TW201337698A - 觸控面板 - Google Patents

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Shih-Hung Huang
Hung-Hsiang Chen
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Abstract

一種觸控面板，包括複數條第一軸向電極以及複數條第二軸向電極。第一軸向電極係朝一第一方向延伸並沿一第二方向排列設置，且各第一軸向電極包括複數個第一感測電極沿第一方向排列。第二軸向電極係朝第二方向延伸並沿第一方向排列設置，且各第二軸向電極係環繞沿第二方向排列之第一感測電極。

Description

觸控面板
本發明係關於一種觸控面板，尤指一種利用不同軸向電極的形狀與設置位置的設計搭配，提高訊噪比(signal to noise ratio,SNR)與信號感測密度之觸控面板。
觸控感應技術由於可應用於改善人機介面的操作性與直覺性，近年來已有許多消費性電子產品與觸控功能進行整合。目前觸控面板的技術中較常見包括電阻式、電容式以及光學式等。其中電容式觸控面板由於具有高準確率、多點觸控、高耐用性以及高觸控解析度等特點，已逐漸成為目前中高階消費性電子產品使用之主流觸控技術。
觸控面板的操作原理係使用透明感測電極來偵測觸控點位的電容變化，並利用不同方向軸上連結各個透明感測電極的連接線將訊號傳回進行演算而完成定位。請參考第1圖。第1圖繪示了習知之電容式觸控面板的示意圖。如第1圖所示，習知之電容式觸控面板100包括複數條第一軸向電極110以及複數條第二軸向電極120。第一軸向電極110係朝一第一方向X延伸並沿一第二方向Y排列設置，第二軸向電極120係朝第二方向Y延伸並沿第一方向X排列設置。各第一軸向電極110包括複數個第一感測電極111以及複數個第一連接線112，第一感測電極111與第一連接線112係沿第一方向X排列，且第一連接線112係用以電性連接於第一方向X上兩相鄰之第一感測電極111。各第二軸向電極120包括複數個第二感測電極121以及複數個第二連接線122，第二感測電極121與第二連接線122係沿第二方向Y排列，且第二連接線122係用以電性連接於第二方向Y上兩相鄰之第二感測電極121。換句話說，第一軸相電極110係與第二軸向電極120交錯設置，且第一感測電極111與第二感測電極121一般係為相同的形狀，例如菱形，並互相交替設置以平均分佈於電容式觸控面板100上。
習知之電容式觸控面板100於一互電容式(mutual capacitive)操作時，係於各第一軸向電極110以一掃描方式依序輸入觸控驅動訊號TX，經由各第一感測電極111與第二感測電極121之間產生耦合電容效應，而於各第二軸向電極120可獲得觸控接收訊號RX。當具有導電性的觸控物例如手指觸碰電容式觸控面板100時，手指的導電性與低電位特性，會產生另一耦合路徑並吸取部分電荷能量，使得觸控接收訊號RX衰減，進而可透過運算方式得知實際的觸控位置。為了獲得與觸控物產生相當程度之耦合電容效應，第一感測電極111與第二感測電極121必須具有一定的大小。在此狀況下，可能使得第一感測電極111與第二感測電極121之間的雜散電容過大而影響到觸控訊號之判定。另一方面，在習知的電容式觸控面板100的架構下，若要增加信號感測密度(也可說是觸控解析度)，必須將第一感測電極111與第二感測電極121的面積縮小，但如此一來亦會降低與觸控物之間的耦合電容效應，進而影響到觸控靈敏度。此外，一般來說，第一感測電極111與第二感測電極121係以一透明導電材料，例如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)所形成，此透明導電材料由於對光線仍存在著不同的折射率，故亦可能於各感測電極之間產生外觀上的格紋現象而影響到整體的外觀品質。
本發明之主要目的之一在於提供一種觸控面板，利用不同軸向電極的形狀與設置位置之搭配設計，使得用以獲得觸控接收訊號之軸向電極環繞另一軸向電極之各感測電極，藉此達到提高訊噪比與增加信號感測密度之目的。
