彼此之间仍有磁力线干扰的产生，且会对第一感测区11与第二感测区12的特性造成影响)。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种能够有效隔绝两个感测区彼此间的噪声的干扰的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其能够有效隔绝两个感测区彼此间的噪声的干扰。

为达上述目的，就其中一观点言，本发明提供了一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，包含：一第一感测区；一第二感测区；其中该第一感测区以及该第二感测区各包括：多条感测线(sensing line)，其中该感测线彼此间隔设置且平行于一水平方向，且每一感测线沿该水平方向，位于该第一感测区以及该第二感测区彼此相邻的一端各自包含一延伸部；多条驱动线(driving line)，其中该驱动线彼此间隔设置且平行于一垂直方向，其中该驱动线与该感测线从俯视图视之为彼此垂直正交、且由剖面图视之位于不同高度的平面上；以及一屏蔽层，从俯视图视之与该第一感测区以及该第二感测区的每一感测线的每一延伸部彼此重叠；通过此每一感测线的每一延伸部与该屏蔽层之间形成一电场墙以隔绝该第一感测区以及该第二感测区彼此间的讯号影响。

在一种较佳的实施型态中，所述具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，还包括一基板，该感测线设置于该基板的一侧，而该驱动线与该屏蔽层设置于该基板的相对另一侧。

在一种较佳的实施型态中，该屏蔽层实质上接地。

在一种较佳的实施型态中，该感测线包含一或多个感测电极，且该驱动线包含一或多个驱动电极。

为达上述目的，就另一观点言，本发明提供了一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，包含：一基板；一第一感测区，包括：多条第一感测线，位于该基板的第一侧上，彼此间隔设置且平行于一水平方向；多条第一驱动线，位于该基板的第二侧上，彼此间隔设置且平行于一垂直方向，其中该第二侧与该第一侧彼此相对，且该多条第一驱动线与该多条第一感测线从俯视图视之为彼此垂直正交；一第二感测区，其中该第一感测区以及该第二感测区各包括：多条第二感测线，位于该基板的第一侧上，彼此间隔设置且平行于一水平方向；多条第二驱动线，位于该基板的第二侧上，彼此间隔设置且平行于一垂直方向，且该多条第二驱动线与该多条第二感测线从俯视图视之为彼此垂直正交；以及一电场墙，位于该第一感测区与该第二感测区之间，以隔绝该第一感测区以及该第二感测区彼此间的讯号影响。

在一种较佳的实施型态中，该电场墙包括：位于该基板的第一侧上的第一电极和位于该基板的第二侧上的第二电极。

在一种较佳的实施型态中，该第二电极包含一屏蔽层，与该多条第一与第二驱动线不直接相连接，且该屏蔽层实质上接地。

在一种较佳的实施型态中，该第一电极包含多个第一延伸部与多个第二延伸部，该多个第一延伸部与该多条第一感测线对应地直接相连接，且该多个第二延伸部与该多条第二感测线对应地直接相连接。

下面通过具体实施例详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1A显示现有技术的电容式触控感测装置的俯视图；

图1B显示现有技术的电容式触控感测装置的剖面图；

图2A显示本发明一实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置的俯视图；

图2B显示本发明一实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置的剖面图。

图中符号说明

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。本发明中的图式均属示意，主要意在表示各装置以及各元件之间的功能作用关系，至于形状、厚度与宽度则并未依照比例绘制。

请参考图2A，其显示本发明一实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置的俯视图。图2A所示的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20例如但不限于可为一互感式(mutual capacitance type)电容触控面板。电容式触控感测装置20包含第一感测区21、第二感测区22以及屏蔽层23，其中第一感测区21与第二感测区22例如但不限于各自可为电容式触控传感器。第一感测区21与第二感测区22各包括多条感测线(sensing line)SB1～SB9与多条驱动线(driving line)DB1～DB9。在第一感测区21与第二感测区22中，各感测线SB1～SB9为彼此间隔设置且平行于一水平方向，且各驱动线DB为彼此间隔设置且平行于一垂直方向，上述水平方向与垂直方向实质上彼此垂直正交。如图2A所示，驱动线DB与感测线SB1～SB9从俯视图视之为彼此垂直正交，又如图2B所示，驱动线DB1～DB9与感测线SB1～SB9从剖面图视之为彼此位于不同高度的平面上。

在一实施例中，感测线SB1～SB9包含一或多个感测电极。驱动线DB1～DB9包含一或多个驱动电极。感测电极或其一部分由一或多个金属导电网格或氧化铟锡(Indium ZincOxide,IZO)制成。驱动电极或其一部分由一或多个金属导电网格或氧化铟锡(Indium ZincOxide,IZO)制成。上述的金属导电网格可包含铜、银或其它导电材料。

