TWI426429B - Touch panel structure and touch display device - Google Patents

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TWI426429B
TWI426429B TW099131142A TW99131142A TWI426429B TW I426429 B TWI426429 B TW I426429B TW 099131142 A TW099131142 A TW 099131142A TW 99131142 A TW99131142 A TW 99131142A TW I426429 B TWI426429 B TW I426429B
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Description

觸控面板結構及觸控顯示裝置
本發明係有關於一種觸控面板結構及觸控顯示裝置，尤指一種將觸控電極設計為三角形，能有效減少走線區域、增加感應靈敏度、增加觸控面板解析度、減少驅動積體電路負荷、可加大操作面積之電容式觸控面板結構及觸控顯示裝置。
請參閱第一圖所示一種習知電容式觸控面板結構示意圖，電容式觸控面板10係將複數X軸電極11及複數Y軸電極12交錯設置於一基板15之同一面上，複數X軸電極11係複數個橫向排列為複數行，複數Y軸電極12係複數個縱向排列為複數列，且X軸電極11及Y軸電極12之形狀設置為菱形，各行複數X軸電極11之間設有X電極導線13相互電性連接，各列複數Y軸電極12之間設有Y電極導線14相互電性連接，於X電極導線13與Y電極導線14之間設有絕緣層(圖中未示出)將X電極導線13與Y電極導線14相互隔絕以避免短路，如圖所示X電極導線13為虛線，係表示X電極導線13被覆蓋於絕緣層(圖中未示出)下方，Y電極導線14為跳線形式跨過絕緣層。
由第一圖所示習用菱形之X軸電極11及Y軸電極12可知，由於幾何形狀的限制，菱形之X軸電極11及Y軸電極12在相對的範圍之下，所佔空間較大，如圖所示，每兩條X電極導線13需要四個間距P，每兩條Y電極導線14需要四個間距P，形成走線區域大，且無法提昇感應的靈敏度，此外，習知電極及導線佈局方式，對於日後應用於高密度書寫場合，例如：應用於電極要求較小、精密度要求高之電子紙書寫時，則有其改進的空間，因為電極越小，精密需要越高，同時習知佈局方式，其所形成的預留走線路離較大。
同時，由於目前在同面基板的電極佈局設計大都以菱形或六角形為主，但受限於菱形及六角形形狀的限制，其所產生的感應電極的解析度低，而對於手指或觸控筆在移動時，無法即時反應，而對於現在的電子裝置，例如手機、筆記型電腦等，無法如紙張一般密集的書寫文字或圖形，形成使用上的障礙。
有鑑於習知技術之缺失，本發明提出一種觸控面板結構及觸控顯示裝置，可有效縮減走線距離、提高感應靈敏度及解析度，並可減少驅動積體電路負荷。
為達到上述目的，本發明提出一種觸控面板結構，其包含一基板，於該基板上設有複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極係陣列為複數行，每一行具有複數個第一電極，每一行的複數個第一電極係以第一導線串聯，每一個第一電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩行之第一電極之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極係以底邊相對之方式對稱設置，該複數第二電極係陣列為複數列，每一列具有複數個第二電極，每一列的複數個第二電極係以第二導線串聯，每一個第二電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩列之第二電極之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極係以底邊相對之方式對稱設置，該二列以底邊相對方式對稱設置之第二電極之第二導線，係與該二行以底邊相對方式對稱設置之第一電極之第一導線相互交錯，且至少於各第一導線與第二導線間形成一絕緣層，以供複數第一電極陣列與複數第二電極陣列係為相互斷路。
