TWI487280B - 電子裝置及其觸控面板 - Google Patents

Description

電子裝置及其觸控面板

本發明涉及一種電子裝置及其觸控面板，尤其涉及一種具有外部干擾防護的電子裝置及其觸控面板。

外部干擾訊號，包括靜電，由於其通常具有相當高準位的訊號值，因此對電子產品的傷害一直是不易解決的問題。正常操作的電子產品，例如一旦受到靜電放電(ESD)作用時，常會出現不穩定的現象或功能突然失常情形，輕者須重開機才能排除，重則因電子產品內的電子元件，不堪承受靜電的電壓或電流而損壞。然而欲使電子產品具外部干擾訊號防制能力，除了從半導體元件的防護外，更需從產品系統設計、防制技術等兩方面著手，才能發揮防護功能。

在觸控面板中，由於原本用以判讀的訊號值即為小訊號，若再加上靜電或其他干擾訊號的影響，將會大大降低觸控感應品質，而干擾訊號亦可能由於訊號過大而損毀電子零件。

有鑒於此，有必要提供一種具有外部干擾防護功能的電子裝置及其觸控面板。

一種電子裝置，其包含一殼體以及一設置於殼體中的觸控面板。觸控面板包含一觸控感應單元、一感應訊號傳遞電路、一外部訊 號引導電路、一保護單元以及一驅動控制單元。感應訊號傳遞電路係分別與觸控感應單元及驅動控制單元電性連接。外部訊號引導電路係設置於感應訊號傳遞電路及觸控感應單元外圍，並與驅動控制單元電性連接。保護單元係分別與外部訊號引導電路及一接地端電性連接。驅動控制單元至少輸出一切換訊號，並分別傳輸至感應訊號傳遞電路及外部訊號引導電路。外部訊號引導電路係接收一外部干擾訊號，並將其導引經由保護單元傳輸至接地端。

一種觸控面板，其包含一觸控感應單元、一感應訊號傳遞電路、一外部訊號引導電路、一保護單元以及一驅動控制單元。感應訊號傳遞電路係分別與觸控感應單元及驅動控制單元電性連接。外部訊號引導電路係設置於感應訊號傳遞電路及觸控感應單元外圍，並與驅動控制單元電性連接。保護單元係分別與外部訊號引導電路及一接地端電性連接。驅動控制單元至少輸出一切換訊號，並分別傳輸至感應訊號傳遞電路及外部訊號引導電路。外部訊號引導電路係接收一外部干擾訊號，並將其導引經由保護單元傳輸至接地端。

承上所述，本發明之電子裝置及其觸控面板係將影響觸控面板的外部干擾訊號藉由訊號引導電路導引至保護單元，再經由保護單元將其排除至接地端，以避免外部干擾訊號影響觸控面板的功能。

10‧‧‧電子裝置

11‧‧‧殼體

111‧‧‧上蓋

112‧‧‧下蓋

12‧‧‧觸控面板

121‧‧‧觸控感應單元

121a‧‧‧基板

121b、121d、121e‧‧‧導電薄膜

122‧‧‧訊號傳遞電路

122a‧‧‧電極

123‧‧‧訊號引導電路

124‧‧‧保護單元

125‧‧‧驅動控制單元

126‧‧‧接地端

圖1是本發明較佳實施例的電子裝置的示意圖。

圖2是本發明較佳實施例中的觸控面板的示意圖。

圖3A及圖3B是本發明較佳實施例中驅動控制單元輸出至訊號傳遞電路及訊號引導電路的訊號示意圖。

圖4為圖2中AA’線的剖面示意圖。

圖5A及圖5B為本發明較佳實施例中另一種觸控面板的結構示意圖。

以下將結合圖示以具體的實施例對本發明之電子裝置及其觸控面板作進一步地說明。

請參照圖1所示，依據本發明較佳實施例之一種電子裝置10，其包含一殼體11以及一設置於殼體中的觸控面板12。於本實施例中，電子裝置10例如係一具有觸控功能的行動通訊裝置，而殼體係由一上蓋110及一下蓋112結合而成，然其僅為舉例性而非為限制性，電子裝置10可為任何加載有觸控面板的電子裝置。

請再參照圖2所示，觸控面板12包括一觸控感應單元121、一訊號傳遞電路122、一訊號引導電路123、一保護單元124以及一驅動控制單元125。其中，觸控面板12可為電容式、電阻式、光學式或其他形式的觸控面板。

