CN106814913A - 触控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触控装置，包含一基板、一触控电极层、一第一导线以及至少一第二导线。基板包含一触控区与一周边区。周边区环绕触控区。触控电极层设置于触控区。第一导线设置于周边区且用以接收一触控驱动信号。该至少一第二导线设置于周边区且用以接收相应于触控驱动信号的一同步信号。第一导线位于触控区与该至少一第二导线之间。
Description
技术领域
本发明有关于一种触控技术，且特别是有关于一种触控装置。
背景技术
近年来，随着触控技术的发展，触控装置(例如：触控面板)已被应用至各式的电子装置，例如：智慧型手机、平板电脑或其他可携式电子装置。
在现有技术中，触控装置上配置有许多导线以传输不同的信号。然而，当这些导线被腐蚀，触控装置的功能将被破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明内容提出一种触控装置，藉以解决现有技术所述及的问题。
本发明内容的一实施方式关于一种触控装置。触控装置包含一基板、一触控电极层、一第一导线以及至少一第二导线。基板包含一触控区与一周边区。周边区环绕触控区。触控电极层设置于触控区。第一导线设置于周边区且用以接收一触控驱动信号。该至少一第二导线设置于周边区且用以接收相应于触控驱动信号的一同步信号。第一导线位于周边区与该至少一第二导线之间。
综上所述，在本发明的触控装置中，藉由第一导线接收触控驱动信号，且藉由相邻于第一导线的第二导线接收相应于触控驱动信号的同步信号，以提高第一导线的可靠度。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1A是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置的示意图；
图1B是图1A的触控装置的多个信号的时序图；
图2是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置的示意图；
图3是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置的示意图；
图4是依照本发明一些实施例所绘示的开关单元、导线、接地端与控制单元之间连接的示意图；
图5是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置的示意图；以及
图6是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置的示意图。
其中，附图标记：
100、200、300、500、600：触控装置
110：基板
112：触控区
114：周边区
120：触控电极层
130：控制单元
140：电路板
150：开关单元
W10、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W20、W21、W22、W30、W31、W32、W33、W34、W35、W36、W40：导线
TX0、TX1、TX2、TX3：触控驱动信号
PX、P0、P1、P2、P3：致能期间
S1：同步信号
X、Y：方向
d1、d2：距离
F1、F2、F3、F4、F120：期间
T：时间
GND：接地端
SW1、SW2：开关
L1、L2：连接位置
具体实施方式
下文举实施例配合所附图式作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。另外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。
在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此发明的内容中与特殊内容中的平常意义。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、“第三”…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。
请参考图1A。图1A是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置100的示意图。触控装置100例如是触控面板或触控显示面板。在一些实施例中，触控装置100包含基板110、触控电极层120、导线W10以及导线W20。在一些实施例中，触控装置100更包含导线W11、导线W12以及导线W13。
