TWI464656B - 觸控面板的電極結構、製造方法以及觸控面板 - Google Patents
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Description
本發明係關於觸控屏領域，特別是關於一種用於電容式觸控面板的觸控面板的電極結構及其製造方法以及採用該電極結構的觸控面板。
目前觸控面板(Touch Panel)被越來越廣泛地應用在電子設備中。它們作為一種補充甚至是代替普通鍵盤和滑鼠的輸入裝置，用以操控電子設備實現各種功能。
公知的觸控面板是在一基板表面佈設感應區域，其感應區域是用以感應人體的手指或感應筆的信號來達到觸控的目的。該感應區域所使用的材料大都採用透明導電薄膜，使得使用者在操作時，通過觸壓該透明導電薄膜對該顯示器上相對應畫面，達到觸控的功能。
目前所常採用的觸控原理概可分為電阻式、電容感應式、紅外線感應式、電磁感應式、音波感應式等不同的技術原理。其中該電容感應式觸控面板的工作原理是利用排列的透明電極與人體之間的靜電結合所產生的電容變化，從所產生的誘導電流來檢測其觸控位置的座標。由於電容感應式觸控面板在透光度、硬度、準確率、反應時間、觸控打點壽命、操作溫度、和起始力量各方面都具有較佳優勢，故目前已被大量採用。
為了要探測出使用者以手指或感應筆觸碰於觸控面板上的位置，業者研發出各種不同的電容式感應觸碰感測技術。例如在美國專利第6970160號發明專利案中，揭露了一種格狀觸控感應系統，其可應用於探測在一觸控感應面的觸控位置。該格狀觸控感應系統包括兩個電容感應層，其間以一中間隔絕材料分隔，以形成電容效應。每一電容感應層包括實質平行排列的導電元件。兩個電容感應層實質上彼此垂直。每一個導電元件包括一序列的菱形片，通過狹窄的導電線連接在一起。每一電容感應層上的導電元件是電連接至應導線。一控制電路通過導線提供信號至兩組導電元件，以在該表面被觸按時接收由感應元件所產生的感應信號，及判斷在每一層的觸控位置。
在該先前專利技術中，雖然皆揭露了可用來感測使用者觸碰觸控面板的功能，且該觸控面板亦皆佈設有觸控感測單元的結構，但該先前專利技術採用兩個電容感應層，其間以一隔絕材料予以分隔以形成電容效應的結構設計。在採行此類結構設計的觸控面板時，雖然都可以達到電容式觸控感應的功能，但整個觸控面板的結構厚度較厚，不利於輕薄的要求。再者，在實施該傳統的觸控面板的電極結構時，其必須在基板的上下表面形成不同的電容感應層，再以例如基板貫孔、貫孔導電層、電路佈線的電路連接工藝將各個相關電極區塊予以連接，故在工藝方面較為繁雜。
本發明所要解決的技術問題旨在提供一種新的觸控面板的電極結構，即一種既可以克服觸控板厚度較厚，工藝複雜的缺陷，又能以簡易工藝即可完成的觸控面板的電極結構。
為了實現上述目的，本發明一種觸控面板的電極結構，其包括複數個彼此間隔的第一電極區塊和第二電極區塊設置於一基板表面；複數個用以連接相鄰所述第一電極區塊的第一導線；以及複數個用以連接相鄰所述第二電極區塊的第二導線；其中，每個所述第二導線包括至少一導通部和至少一對第二導線支，且每對所述第二導線支設置於所述導通部兩側用以連接所述導通部與相鄰所述第二電極區塊；所述第一導線與所述第二導線交叉設置且相互絕緣。
本發明還提供了一種觸控面板的電極結構的製造方法，包括以下步驟：a)形成第一電極區塊、第二電極區塊以及第一導線，所述第一導線電性連接相鄰的第一電極區塊；b)形成導通部，且與所述第一導線相互絕緣；及c)形成第二導線支於所述第一導線上，用以連接所述第二電極區塊與所述導通部。
另外，本發明也提供了一種觸控面板，包括如權利要求1所述的觸控面板的電極結構，用以產生觸摸感應信號；以及控制器，用以接收並處理所述觸摸感應信號。
經由本發明所採用的技術手段，使得觸控面板的電極結構中的多個第一電極區塊及多個第二電極區塊皆佈設在基板的同一平面，而可達到結構簡化、減少結構厚度的效果，而通過該第一電極群組及多個第二電極群組的相鄰電極區塊被使用者碰觸時，依據相鄰電極區塊被碰觸的面積差異，即可形成電容變化信號送至控制電路，以探測使用者手指碰觸的位置。而在製作該觸控面板的電極結構的第一電極群組及第二電極群組中的各個電極區塊及導線時，僅需以簡易佈線工藝在基板的單一表面施行即可完成所需的觸控面板的電極結構，故在產業利用時，具有工藝簡易、合格率高、製作成本低的優勢。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