為達上述目的，本發明之一較佳實施例提供一種觸控面板，包括複數條第一軸向電極以及複數條第二軸向電極。第一軸向電極係朝一第一方向延伸並沿一第二方向排列設置，且各第一軸向電極包括複數個第一感測電極沿第一方向排列。第二軸向電極係朝第二方向延伸並沿第一方向排列設置，且各第二軸向電極係環繞沿第二方向排列之第一感測電極。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，各第二軸向電極具有複數個中空區沿第二方向排列，且各第一感測電極係設置於各中空區之內。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，各第一軸向電極更包括複數個第一連接線，用以電性連結同一條第一軸向電極之第一感測電極，並傳遞一觸控驅動訊號以於各第二軸向電極獲得一觸控接收訊號。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，更包括複數條第三軸向電極，朝第一方向延伸並沿第二方向排列設置。各第三軸向電極係設置於兩相鄰之第一軸向電極之間。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，各第三軸向電極包括複數個第二感測電極沿第一方向排列，且各第二感測電極係設置於兩相鄰之第二軸向電極之間。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，各第三軸向電極更包括複數個第二連接線，用以電性連結同一條第三軸向電極之第二感測電極，並傳遞一觸控驅動訊號以於各第二軸向電極獲得一觸控接收訊號。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，第一感測電極、第二感測電極以及第二軸向電極係由同一透明導電材料形成。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，第一感測電極與第二感測電極之面積係大於第二軸向電極之面積。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，各第一軸向電極係與各第三軸向電極電性分離。
本發明之另一較佳實施例提供一種觸控面板，至少部分之各第一軸向電極係與相鄰之第三軸向電極電性連結。
請參考第2圖與第3圖。第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之觸控面板的示意圖。第3圖繪示了本發明之第一較佳實施例之觸控面板的第一感測電極、第二感測電極以及第二軸向電極的示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第2圖與第3圖所示，本實施例提供一種觸控面板200，包括複數條第一軸向電極210以及複數條第二軸向電極220。第一軸向電極210係朝一第一方向X延伸並沿一第二方向Y排列設置，且各第一軸向電極210包括複數個第一感測電極211沿第一方向排列。第二軸向電極220係朝第二方向Y延伸並沿第一方向X排列設置，且各第二軸向電極220係環繞沿第二方向Y排列之第一感測電極211。第一方向X較佳係與第二方向Y互相垂直，但並不以此為限。在本實施例中，各第一軸向電極210可更包括複數個第一連接線212，用以電性連結同一條第一軸向電極210之第一感測電極211，藉此可於各第一軸向電極210傳遞一觸控驅動訊號TX並於各第二軸向電極220獲得一觸控接收訊號RX，進而達到觸控定位的效果。
本實施例之各第二軸向電極220較佳係具有複數個中空區220H沿第二方向Y排列，且各第一感測電極211係設置於各中空區220H之內，但本發明並不以此為限而可以使第二軸向電極220以其他適合之方式環繞各第一感測電極211。換句話說，本實施例之第二軸向電極220可視為一網狀電極，但並不以此為限。此外，本實施例之觸控面板200可更包括複數條第三軸向電極230，朝第一方向X延伸並沿第二方向Y排列設置。各第三軸向電極230係設置於兩相鄰之第一軸向電極210之間，也就是說各第一軸向電極210與各第三軸向電極230係沿第二方向上交替設置，但並不以此為限。各第三軸向電極230包複數個第二感測電極231沿第一方向X排列，且各第二感測電極231係設置於兩相鄰之第二軸向電極220之間。第一感測電極211與第二感測電極231可具有相同的面積與形狀例如菱形，但並不以此為限。第一感測電極211與第二感測電極231較佳係互相交替設置以平均分佈於式觸控面板200上。換句話說，第二軸向電極220係設置於各第一感測電極211與各第二感測電極231之間的空隙中，而第一感測電極211、第二感測電極231以及第二軸向電極220較佳係由同一透明導電材料形成，故可達到改善外觀缺陷例如格紋現象的效果。上述之透明導電材料可包括氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)或其他適合之透明導電材料。