相较于现有技术的电容式触控感测装置10(如图1A所示)，本实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20所包含的每一感测线SB1～SB9在沿水平方向上，位于第一感测区21以及第二感测区22彼此相邻的一端各自包含一延伸部25(关于感测线SB1～SB9的延伸部25的特征及优点容后详述)，或也可视为多个延伸部25和多条感测线SB1～SB9对应地直接相连接。驱动线DB1～DB9与感测线SB1～SB9彼此重叠(overlap)的部分称之为节点N，而互感式(mutual capacitance type)电容触控感测法即为感测电容式触控感测装置20的感测区上的每一节点N的电容变化量。假设第一感测区21与第二感测区22各包含有J条驱动线与K条感测线，故其各自形成有(J x K)个节点N。由于每条驱动线DB1～DB9均会提供一驱动电压且与K条感测线SB1～SB9相交，因此每个节点N均会耦合出一互感电容，且每个互感电容均会耦合出感测电压。举例而言，如图2A所示，第一感测区21与第二感测区22各包含有9条驱动线DB1～DB9与9条感测线SB1～SB9，故各自总共形成有81个节点N11、N12、N13、...、N98、N99。当具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20被触碰时，对应于触碰处的节点N的互感电容将会随之改变，其耦合出的感测电压也会改变，故可利用此一特性去判断电容式触控感测装置20是否有被触碰。值得注意的是，本实施例所述的关于驱动线DB1～DB9与感测线SB1～SB9的数目仅为举例说明，实施时自不受此数目所限。

请参考图2B，其显示本发明一实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20的剖面图。如图2B所示，电容式触控感测装置20还包括一基板24。第一感测区21与第二感测区22的感测线SB1～SB9可以设置于基板24的一侧上，且驱动线DB1～DB9可以设置于基板24的另一侧上。也就是说，基板24设置于各感测线SB1～SB9与各驱动线DB1～DB9之间，且各感测线SB1～SB9、基板24与各驱动线DB1～DB9依序堆叠组合成本实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20。在此一结构中，一驱动线(例如：DB9)与一感测线(例如：SB9)的一相交点可形成如图2A所示的节点(例如：N99)。节点可为其中驱动线DB1～DB9与感测线SB1～SB9在其各自的平面中彼此“交叉”或最靠近的位置。驱动线DB1～DB9与感测线SB1～SB9并不彼此电接触，而是其跨越基板24在各节点处彼此电容性地耦合而产生互感电容。在第一感测区21与第二感测区22中，举例而言，第一感测区21的驱动线DB9与感测线SB9在节点N99处彼此耦合出一互感电容。也就是说，第一感测区21的驱动线DB9与感测线SB9由于彼此的电位不相同，因此在节点N99处会产生磁力线。

在一实施例中，基板24为一坚硬材质的透明绝缘性薄板，其材料选自于玻璃或聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或环烯烃共聚合物(COC)等，但实施的材料范围不以前述材料为限。

请继续参考图2B，本实施例的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20尚包含一屏蔽层23。屏蔽层23设置于基板24的下方侧面上（与各驱动线DB1～DB9同一侧而与感测线SB1～SB9位于相反侧），也就是说，屏蔽层23与各驱动线DB1～DB9位于同一层但不与各驱动线DB1～DB9直接相连接。屏蔽层23可以与各驱动线DB1～DB9的厚度相同或不同。在一实施例中，屏蔽层23接地且屏蔽层23的材料可以选用铜箔片或软性电路板(FPT)。相较于现有技术的电容式触控感测装置10(如图1B所示)的大块面积的屏蔽层13，在本实施例的电容式触控感测装置20中，仅需采用小面积的屏蔽层23，且从俯视图观之，此一接地的屏蔽层23与第一感测区21以及第二感测区22的每一感测线SB1～SB9的每一延伸部25彼此重叠。由此，由于每一感测线SB1～SB9的每一延伸部25与接地的屏蔽层23之间彼此的电位不相同，因此每一感测线SB1～SB9的每一延伸部25可以与屏蔽层23之间形成一电场墙，其中每一延伸部25可视为该电场墙的上电极，而屏蔽层23可视为该电场墙的下电极。如此一来，第一感测区21的驱动线DB9和第二感测区22的感测线SB9彼此之间将不会产生磁力线。第二感测区22的驱动线DB9和第一感测区21的感测线SB9彼此之间亦将不会产生磁力线。如此，在本实施例中，通过接地的屏蔽层23与第一感测区21以及第二感测区22的每一感测线SB1～SB9的每一延伸部25彼此重叠，在第一感测区21与第二感测区22彼此相邻的交界处可以完全隔绝噪声的干扰。

