TWI436411B - 觸控裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置

本揭示內容是有關於一種觸控技術，且特別是有關於一種觸控裝置。

觸控技術是極具直覺式的輸入方式，不需要記憶按鍵位置，亦不需要額外設置硬體達到輸入的目的，因此不論是對使用者輸入的方便性或是製造成本來說，都較其他電子裝置的輸入技術更具競爭力。隨著智慧型手機及平板電腦的普及，觸控技術也成為輸入技術的主流。

然而，觸控模組的設置勢必佔據電子裝置一部份的空間。在現代講求輕薄短小的手持式電子裝置中，必需善加利用任何可使用的空間。雖然觸控模組帶來極大的便利性，卻需要增加手持式電子裝置中額外的空間成本，如何將觸控模組帶來的空間成本影響降到最低，將是電子裝置設計者的挑戰。

因此，如何設計一個新的觸控裝置以克服上述的問題，乃為此一業界亟待解決的問題。

因此，本揭示內容之一態樣是在提供一種觸控裝置，具有觸控模式以及共電極模式，觸控裝置包含：觸控感測模組、共電極層、複數第二觸控單元、複數第二走線、共電位電路以及複數切換開關。共電極層包含至少：複數第一觸控單元以及複數第一走線。第一走線用以連接第一觸控單元與觸控感測模組。第二觸控單元與第一觸控單元交錯排列。第二走線用以連接第二觸控單元與觸控感測模組。複數切換開關俾分別形成於第一走線以及共電位電路間。其中切換開關於觸控模式下打開(open)，以使第一觸控單元及第二觸控單元偵測、感應觸控訊號，並傳送至觸控感測模組，以判斷觸控座標、觸控強度以及觸控變化。切換開關於共電極模式下關閉(close)，以使各第一觸控單元與共電位電路相連接而共電位。

依據本揭示內容一實施例，其中第二觸控單元位於共電極層上，複數切換開關亦形成於第二走線以及共電位電路間，切換開關於共電極模式下關閉，以使各第一及第二觸控單元與共電位電路相連接而共電位。

依據本揭示內容另一實施例，觸控裝置更包含薄膜電晶體層，薄膜電晶體層於共電極模式下根據複數顯示資料以及複數閘極驅動訊號提供顯示畫面。其中第一及第二觸控單元間包含挖空區域，挖空區域對應於薄膜電晶體層之非透光區中。切換開關可形成於觸控感測模組外或觸控感測模組內。

依據本揭示內容又一實施例，其中當切換開關於共電極模式下關閉，各第一及第二觸控單元與共電位電路相連接以進一步連接至接地電位。

依據本揭示內容再一實施例，其中各第一觸控單元分為複數第一觸控行，各第一觸控行中的第一觸控單元彼此直接串聯，以藉由最外側其中之第一觸控單元與第一走線連接。

依據本揭示內容更具有之一實施例，其中各第二觸控單元分為複數第二觸控列，第二走線包含：複數延伸部及複數連接部。延伸部對應與第二觸控單元其中之一連接，以延伸至共電極層外。連接部用以連接第二觸控列其中之一之第二觸控單元對應之延伸部，以進一步與觸控感測模組以及切換開關其中之一相連接。連接部連接至與共電極層平行之薄膜電晶體層上之共電位電路。連接部與延伸部藉由銀膠、金或銀凸塊或異方性導電膠相連接至共電位電路。其中延伸部包含第一區段以及第二區段，第一區段用以與第二觸控單元其中之一連接，以延伸至共電極層邊緣，第二區段將第一區段連接至連接部，且第一區段及第二區段間藉由銀膠、金或銀凸塊或異方性導電膠相連接。

