TW201508598A - 具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置。具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置包含第一感測區、第二感測區及屏蔽層。第一感測區及第二感測區各包括複數感測線與複數條驅動線。各感測線彼此間隔設置且平行於水平方向，且各感測線沿水平方向，位於第一感測區及第二感測區彼此相鄰的一端各別包含延伸部。各驅動線彼此間隔設置且平行於垂直方向，各驅動線與各感測線彼此交錯。第一感測區及第二感測區的每一感測線的每一延伸部係與屏蔽層彼此重疊而構成電場牆，以隔絕第一感測區與第二感測區彼此間之訊號影響。

Description

具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置
本發明係有關一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，特別是指一種能夠有效隔絕兩個感測區彼此間之雜訊的干擾的具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置。
請參考第1A圖，其顯示先前技術之電容式觸控感測裝置的頂視圖。第1A圖所示之電容式觸控感測裝置10例如可為一互感式(mutual capacitance type)電容觸控面板。一般而言，電容式觸控感測裝置10可包含多個感測區。舉例而言，電容式觸控感測裝置10可包含第一感測區11與第二感測區12，其中第一感測區11與第二感測區12例如各別構成電容式觸控感測器。第一感測區11與第二感測區12各包括有複數個彼此垂直排列的驅動線(driving line)DA1~DA9與感測線(sensing line)SA1~SA9，其中驅動線DA1~DA9與感測線SA1~SA9彼此重疊(overlap)的部分稱之為節點N，而互感式(mutual capacitance type)電容觸控感測法即係感測電容式觸控感測裝置10的感測區上的每一節點N的電容變化量。假設第一感測區11與第二感測區12各包含有J個驅動線與K個感測線，故其分別形成有(J x K)個節點N。由於每個驅動線DA1~DA9均會提供一驅動電壓且與K個感測線SA1~SA9相交，因此每個節點N均會耦合出一互感電容，且每個互感電容均會耦合 出感測電壓。舉例而言，如第1A圖所示，第一感測區11與第二感測區12各包含有9條驅動線DA1~DA9與9條感測線SA1~SA9，故分別總共形成有81個節點N11、N12、N13、...、N98、N99。當電容式觸控感測裝置10被觸碰時，對應於觸碰處之節點N的互感電容將會隨之改變，其耦合出的感測電壓也會改變，故可利用此一特性去判斷電容式觸控感測裝置10是否有被觸碰。
請參考第1B圖，其顯示先前技術之電容式觸控感測裝置的剖面圖。如第1B圖所示，第一感測區11與第二感測區12共同包括一基板14。第一感測區11與第二感測區12的感測線SA1~SA9可以設置於基板14之一側上，且驅動線DA1~DA9可以設置於基板14之另一側上。在此一結構中，一驅動線(例如：DA9)與一感測線(例如：SA9)之一相交點可形成如第1A圖所示的節點(例如：N99)。節點可係其中驅動線DA1~DA9與感測線SA1~SA9由頂視圖視之彼此「交叉」或最靠近之位置。驅動線DA1~DA9與感測線SA1~SA9並不彼此電接觸，而是其跨越基板14在各節點處彼此電容性地耦合。
在第一感測區11與第二感測區12中，舉例而言，第一感測區11的驅動線DA9與感測線SA9在節點N99處彼此耦合出一互感電容。也就是說，第一感測區11的驅動線DA9與感測線SA9由於彼此的電位不相同，因此在節點N99處會產生磁力線。然而，由於第一感測區11與第二感測區12彼此的間隔距離很短，因此第一感測區11的驅動線DA9亦會和第二感測區12的感測線SA9彼此之間產生磁力線。如此，將會造成第一感測區11與第二感測區12之間有雜訊的干擾。
為了解決此一缺失，有先前技術會在第一感測區11與第二感測區12之間加上一屏蔽層(shielding layer)13。其一般的作法為：將一個大塊面積的屏蔽層13與驅動線DA1~DA9設置在同一平面，其中屏蔽層13實質上係接地(grounding)。藉此，屏蔽層13以電場吸引的方式來減少游離磁力線的干擾。例如，一部分的磁力線係在屏蔽層13和驅動線DA9之間產生。然而，此一做法需要大幅變動電容式觸控感測裝置10的整體電路佈局(layout)並使元件尺寸增加，且設置大塊面積的屏蔽層13仍然無法完全隔絕第一感測區11與第二感測區12之間雜訊的干擾(如第1B圖所示，即便使用大塊面積的屏蔽層13，在第一感測區11的驅動線DA9和第二感測區12的感測線SA9彼此之間仍有磁力線干擾的產生，且會對第一感測區11與第二感測區12的特性造成影響)。
有鑑於此，本發明即針對上述先前技術之不足，提出一種能夠有效隔絕兩個感測區彼此間之雜訊的干擾的具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置。
本發明目的之一在提供一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置。
