TWI389020B - 觸控面板裝置 - Google Patents

Description

觸控面板裝置

本發明是有關於一種觸控面板裝置，且特別是有關於一種電容式觸控面板裝置。

於一般生活之中，觸控面板裝置廣泛地運用在各種不同之電子產品上，例如，金融機構的提款機、百貨公司的導覽資訊系統，或者是個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)及筆記型電腦，且依其偵測觸控點的物理原理的不同可區分為多種不同類型的觸控面板裝置，各種不同偵測原理的觸控面板裝置也各具不同之優缺點。

圖1所示為目前一般電容式觸控面板裝置的構造，此電容式觸控面板裝置具有平坦之基板11、形成於基板11之頂面上之第一電極單元12、形成於基板11之底面上之第二電極單元13、由基板11頂面周緣往內延伸並電連接第一電極單元12的第一導線單元14、由基板11底面周緣往內延伸並電連接第二電極單元13的第二導線單元15、以及分別電連接第一、第二導線單元14、15以導接電源或訊號之第一延伸線單元16及第二延伸線單元17。藉由第一、第二導線單元14、15與第一、第二延伸線單元16、17導引電源或訊號至第一、第二電極單元12、13以於基板11之頂底面間形成電場。當使用者以手指或導體碰觸或靠近電容式觸控面板裝置時，吸引或擾動第一、第二電極單元12、13上之微量電場變化進而造成接觸位置或靠近處之電容值變化，藉此偵測出碰觸點之座標。

惟上述之電容式觸控面板裝置於製作過程中，需將第一延伸線單元16及第二延伸線單元17分別打設(Bond Wire)於基板11之頂、底面周圍並搭接第一、第二導線單元14、15以電連接第一、第二電極單元12、13，且第一、第二延伸線單元16、17延伸至基板11周圍外側時，常會因第一、第二延伸線單元16、17間不定距離之間隙，導致第一、第二延伸線單元16、17間形成雜訊，干擾接觸點之偵測，造成生產良率較低的問題。

有鑑於此，提供一種結構簡單、製程簡化且可改善上述問題之觸控面板裝置實屬必要。

本發明的目的就是在提供一種觸控面板裝置，其具有結構簡單且製程簡化等特點。

為達成上述或其他目的，本發明提供一種觸控面板裝置，其包括：基材層、絕緣層、多個第一電極組以及多個第二電極組；絕緣層形成於基材層上，其包括鄰近基材層之第一表面以及遠離基材層之第二表面；多個第一電極組位於絕緣層之第一表面，每一第一電極組包括多個相互間隔地設置於絕緣層之第一表面的第一電極片及多個電連接相鄰之第一電極片的第一導線；每一第二電極組包括多個第二電極片及電連接相鄰之第二電極片之橋接導線，多個第二電極片相互間隔地設置於絕緣層之第一表面且交錯排佈於第一電極片間，橋接導線形成於絕緣層之第二表面。

在一實施例中，上述之觸控面板裝置的基材層係透明膜結構。進一步的，觸控面板裝置更包括防刮層，其位於基材層之背離絕緣層之第一表面的一側。

另外，本發明還提供另一種觸控面板裝置，其包括：基材層、絕緣層以及電容式感測單元。基材層具有平坦的表面；絕緣層形成於基材層上；電容式感測單元包括：多個由絕緣層所覆蓋之第一電極組及多個第二電極組。每一第一電極組包括多個第一電極片及多個電連接相鄰之第一電極片之第一導線，第一電極片相互間隔地形成於基材層之平坦的表面上；每一第二電極組包括多個第二電極片及電連接相鄰之第二電極片之橋接導線，第二電極片相互間隔地形成於基材層之平坦的表面上且與第一電極片交錯設置，第二電極片係由絕緣層所覆蓋並與第一電極組共同定義一感測平面，橋接導線設置於絕緣層上以使感測平面位於基材層與橋接導線之間。

相較於先前技術，本發明所提供之觸控面板裝置藉由將第一電極組與第二電極組之第二電極片設置於同一層、利用絕緣層作為第一電極組與第二電極組之電絕緣媒介以及經由與第二電極片處於不同層之橋接導線以橋接方式電連接相鄰之第二電極片，使得觸控面板裝置結構變得簡單從而簡化製程且可獲得較為均勻之感測靈敏度。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

參閱圖2至圖4，本發明第一實施例提供之一種觸控面板裝置100，其包括基材層110、多個第一電極組120、多個第二電極組130、絕緣層140、絕緣膠層160以及抗刮層150；基材層110具有平坦的表面111，便於第一電極組120及第二電極組130形成在其上。在此，第一電極組120與第二電極組130可構成一電容式感測單元。