依據本揭示內容再具有之一實施例，其中各第一觸控單元為行向條狀觸控單元、類三角形狀觸控單元或交錯式排列觸控單元。

依據本揭示內容一實施例，其中第一觸控單元以及第二觸控單元上形成圖樣。

依據本揭示內容另一實施例，其中各第一觸控單元為正向排列三角形，各第二觸控單元為反向排列三角形。其中各正向三角形及各反向三角形包含底邊以及二側邊，二側邊包含梯狀結構。

依據本揭示內容又一實施例，其中第一及第二觸控單元由黃光蝕刻製程形成、雷射切刻製程或雷射雕刻製程形成。

依據本揭示內容再一實施例，其中共電極層為第一透明電極層或金屬電極層。共電極層形成於玻璃基板之第一側，玻璃基板於第二側更包含第二透明電極層，第二觸控單元位於第二透明電極層上，且共電位電路及切換開關為薄膜電晶體或在積體電路上。

依據本揭示內容更具有之一實施例，其中觸控裝置更包含保護造型單元。

依據本揭示內容再具有之一實施例，共電位電路包含共電壓導通線。

應用本揭示內容之優點係在於使共電極層中形成觸控單元，並使觸控單元藉由切換開關與觸控感測模組與共電位電路間進行切換，而兼具共電極與觸控感測之機制，降低成本，而輕易地達到上述之目的。

請參照第1圖，為本揭示內容一實施例中，一種觸控裝置1之俯視圖。於本實施例中，觸控裝置1可運作於觸控模式與共電極模式間。觸控裝置1包含：觸控感測模組10、共電極層12、共電位電路14以及複數切換開關16。

於本實施例中，共電極層12包含：複數第一觸控單元120、複數第二觸控單元122、複數第一走線121以及複數第二走線123。於本實施例中，第一觸控單元120與第二觸控單元122交錯排列，且各為一菱形之觸控單元。

於本實施例中，第一觸控單元120分為複數個第一觸控行，且各第一觸控行中的第一觸控單元120彼此直接串聯，以藉由最外側的第一觸控單元120與第一走線121連接。第一走線121進一步將與其中一個切換開關16相連接。

於本實施例中，第二觸控單元122則分為複數第二觸控列。第二走線123各包含：延伸部123a及連接部123b。延伸部123a對應與第二觸控單元122連接，以延伸至共電極層12外。連接部123b之一端連接第二觸控列其中之一之第二觸控單元122對應之延伸部123a。因此，一個第二觸控列中的第二觸控單元122實質上是藉由延伸部123a延伸後再由連接部123b實質電性串聯起來。連接部123b的另一端將進一步與觸控感測模組10以及其中一個切換開關16相連接。於一實施例中，連接部123b與延伸部123a藉由銀膠、金、銀凸塊或異方性導電膠相連接，以進一步連接至觸控感測模組10或共電位電路14。

共電位電路14於一實施例中可位於一外部電路板(未繪示)上。於本實施例中，共電位電路14為一個共電壓導通線，以連接至一個特定電位。於一實施例中，此特定電位為接地電位。然而，當共電位電路14所在之外部電路板與共電極層12為同一平面時，需將交錯的延伸部123a及連接部123b仔細跨接，以避免不同第二觸控列間的第二觸控單元122電性連接。

於不同之實施例中，切換開關16可形成於觸控感測模組10外，並位於第一及第二走線121、123以及共電位電路14和觸控感測模組10之間，或是可以形成於觸控感測模組10內部。

於一實施例中，切換開關16可接收一個切換訊號以切換於觸控模式及共電極模式間，此切換訊號可依據觸控裝置1中的控制電路(未繪示)產生。切換開關16將於觸控模式下打開(open)。因此，切換開關16在觸控模式下，使第一觸控單元120及第二觸控單元122不與共電位電路14連接，而偵測、感應接觸到第一觸控單元120及第二觸控單元122上的觸控物(未繪示)所產生的觸控訊號，並傳送至觸控感測模組10，以判斷觸控座標、觸控強度以及觸控變化。

