TW201310312A - 觸控面板和電子裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種觸控面板和電子裝置。上述觸控面板包括一基板，其具有一第一感測區域和一第二感測區域；複數個第一感測電極，設置於上述第一感測區域和上述第二感測區域內；一感測元件，設置於上述基板上，耦接上述些第一感測電極，上述感測元件產生的一輸入信號係依序傳遞至位於上述第一感測區域和上述第二感測區域內的上述些第一感測電極；一介電層，覆蓋上述些第一感測電極，其中位於上述第一感測區域內的上述介電層的厚度小於位於上述第二感測區域內的上述介電層的厚度。

Description

觸控面板和電子裝置

本發明係有關於一種觸控面板，特別係有關於一種高感測靈敏度的電容式觸控面板。

觸控面板已廣泛應用於手機(智慧型手機)、個人數位助理(PDA)、全球衛星定位系統(GPS)、掌上型遊戲機、平板電腦等電子產品中，以代替滑鼠和鍵盤等輸入介面裝置。而電容式觸控面板因具有多點觸控、防污、防火、防靜電及灰塵、耐刮、反應速度快等優點，為現今觸控面板之主流技術。目前電容式觸控面板因應用趨勢已往大尺寸發展。然而，因面板尺寸的擴張造成感測區域內的感測電極數量增多而使感測線路的電阻-電容負載(RC loading)增加，上述電阻-電容負載效應會造成信號衰減，使感測元件(Sensor IC)驅動上難度提高，且會降低觸控面板觸控的靈敏度。

因此，在此技術領域中，有需要一種觸控面板，以滿足上述需求且克服習知技術的缺點。

有鑑於此，本發明一實施例係提供一觸控面板，上述觸控面板包括一基板，其具有一第一感測區域和一第二感測區域；複數個第一感測電極，設置於上述第一感測區域和上述第二感測區域內；一感測元件，設置於上述基板上，耦接上述些第一感測電極，上述感測元件產生的一輸入信號係依序傳遞至位於上述第一感測區域和上述第二感測區域內的上述些第一感測電極；一介電層，覆蓋上述些第一感測電極，其中位於上述第一感測區域內的上述介電層的厚度小於位於上述第二感測區域內的上述介電層的厚度。

本發明另一實施例係提供一電子裝置，包括一觸控面板，上述觸控面板包括一基板，其具有一第一感測區域和一第二感測區域；複數個第一感測電極，設置於上述第一感測區域和上述第二感測區域內；一感測元件，設置於上述基板上，耦接上述些第一感測電極，上述感測元件產生的一輸入信號係依序傳遞至位於上述第一感測區域和上述第二感測區域內的上述些第一感測電極；一介電層，覆蓋上述些第一感測電極，其中位於上述第一感測區域內的上述介電層的厚度小於位於上述第二感測區域內的上述介電層的厚度；一顯示面板，對應上述觸控面板配置；一控制器，控制上述觸控面板及上述顯示面板。

以下以各實施例詳細說明並伴隨著圖式說明之範例，做為本發明之參考依據。在圖式或說明書描述中，相似或相同之部分皆使用相同之圖號。且在圖式中，實施例之形狀或是厚度可擴大，並以簡化或是方便標示。再者，圖式中各元件之部分將以分別描述說明之，值得注意的是，圖中未繪示或描述之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知的形式。

第1a圖為本發明一實施例之觸控面板500a的上視圖。第1b圖為沿第1a圖A-A’切線的剖面圖。本發明實施例之觸控面板為一電容式觸控面板。請參考第1a和1b圖，觸控面板500a包括一基板200。在本發明一實施例中，基板200的材質可為玻璃、聚碳酸脂、聚氯乙烯或甲基丙烯酸甲酯，基板200具有感測區域300。複數個感測電極202，設置於感測區域300內。在本發明一實施例中，感測電極202可包括複數個以陣列形式設置的感測電極202A和複數個以陣列形式設置的感測電極202B，感測電極202A和感測電極202B係以交錯方式設置且彼此電性絕緣。上述感測電極202A係藉由一橋接部分204沿一方向310以串聯方式耦接以形成複數個感測電極列(X1~Xm列)，而感測電極202B係沿一方向320以串聯方式彼此連接以形成複數個感測電極行(Y1~Yn行)。如第1a圖所示，方向300和方向320可互相垂直。在本實施例中，方向300為X軸方向，而方向320為Y軸方向，因此感測電極202A可視為X軸方向感測電極202A，而感測電極202B可視為Y軸方向感測電極202B。在本發明一實施例中，感測電極202的材質可包括氧化銦錫(ITO)或氧化銦鋅(IZO)。

