TWI450165B - 電容式觸控面板 - Google Patents

Description

電容式觸控面板

本揭示內容是有關於一種面板，且特別是有關於一種電容式觸控面板。

觸控面板在近年來觸控式電子裝置如手機、平板電腦廣受歡迎的潮流下，成為當紅的科技之一。其中，電容式的觸控面板可藉由形成於顯示面板中的感測器感測面板上因觸壓產生的電容變化造成的電壓降，進而由處理晶片計算出觸控的位置所在。然而這些感測器需要藉由許多走線來傳遞感測的結果至處理晶片以進行計算。這些走線常由於在觸控面板製程中，會於其整體上方披覆保護結構，而產生走線與走線間的跨線電容效應。跨線電容的產生將會對感測結果的傳遞產生極大的影響，進一步使處理晶片無法依據正確的感測結果計算而影響偵測的靈敏度。

因此，如何設計一個新的電容式觸控面板，以避免跨線間的電容效應影響偵測結果，提升靈敏度，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電容式觸控面板，包含：複數偵測單元、處理模組以及走線區域。複數偵測單元，分佈於顯示區域中，用以偵測電容變化以產生偵測結果。處理模組用以根據偵測結果判斷觸控位置。走線區域位於顯示區域周邊，包含：複數走線以及複數中空間隔。走線用以連接偵測單元以及處理模組，以使處理模組自走線接收等偵測單元偵測之偵測結果，各走線包含形成於其上之絕緣層以及保護層。中空間隔形成於每二走線間。

依據本揭示內容一實施例，中空間隔係藉由蝕刻絕緣層以及保護層形成。

依據本揭示內容另一實施例，其中該空間隔之介電係數接近1。

依據本揭示內容又一實施例，其中絕緣層以及保護層係包覆走線。

依據本揭示內容再一實施例，其中走線延伸至顯示區域。絕緣層延伸至顯示區域，以提供走線延伸至顯示區域之部份以及偵測單元間一絕緣作用。保護層延伸至顯示區域，以提供走線延伸至顯示區域之部份一保護作用。

依據本揭示內容更具有之一實施例，其中處理模組係形成於軟性電路板上。

依據本揭示內容再具有之一實施例，絕緣層之材質為矽氮化物或矽氧化物。走線之材質為金屬。

應用本揭示內容之優點係在於藉由走線間的中空間隔，大幅降低走線間所產生的跨線電容效應，可有效降低整體走線的容阻值，提高電容式觸控面板的靈敏度以及線寬設計的彈性，而輕易地達到上述之目的。

請參照第1圖。第1圖為本揭示內容之一實施例中之一電容式觸控面板1之俯視圖。電容式觸控面板1包含：複數偵測單元10、處理模組12以及走線區域14。

偵測單元10分佈於顯示區域100中。顯示區域100即為電容式觸控面板1中具有畫素電極(未繪示)以產生顯示畫面予使用者觀看之區域。於不同實施例中，顯示區域100可由驅動電路(未繪示)或是其他方式將資料傳送至顯示區域100之畫素電極以進行顯示。

於一實施例中，偵測單元10可為如第1圖所示之菱形狀偵測墊以縱向與橫向交錯設置於顯示區域100中。於其他實施例中，亦可由其他配置方式設置偵測單元10。偵測單元10於一實施例中可由導電玻璃形成，並用以偵測此顯示區域100中，由於使用者的觸控輸入造成的電容變化以產生偵測結果。處理模組12可進一步根據偵測單元10的偵測結果來判斷上述觸控輸入的觸控位置。於一實施例中，處理模組12是電性連接於軟性電路板(未繪示)上。

走線區域14位於顯示區域100周邊，包含複數走線140以及複數中空間隔142。請同時參照第2圖。第2圖為本揭示內容一實施例中，第1圖所繪示之走線區域14其中二走線140沿線段A-A’之剖面圖。走線140用以連接偵測單元10以及處理模組12。於一實施例中，走線140本身之材質可為利於訊號傳導的金屬，連接至處理模組12所位於之軟性電路板上的接腳，並進一步藉由軟性電路板與處理模組12產生電性連接，以使處理模組12自走線140接收等偵測單元10所產生之偵測結果。於一實施例中，上述的電容變化可造成一電壓降訊號形式之偵測結果，以使此電壓降訊號經由走線140傳遞至處理模組12。於其他實施例中，電容變化亦可能產生其他形式的訊號以經由走線140傳遞至處理模組12。

走線140可進一步包含形成於其上之絕緣層20以及保護層22。其中，絕緣層20之材質於不同之實施例中可為矽氮化物(如SiNx)、矽氧化物(如SiOx)或其他介電材質。

中空間隔142形成於每二走線140間。如第2圖所示，在兩條走線140中間形成有中空間隔142。於一實施例中，走線140、絕緣層20以及保護層22是延伸至顯示區域100中。走線140與偵測單元10進行電性連接以接收偵測結果並傳遞至處理模組12。絕緣層20延伸至顯示區域100的部份提供走線140延伸至顯示區域100之部份及偵測單元10間的絕緣，並於其上形成連接孔(未繪示)，使偵測單元10及走線140僅藉由連接孔連接。而保護層22延伸至顯示區域100則形成於絕緣層20上方以提供整體結構一個保護作用。一實施例中，顯示區域100以及走線區域14的絕緣層20是一起形成的，且顯示區域100與走線區域14內的保護層22是一起形成。