為達上述之目的，就其中一觀點言，本發明提供了一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，包含：一第一感測區；一第二感測區；其中該第一感測區以及該第二感測區各包括：複數感測線(sensing line)，其中該感測線彼此間隔設置且平行於一水平方向，且每一感測線沿該水平方向，位於該第一感測區以及該第二感測區彼此相鄰的一端各別包含一延伸 部；複數驅動線(driving line)，其中該驅動線彼此間隔設置且平行於一垂直方向，其中該驅動線與該感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交、且由剖面圖視之位於不同高度的平面上；以及一屏蔽層，從頂視圖視之與該第一感測區以及該第二感測區的每一感測線的每一延伸部彼此重疊；藉此每一感測線的每一延伸部係與該屏蔽層之間形成一電場牆以隔絕該第一感測區以及該第二感測區彼此間之訊號影響。
在一種較佳的實施型態中，所述具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，更包括一基板，該感測線係設置於該基板的一側，而該驅動線與該屏蔽層係設置於該基板的相對另一側。
在一種較佳的實施型態中，該屏蔽層實質上接地。
在一種較佳的實施型態中，該感測線包含一或多個感測電極，且該驅動線包含一或多個驅動電極。
就另一觀點言，本發明提供了一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，包含：一基板；一第一感測區，包括：複數第一感測線，位於該基板的第一側上，彼此間隔設置且平行於一水平方向；複數第一驅動線，位於該基板的第二側上，彼此間隔設置且平行於一垂直方向，其中該第二側與該第一側彼此相對，且該複數第一驅動線與該複數第一感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交；一第二感測區，其中該第一感測區以及該第二感測區各包括：複數第二感測線，位於該基板的第一側上，彼此間隔設置且平行於一水平方向；複數第二驅動線，位於該基板的第二側上，彼此間隔設置且平行於一垂直方向，且該複數第二驅動線與該複數第二感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交；以及一電場牆，位於該第一感測區與該 第二感測區之間，以隔絕該第一感測區以及該第二感測區彼此間之訊號影響。
在一種較佳的實施型態中，該電場牆包括：位於該基板的第一側上的第一電極和位於該基板的第二側上的第二電極。
在一種較佳的實施型態中，該第二電極包含一屏蔽層，與該複數第一與第二驅動線不直接相連接，且該屏蔽層實質上接地。
在一種較佳的實施型態中，該第一電極包含複數第一延伸部與複數第二延伸部，該複數第一延伸部與該複數第一感測線對應地直接相連接，且該複數第二延伸部與該複數第二感測線對應地直接相連接。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
〔習知〕
10‧‧‧習知電容式觸控感測裝置
11‧‧‧習知第一感測區
12‧‧‧習知第二感測區
13‧‧‧習知屏蔽層
14‧‧‧習知基板
DA1~DA9‧‧‧習知驅動線
SA1~SA9‧‧‧習知感測線
〔本發明〕
20‧‧‧電容式觸控感測裝置
21‧‧‧第一感測區
22‧‧‧第二感測區
23‧‧‧屏蔽層
24‧‧‧基板
25‧‧‧延伸部
DB1~DB9‧‧‧驅動線
N11~N99‧‧‧節點
SB1~SB9‧‧‧感測線
第1A圖顯示先前技術之電容式觸控感測裝置的頂視圖。
第1B圖顯示先前技術之電容式觸控感測裝置的剖面圖。
第2A圖顯示本發明一實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置的頂視圖。
第2B圖顯示本發明一實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置的剖面圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例 中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。本發明中的圖式均屬示意，主要意在表示各裝置以及各元件之間之功能作用關係，至於形狀、厚度與寬度則並未依照比例繪製。
請參考第2A圖，其顯示本發明一實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置的頂視圖。第2A圖所示之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20例如但不限於可為一互感式(mutual capacitance type)電容觸控面板。電容式觸控感測裝置20包含第一感測區21、第二感測區22以及屏蔽層23，其中第一感測區21與第二感測區22例如但不限於各別可為電容式觸控感測器。第一感測區21與第二感測區22各包括複數感測線(sensing line)SB1~SB9與複數驅動線(driving line)DB1~DB9。在第一感測區21與第二感測區22中，各感測線SB1~SB9係彼此間隔設置且平行於一水平方向，且各驅動線DB係彼此間隔設置且平行於一垂直方向，上述水平方向與垂直方向實質上係彼此垂直正交。如第2A圖所示，驅動線DB與感測線SB1~SB9從頂視圖視之係彼此垂直正交，又如第2B圖所示，驅動線DB1~DB9與感測線SB1~SB9從剖面圖視之係彼此位於不同高度的平面上。