多個第一電極組120形成於基材層110之平坦的表面111上，每一第一電極組120包括多個第一電極片121以及多個直向延伸並電連接相鄰之第一電極片121的第一導線122(如圖2所示)；多個第一電極片121係相互間隔地排佈於基材層110之平坦的表面111上，其分別大致呈菱形；當然，第一電極片121之形狀可根據具體要求而設定，不以本實施例中之菱形為限。每一第一電極組120之多個第一電極片121係以線性陣列之方式設置，而多個第一電極組120之第一電極片121則形成多個相互平行的線性陣列；換而言之，多個第一電極組120之第一電極片121係以矩陣排列的方式設置於基材層110之平坦的表面111上。

每一第二電極組130包括多個第二電極片131及多個電連接相鄰之第二電極片131之橋接線段132，多個第二電極片131相互間隔地形成於基材層110之平坦的表面111上且交錯設置於第一電極組120之多個第一電極片121間(亦即，第二電極片131與第一電極片121交錯排列)。第二電極片131大致呈菱形，當然，第二電極片131之形狀可根據具體要求而設定，不以本實施例中之菱形為限。每一第二電極組130之多個第二電極片131係以線性陣列之方式設置，而多個第二電極組130之第二電極片131則形成多個相互平行的線性陣列；換而言之，多個第二電極組130之第二電極片131係以矩陣排列的方式設置於基材層110之平坦的表面111上。每一第二電極組130之多個相互分離設置的橋接線段132沿此第二電極組130之多個第二電極片131之排列方向排列構成一橋接導線。每一橋接線段132包括一第一導電部133及位於第一導電部133的兩端之多個(例如，兩個)第二導電部134；第一導電部133為一個導電線段，且此導電線段之長度與相鄰之第二電極片131之間的距離相當，可略大於或略小於相鄰之第二電極片131之間的距離。第二導電部134是將第一導電部133之兩端分別與兩個相鄰之第二電極片131進行電連接之導電結構，其穿過絕緣層140與兩個相鄰之第二電極片131形成電連接。

絕緣層140形成於基材層110之平坦的表面111上且覆蓋住多個第一電極組120之多個第一電極片121與多個第一導線122以及多個第二電極組130之多個第二電極片131。絕緣層140包括一鄰近基材層110之第一表面141以及一遠離基材層110之第二表面143；第一表面141與第二表面143相對設置。絕緣層140上形成有多個貫穿其第一表面141及第二表面143之通孔142，在通孔142中填充導電物質即可形成前述的多個第二導電部134。

承上述，如圖3及圖4所示，每一第一電極組120之多個第一電極片121係相互間隔地排列於絕緣層140之第一表面141，每一第二電極組130之多個第二電極片131係相互間隔地排列於絕緣層140之第一表面141且交錯設置於多個第一電極片121間；每一第二電極組130之橋接導線(亦即，多個橋接線段132)係形成於絕緣層140之第二表面143(亦即，與第一表面141相對的表面)。換而言之，第一電極組120與第二電極組130之第二電極片131處於同一層並共同定義出一個感測平面170(圖4中虛線所示)，而第二電極片131與橋接線段132係處於不同層中；利用此種結構，處於絕緣層140之第一表面141的相鄰之第二電極片131可藉由處於絕緣層140之第二表面143的橋接線段132以橋接之方式進行電連接。在此，絕緣層140係作為第一電極組120與第二電極組130之電絕緣媒介。本實施例中，感測平面170係位於基材層110與多個第二電極組130之橋接導線(亦即，多個橋接線段132)之間。

絕緣膠層160係形成於絕緣層140上；具體的，其係位於絕緣層140之第二表面143上且覆蓋住第二電極組130的橋接線段132。

抗刮層150係貼附於絕緣膠層160上；具體的，其係位於絕緣膠層160之背離絕緣層140之第二表面143的一側。另外，抗刮層150之表面還可進一步設置其他抗反射材料及/或保護材料等。抗刮層150具有觸摸面151，其可供手指或者其他導電物件碰觸。

本實施例中，基材層110的材質可選自玻璃、壓克力(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等透明材料，其亦可為不透光材料；具體為何種材料，則可視實際需求而定。第一電極組120與第二電極組130的材質可選用氧化銦錫(ITO)等透光性導電材料，亦可為不透光的材料。絕緣層140的材質可選用二氧化矽等不導電之透明材料，亦可為不透光的材料。