基板110包含触控区112以及周边区114。触控区112用以提供使用者进行触控操作。周边区114用以供走线、边框包覆或者用以呈现各种装饰图案。在一些实施例中，触控区112为一矩形或其他形状的区域。周边区114环绕触控区112。触控电极层120设置于触控区112。虽然图1A中的触控区112为矩形，但本发明不以此为限。触控区112的形状可依实际需求进行设计。
触控电极层120包含多个电极。该些电极包含驱动电极以及感应电极。以图1A示例而言，沿方向X延伸的电极为驱动电极，而沿方向Y延伸的电极为感应电极。在一些实施例中，方向X为水平方向，且方向Y为垂直方向。在一些实施例中，方向X与方向Y为彼此正交。但本发明不以上述为限。该些驱动电极与该些感应电极交错排列。在一些实施例中，该些电极为长条形，但本发明不以此为限制。各种形状的电极皆在本发明的范围内，例如：菱形、三角形或梳形。该些电极的材料包含金属、金属氧化物或其他各种具有导电特性的材料。金属例如银、铜或其他金属材料。金属氧化物例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)或氧化锌铝(AZO)。该些电极的材料可依实际需求进行挑选。
另外，触控电极层120可利用自容式、互容式或其他各种感应方式完成触控感应操作。
在一些实施例中，触控装置100更包含控制单元130以及电路板140。控制单元130设置于电路板140上。控制单元130例如是控制电路或控制晶片。控制单元130用以输出各种信号以对触控装置100进行控制。电路板140例如是印刷电路板或软性电路板。
以下针对周边区114的导线的配置进行详细说明。以图1A示例而言，由于周边区114的左侧部分与右侧部分具有相似的内容。故以下仅针对周边区114的左侧部分进行说明。
以周边区114的左侧部分为例，导线W10、导线W11、导线W12以及导线W13的一端连接至控制单元130。导线W11、导线W12以及导线W13的另一端连接至触控电极层120的驱动电极。导线W20的一端连接至控制单元130。导线W20的另一端为浮接(floating)。
以图1A示例而言，导线W20、导线W10、导线W11、导线W12以及导线W13依序由外侧向内侧设置于周边区114。相较于“内侧”，“外侧”较远离触控区112。相较于“外侧”，“内侧”较靠近触控区112。换句话说，在上述该些导线中，导线W20朝向Y方向延伸的部分与触控区112之间的距离d1为最长。导线W13朝向Y方向延伸的部分与触控区112之间的距离d2为最短。
导线W10邻近于导线W20。详细来说，在上述所有连接至触控电极层120的导线(W10、W11、W12以及W13)中，导线W10与导线W20的距离d1较导线W13与导线W20的距离d2来得大。在一些实施例中，上述该些导线是以金属材料实现，但本发明不以此为限。另外，连接至触控电极层120的导线数量亦不以图1A中所绘示的数量为限。
控制单元130通过导线W10、导线W11、导线W12以及导线W13输出触控驱动信号给触控电极层120中的驱动电极。当触控事件发生时，位于触控位置的感应电极会产生相应于触控驱动信号的耦合信号。接着，控制单元130通过相应的感应电极以及相应的导线接收耦合信号。接着，控制单元130依据耦合信号判断出触控事件发生的位置。
请同时参考图1A以及图1B。图1B是图1A的触控装置100的多个信号的时序图。在一些实施例中，该些信号为电压信号。各该些信号具有逻辑电平VGH(例如：高逻辑电平)以及逻辑电平VGL(例如：低逻辑电平)。
控制单元130用以输出触控驱动信号TX0、触控驱动信号TX1、触控驱动信号TX2、触控驱动信号TX3。
导线W10用以将触控驱动信号TX0传输至触控电极层120中的第一驱动电极。导线W11用以将触控驱动信号TX1传输至触控电极层120中的第二驱动电极。导线W12用以将触控驱动信号TX2传输至触控电极层120中的第三驱动电极。导线W13用以将触控驱动信号TX3传输至触控电极层120中的第四驱动电极。
控制单元130用以输出同步信号S1至导线W20。以图2示例而言，同步信号S1与触控驱动信号TX0于时序上为同步。在一些实施例中，同步信号S1的电压波形与触控驱动信号TX0的电压波形实质上相同。
由于同步信号S1与触控驱动信号TX0于时序上为同步且两者的电压波形实质上相同，因此导线W20与导线W10之间的电压差接近于零。如此，可减缓导线W10因为长时间处于过大压差的环境下而发生腐蚀问题，进而提高触控装置100的可靠度。当触控装置100的可靠度被提升，触控装置100在高温度或高湿度的环境下的可靠度(reliability)就愈高。