在一實施例中，感測線SB1~SB9包含一或多個感測電極。驅動線DB1~DB9包含一或多個驅動電極。感測電極或其一部分係由一或多個金屬導電網格或氧化銦錫(Indium Zinc Oxide,IZO)製成。驅動電極或其一部分係由一或多個金屬導電網格或氧化銦錫(Indium Zinc Oxide,IZO)製成。上述之金屬導電網格可包含銅、銀或其他導電材料。
相較於先前技術之電容式觸控感測裝置10(如第1A圖所示)，本實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20所包含的每一感 測線SB1~SB9在沿水平方向上，位於第一感測區21以及第二感測區22彼此相鄰的一端各別包含一延伸部25(關於感測線SB1~SB9的延伸部25的特徵及優點容後詳述)，或也可視為複數延伸部25和複數感測線SB1~SB9對應地直接相連接。驅動線DB1~DB9與感測線SB1~SB9彼此重疊(overlap)的部分稱之為節點N，而互感式(mutual capacitance type)電容觸控感測法即係感測電容式觸控感測裝置20的感測區上的每一節點N的電容變化量。假設第一感測區21與第二感測區22各包含有J個驅動線與K個感測線，故其分別形成有(J x K)個節點N。由於每個驅動線DB1~DB9均會提供一驅動電壓且與K個感測線SB1~SB9相交，因此每個節點N均會耦合出一互感電容，且每個互感電容均會耦合出感測電壓。舉例而言，如第2A圖所示，第一感測區21與第二感測區22各包含有9條驅動線DB1~DB9與9條感測線SB1~SB9，故分別總共形成有81個節點N11、N12、N13、...、N98、N99。當具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20被觸碰時，對應於觸碰處之節點N的互感電容將會隨之改變，其耦合出的感測電壓也會改變，故可利用此一特性去判斷電容式觸控感測裝置20是否有被觸碰。值得注意的是，本實施例所述之關於驅動線DB1~DB9與感測線SB1~SB9的數目僅為舉例說明，實施時自不受此數目所限。
請參考第2B圖，其顯示本發明一實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20的剖面圖。如第2B圖所示，電容式觸控感測裝置20更包括一基板24。第一感測區21與第二感測區22的感測線SB1~SB9可以設置於基板24之一側上，且驅動線DB1~DB9可以設置於基板24之另一側上。也就是說，基板24係設置於各感測線SB1~SB9與各驅動線DB1~DB9 之間，且各感測線SB1~SB9、基板24與各驅動線DB1~DB9係依序堆疊組合成本實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20。在此一結構中，一驅動線(例如：DB9)與一感測線(例如：SB9)之一相交點可形成如第2A圖所示的節點(例如：N99)。節點可係其中驅動線DB1~DB9與感測線SB1~SB9在其各別的平面中彼此「交叉」或最靠近之位置。驅動線DB1~DB9與感測線SB1~SB9並不彼此電接觸，而是其跨越基板24在各節點處彼此電容性地耦合而產生互感電容。在第一感測區21與第二感測區22中，舉例而言，第一感測區21的驅動線DB9與感測線SB9在節點N99處彼此耦合出一互感電容。也就是說，第一感測區21的驅動線DB9與感測線SB9由於彼此的電位不相同，因此在節點N99處會產生磁力線。
在一實施例中，基板24為一堅硬材質的透明絕緣性薄板，其材料係選自於玻璃或聚碳酸酯(PC)、聚酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或環烯烴共聚合物(COC)等，但實施的材料範圍不以前述材料為限。
請繼續參考第2B圖，本實施例之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20尚包含一屏蔽層23。屏蔽層23設置於基板24之下方側上(與各驅動線DB1~DB9同一側而與感測線SB1~SB9位於相反側)，也就是說，屏蔽層23與各驅動線DB1~DB9位於同一層但不與各驅動線DB1~DB9直接相連接。屏蔽層23可以與各驅動線DB1~DB9的厚度相同或不同。在一實施例中，屏蔽層23係接地且屏蔽層23的材料可以選用銅箔片或軟性電路板(FPT)。相較於先前技術之電容式觸控感測裝置10(如第1B圖所示)的大塊面積的屏蔽層13，在本實施例之電容式觸控感測裝置20中，僅需採用小面積的屏蔽層23，且從頂視圖觀之，此一接地的屏蔽層23係與第一感測 區21以及第二感測區22的每一感測線SB1~SB9的每一延伸部25彼此重疊。藉此，由於每一感測線SB1~SB9的每一延伸部25與接地的屏蔽層23之間彼此的電位不相同，因此每一感測線SB1~SB9的每一延伸部25可以與屏蔽層23之間形成一電場牆，其中每一延伸部25可視為該電場牆的上電極，而屏蔽層23可視為該電場牆的下電極。如此一來，第一感測區21的驅動線DB9和第二感測區22的感測線SB9彼此之間將不會產生磁力線。第二感測區22的驅動線DB9和第一感測區21的感測線SB9彼此之間亦將不會產生磁力線。如此，在本實施例中，藉由接地的屏蔽層23與第一感測區21以及第二感測區22的每一感測線SB1~SB9的每一延伸部25彼此重疊，在第一感測區21與第二感測區22彼此相鄰的交界處可以完全隔絕雜訊的干擾。