換言之，基材層110、第一電極組120、第二電極組130以及絕緣層140可以都是透明材料；而在另一實施例中，基材層110、第一電極組120、第二電極組130以及絕緣層140則可為不透光的材料。在不同的實施例裡，基材層110、第一電極組120、第二電極組130中的第二電極片131以及絕緣層140為透明材料，而第二電極組130中的橋接線段132為不透光材料(例如銀等金屬)，只要橋接線段132的尺寸夠小，則製成之產品仍可適用於需透光的環境。選用透明材料製作的觸控面板裝置，可以應用在具有觸控螢幕的裝置，例如手機，個人數位助理(PDA)，衛星導航系統(GPS)等等。對於其他的應用，亦可以利用印製電路板(PCB)或者軟性線路板(Flexible Printed Circuit；FPC)來製作本發明的觸控面板裝置。

相較先前技術而言，前述實施例所提供的觸控面板裝置100藉由將第一電極組120與第二電極組130之第二電極片131設置於同一層、利用絕緣層作為第一電極組與第二電極組之電絕緣媒介且經由與第二電極片131處於不同層之橋接導線以橋接方式電連接相鄰之第二電極片131，使得觸控面板裝置結構變得簡單從而簡化製程且可獲得較為均勻之感測靈敏度。

參見圖5及圖6，本發明第二實施例提供之一種觸控面板裝置200，其與第一實施例之觸控面板裝置100結構基本相同，包括：基材層110、多個第一電極組120、絕緣層140、絕緣膠層160及防刮層150，每一第一電極組120包括多個第一電極片121；不同之處在於多個第二電極組230之結構。觸控面板裝置200之多個第二電極組230中的每一個第二電極組230包括多個第二電極片131及用於電連接相鄰之第二電極片131之橋接導線232。橋接導線232包括一個第一導電部233與多個與第一導電部233電連接之第二導電部234。第一導電部233為長條型導線，其對應多個第二電極片131。第二導電部234之數量等於第二電極片131之數量，用於與第二電極片131一一對應。每一第二電極片131藉由一個第二導電部234與第一導電部233形成電連接；這樣，第二電極片131就可以通過各自對應的第二導電部234而分別與第一導電部233電連接，從而實現將多個第二電極片131之串聯連接。

本實施例中，每一第二導電部234一端連接第一導電部233，另一端連接於第二電極片131之中部(如圖6所示)。當然，所述第二導電部234連接於第二電極片131之部位不以上述之中部為限，只要能夠實現第二導電部234與第二電極片131之電連接便可。

相較先前技術而言，上述第二實施例之觸控面板裝置200除具有上述第一實施例之觸控面板裝置100的優點之外，由於僅設置一長條型第一導電部233同時對應多個第二電極片131，因此可以進一步簡化觸控面板裝置200之製程。

參見圖7，本發明第三實施例提供之一種觸控面板裝置300，其與第一實施例之觸控面板裝置100結構基本相同，包括：基材層110、多個第一電極組120(如圖2所示)、絕緣層140、絕緣膠層160及防刮層150，每一第一電極組120包括多個第一電極片121；不同之處在於多個第二電極組330之結構。觸控面板裝置300之多個第二電極組330中的每一個第二電極組330包括多個第二電極片131及多個相互分離設置並用於電連接相鄰第二電極片131之橋接線段332，多個橋接線段332沿多個第二電極片131的線性排列方向排佈構成一橋接導線。橋接線段332包括一第一導電部333與多個(例如，兩個)電連接至第一導電部333兩端之第二導電部334。第一導電部333與多個第二導電部334為一體成型結構。本實施例中，每一橋接線段332為一個第一導電部333與兩個第二導電部334一體成型之馬蹄式結構。

相較先前技術而言，上述第三實施例之觸控面板裝置300除具有上述第一實施例之觸控面板裝置100的優點之外，由於橋接線段332為一個第一導電部333與多個第二導電部334之一體成型結構；這樣，一方面可提升橋接線段332導電性能之可靠性，另一方面，可省去於絕緣層140中打通孔及填充導電物質之過程，可進一步簡化觸控面板裝置300之製程。

參見圖8，本發明第四實施例提供之一種觸控面板裝置400，其與第一實施例之觸控面板裝置100結構基本相同，包括：基材層110、多個第一電極組120(如圖2所示)、多個第二電極組130、絕緣層140、絕緣膠層160及防刮層150，每一第一電極組120包括多個第一電極片121，每一第二電極組130包括多個第二電極片131及電連接相鄰之第二電極片131之橋接線段132，每一橋接線段132包括一個第一導電部133及電連接至第一導電部133之兩端的多個(例如，兩個)第二導電部134；不同之處在於：觸控面板裝置400進一步包括一導電層180，位於基材層110之背離絕緣層140的一側；導電層180主要係提供金屬屏蔽效果，有助於防止下方(亦即，基材層110之背離絕緣層140之一側)的光學模組(例如Light Control Module,LCM)(圖中未顯示)對第一、第二電極組120、130造成影響。其中，導電層180亦可製成網狀以減少其電容值。