以图1B示例而言，在同一帧(frame)的期间中，该些触控驱动信号的致能期间于时序上为相异。举例来说，在第一帧的期间F1，触控驱动信号TX0的致能期间P0早于触控驱动信号TX1的致能期间P1。触控驱动信号TX1的致能期间P1早于触控驱动信号TX2的致能期间P2。触控驱动信号TX2的致能期间P2早于触控驱动信号TX3的致能期间P3。换句话说，触控电极层120的该些触控电极为循序驱动。
在一些实施例中，由于同步信号S1与触控驱动信号TX0于时序上为同步，因此同步信号S1的致能期间PX相同于触控驱动信号TX0的致能期间P0。
在一些其他的实施例中，该些驱动信号的致能时间为相同。举例来说，驱动信号TX1的致能期间为P0而非P1。驱动信号TX2的致能期间为P0而非P2。驱动信号TX3的致能期间为P0而非P3。换言之，在第一帧的期间F1，所有的驱动信号皆于致能期间为P0为致能状态，而在第一帧的期间F1内的其他期间，所有驱动信号皆为禁能状态。在这种情况下，各个驱动信号的致能期间内包含多个脉冲而非如图1B只有单一脉冲。通过将其中一个驱动信号的该些脉冲相异于另一个驱动信号的该些脉冲，可达到避免触控位置被误判的功效。
图2是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置200的示意图。为易于理解的目的，于图2中的类似元件将与图1A指定相同标号。
触控装置200与图1A的触控装置100的不同在于，在触控装置200中，每一条驱动电极(沿方向X延伸的电极)皆连接两条导线。举例来说，由上至下，第一驱动电极的左侧端连接导线W10，其右侧端连接导线W30。第二驱动电极的左侧端连接导线W11，其右侧端连接导线W31。第三驱动电极的左侧端连接导线W12，其右侧端连接导线W32。第四驱动电极的左侧端连接导线W13，其右侧端连接导线W33。以此类推。
在一些实施例中，连接至相同驱动电极的两条导线接收相同的驱动信号。举例来说，导线W10与导线W30皆接收图1B中的驱动信号TX0，导线W11与导线W31皆接收图1B中的驱动信号TX1，以此类推。换言之，每个驱动电极被两个相同的驱动信号所驱动。由于每条驱动电极皆可被两条导线所驱动，因此当该两条导线中的其中一条导线被腐蚀时，另一条导线仍可用以驱动该驱动电极。相较于触控装置100，触控装置200具有更佳的可靠度。
在一些实施例中，导线W20以及导线W40接收相同的同步信号。举例来说，控制单元130输出同步信号S1至导线W20以及导线W40。如此，导线W20与导线W10之间的电压差接近于零，且导线W40与导线W30之间的电压差接近于零。藉由这种配置，可减缓导线W10以及导线W30因为长时间处于过大压差的环境下而发生腐蚀问题，进而提高触控装置200的可靠度。
请参考图3。图3是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置300的示意图。为易于理解的目的，于图3中的类似元件将与图1A指定相同标号。
图3的触控装置300与图1A的触控装置100之间的不同在于，触控装置300更包含导线W21以及导线W22。相似于导线W20，导线W21的一端连接至控制单元130，导线W21的另一端为浮接。相似于导线W20，导线W22的一端连接至控制单元130，导线W22的另一端为浮接。导线W20、导线W21以及导线W22皆用以接收图2中的同步信号S1。换句话说，导线W20、导线W21以及导线W22所接收的信号与触控驱动信号TX0于时序上皆为同步。
由于同步信号S1与触控驱动信号TX0于时序上为同步且两者的电压波形实质上相同，因此导线W20、导线W21以及导线W22的任一者与导线W10之间的电压差接近于零。如此，可减缓导线W10因为长时间处于过大压差的环境下而发生腐蚀问题，进而提高触控装置300的可靠度。另外，当上述该些导线(导线W20、导线W21以及导线W22)的其中一条被腐蚀时，其他条导线仍可用以接收同步信号S1以减缓导线W10的腐蚀问题，进而延长触控装置300的使用寿命时间。
请参考图4。为图面简洁的目的，图4仅绘示出触控装置100中的部分元件。图4是依照本发明一些实施例所绘示的开关单元150、导线W20、接地端GND与控制单元130之间连接的示意图。为易于理解的目的，于图4中的类似元件将与图1A指定相同标号。
在一些实施例中，导线W20连接至开关单元150。开关单元150用以使导线W20从连接至控制单元130切换成连接至接地端GND，或者使导线W20从连接至接地端GND切换成连接至控制单元130。