為達到上述目的，本發明更提出一種觸控顯示裝置，其包含一觸控面板結構以及一顯示器，該觸控面板結構包括一基板，於該基板上設有複數第一電極及複數第二電極，該複數第一電極係陣列為複數行，每一行具有複數個第一電極，每一行的複數個第一電極係以第一導線串聯，每一個第一電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩行之第一電極之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極係以底邊相對之方式對稱設置，該複數第二電極係陣列為複數列，每一列具有複數個第二電極，每一列的複數個第二電極係以第二導線串聯，每一個第二電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩列之第二電極之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極係以底邊相對之方式對稱設置，該二列以底邊相對方式對稱設置之第二電極之第二導線，係與該二行以底邊相對方式對稱設置之第一電極之第一導線相互交錯，且至少於各第一導線與第二導線間形成一絕緣層，以供複數第一電極陣列與複數第二電極陣列係為相互斷路，該顯示器設於該觸控面板結構異於該基板之一面。
為使　貴審查委員對於本發明之結構目的和功效有更進一步之了解與認同，茲配合圖示詳細說明如后。
以下將參照隨附之圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉之實施例僅為輔助說明，以利　貴審查委員瞭解，但本案之技術手段並不限於所列舉圖式。
請參閱第二圖所示本發明第一實施例結構示意圖，觸控面板20包含一基板25，於基板25上設有複數第一電極21以及複數第二電極22，第一電極21與第二電極22之形狀相同且尺寸相同。
複數第一電極21係陣列為複數行，每一行具有複數個第一電極21，且每一行之第一電極21數目相同，每一個第一電極21均係由一底邊211以及二長度相等之腰邊212構成之等腰三角形，且相鄰兩行之第一電極21之形狀對稱，每一行的複數個第一電極21之底邊211以第一導線23串聯，第一導線23之長度方向平行於底邊211，且第一導線23延伸至基板25之底緣。
複數第二電極22係陣列為複數列，每一列具有複數個第二電極22，且每一列之第二電極22數目相同，每一個第二電極22均係由一底邊221以及二長度相等之腰邊222構成之等腰三角形，且相鄰兩列之第二電極22之形狀對稱，每一列的複數個第二電極22之底邊221係以第二導線24串聯，第二導線24之長度方向平行於底邊221，且第二導線24延伸至基板25之底緣。
藉由上述第一電極21及第二電極22呈三角形之特性，可將複數行第一電極21及複數列第二電極22配合三角形的幾何排列及方向變化設計排列如第二圖所示，相鄰兩行之第一電極21之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極21係以底邊211相對之方式對稱設置，同時，相鄰兩列之第二電極22之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極22以底邊221相對之方式對稱設置，且二列以底邊221相對方式對稱設置之第二電極22之第二導線24，係與二行以底邊211相對方式對稱設置之第一電極21之第一導線23相互交錯，且各第一導線23與第二導線24間呈絕緣設置。
以本實施例而言，由第一導線23串聯三個第一電極21之底邊211構成一行，一共設有六行第一電極21，同時，由第二導線24串聯三個第二電極22之底邊221構成一列，一共設有六列第二電極22，相互交錯之第一導線23與第二導線24，其係於第一導線23上設有絕緣層(圖中未示出)，第二導線24係跨設於絕緣層上，因此可以避免交錯之第一導線23與第二導線24產生短路。