參見圖9，本發明第五實施例之觸控面板裝置500，其與第一實施例之觸控面板裝置100結構基本相同，包括：基材層110、多個第一電極組120(如圖2所示)、多個第二電極組130、絕緣層140、絕緣膠層160及防刮層150，每一第一電極組120包括多個第一電極片121，每一第二電極組130包括多個第二電極片131及多個電連接相鄰之第二電極片131之橋接線段132，每一橋接線段132包括一個第一導電部133及電連接至第一導電部133之兩端的多個(例如，兩個)第二導電部134；不同之處在於：防刮層150之位置設置。觸控面板裝置500之防刮層150係位於基材層110之背離絕緣層140的一側，從而防刮層150之遠離基材層110之外表面則為一觸摸面(圖中未標示)。相應的，在本實施例中，基材層110為透明膜結構(Transparent Film)，而光學模組則設置於觸控面板裝置500之上方，亦即絕緣膠層160之外側。另外，多個第一電極組120與多個第二電極組130之多個電極片131處於同一層並共同定義出一個鄰近基材層110之感測平面570(如圖9中虛線所示)，感測平面570係位於基材層110與第二電極組130之多個橋接線段132之間。

相較先前技術而言，上述第五實施例之觸控面板裝置500除具有上述第一實施例之觸控面板裝置100的優點之外；一方面，第一電極組120與第二電極組130距離觸摸面比較近，這樣可進一步提升觸控面板裝置500之感測靈敏度；另一方面，絕緣層140之存在使得第一電極組120與第二電極片131距離絕緣膠層160之外側的光學模組較遠，從而可減弱光學模組對觸控面板裝置500之感測過程之干擾。

參見圖10，本發明第六實施例之觸控面板裝置600，其與第五實施例之觸控面板裝置500結構基本相同，包括：基材層110、多個第一電極組120(如圖2所示)、多個第二電極組130、絕緣層140、絕緣膠層160及防刮層150，每一第一電極組120包括多個第一電極片121，每一第二電極組130包括多個第二電極片131及電連接相鄰之第二電極片131之橋接線段132，每一橋接線段132包括一第一導電部133及電連接至第一導電部133之兩端的多個(例如，兩個)第二導電部134；不同之處在於：觸控面板裝置600進一步包括導電層182，導電層182與橋接線段132同設於絕緣層140之第二表面143且與絕緣層140相互絕緣；導電層182係由絕緣膠層160所覆蓋。導電層182主要係提供金屬屏蔽效果，有助於防止上方(亦即，絕緣膠層160之外側)的光學模組對第一、第二電極組120、130造成影響。

可理解的是，本發明之觸控面板裝置之橋接導線並不以上述實施例所描述之結構為限，只要滿足：第一電極組與第二電極組中之第二電極片處於同一層(或共同定義出感測平面)，橋接導線與感測平面處於不同層，例如橋接導線設置於絕緣層之遠離基材層之第二表面且與第一電極組間通過絕緣層進行電絕緣均可。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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者為準。

11．．．基板

12．．．第一電極單元

13．．．第二電極單元

14．．．第一導線單元

15．．．第二導線單元

16．．．第一延伸線單元

17．．．第二延伸線單元

100、200、300、400、500、600．．．觸控面板裝置

110．．．基材層

111．．．平坦的表面

120．．．第一電極組

121．．．第一電極片

122．．．第一導線

130、230、330．．．第二電極組

131．．．第二電極片

132、332．．．橋接線段

133、233、333．．．第一導電部

134、234、334．．．第二導電部

140．．．絕緣層

141．．．第一表面

143．．．第二表面

142．．．通孔

150．．．抗刮層

151．．．觸摸面

160．．．絕緣膠層

170、570．．．感測平面

180、182．．．導電層

232．．．橋接導線

圖1為先前技術之電容式觸控面板裝置之結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例之觸控面板裝置之一仰視圖。