第1圖為本發明的觸控面板的電極結構的示意圖。如第1圖所示，本發明的一個實施例提供了一種觸控面板的電極結構300，其形成於一基板(圖未示)例如玻璃上，包括有多個間隔的第一電極區塊311，以及多個間隔的第二電極區塊321，且該第一電極區塊311與該第二電極區塊321彼此間隔。其中，多個第一電極區塊311組成至少一組第一電極群組310，優選地是第一電極群組310為多組；同樣地，多個第二電極區塊321組成至少一組第二電極群組320，優選地是該第二電極群組320為多組，且該第一電極群組310與該第二電極群組320彼此電性絕緣。同一第一電極群組310內相鄰的兩個第一電極區塊311通過一第一導線312導通，形成電性連接；同樣地，同一第二電極群組320內相鄰的兩個第二電極區塊321通過一第二導線322導通，形成電性連接。多個第一電極區塊311和多個第二電極區塊321可經由多個信號線路(圖未示)將觸控感應信號傳送至一控制電路(圖未示)。
續請參閱第1圖及第2圖，每個第二導線322包括一導通部324及一對第二導線支323。每個第一導線312具有一開孔341，導通部324一一設置于每個開孔341內。每個一導通部324與其所在開孔341對應的第一導線312之間形成一閉合間隙342，使得該第一導線312與該導通部324相互間隔，並形成電性絕緣。每個第二導線322中的一對第二導線支323分別設置於同一第二導線322中的導通部324的兩側，用以連接該導通部324於相鄰的第二電極區塊321。換句話說，每個第二導線支323的一端連接一導通部324，而另一端連接一第二電極區塊321。因此，同一第二電極群組320中的第二電極區塊321由複數對第二導線支323和複數個導通部324串聯起來，並可經由多個信號線路(圖未示)將觸控感應信號傳送至一控制電路(圖未示)。
需要說明的是，每個第二導線支323與第一導線312交叉設置，且在每個第二導線支323與第一導線312之間設置一絕緣層，該絕緣層是由透明絕緣材料製成。具體地是，該絕緣層330包括有多個絕緣片331，該絕緣片331使該第二導線支323與該第一導線312形成電性絕緣。
上述結構中，第一電極區塊311，第二電極區塊321均位於一基板的同一表面上，由他它們形成的第一電極群組310，第二軸向電極群組320同樣地也位於該同一表面上，因此可以降低觸控面板的厚度。又由於，第一電極區塊311，第二電極區塊321均位於一基板的同一表面上，因此可以同時形成於基板表面，工藝簡易。
當使用者以手指觸碰該電極結構300時，被觸碰的區域會覆蓋第一電極群組310中的至少一第一電極區塊311與第二電極群組320中的至少一第二電極區塊321。被覆蓋的第一電極區塊311于第二電極區塊321之間會形成互電容效應，信號線路將該互電容信號傳送至控制電路，由該控制電路計算判斷出該觸碰區域是位於何處位置。
需要說明的是，該第一電極區塊311、第二電極區塊321以及第一導線312是由透明導電材料製成，該透明導電材料可以選用的是氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)或者氧化銦鋅或鋁氧化鋅等類似透明導電材料；而第二導線支323也可以由選自上述的透明導電材料製成。導通部324由透明導電材料或金屬形成，採用透明導電材料可以避免可見，優選的是，該導通部324與該第一導線312的材質是一致的。
該第一電極區塊311、第二電極區塊321的形狀為幾何形狀，例如菱形、六邊形、八邊形、長方形、三角形等。
與上述實施例相比較而言，本發明的另一實施例也提供了一種觸控面板的電極結構，差異處僅在於上述構成佈設形成至基板表面的順序相反，即該第二導線支323設置於基板表面上，絕緣層330(絕緣片331)位於該第二導線支323的上方，該第一導線312橫跨於該絕緣層330(絕緣片331)。其他技術內容均相同，本領域的技術人員可以參照上述詳細的說明實現本實施例。而且同樣能夠實現上述技術效果。
優選地是，該第二導線支323採用金屬材料，例如銅、銀或鋁。由於金屬材料的連接能力強於ITO，因此第二導線支323的連接能力提高，即其與該絕緣片331的交接處不易發生斷裂，且金屬材料比ITO的導電性更優；又由於，第二軸向上是採用第二導線支323的設計，兩條第二導線支323之間通過該導通部324搭接且電性連接，因此，在電性連接該第二電極區塊321時無需一個整條的金屬導線，這樣可以降低對第二導線支323的可見度。更進一步的是，該第二導線支323沿第二軸向上的長度之和，即D1與D2之和，小於其分別與相鄰第二電極區塊321連接處之間相距的距離L。因此，可降低採用金屬材料製成的第二導線支323的可見度。