本发明的特征及优点在于：在第一感测区21与第二感测区22彼此相邻的交界处，由于第一感测区21与第二感测区22的每一感测线SB1～SB9沿水平方向，位于第一感测区21以及第二感测区22彼此相邻的一端所各自包含的延伸部25可以与接地的屏蔽层23之间形成电场墙，因此可以在使用小面积的屏蔽层23情况下，完全隔绝第一感测区21与第二感测区22彼此相邻的交界处的噪声的干扰。由此，本发明可以应用在包含二个或二个以上的电容式触控感测区的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置20，能完全隔绝电容式触控感测区相互之间的噪声干扰，大幅简化电容式触控感测区驱动的困难度。

以上实施例中，电场墙的上电极由每一感测线SB1～SB9的延伸部25所构成，此为较佳实施方式。在另一实施方式中，电场墙的上电极也可由类似屏蔽层23的结构来构成，亦即在第一感测区21与第二感测区22的感测线SB1～SB9之间设置一个屏蔽层。这种实施方式的电场隔绝效果虽然不及于前述实施例，但也属于本发明的范围。

以上已针对较佳实施例来说明本发明，只是以上所述，仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容，并非用来限定本发明的权利范围。在本发明的相同精神下，本领域技术人员可以思及各种等效变化。凡此种种，皆可根据本发明的教示类推而得，因此，本发明的范围应涵盖上述及其它所有等效变化。此外，本发明的任一实施型态不必须达成所有的目的或优点，因此，权利要求的任一项也不应以此为限。

Claims (7)

1.一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其特征在于，包含：

一第一电容式感测区域，包括：

多条第一感测线，其中该第一感测线彼此间隔设置且平行于一水平方向，且每一第一感测线沿该水平方向，各自包含一第一延伸部；

多条第一驱动线，其中该第一驱动线彼此间隔设置且平行于一垂直方向，

其中该多条第一驱动线与该多条第一感测线从俯视图视之为彼此垂直正交、且由剖面图视之位于不同高度的平面上；

一第二电容式感测区域，包括：

多条第二感测线，其中该第二感测线彼此间隔设置且平行于该水平方向，且每一第二感测线沿该水平方向，各自包含一第二延伸部；

多条第二驱动线，其中该第二驱动线彼此间隔设置且平行于该垂直方向，

其中该多条第二驱动线与该多条第二感测线从俯视图视之为彼此垂直正交、且由剖面图视之位于不同高度的平面上；

其中各第一延伸部与各第二延伸部位于该第一电容式感测区域以及该第二电容式感测区域彼此相邻的一端；以及

一屏蔽层，从俯视图视之与该第一电容式感测区域的每一第一感测线的每一第一延伸部彼此重叠，且，该屏蔽层，从俯视图视之与该第二电容式感测区域的每一第二感测线的每一第二延伸部彼此重叠；由此每一第一感测线的每一第一延伸部与该屏蔽层之间以及每一第二感测线的每一第二延伸部与该屏蔽层之间形成一电场墙以隔绝该第一电容式感测区域与该第二电容式感测区域彼此间的讯号影响。

2.如权利要求1所述的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其中，还包括一基板，该多条第一感测线以及该多条第二感测线设置于该基板的一侧，而该多条第一驱动线、该多条第二驱动线与该屏蔽层设置于该基板的相对另一侧。

3.如权利要求1所述的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其中，该屏蔽层实质上接地。

4.如权利要求1所述的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其中，该多条第一感测线包含一或多个第一感测电极，且，该多条第二感测线包含一或多个第二感测电极。

5.如权利要求1所述的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其中，该多条第一驱动线包含一或多个第一驱动电极，且，该多条第二驱动线包含一或多个第二驱动电极。

6.一种具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其特征在于，包含：

一基板；

一第一电容式感测区域，包括：

多条第一感测线，位于该基板的第一侧上，彼此间隔设置且平行于一水平方向；

多条第一驱动线，位于该基板的第二侧上，彼此间隔设置且平行于一垂直方向，其中该第二侧与该第一侧彼此相对，且该多条第一驱动线与该多条第一感测线从俯视图视之为彼此垂直正交；

一第二电容式感测区域，包括：

多条第二感测线，位于该基板的第一侧上，彼此间隔设置且平行于该水平方向；

多条第二驱动线，位于该基板的第二侧上，彼此间隔设置且平行于该垂直方向，且该多条第二驱动线与该多条第二感测线从俯视图视之为彼此垂直正交；以及

一电场墙，位于该第一电容式感测区域与该第二电容式感测区域之间，以隔绝该第一电容式感测区域与该第二电容式感测区域彼此间的讯号影响，其中该电场墙包括:位于该基板的第一侧上的第一电极和位于该基板的第二侧上的第二电极，其中该第一电极沿该水平方向包含多个第一延伸部与多个第二延伸部，该多个第一延伸部与该多条第一感测线对应地直接相连接，且该多个第二延伸部与该多条第二感测线对应地直接相连接。

7.如权利要求6所述的具噪声屏蔽功能的电容式触控感测装置，其中，该第二电极包含一屏蔽层，与该多条第一与第二驱动线不直接相连接，且该屏蔽层实质上接地。