如第1a圖所示，感測元件214設置於基板200上，藉由導線210X1~210Xm耦接至位於感測區域300A中X1~Xm列的感測電極202A，用以輸入電壓脈衝信號至感測區域300中的感測電極202A，再藉由導線210Y1~210Yn接收位於感測區域300中的感測電極202A、202B因使用者以手指頭接觸觸控面板感應電容變化而輸出的感測信號。因此，導線210X1~210Xm可視為驅動導線(driving line)210X1~210Xm，而導線210Y1~210Yn可視為感測導線(sensing line)210Y1~210Yn。因此，感測元件214產生的輸入信號會藉由導線210X1~210Xm依序傳遞至位於感測區域300A、300B和300C內的感測電極202A1、202A2和202A3。值得注意的是，感測區域300A、300B和300C中的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載會和其與導線210X1~210Xm末端之間的距離有關，如第1a圖所示，感測區域300A、300B和300C與導線210末端(與感測電極202A耦接的一端)之間的距離為依序增加。所以，感測區域300A、300B和300C中的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載為依序增加，意即距導線210末端最遠的感測區域300C的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載為最大。在本實施例中，由於Y軸方向的感測電極202B係藉由感測導線210Y1~210Yn連接至感測元件214，且感測導線210Y1~210Yn係用以接收感測信號，因而不考慮感測電極202B對觸控感測線路的電容負載效應。

為了補償不同感測區域300A、300B和300C對觸控感測線路的電容負載差異，可於感測區域300的感測電極202上設置一層具有不同厚度的介電層，來補償上述電容負載差異。如第1b圖所示，觸控面板500a包括一介電層212，覆蓋感測電極202，其中位於感測區域300A、300B和300C內的部分介電層212A、212B和212C分別具有不同的厚度TA、TB和TC。在本發明一實施例中，由於感測區域300A、300B和300C中的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載為依序增加，所以介電層212A、212B和212C的厚度TA、TB和TC係設計為TA<TB<TC。因此，介電層212A、212B和212C的電容值C1、C2和C3的關係為C1>C2>C3。可藉由沉積製程，以及後續使用半調式光罩(half tone mask)搭配微影製程以形成具有不同厚度TA、TB和TC的介電層212。在本發明一實施例中，介電層212的材質可為包括氧化矽、氮化物(SiNx)之無機材料或可為包括光阻之有機材料。第1b圖僅用於說明與導線210末端相距不同距離的感測區域300A、300B和300C所對應之介電層212的厚度，為了方便說明起見，感測區域300A、300B和300C內的感測電極202A1、202A2和202A3的數目以一個為代表，且橋接部分204在本圖不予顯示。

如第1b圖所示，當使用者以手指頭接觸觸控面板500a的介電層212A、212B或212C時，位於感測區域300A、300B或300C內感測電極202A1、202A2或202A3會產生不同電容值C1、C2或C3的感測信號。由於感測區域300A、300B或300C內的介電層212可設計具有不同的厚度。因此可使感測區域300A、300B和300C對觸控感測線路的電容負載為均一，以避免感測信號因電容負載影響而產生失真現象，且可提升感測元件的驅動能力和觸控面板的靈敏特性。

第2圖為本發明另一實施例之觸控面板500b的剖面圖，上述圖式中的各元件如有與第1a和1b圖所示相同或相似的部分，則可參考前面的相關敍述，在此不做重複說明。如第2圖所示，觸控面板500b可更包括一平坦層222，覆蓋介電層212，並使平坦層222的一頂面223實質上為一平面。在本發明一實施例中，平坦層222的材質可為包括環氧樹脂、聚亞醯胺或甲基丙烯酸甲酯或光阻之有機材料或可為包括氧化矽、氮化物(SiNx)之無機材料等。一蓋板224，設置於平坦層222上。在本發明一實施例中，蓋板224的材質可為玻璃。

第3a圖為本發明又另一實施例之觸控面板500c的上視圖。第3b圖為沿第3a圖A-A’切線的剖面圖，為了方便說明起見，感測區域300A、300B和300C內的感測電極202A1、202A2和202A3的數目以一個為代表，且橋接部分204在本圖不予顯示。在第3a、3b圖所示的實施例中，感測元件214藉由導線210耦接至位於感測區域300C中不同列的感測電極202A，用以輸入電壓脈衝信號至感測區域300中的感測電極202A，或者接收位於感測區域300中的感測電極202A因使用者以手指頭接觸觸控面板感應電容變化而輸出的感測信號。因此，感測元件214產生的輸入信號會依序傳遞至位於感測區域300C、300B和300A內的感測電極202A3、202A2和202A1。所以，感測區域300C、300B和300A中的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載為依序增加，所以介電層212A、212B和212C的厚度TA、TB和TC係設計為TA>TB>TC。因此，介電層212A、212B和212C的電容值C1、C2和C3的關係為C1<C2<C3。

第4a圖為本發明又另一實施例之觸控面板500d的上視圖。第4b圖為沿第4a圖A-A’切線的剖面圖，為了方便說明起見，感測區域300A、300B和300C內的感測電極202A1、202A2和202A3的數目以一個為代表，且橋接部分204在本圖不予顯示。在第4a、4b圖所示的實施例中，感測元件214藉由導線210分別耦接至位於感測區域300A和300C中不同列的感測電極202A，用以輸入電壓脈衝信號至感測區域300中的感測電極202A，或者接收位於感測區域300中的感測電極202A因使用者以手指頭接觸觸控面板感應電容變化而輸出的感測信號。因此，感測元件214產生的輸入信號會分別從感測區域300A和300C內的感測電極202A3和202A1傳遞至位於感測區域300B內的感測電極202A2。所以，感測區域300C和300A的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載大體上為相同，且小於感測區域300B中的感測電極202A對觸控感測線路的電容負載，所以介電層212A、212B和212C的厚度TA、TB和TC係設計為TA=TC＜TB。因此，介電層212A、212B和212C的電容值C1、C2和C3的關係為C1=C3＞C2。