值得強調的是，由於相鄰二行之第一電極21可以底邊211相對之方式對稱設置，相鄰二列之第二電極22可以底邊221相對之方式對稱設置，因此每兩條第一導線23僅需要三個間距P，每第二導線24僅需要三個間距P，相較於傳統相鄰二電極走線必須四個間距(可參考第一圖所示傳統菱形電極走線方式)，因此本發明相較於傳統菱形電極佈局，當本發明之第一電極21與第二電極22之面積等同於傳統菱形電極(可參考第一圖所示菱形電極)之面積時，由於本發明每兩條之第一導線23或第二導線24均能共用一個間距P，因而能相對減少觸控面板間距的面積，且將減少的間距面積即能增加較多個之第一電極21或第二電極22，以增加觸控面板之靈敏度。此外，驅動模式可將複數行第一電極21以一行為驅動(driver)電極，另一行為感應(sensor)電極之方式交錯設置，複數列第二電極22以一行為驅動(driver)電極，另一行為感應(sensor)電極之方式交錯設置，可使得相鄰二行以底邊211相對設置之第一電極21中之其中一行為驅動(driver)電極，另一行第一電極21為感應(sensor)電極，同理，相鄰二列以底邊221相對設置之第二電極22中之其中一行為驅動(driver)電極，另一行第二電極22為感應(sensor)電極，由於相鄰感應(sensor)電極及驅動(driver)具有較長的距離(底邊211、221)，因此能夠增加感應的靈敏度。
請參閱第三圖所示本發明第二實施例結構示意圖，觸控面板30包含一基板35，於基板35上設有複數行第一電極31以及複數列第二電極32，每行第一電極31以第一導線33串聯，每列第二電極32以第二導線34串聯，每一第一電極31均係由一底邊311以及二長度相等之腰邊312構成之等腰三角形，每一第二電極32均係由一底邊321以及二長度相等之腰邊322構成之等腰三角形，相鄰兩行之第一電極31之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極31係以底邊311相對之方式對稱設置，相鄰兩列之第二電極322之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極32以底邊321相對之方式對稱設置，且二列以底邊321相對方式對稱設置之第二電極32之第二導線34，係與二行以底邊311相對方式對稱設置之第一電極31之第一導線33相互交錯。
當第一電極31及第二電極32之面積相當於傳統菱形電極面積(可參考第一圖所示菱形電極)之一半時，亦即，兩相對應之三角形第一電極31之面積等同於一個傳統菱形電極面積，兩相對應之三角形第二電極32之面積等同於一個傳統菱形電極面積，本實施例雖然會使得第一電極31、第二電極32、第一導線33、第二導線34之數量增加，但能夠增加觸控面板30的解析度。
請參閱第四圖所示本發明第三實施例結構示意圖，觸控面板40包含一基板45，於基板45上設有複數行三角形之第一電極41以及複數列三角形之第二電極42，每行第一電極41以第一導線43串聯，每列第二電極42以第二導線44串聯，每一第一電極41均係由一底邊411以及二長度相等之腰邊412構成之等腰三角形，每一第二電極42均係由一底邊421以及二長度相等之腰邊422構成之等腰三角形，相鄰兩行之第一電極41之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極41係以底邊411相對之方式對稱設置，相鄰兩列之第二電極422之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極42以底邊421相對之方式對稱設置，且二列以底邊421相對方式對稱設置之第二電極42之第二導線44，係與二行以底邊411相對方式對稱設置之第一電極41之第一導線43相互交錯。
本實施例除了具有可有效減少走線間距、增加感應靈敏度等優點之外，其特點在於當維持傳統電極及走線的數目時，將本實施例與第一圖傳統結構相互對照可知，本發明藉由可減少間距的佈局設計，而在相同之電極及走線數目之下，本實施例之第一電極41及第二電極42之面積可較大於傳統菱形面積電極，因此可以提高觸控面板40的操作感應面積。
必須說明的是，於第二圖至第四圖實施例中，第一電極、第二電極、第三電極、第四電極均為直角等腰三角形，但除此之外，可依實際所需設計為其他形狀三角形，本發明提供之觸控面板結構之重點在於，將電極設計為三角形。此外，本發明所提供之觸控面板結構適用於不同型態之觸控面板，請參閱第五圖至第九圖實施例，觸控面板斷面結構90A~90D均為第二圖A-A於第一電極21與第二電極22交錯位置剖面結構之不同實施態樣示意圖。
請參閱第五圖所示觸控面板斷面結構90A，其係於一基板91A上成形有走線92A、Y軸電極93A，於走線92A上成形有絕緣層94A，再於絕緣層94B上成形金屬線95A，金屬線95A係電性連接走線92A兩側之Y軸電極93A，再於Y軸電極93A以及金屬線95A頂部成形一保護層96A，走線92A相當於第二圖第一導線23，Y軸電極93A相當於第二圖第二電極22，金屬線95A相當於第二圖第二導線24，藉由絕緣層94A覆蓋於走線92A上，可避免走線92A與Y軸電極93A產生短路。