切換開關16於共電極模式下關閉(close)。因此，切換開關16將在共電極模式下，使各第一及第二觸控單元120及122與共電位電路14相連接而共電位。於一實施例中，共電位電路14將使第一及第二觸控單元120及122共同連接至接地電位。

因此，共電極層12可在觸控模式下，使共電極層12上的第一觸控單元120及第二觸控單元122進行觸控偵測之機制，並在共電極模式下，使共電極層12上的第一觸控單元120及第二觸控單元122藉由共電位電路14達到共電位之機制。

請參考第2圖。第2圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置1之立體圖。於本實施例中，觸控裝置1除包含共電極層12外，更包含與共電極層12對應之薄膜電晶體層11。薄膜電晶體層11於共電極模式下，將根據複數顯示資料以及複數閘極驅動訊號來提供顯示畫面。其中，顯示資料及閘極驅動訊號，可由時序控制器、閘極驅動模組、源極驅動模組(未繪示)產生。因此，此觸控裝置1可做為一個觸控面板，以在其共電極層12可兼具觸控及共電極之機制下，達到節省空間及製造成本之功效。在觸控裝置1為觸控面板的情形下，第一及第二觸控單元120及122間包含的挖空區域125可對應於薄膜電晶體層11的非透光區中。

於本實施例中，共電位電路14實質上設置於薄膜電晶體層11上。如前所述，共電位電路14可與觸控感測模組10整合於同一個電路區塊內。其中第二走線123之延伸部123a包含第一區段20以及第二區段21，第一區段20用以與第二觸控單元122連接，以延伸至共電極層12的邊緣。第二區段21將第一區段20連接至連接部123b，且第一區段20及第二區段21間亦可藉由銀膠、金、銀凸塊或異方性導電膠相連接。藉由第2圖之設計方式，延伸部123a及連接部123b可在不需要跨接的情形下避免不同第二觸控列間的第二觸控單元122電性連接的問題。

請參照第3A圖。第3A圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置1之俯視圖。於本實施例中，第一觸控單元120為行向條狀觸控單元，而第二觸控單元122則為塊狀觸控單元，具有一本體30及延伸體31。其中，第二觸控單元122的本體30上可形成有方形或是長條狀的圖樣。同樣地，第一走線121及第二走線123亦可將第一觸控單元120與第二觸控單元122連接至切換開關16，並藉由切換開關16進一步控制與觸控感測模組10與共電位電路14間的連接，達到觸控偵測與共電位的機制。請同時參照第3B圖及第3C圖。第3B圖及第3C圖分別為本揭示內容一實施例中，第二觸控單元122之放大俯視圖。於一實施例中，第二觸控單元122上可如第3B圖及第3C圖形成有正方形、長方形亦或其他形狀之鏤空圖樣32。類似地，第一觸控單元120亦可形成有鏤空圖樣，以提供更佳的感測效果。

請參照第4A圖及第4B圖。第4A圖及第4B圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置1中的第一觸控單元120及第二觸控單元122之俯視圖。於第4A圖之實施例中，第一觸控單元120為正向排列三角形，而第二觸控單元122則為反向排列三角形。各第一觸控單元120及第二觸控單元122可藉由其觸控訊號所位於觸控單元上不同位置所對應的寬度而進行感測。因此，第一觸控單元120及第二觸控單元122的數目與第1圖的實施例相較下大幅減少。於此情形下，第二走線123之數目亦隨第二觸控單元122的數目減少而降低。而第4B圖之實施例中，第一觸控單元120亦為正向排列三角形，且第二觸控單元122則為反向排列三角形。三角形包含底邊40以及二側邊42。於本實施例中，三角形的二側邊42更形成有梯狀結構。

請參照第5圖。第5圖為本揭示內容另一實施例中，觸控裝置1之立體圖。於本實施例中，共電極層12形成於玻璃基板50之第一側，且共電極層12為第一透明電極層或金屬電極層。玻璃基板50於第二側實質上更包含第二透明電極層52。