舉例來說，電容式觸控面板1之上述結構可由四道光罩製程，以形成第一層的金屬走線140、第二層的絕緣層20，僅於顯示區域100中的第三層偵測單元10以及第四層保護層22。在上述四層結構完成後，可再對走線區域14進行一蝕刻製程，以將各走線140間的部份挖空，以形成上述中空間隔142之結構。

走線140間的跨線電容可由下列式子表示：

C =ε×(A /d )

其中C為跨線電容，ε為介電常數，d為走線間距，A則為走線的面積。當未進行對絕緣層20以及保護層22的蝕刻時，走線140間的介質為絕緣層20以及保護層22的物質。以絕緣層20為例，如其材質為矽氮化物，則其介電常數ε約為7。如為矽氧化物，則其介電常數ε約為4。而形成中空間隔142後，走線140間的介質即為空氣。空氣之介電常數ε接近1。因此，本揭示內容中，走線140間的中空間隔142可使走線140的跨線電容大幅下降。

走線140間跨線電容的大幅下降，可進一步使整體走線140的時間常數(亦即整體走線的電容值R與電阻值C的乘積RC)下降。因此，偵測單元10根據電容變化所產生的偵測結果在經過走線140傳遞至處理模組12時，其反應將較快，且損耗較低，訊號衰竭的情形可大為改善。並且，以往在為減少訊號延遲效應或面積考量而欲縮減走線寬度時，常因走線寬度變窄而提高走線電阻值，進而影響時間常數，而無法進行過多的縮減。在跨線電容下降的情形下，走線140的阻值將可提高許多，走線140的寬度將可大幅縮減而使得電容式觸控面板1的走線設計更具有彈性。

請參照第3圖。第3圖為本揭示內容又一實施例中，第1圖所繪示之走線區域14其中二走線140沿線段A-A’之剖面圖。於本實施例中，絕緣層20及保護層22更進一步包覆走線140。本實施例中的結構，可由控制蝕刻絕緣層20及保護層22之製程完成，以在保留部份走線140周邊的絕緣層20及保護層22下，蝕刻走線140間大部份的絕緣層20及保護層22，以使中空間隔142形成於走線140間。因此，本實施例中的走線區域14，在藉由中空間隔142達到上述降低跨線電容的功效時，仍可藉由覆蓋住走線140的少部份絕緣層20及保護層22達到完整的保護效果。

需注意的是，上述關於電容式觸控面板1的製程之敘述僅為其中之一可能的實施態樣，於其他實施例中，亦可採用其他形式的製程實現如第2圖所繪示之結構。

應用本揭示內容之優點係在於藉由走線間的中空間隔，大幅降低走線間所產生的跨線電容效應，可有效降低整體走線的容阻值，提高電容式觸控面板的靈敏度以及線寬設計的彈性。

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．．．電容式觸控面板

10．．．偵測單元

100．．．顯示區域

12．．．處理模組

14．．．走線區域

140．．．走線

142．．．中空間隔

20．．．絕緣層

22．．．保護層

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圖為本揭示內容之一實施例中之一電容式觸控面板之俯視圖；

第2圖為本揭示內容一實施例中，第1圖所繪示之走線區域其中二走線沿線段A-A’之剖面圖；以及

第3圖為本揭示內容又一實施例中，第1圖所繪示之走線區域其中二走線沿線段A-A’之剖面圖。

140．．．走線

142．．．中空間隔

20．．．絕緣層

22．．．保護層

Claims (9)

1. 一種電容式觸控面板，包含：複數偵測單元，分佈於一顯示區域中，用以偵測一電容變化以產生一偵測結果；一處理模組，用以根據該偵測結果判斷一觸控位置；以及一走線區域，位於該顯示區域周邊，包含：複數走線，用以連接該等偵測單元以及該處理模組，以使該處理模組自該等走線接收該等偵測單元偵測之該偵測結果，各該等走線包含形成於其上之一絕緣層以及一保護層；以及複數中空間隔，形成於每二該等走線間，其中該中空間隔之一介電係數接近1。
2. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該等中空間隔係藉由蝕刻該絕緣層以及該保護層形成。
3. 如請求項1所述之電容式觸控面板，該絕緣層以及該保護層係包覆該等走線。
4. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該等走線延伸至該顯示區域。
5. 如請求項4所述之電容式觸控面板，其中該絕緣 層延伸至該顯示區域，並包含以置於該等走線延伸至該顯示區域之部份以及該等偵測單元間。
6. 如請求項4所述之電容式觸控面板，其中該保護層延伸至該顯示區域，以提供該等走線延伸至該顯示區域之部份一保護作用。
7. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該處理模組係形成於一軟性電路板上。
8. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該絕緣層之材質為一矽氮化物或一矽氧化物。
9. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該等走線之材質為金屬。