本發明實施例係提供一種觸控面板。上述觸控面板係於不同感測區域內的感測電極上設置具有不同厚度的介電層，以造成不同的電容值來補償不同感測區域對觸控感測線路的電容負載，避免感測信號因電容負載影響而產生失真現象，且可在不減少觸控面板內感測電極數量之下降低觸控感測線路上的電阻-電容負載(RC loading)，提升感測元件的驅動能力和觸控面板的靈敏特性，並不會影響整體的模組厚度。因此，可將小尺寸觸控面板的感測元件設置於中/大尺寸觸控面板上來感測信號，製造成本可大為降低。此外，本發明實施例的觸控面板可應用於感測電極分別形成於基板兩側的觸控面板上，例如為雙層氧化銦錫(D-ITO)觸控面板，或者可應用於感測電極皆形成於基板同一側的觸控面板上，例如為單層氧化銦錫(S-ITO)觸控面板或單片外掛式結構WIS(Window Integrated Sensor,視窗整合式觸控感應器)。

第5圖係繪示出根據本發明實施例之具有觸控面板的電子裝置600方塊示意圖。在本實施例中，電子裝置600可實施於：一手機、一數位相機、一筆記型電腦、一個人數位助理、一桌上型電腦、或一電視機。電子裝置600包括：一觸控面板500(如第1a、3a、4a圖所示)、一顯示面板400，對應觸控面板500配置，以及一控制器450，控制觸控面板500及顯示面板400。在本實施例中，顯示面板400可包括一液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)或一發光顯示器(light-emitting display,LED)，例如平面扭轉式(in-plane switching)液晶顯示器或有機發光顯示器(organic light-emitting display,OLED)。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定為準。

200．．．基板

202、202A、202B、202A1、202A2、202A3．．．感測電極

204．．．橋接部分

210X1~210Xm、210Y1~210Yn．．．導線

212、212A、212B、212C．．．介電層

222．．．平坦層

223．．．頂面

224．．．蓋板

214．．．感測元件

300、300A、300B、300C．．．感測區域

310、320．．．方向

500a、500b、500c、500d．．．觸控面板

TA、TB、TC．．．厚度

600．．．電子裝置

400．．．顯示面板

450．．．控制器

第1a圖為本發明一實施例之觸控面板的上視圖。

第1b圖為沿第1a圖A-A’切線的剖面圖。

第2圖為為本發明另一實施例之觸控面板的剖面圖。

第3a圖為本發明又另一實施例之觸控面板的上視圖。

第3b圖為沿第3a圖A-A’切線的剖面圖。

第4a圖為本發明又另一實施例之觸控面板的上視圖。

第4b圖為沿第4a圖A-A’切線的剖面圖。

第5圖係繪示出根據本發明實施例之具有觸控面板的電子裝置方塊示意圖。

200．．．基板

202A、202A1、202A2、202A3．．．感測電極

212、212A、212B、212C．．．介電層

300A、300B、300C．．．感測區域

500a．．．觸控面板

TA、TB、TC．．．厚度

Claims (11)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，其具有一第一感測區域和一第二感測區域；複數個第一感測電極，設置於該第一感測區域和該第二感測區域內；一感測元件，設置於該基板上，耦接該些第一感測電極，該感測元件產生的一輸入信號係依序傳遞至位於該第一感測區域和該第二感測區域內的該些第一感測電極；以及一介電層，覆蓋該些第一感測電極，其中位於該第一感測區域內的該介電層的厚度小於位於該第二感測區域內的該介電層的厚度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括：一平坦層，覆蓋該介電層，其中該平坦層的一頂面實質上為一平面；以及一蓋板，設置於該平坦層上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板，其中該平坦層的材質包括氧化矽、氮化物、環氧樹脂、聚亞醯胺、甲基丙烯酸甲酯或光阻。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中位於該第一區域內的該介電層的單位面積電容值大於位於該第二區域內的該介電層的單位面積電容值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該感測電極的材質包括氧化銦錫或氧化銦鋅。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該些第一感測電極以串聯方式耦接。
7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板，其中該些第一感測電極沿一第一方向以串聯方式耦接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板，更包括複數個第二感測電極，設置於該基板上，該些第一感測電極和該些第二感測電極彼此電性絕緣。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板，其中該些第二感測電極沿一第二方向以串聯方式耦接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控面板，其中該第一方向和該第二方向彼此垂直。
11. 一種電子裝置，包括：一如申請專利範圍第1項所述之觸控面板；一顯示面板，對應該觸控面板配置；以及一控制器，控制該觸控面板及該顯示面板。