請參閱第六圖所示觸控面板斷面結構90B，其係於一基板91B上成形有走線92B、Y軸電極93B，於走線92B、Y軸電極93B上成形有絕緣層94B，絕緣層94B完全覆蓋走線92B，但是部分覆蓋Y軸電極93B，再於絕緣層94B上成形金屬線95B，由於絕緣層94B係部分覆蓋Y軸電極93B，因此金屬線95B可使走線92B兩側之Y軸電極93B電性連接，再於金屬線95B頂部成形一保護層96B。
請參閱第七圖所示觸控面板斷面結構90C，其係於一基板91C上成形有金屬線95C，於金屬線95C以及基板91C上分別成形有一絕緣層94C，絕緣層94C係部份覆蓋金屬線95C，使金屬線95C兩側外露，再於金屬線95C及絕緣層94C上成形走線92C、Y軸電極93C，由於絕緣層94C係部份覆蓋金屬線95C，因此走線92C兩側之Y軸電極93C可藉由金屬線95C構成電性連接，再於走線92C及Y軸電極93C頂部成形一保護層96C。
請參閱第八圖所示觸控面板斷面結構90D，其係於一基板91D上成形有金屬線95D，於金屬線95D上成形一絕緣層94D，絕緣層94D係部份覆蓋金屬線95D，使金屬線95D兩側外露，再於金屬線95D及絕緣層94D上成形走線92D、Y軸電極93D，由於絕緣層94D係部份覆蓋金屬線95D，因此走線92D兩側之Y軸電極93D可藉由金屬線95D構成電性連接，再於走線92D及Y軸電極93D頂部成形一保護層96D。
前述第五圖至第八圖基板91A~91D可採用透明玻璃、彩色濾光片、覆蓋板(Cover Lens)、塑膠基板或偏光片其中之一。
請參閱第九圖所示，其係為一觸控顯示裝置900，觸控顯示裝置900具有一觸控面板，觸控面板依序包含一覆蓋板920、一圍設於覆蓋板920周緣之一裝飾層930及一觸控單元910，再於觸控面板底部設有一顯示器940，觸控單元910可採用第二圖至第四圖所示本發明所提供之設有三角形電極之觸控面板20、30、40，顯示器940可採用液晶顯示器、有機發光顯示器、電潤濕顯示器或是電泳顯示器。
綜上所述，本發明提供之觸控面板結構，將觸控電極設計為三角形，確實能夠有效減少走線區域、增加感應靈敏度、增加觸控面板解析度、減少驅動積體電路負荷、可加大操作面積。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以之限定本發明所實施之範圍。即大凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆應仍屬於本發明專利涵蓋之範圍內，謹請　貴審查委員明鑑，並祈惠准，是所至禱。
 先前技術：
10．．．電容式觸控面板
11．．．X軸電極
12．．．Y軸電極
13．．．X電極導線
14．．．Y電極導線
15．．．基板
P．．．間距
本發明：
20、30、40．．．觸控面板
21、31、41．．．第一電極
211、311、411．．．第一電極之底邊
212、312、412．．．第一電極之腰邊
22、32、42．．．第二電極
221、321、421．．．第二電極之底邊
222、322、422．．．第二電極之腰邊
23、33、43．．．第一導線
24、34、44．．．第二導線
25、35、45．．．基板
90A、90B、90C、90D．．．觸控面板斷面結構
91A、91B、91C、91D．．．基板
92A、92B、92C、92D．．．X軸電極
93A、93B、93C、93D．．．Y軸電極
94A、94B、94C、94D．．．絕緣層
95A、95B、95C、95D．．．金屬線
96A、96B、96C、96D．．．保護層
900．．．顯示裝置
910．．．觸控單元
920．．．覆蓋板
930．．．裝飾層
940．．．顯示器
P．．．間距
第一圖係習知一種電容式觸控面板之結構示意圖。
第二圖係本發明第一實施例結構示意圖。
第三圖係本發明第二實施例結構示意圖。
第四圖係本發明第三實施例結構示意圖。
第五圖至第八圖係不同觸控面板斷面結構示意圖。
第九圖係具有觸控面板之顯示裝置之結構示意圖。
20．．．觸控面板
21．．．第一電極
211．．．第一電極之底邊
212．．．第一電極之腰邊
22．．．第二電極
221．．．第二電極之底邊
222．．．第二電極之腰邊
23．．．第一導線
24．．．第二導線
25．．．基板

Claims (10)