圖3為圖2所示觸控面板裝置之一立體分解示意圖。

圖4為沿圖2之剖線IV－IV之局部的剖視圖。

圖5為本發明第二實施例之觸控面板裝置之一立體分解示意圖。

圖6為圖5所示觸控面板裝置之一剖視圖。

圖7為本發明第三實施例之觸控面板裝置之一剖視圖。

圖8為本發明第四實施例之觸控面板裝置之一剖視圖。

圖9為本發明第五實施例之觸控面板裝置之一剖視圖。

圖10為本發明第六實施例之觸控面板裝置之一剖視圖。

100．．．觸控面板裝置

110．．．基材層

111．．．平坦的表面

121．．．第一電極片

130．．．第二電極組

131．．．第二電極片

132．．．橋接線段

133．．．第一導電部

134．．．第二導電部

140．．．絕緣層

141．．．第一表面

143．．．第二表面

150．．．抗刮層

151．．．觸摸面

160．．．絕緣膠層

170．．．感測平面

Claims (18)

1. 一種觸控面板裝置，其包括：一基材層；一絕緣層，形成於該基材層上，其包括一鄰近該基材層之第一表面以及一遠離該基材層之第二表面；多個第一電極組，位於該絕緣層之該第一表面，每一該些第一電極組包括多個相互間隔地設置於該絕緣層之該第一表面的第一電極片及多個電連接相鄰之該些第一電極片之第一導線；多個第二電極組，每一該些第二電極組包括多個第二電極片及一電連接相鄰之該些第二電極片之橋接導線，該些第二電極片相互間隔地設置於該絕緣層之該第一表面且交錯排佈於該些第一電極片間，該橋接導線形成於該絕緣層之該第二表面；以及一絕緣膠層，位於該絕緣層之該第二表面且覆蓋住該些第二電極組之該橋接導線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些第二電極組之該橋接導線包括電連接相鄰之該些第二電極片之多個分離設置的橋接線段，每一該些橋接線段包括一第一導電部及形成於該第一導電部兩端之多個第二導電部，該些第二導電部分別與該些第二電極片之相鄰二者電連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些橋接線段之該第一導電部與該些第二導電部係一體成型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些第二電極組之該橋接導線包括一第一導電部及多個第 二導電部，每一該些第二導電部與該些第二電極片之一電連接。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，進一步包括一防刮層，位於該絕緣膠層之背離該絕緣層之該第二表面的一側。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板裝置，更進一步包括一導電層，位於該基材層之背離該絕緣層之該第一表面的一側。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板裝置，其中，該基材層係一透明膜結構。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控面板裝置，進一步包括一防刮層，位於該基材層之背離該絕緣層之該第一表面的一側。
9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控面板裝置，進一步包括一導電層，位於該絕緣層之該第二表面，該導電層係由該絕緣膠層所覆蓋且與該些第二電極組之該橋接導線相絕緣。
10. 一種觸控面板裝置，其包括：一基材層，具有一平坦的表面；一絕緣層，形成於該基材層上；一電容式感測單元，包括：多個第一電極組，係由該絕緣層所覆蓋，每一該些第一電極組包括多個第一電極片及多個電連接相鄰之該些第一電極片之第一導線，該些第一電極片相互間隔地形成於該基材層之該表面上；以及多個第二電極組，每一該些第二電極組包括多個第二電極片及一電連接相鄰之該些第二電極片之橋接導線，該些第 二電極片相互間隔地形成於該基材層之該表面上且與該些第一電極片交錯設置，該些第二電極片係由該絕緣層所覆蓋並與該些第一電極組共同定義一感測平面，該橋接導線設置於該絕緣層上以致於該感測平面位於該基材層與該橋接導線之間；以及一絕緣膠層，位於該絕緣層上且覆蓋住該些第二電極組之該橋接導線。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些第二電極組之該橋接導線包括電連接相鄰之該些第二電極片之多個分離設置的橋接線段，每一該些橋接線段包括一第一導電部及形成於該第一導電部兩端之多個第二導電部，該些第二導電部分別與該些第二電極片之相鄰二者電連接。
12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些橋接線段之該第一導電部與該些第二導電部係一體成型。
13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板裝置，其中，每一該些第二電極組之該橋接導線包括一第一導電部及多個第二導電部，每一該些第二導電部與該些第二電極片之一電連接。
14. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板裝置，進一步包括一防刮層，位於該絕緣膠層之背離該絕緣層的一側。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控面板裝置，更進一步包括一導電層，位於該基材層之背離該絕緣層的一側。
16. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板裝置，其中，該基材層係一透明膜結構。
17. 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板裝置，進一步包括一防刮層，位於該基材層之背離該絕緣層的一側。
18. 如申請專利範圍第17項所述之觸控面板裝置，進一步包括一導電層，位於該絕緣層上，該導電層係由該絕緣膠層所覆蓋且與該些第二電極組之該橋接導線相絕緣。