進一步說明，本實施例之各第三軸向電極230可更包括複數個第二連接線232，用以電性連結同一條第三軸向電極230之第二感測電極231，藉此可於各第三軸向電極230傳遞觸控驅動訊號TX並於各第二軸向電極220獲得觸控接收訊號RX。此外，本實施例之觸控面板200可更包括複數條第一訊號線213、複數條第二訊號線223以及複數條第三訊號線233，其中各第一訊號線213係與各第一軸向電極210電性連接，各第二訊號線223係與各第二軸向電極220電性連接，且各第三訊號線233係與各第三軸向電極230電性連接。此外，本實施例之各第一訊號線213係與各第三訊號線233互相分離，以使各第一軸向電極210與各第三軸向電極230電性分離。因此，在本實施例之觸控面板200中，可透過第一訊號線213與第三訊號線233以一掃描方式依序將觸控驅動訊號TX分別傳遞至各第一軸向電極210與各第三軸向電極230，並透過各第二訊號線223與各第二軸向電極220電性連接而獲得觸控接收訊號RX。值得說明的是，由於本實施例之互相交替設置的第一感測電極211與第二感測電極231均係用以傳遞觸控驅動訊號TX，而用以獲得觸控接收訊號RX之第二軸向電極220係設置於各第一感測電極211與各第二感測電極231之間的空隙中，故可在不改變感測電極的面積大小之狀況下達到增加信號感測密度，也可說是達到提升觸控解析度之效果。此外，本實施例之第一感測電極211與第二感測電極231之面積較佳係大於第二軸向電極220之面積，藉此可降低第一感測電極211與第二軸向電極220之間以及第二感測電極231與第二軸向電極220之間的寄生電容，使得觸控物(圖未示)接觸觸控面板200時所產生的微量電容變化可被更容易檢知，故可達到提升訊噪比(signal to noise ratio,SNR)的效果，進而提升觸控面板200的定位準確度與靈敏度。
另請注意，本實施例之第一感測電極211、第二感測電極231以及第二軸向電極220較佳係由對同一透明導電層進行圖案化而形成，但並不以此為限。第一連接線212、第二連接線232、第一訊號線213、第二訊號線223以及第三訊號線233較佳可包括金屬材料例如鋁、銅、銀、鉻、鈦、鉬之其中至少一者、上述材料之複合層或上述材料之合金，但並不以此為限而可使用其他具有導電性質之材料。此外，第一連接線212與第二軸向電極220部分重疊的區域以及第二連接線232與第二軸向電極220部分重疊的區域較佳具有一絕緣圖案(圖未示)設置於第一連接線212與第二軸向電極220之間以及設置於第二連接線232與第二軸向電極220之間，用以電性隔離第一連接線212與第二軸向電極220以及電性隔離第二連接線232與第二軸向電極220，避免訊號干擾的問題發生。
下文將針對本發明之觸控面板的不同實施例進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本發明之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。
請參考第4圖。第4圖繪示了本發明之第二較佳實施例之觸控面板的示意圖。如第4圖所示，本實施例提供一種觸控面板300，包括複數條第一軸向電極210以及複數條第二軸向電極220。與上述第一較佳實施例之觸控面板200不同的地方在於，本實施例之第一訊號線213與第三訊號線233係至少部分互相連接，以使至少部分之第一軸向電極210與相鄰之第三軸向電極230電性連結。藉由此設置方式，可對電性相連接之第一軸向電極210與第三軸向電極230電性傳遞一相同之觸控驅動訊號TX，故可在達到上述之改善外觀品質、提升定位準確度與靈敏度的同時，減少對於對應之驅動元件(圖未示)所需增加傳送通道(driving channel)的負擔，達到簡化驅動元件的效果。本實施例之觸控面板300除了第一訊號線213與第三訊號線233的電性連接狀況以及觸控驅動訊號之傳遞方式之外，其餘各部件的設置狀況以及材料特性係與上述第一較佳實施例相似，故在此並不再贅述。