本發明的特徵及優點在於：在第一感測區21與第二感測區22彼此相鄰的交界處，由於第一感測區21與第二感測區22的每一感測線SB1~SB9沿水平方向，位於第一感測區21以及第二感測區22彼此相鄰的一端所各別包含的延伸部25可以與接地的屏蔽層23之間形成電場牆，因此可以在使用小面積的屏蔽層23情況下，完全隔絕第一感測區21與第二感測區22彼此相鄰的交界處的雜訊的干擾。藉此，本發明可以應用在包含二個或二個以上的電容式觸控感測區的具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置20，能完全隔絕電容式觸控感測區相互之間的雜訊干擾，大幅簡化電容式觸控感測區驅動之困難度。
以上實施例中，電場牆的上電極由每一感測線SB1~SB9的延伸部25所構成，此為較佳實施方式。在另一實施方式中，電場牆的上電 極也可由類似屏蔽層23的結構來構成，亦即在第一感測區21與第二感測區22的感測線SB1~SB9之間設置一個屏蔽層。這種實施方式的電場隔絕效果雖然不及於前述實施例，但也屬於本案的範圍。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。凡此種種，皆可根據本發明的教示類推而得，因此，本發明的範圍應涵蓋上述及其他所有等效變化。此外，本發明的任一實施型態不必須達成所有的目的或優點，因此，請求專利範圍任一項也不應以此為限。
20‧‧‧具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置
21‧‧‧第一感測區
22‧‧‧第二感測區
23‧‧‧屏蔽層
24‧‧‧基板
25‧‧‧延伸部
DB1~DB9‧‧‧驅動線
N99‧‧‧節點
SB9‧‧‧感測線

Claims (9)

  1. 一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，包含：一第一感測區；一第二感測區；其中該第一感測區以及該第二感測區各包括：複數感測線(sensing line)，其中該感測線彼此間隔設置且平行於一水平方向，且每一感測線沿該水平方向，位於該第一感測區以及該第二感測區彼此相鄰的一端各別包含一延伸部；複數驅動線(driving line)，其中該驅動線彼此間隔設置且平行於一垂直方向，其中該驅動線與該感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交、且由剖面圖視之位於不同高度的平面上；以及一屏蔽層，從頂視圖視之與該第一感測區以及該第二感測區的每一感測線的每一延伸部彼此重疊；藉此每一感測線的每一延伸部係與該屏蔽層之間形成一電場牆以隔絕該第一感測區與該第二感測區彼此間之訊號影響。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，更包括一基板，該感測線係設置於該基板的一側，而該驅動線與該屏蔽層係設置於該基板的相對另一側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該屏蔽層實質上接地。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該感測線包含一或多個感測電極。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該驅動線包含一或多個驅動電極。
  6. 一種具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，包含：一基板；一第一感測區，包括：複數第一感測線，位於該基板的第一側上，彼此間隔設置且平行於一水平方向；複數第一驅動線，位於該基板的第二側上，彼此間隔設置且平行於一垂直方向，其中該第二側與該第一側彼此相對，且該複數第一驅動線與該複數第一感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交；一第二感測區；其中該第一感測區以及該第二感測區各包括：複數第二感測線，位於該基板的第一側上，彼此間隔設置且平行於一水平方向；複數第二驅動線，位於該基板的第二側上，彼此間隔設置且平行於一垂直方向，且該複數第二驅動線與該複數第二感測線從頂視圖視之係彼此垂直正交；以及一電場牆，位於該第一感測區與該第二感測區之間，以隔絕該第一感測區與該第二感測區彼此間之訊號影響。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該電場牆包括：位於該基板的第一側上的第一電極和位於該基板的第二側上的第二電極。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該第二電極包含一屏蔽層，與該複數第一與第二驅動線不直接相連接，且該屏蔽層實質上接地。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之具雜訊屏蔽功能的電容式觸控感測裝置，其中該第一電極包含複數第一延伸部與複數第二延伸部，該複數第一延伸部與該複數第一感測線對應地直接相連接，且該複數第 二延伸部與該複數第二感測線對應地直接相連接。
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