在一些实施例中，开关单元150包含开关SW1以及开关SW2。本发明内容不限制开关SW1以及开关SW2的型式。各种得以实现上述该些开关的晶体管或元件皆在本发明内容的考量范围内。举例而言，该些晶体管或元件例如为双载子接面晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
当开关SW1被导通时，开关SW2被关断。在一些实施例中，开关SW1以及开关SW2可由同一型的开关(皆是P型或者皆是N型)实现。在这种情况下，开关SW1的控制端以及开关SW2的控制端接收反相的控制信号。在一些其他的实施例中，开关SW1以及开关SW2是以不同型的开关(一者是P型而另一者是N型)实现。在这种情况下，开关SW1的控制端以及开关SW2的控制端接收同相的控制信号。
当开关SW1被导通时，导线W20与控制单元130之间通过开关SW1而导通。如此，来自控制单元130的同步信号S1可通过开关SW1被传输至导线W20。
当开关SW2被导通时，导线W20与接地端GND之间通过开关SW2而导通。因此，导线W20上的静电电流可通过开关SW2流至接地端GND。换句话说，当开关SW2被导通时，导线W20、开关SW2以及接地端GND可共同形成一静电放电(electrostatic discharge；ESD)防护路径。这可避免触控装置100因为静电放电而损害。
请参考图5。图5是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置500的示意图。为易于理解的目的，于图5中的类似元件将与图1A指定相同标号。
图5的触控装置500与图1A的触控装置100之间的不同在于，导线W20连接导线W10。以图5示例而言，导线W20与导线W10于周边区114连接。换言之，导线W20与导线W10的连接位置L1位于周边区114。
在这些实施例中，导线W20并非接收来自控制单元130的同步信号S1。取而代之地，导线W20接收来自导线W10的信号。换句话说，导线W20与导线W10皆接收触控驱动信号TX0。
由于导线W20与导线W10接收相同的信号(触控驱动信号TX0)，导线W20与导线W10之间的电压差接近于零。如此，可减缓导线W10因为长时间处于过大压差的环境下而发生腐蚀问题，进而提高触控装置500的可靠度。
请参考图6。图6是依照本发明一些实施例所绘示的一种触控装置600的示意图。为易于理解的目的，于图6中的类似元件将与图5指定相同标号。
图6的触控装置600与图5的触控装置500之间的不同在于，导线W20与导线W10于电路板140上连接。换言之，导线W20与导线W10的连接位置L2位于电路板140上。
在这些实施例中，导线W20并非接收来自控制单元130的同步信号S1。取而代之地，在这些实施例中，导线W20接收来自导线W10的信号。换句话说，导线W20与导线W10皆接收触控驱动信号TX0。
藉由上述作法，导线W20与导线W10之间的电压差接近于零。如此，可减缓导线W10因为长时间处于过大压差的环境下而发生腐蚀问题，进而提高触控装置600的可靠度。
在一些实施例中，同步信号S1的可靠度评估数值与触控驱动信号TX0的可靠度评估数值相等。
在一些实施例中，一信号的可靠度评估数值相关于该信号的电压振幅、该信号于一帧内的一致能期间的时间长度以及该信号的致能频率。在一些实施例中，一信号的可靠度评估数值正比于该信号的电压振幅、该信号于一帧内的一致能期间的时间长度以及该信号的致能频率。
在一些实施例中，可靠度评估数值从以下公式(1)取得：
K＝v×p×f…(1)
K代表信号的可靠度评估数值，其单位为伏特。v代表信号的电压振幅，其单位为伏特。p代表信号于一帧内的致能期间的时间长度，其单位为秒。f代表信号的致能频率，其单位为(次/秒)。
请再次参考图2。以图2示例而言，同步信号S1的电压波形与触控驱动信号TX0的电压波形实质上相同。因此，同步信号S1的电压振幅与触控驱动信号TX0的电压振幅实质上相同。以图2示例而言，信号的电压振幅为逻辑电平VGH与逻辑电平VGL之间的差值。在一些实施例，此电压振幅介于5伏特至10伏特之间，但本发明不以此为限制。此电压振幅可依据实际需求进行调整。
另外，由于同步信号S1与触控驱动信号TX0于时序上为同步，同步信号S1的致能期间PX的长度与触控驱动信号TX0的致能期间P0的长度实质上相同。在一些实施例，致能期间P0的长度介于0.70毫秒(millisecond)至1.60毫秒之间，但本发明不以此为限制。致能期间P0的长度可依据实际需求进行调整。