  1. 一種觸控面板結構，包含：一基板；複數第一電極，係設置於該基板，該複數第一電極係陣列為複數行，每一行具有複數個第一電極，每一行的複數個第一電極係以第一導線串聯，每一個第一電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩行之第一電極之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極係以底邊相對之方式對稱設置；複數第二電極，係設置於該基板，該複數第二電極係陣列為複數列，每一列具有複數個第二電極，每一列的複數個第二電極係以第二導線串聯，每一個第二電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩列之第二電極之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極係以底邊相對之方式對稱設置，該二列以底邊相對方式對稱設置之第二電極之第二導線，係與該二行以底邊相對方式對稱設置之第一電極之第一導線相互交錯，且至少於各第一導線與第二導線間形成一絕緣層，以供複數第一電極陣列與複數第二電極陣列係為相互斷路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板結構，其中該第一電極及第二電極均為等腰三角形，該等腰三角形具有一底邊以及二長度相等之腰邊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板結構，其中該第一導線係連接於該第一電極之底邊，該第二導線係連接於該第二電極之底邊。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板結構，其中該第一導線之長度方向平行於該第一電極之底邊，該第二導線之長度方向平行於該第二電極之底邊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板結構，其中該第一電極與該第二電極之形狀相同且尺寸相同。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板結構，其中該複數行第一電極中之任意相鄰兩行第一電極之其中一行第一電極為驅動(driver)電極，另一行第一電極為感應(sensor)電極，以及，該複數列第二電極中之任意相鄰兩列第二電極中，其中一列第二電極為驅動(driver)電極，另一列第二電極為感應(sensor)電極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板結構，其中該基板為透明玻璃、彩色濾光片、覆蓋板(Cover Lens)、塑膠基板或偏光片其中之一。
  8. 一種觸控顯示裝置，包含：一觸控面板結構，該觸控面板結構包括：一基板；複數第一電極，係設置於該基板，該複數第一電極係陣列為複數行，每一行具有複數個第一電極，每一行的複數個第一電極係以第一導線串聯，每一個第一電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩行之第一電極之形狀對稱，且其中至少二行相鄰之第一電極係以底邊相對之方式對稱設置；複數第二電極，係設置於該基板，該複數第二電極係陣列為複數列，每一列具有複數個第二電極，每一列的複數個第二電極係以第二導線串聯，每一個第二電極均呈三角形，該三角形具有一底邊，相鄰兩列之第二電極之形狀對稱，且其中至少二列相鄰之第二電極係以底邊相對之方式對稱設置，該二列以底邊相對方式對稱設置之第二電極之第二導線，係與該二行以底邊相對方式對稱設置之第一電極之第一導線相互交錯，且至少於各第一導線與第二導線間形成一絕緣層，以供複數第一電極陣列與複數第二電極陣列係為相互斷路；以及一顯示器，該顯示器設於該觸控面板結構異於該基板之一面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該基板為一覆蓋板，且該覆蓋板於周緣設置有一裝飾層。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控顯示裝置，其中該顯示器為液晶顯示器、有機發光顯示器、電潤濕顯示器或電泳顯示器其中之一。
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