當然，根據實際的設計需要，每對第二導線支中的兩條相互獨立的第二導線支323的位置關係可調整為相互對齊或錯開。另，該第二導線支323的尺寸和/或位置也可以相應調整。需要說明的是，相鄰的兩個第二電極區塊321之間可以設置多對第二導線支323，且第二導線支323的數量越多，第二導線322整體的導電性和電連線性能就越好。若其中一對第二導線支323發生斷裂時，其他對第二導線支323仍然實現電性連接，使得第二電極群組320正常工作。
以下對在基板表面上製造觸控面板的電極結構300的方法進行說明，形成上述電極結構300，可以採用公知的蝕刻，濺鍍，或網印等技術。以下僅以蝕刻技術製作上述電極結構300進行說明。
首先，在一經過清洗的基板(圖未示)例如玻璃的一表面上形成一層導電薄膜(以氧化銦錫ITO透明導電層為例)然後使用網版印刷技術(screen printing)進行防蝕遮罩印刷(etching mask printing)的工藝。完成防蝕遮罩印刷工藝後，對該基板表面進行蝕刻，即在該基板的表面上形成彼此間隔的第一電極區塊311、第二電極區塊321，以及連接屬於同一第一電極群組310中相鄰兩個第一電極區塊311的第一導線312，使得同一第一電極群組310中的所有第一電極區塊311串接起來。同時，在每個第一導線312上形成一開孔341。
形成一導通部324的步驟，在每個開孔341中形成一導通部324，使該導通部324和相應第一導線312之間形成一閉合間隙342，用以使得該第一導線312與該導通部324相互間隔，並形成電性絕緣。優選的是，當導通部324和第一電極區塊311、第二電極區塊321和第一導線312由相同材料製成時，在上述蝕刻該電極區塊311、第二電極區塊321和第一導線312的同時，蝕刻出該閉合間隙314以形成導通部324，這樣可以減少制程步驟，提高效率。
然後形成一絕緣層330，該絕緣層330包括多個絕緣片331，即在該第一導線312上覆設一對絕緣片331，該絕緣片331採用的是透明絕緣材料製成。
在每一絕緣片331的上方形成一第二導線支323，即該絕緣片331分別地設置於第二導線支323與該第一導線312之間，每個第二導線支323的一端電性連接同一第二電極群組320中與之鄰近的第二電極區塊321，另一端電性連接於該導通部324，以使得同一組的第二電極區塊321串接起來。
當然，根據實際的設計需要，每對第二導線支中的兩條相互獨立的第二導線支323的位置關係可調整為相互對齊或錯開。另，該第二導線支323的尺寸和/或位置也可以相應調整。
當然製造該電極結構300的方法還包括在該電極結構300的周邊形成信號線路的步驟，其中該第一電極區塊311、第二電極區塊321分別連接該信號線路(圖未示)。
與上述實施例相比較而言，本發明的另一實施例也提供了一種電容式觸控板的電極結構300的製造方法，差異處僅在於上述構成佈設形成至基板表面的順序相反，即該第二導線支323先形成於基板表面上，該絕緣層330(絕緣片331)形成於該第二導線支323的上方，再形成該第一電極區塊311、第二電極區塊321以及該第一導線312，且該第一導線312橫跨於該絕緣層330(絕緣片331)。其他技術內容和技術特徵均實質相同，本領域的技術人員可以參照上述詳細的說明實現本實施例。
同時，本發明還提供了一種具有上述電極結構300的觸控面板，其包括有一基板(圖未示)例如玻璃，以及如上所述的電極結構300，用以產生觸摸感應信號；以及一控制器(圖未示)，用以接收並處理所述觸摸感應信號。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
300‧‧‧觸控面板的電極結構
310‧‧‧第一電極群組
311‧‧‧第一電極區塊
312‧‧‧第一導線
320‧‧‧第二電極群組
321‧‧‧第二電極區塊
322‧‧‧第二導線
323‧‧‧第二導線支
324‧‧‧導通部
330‧‧‧絕緣層
331‧‧‧絕緣片
341‧‧‧開孔
342‧‧‧閉合間隙
圖1繪示了本發明的觸控面板的電極結構的示意圖。
圖2繪示了第1圖中A部分的放大圖。
300．．．觸控面板的電極結構
310．．．第一電極群組
311．．．第一電極區塊
320．．．第二電極群組
321．．．第二電極區塊
322．．．第二導線
323．．．第二導線支
324．．．導通部
330．．．絕緣層
331．．．絕緣片
Claims (21)