另外，由于同步信号S1的电压波形与触控驱动信号TX0的电压波形实质上相同，同步信号S1的致能频率与触控驱动信号TX0的致能频率实质上相同。在一些实施例中，致能频率介于90次/秒至170次/秒。以图2示例而言，假设同步信号S1的致能频率为120次/秒且假设时间T为1秒，代表同步信号S1在时间T内被致能了120次。每一次致能对应于一帧。因此，时间T对应于120个帧。为了图面简洁的目的，图2仅绘示了第1帧的期间F1、第2帧的期间F2、第3帧的期间F3、第4帧的期间F4以及第120帧的期间F120。
同步信号S1的电压振幅与触控驱动信号TX0的电压振幅实质上相同，致能期间PX的长度与致能期间P0的长度实质上相同，且同步信号S1的致能频率与触控驱动信号TX0的致能频率实质上相同。因此，同步信号S1的可靠度数值与触控驱动信号TX0的可靠度数值将会相同。
在一些实施例中，上述的可靠度数值可由控制单元130或其他计算电路计算出来。在一些实施例中，控制单元130将同步信号S1的可靠度数值与一预设值进行比较。此预设值例如是0.8伏特。预设值可被储存在暂存电路中。在一些实施例中，暂存电路与控制单元130整合成单一个元件。
当可靠度数值大于预设值时，代表触控装置100的导线W10将会非常容易被腐蚀。因此，在一些实施例中，当可靠度数值大于预设值时，控制单元130将会调整触控驱动信号TX0的振幅、触控驱动信号TX0的致能期间P0的长度或触控驱动信号TX0的致能频率，使得触控驱动信号TX0的可靠度数值低于该预设值。在一些实施例中，控制单元130会依据调整后的触控驱动信号TX0相应地调整同步信号S1，以确保触控装置100的可靠度。
综上所述，在本发明的触控装置中，藉由第一导线接收触控驱动信号，且藉由相邻于第一导线的第二导线接收相应于触控驱动信号的同步信号，以提高第一导线的可靠度。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域具通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
Claims (11)
1.一种触控装置，其特征在于，包含：
一基板，包含一触控区与一周边区，该周边区环绕该触控区；
一触控电极层，设置于该触控区；
一第一导线，设置于该周边区且用以接收一触控驱动信号；以及
至少一第二导线，设置于该周边区且用以接收相应于该触控驱动信号的一同步信号，该第一导线位于该周边区与该至少一第二导线之间。
2.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该同步信号与该触控驱动信号于时序上为同步。
3.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该同步信号的电压波形与该触控驱动信号的电压波形实质上相同。
4.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该至少一第二导线包含多条第二导线，该些第二导线用以接收相应于该触控驱动信号的多个同步信号，该些同步信号于时序上为同步。
5.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，更包含：
一开关单元，用以使该至少一第二导线从连接至一控制单元切换成连接至一接地端，或者使该至少一第二导线从连接至该接地端切换成连接至该控制单元。
6.根据权利要求5所述的触控装置，其特征在于，该开关单元包含：
一第一开关，用以导通该至少一第二导线与该控制单元，以使来自该控制单元的该同步信号通过该第一开关传输至该至少一第二导线。
7.根据权利要求5所述的触控装置，其特征在于，该开关单元包含：
一第二开关，用以导通该至少一第二导线与该接地端，以使该第二导线上的一静电电流通过该第二开关流至该接地端。
8.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第二导线连接该第一导线。
9.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第二导线与该第一导线于该周边区连接。
10.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，更包含：
一电路板；以及
一控制单元，设置于该电路板上，该第一导线连接该控制单元，该第二导线与该第一导线于该电路板上连接。
11.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该触控驱动信号的可靠度评估数值与该同步信号的可靠度评估数值相等，其中一信号的可靠度评估数值相关于该信号的电压振幅、该信号于一帧内的一致能期间的时间长度以及该信号的致能频率。
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