綜上所述，本發明之觸控面板係利用將用以獲得觸控接收訊號之第二軸向電極設置於各用以傳遞觸控驅動訊號之感測電極間的空隙中，藉以減小彼此間雜散電容的影響，達到提高訊噪比與增加信號感測密度之效果。此外，也可在不改變各感測電極大小的狀況下增加信號感測密度，並藉由於各感測電極之間的空隙中填入第二軸向電極而達到改善外觀品質的效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．觸控面板
110．．．第一軸向電極
111．．．第一感測電極
112．．．第一連接線
120．．．第二軸向電極
121．．．第二感測電極
122．．．第二連接線
200．．．觸控面板
210．．．第一軸向電極
211．．．第一感測電極
212．．．第一連接線
213．．．第一訊號線
220．．．第二軸向電極
220H．．．中空區
223．．．第二訊號線
230．．．第三軸向電極
231．．．第二感測電極
232．．．第二連接線
233．．．第三訊號線
300．．．觸控面板
TX．．．觸控驅動訊號
RX．．．觸控接收訊號
X．．．第一方向
Y．．．第二方向
第1圖繪示了習知之電容式觸控面板的示意圖。
第2圖繪示了本發明之第一較佳實施例之觸控面板的示意圖。
第3圖繪示了本發明之第一較佳實施例之觸控面板的第一感測電極、第二感測電極以及第二軸向電極的示意圖。
第4圖繪示了本發明之第二較佳實施例之觸控面板的示意圖。
200．．．觸控面板
210．．．第一軸向電極
211．．．第一感測電極
212．．．第一連接線
213．．．第一訊號線
220．．．第二軸向電極
220H．．．中空區
223．．．第二訊號線
230．．．第三軸向電極
231．．．第二感測電極
232．．．第二連接線
233．．．第三訊號線
TX．．．觸控驅動訊號
RX．．．觸控接收訊號
X．．．第一方向
Y．．．第二方向

Claims (10)

  1. 一種觸控面板，包括：複數條第一軸向電極，朝一第一方向延伸並沿一第二方向排列設置，其中各該第一軸向電極包括複數個第一感測電極沿該第一方向排列；以及複數條第二軸向電極，各該第二軸向電極係朝該第二方向延伸並沿該第一方向排列設置，其中各該第二軸向電極係環繞沿該第二方向排列之該等第一感測電極。
  2. 如請求項1所述之觸控面板，其中各該第二軸向電極具有複數個中空區沿該第二方向排列，且各該第一感測電極係設置於各該中空區之內。
  3. 如請求項1所述之觸控面板，其中各該第一軸向電極更包括複數個第一連接線，用以電性連結同一條第一軸向電極之該等第一感測電極，並傳遞一觸控驅動訊號以於各該第二軸向電極獲得一觸控接收訊號。
  4. 如請求項1所述之觸控面板，更包括複數條第三軸向電極，朝該第一方向延伸並沿該第二方向排列設置，其中各該第三軸向電極係設置於兩相鄰之該等第一軸向電極之間。
  5. 如請求項4所述之觸控面板，其中各該第三軸向電極包括複數個第二感測電極沿該第一方向排列，且各該第二感測電極係設置於兩相鄰之該等第二軸向電極之間。
  6. 如請求項5所述之觸控面板，其中各該第三軸向電極更包括複數個第二連接線，用以電性連結同一條第三軸向電極之該等第二感測電極，並傳遞一觸控驅動訊號以於各該第二軸向電極獲得一觸控接收訊號。
  7. 如請求項5所述之觸控面板，其中該等第一感測電極、該等第二感測電極以及該等第二軸向電極係由同一透明導電材料形成。
  8. 如請求項5所述之觸控面板，其中該等第一感測電極與該等第二感測電極之面積係大於該等第二軸向電極之面積。
  9. 如請求項4所述之觸控面板，其中各該第一軸向電極係與各該第三軸向電極電性分離。
  10. 如請求項4所述之觸控面板，其中至少部分之各該第一軸向電極係與相鄰之該第三軸向電極電性連結。
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