為共電極層12之第一透明電極層包含沿一特定方向延伸之條狀之第一觸控單元120，並以第一走線藉由切換開關16與共電位電路14或觸控感測模組10相連接。於一實施例中，此共電極層12上之第一觸控單元120需盡可能佈滿於整個平面上，以形成共電極平面。

第二透明電極層52可形成有另一走向之第二觸控單元122。第二觸控單元122於本實施例中，可選擇性地藉由切換開關16與共電位電路14或觸控感測模組10相連接，或是不設置切換開關16而僅與觸控感測模組10。在第一種情形下，第二透明電極層52亦做為另一共電極層，而在第二種情形下，第二透明電極層52僅做為觸控感測之用。

請參照第6圖。第6圖為本揭示內容又一實施例中，觸控裝置1之側視圖。於本實施例中，共電極層12可形成於一個基板60上。此基板60可為塑膠或是玻璃基板。第一及第二觸控單元120及122可藉由黃光蝕刻製程或是雷射切割、雕刻製成形成。於共電極層12上，可再形成有一個保護造型單元62。此保護造型單元62與共電極層12可共同形成一個觸控墊。於一實施例中，保護造型單元62為保護玻璃或強化玻璃。當觸控裝置1為一觸控顯示器時，保護造型單元62可配置於顯示器上，具有較可視區更大的範圍，可涵蓋按鍵區、觸控區等，並且其內側可形成有油墨圖案或圖標等等，以使觸控裝置1之造型更平整並兼具保護作用。

因此，本揭示內容之優點係在於使共電極層中形成觸控單元，並使觸控單元藉由切換開關與觸控感測模組與共電位電路間進行切換，而兼具共電極與觸控感測之機制，降低成本。並且，本揭示內容之觸控裝置可更進一步減少製程步驟及減少厚度，適合大面積製造。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．觸控裝置

10．．．觸控感測模組

11．．．薄膜電晶體層

12．．．共電極層

120．．．第一觸控單元

121．．．第一走線

122．．．第二觸控單元

123．．．第二走線

123a．．．延伸部

123b．．．連接部

125．．．挖空區域

14．．．共電位電路

16．．．切換開關

20．．．第一區段

21．．．第二區段

30．．．本體

31．．．延伸體

32．．．圖樣

40．．．底邊

42．．．側邊

50．．．玻璃基板

52．．．第二透明電極層

60．．．基板

62．．．塑膠板

為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖為本揭示內容一實施例中，一種觸控裝置之俯視圖；

第2圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置之立體圖；

第3A圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置之俯視圖；

第3B圖及第3C圖分別為本揭示內容一實施例中，第二觸控單元之放大俯視圖；

第4A圖及第4B圖為本揭示內容一實施例中，觸控裝置中的第一觸控單元及第二觸控單元之俯視圖；

第5圖為本揭示內容另一實施例中，觸控裝置之立體圖；以及

第6圖為本揭示內容又一實施例中，觸控裝置之側視圖。

1．．．觸控裝置

10．．．觸控感測模組

12．．．共電極層

120．．．第一觸控單元

121．．．第一走線

122．．．第二觸控單元

123．．．第二走線

123a．．．延伸部

123b．．．連接部

125．．．挖空區域

14．．．共電位電路

16．．．切換開關

Claims (19)