- 一種觸控面板的電極結構，包含：複數個彼此間隔的第一電極區塊和第二電極區塊設置於一基板表面；複數個用以連接相鄰所述第一電極區塊的第一導線；以及複數個用以連接相鄰所述第二電極區塊的第二導線；其中，每個所述第二導線包括至少一導通部和至少一對第二導線支，且每對所述第二導線支設置於所述導通部兩側用以連接所述導通部與相鄰所述第二電極區塊；所述第一導線與所述第二導線交叉設置且相互絕緣；其中所述導通部與所述第一導線相互間隔且電性絕緣；其中每個所述第一導線設有一開孔，每個所述導通部設置於每個所述開孔內，且在所述導通部與對應的所述第一導線之間形成一閉合間隙。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中所述第一導線與所述第二導線支之間設置一絕緣層。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板的電極結構，其中所述絕緣層包括複數個絕緣片。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中所述第一電極區塊和所述第二電極區塊由透明導電材料製成。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中所述導通部由透明導電材料或金屬製成。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中所述第二導線支由透明導電材料或金屬製成。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板的電極結構，其中所述透明導電材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或鋁氧化鋅。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板的電極結構，其中所述透明導電材料為氧化銦錫、氧化銦鋅或鋁氧化鋅。
- 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板的電極結構，其中所述金屬為鋁、銅或銀。
- 如申請專利範圍第6項所述之觸控面板的電極結構，其中所述金屬為鋁、銅或銀。
- 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板的電極結構，其中所述絕緣層由透明絕緣材料製成。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中還包括有信號傳輸線路，連接至所述第一電極區塊和所述第二電極區塊。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板的電極結構，其中所述第一導線設置於所述基板表面。
- 如申請專利範圍第2項所述之觸控面板的電極結構，其中所述第二導線支設置於所述基板表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板的電極結構，其中每對所述第二導線支的長度小於兩個相鄰所述第二電極區塊之間的距離。
- 一種觸控面板的電極結構的製造方法，包含以下步驟：a)形成第一電極區塊、第二電極區塊以及第一導線，所述第一導線電性連接相鄰的第一電極區塊；b)形成導通部並在每個所述第一導線中形成一開孔，每個所述導通部設置於每個所述開孔內，且在所述導通部與對應的所述第一導線之間形成一閉合間隙，使所述導通部與所述第一導線相互絕緣；c)形成第二導線支於所述第一導線上，用以連接所述第二電極區塊與所述導通部。
- 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的電極結構的製造方法，還包括在所述第一導線與所述第二導線支之間形成一絕緣層的步驟。
- 如申請專利範圍第17項所述之觸控面板的電極結構的製造方法，其中所述絕緣層包括複數個絕緣片。
- 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的電極結構的製造方法，其中所述步驟a)與所述步驟b)同時完成。
- 如申請專利範圍第16項所述之觸控面板的電極結構的製造方法，還包括在所述電極結構的周邊形成信號線路的步驟，其中所述第一電極區塊和所述第二電極區塊分別連接所述信號線路。
- 一種觸控面板，其特徵在於，包括：如申請專利範圍第1項所述的觸控面板的電極結構，用以產生觸摸感應信號；以及控制 器，用以接收並處理所述觸摸感應信號。
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