1. 一種觸控裝置，具有一觸控模式以及一共電極模式，該觸控裝置包含：一觸控感測模組；一共電極層，包含至少：複數第一觸控單元；以及複數第一走線，用以連接該等第一觸控單元與該觸控感測模組；複數第二觸控單元，係與該等第一觸控單元交錯排列；複數第二走線，用以連接該等第二觸控單元與該觸控感測模組；一共電位電路；以及一複數切換開關，俾分別形成於該等第一走線以及該共電位電路間；其中該等複數切換開關於該觸控模式下打開(open)，以使該等第一觸控單元及該等第二觸控單元偵測、感應一觸控訊號，並傳送至該觸控感測模組，以判斷一觸控座標、一觸控強度以及一觸控變化；該等切換開關於該共電極模式下關閉(close)，以使各該等第一觸控單元與該共電位電路相連接而共電位。
2. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該等第二觸控單元位於該共電極層上，該等複數切換開關亦形成於該等第二走線以及該共電位電路間，該等切換開關於該共電極模式下關閉，以使各該等第一及第二觸控單元與該共電位電路相連接而共電位。
3. 如請求項1所述之觸控裝置，更包含一薄膜電晶體層，俾與該共電極層平行，該薄膜電晶體層於該共電極模式下根據複數顯示資料以及複數閘極驅動訊號提供一顯示畫面。
4. 3所述之觸控裝置，其中該等第一及第二觸控單元間包含一挖空區域，該挖空區域對應於該薄膜電晶體層之一非透光區中。
5. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該切換開關可形成於該觸控感測模組外或該觸控感測模組內。
6. 5所述之觸控裝置，其中當該等切換開關於該共電極模式下關閉，各該等第一及第二觸控單元與該共電位電路相連接以進一步連接至一接地電位。
7. 3所述之觸控裝置，其中各該等第一觸控單元係分為複數第一觸控行，各該等第一觸控行中的該等第一觸控單元係彼此直接串聯，以藉由最外側其中之二該等第一觸控單元與該等第一走線連接。
8. 如請求項1所述之觸控裝置，其中各該等第二觸控單元係分為複數第二觸控列，該等第二走線包含：複數延伸部，係對應與該等第二觸控單元其中之一連接，以延伸至該共電極層外；以及複數連接部，俾用以連接該等第二觸控列其中之一之該等第二觸控單元對應之該等延伸部，以進一步與該觸控感測模組以及該等切換開關其中之一相連接。
9. 如請求項8所述之觸控裝置，該等連接部連接至與該共電極層平行之一薄膜電晶體層上之該共電位電路。
10. 如請求項8所述之觸控裝置，其中該等連接部與該等延伸部藉由一銀膠、一銀凸塊或一異方性導電膠相連接至該共電位電路。
11. 如請求項8所述之觸控裝置，其中該等延伸部包含一第一區段以及一第二區段，該第一區段用以與該等第二觸控單元其中之一連接，以延伸至該共電極層邊緣，該第二區段將該第一區段連接至該連接部，且該第一區段及該第二區段間藉由一銀膠、一銀凸塊或一異方性導電膠相連接。
12. 如請求項1所述之觸控裝置，其中各該等第一觸控單元為一行向條狀觸控單元、一類三角形狀觸控單元或一交錯式排列觸控單元。
13. 2所述之觸控裝置，其中該等第一觸控單元以及該等第二觸控單元上形成一圖樣。
14. 如請求項1所述之觸控裝置，其中各該等第一觸控單元為一正向排列三角形，各該等第二觸控單元為一反向排列三角形，各該正向三角形及各該反向三角形包含一底邊以及二側邊，該二側邊包含一梯狀結構。
15. 2、12所述之觸控裝置，其中該等第一及第二觸控單元係由一黃光蝕刻製程、一雷射切割製程或一雷射雕刻製程形成。
16. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該共電極層為一第一透明電極層或一金屬電極層。
17. 如請求項16所述之觸控裝置，其中該共電極層形成於一玻璃基板之一第一側，該玻璃基板於一第二側更包含一第二透明電極層，該等第二觸控單元位於該第二透明電極層上，且該共電位電路及該等切換開關係為一薄膜電晶體或在一積體電路上。
18. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該觸控裝置更包含一保護造型單元。
19. 如請求項1所述之觸控裝置，其中該共電位電路包含一共電壓導通線。