觸控感應單元121依照不同的觸控原理可包含至少一導電薄膜、一導電玻璃或一光學元件(例如紅外線收發器)。

訊號傳遞電路122係分別與觸控感應單元121及驅動控制單元125電性連接。訊號引導電路123係設置於訊號傳遞電路122及觸控感應單元121的外圍，並與驅動控制單元電性連接。在本實施例中，訊號傳遞電路122及訊號引導電路123係可為設置或形成在基板 上的印刷導電線路(printed circuit)。在本實施例中，訊號引導電路123的阻抗係小於等於訊號傳遞電路122的阻抗。

較佳者，訊號引導電路123的線寬係大於等於訊號傳遞電路122的線寬。訊號引導電路123的線寬越寬將可降低其阻抗，由於在電學上，電訊號會選擇經由阻抗低的路徑進行傳遞，因此大部分的外部干擾訊號較能輕易地由訊號引導電路123引導至保護單元124。另外，訊號引導電路123亦可選用較低阻抗的材料，以達到降低阻抗的目的。

其中，訊號傳遞電路122更包括複數個與觸控感應單元121接觸之電極122a。其詳細說明將於文後介紹。

保護單元124係分別與訊號引導電路123及一接地端126電性連接。保護單元124係可包括至少一高準位觸發元件，其係可為一過電壓保護元件。其中，過電壓保護元件例如係為一齊納二極體(zener diode)、一瞬態抑制二極體(transient voltage suppressor,TVS)、一變阻器(varistor)、或一多層變阻器(multilayer varistor)，該些元件將在電路上的訊號準位達到一定的準位時導通。

驅動控制單元125至少輸出一切換訊號，並分別傳輸至訊號傳遞電路122及訊號引導電路123。在本實施例中，切換訊號例如係為一充放電訊號，在一般狀況下，傳遞於訊號傳遞電路122以及訊號引導電路123上之切換訊號係分別如圖3A及圖3B所示，其係為相位、大小相近之切換訊號。如此一來，將可降低形成於訊號傳遞電路122及訊號引導電路123之間的電容效應，進而降低訊號傳遞電路122的電容負載。而電容負載降低也可同時減輕驅動控制 單元125的負荷，進而可節省電力消耗。

電子裝置10在使用時，如果靠近外部干擾訊號(例如靜電或是高準位電壓)，則外部干擾訊號將會經由殼體11的邊緣而進入電子裝置10。由於訊號引導電路123係位於訊號傳遞電路122及觸控感應單元121的外圍，亦即訊號引導電路123距離殼體11的邊緣最短，而電訊號會有走最短路徑的特性，因此大部分的外部干擾訊號會由訊號引導電路123所接收，並將其導引經由保護單元124而傳輸至接地端，藉此消除外部干擾訊號對電子裝置10造成功能影響。

由於外部干擾訊號一般而言係為準位較高的訊號，因此當該訊號被訊號引導電路123接收後，該訊號將會導通保護單元124，因此外部干擾訊號則會經由已導通的保護單元124而被導引至接地端126。

在本實施例中，觸控感應單元121係為電容式觸控感應單元，其結構特徵舉例如圖4、圖5A及圖5B所示。

圖4為一表面電容式觸控面板的示意圖，其係沿圖2中之AA’線的剖面圖。請同時參照圖2及圖4所示，表面電容式觸控面板包括一基板121a及一設置於基板121a上之導電薄膜121b。導電薄膜121b具有阻抗異向性(anisotropic impedance)，亦即，導電薄膜121b在兩個不同方向上具有不同的阻抗特性，以定義出一低阻抗方向及一高阻抗方向，其中低阻抗方向和高阻抗方向可互為垂直。在本實施例中，基板121a係可為玻璃或具撓性的基板。

導電薄膜121b包括一奈米碳管(carbon nanotube,CNT)薄膜，其 材質主要為奈米碳管。奈米碳管薄膜的製造方法係先於晶圓級基板上生長奈米碳管，接著，再以拉伸技術將一根根的奈米碳管逐一拉出。這些奈米碳管藉由凡得瓦力(van der Waals force)而得以前後端相連，形成大約定向、平行排列的導電結構。所形成的奈米碳管薄膜會在拉伸的方向具有最小的阻抗，而在垂直於拉伸方向具有最大的阻抗，因而形成阻抗異向性。最後再藉由一光固化膠將被拉出的奈米碳管固定於基板121a上，形成奈米碳管薄膜。

此外，請繼續參照圖2，本實施例中，電極122a係配置於導電薄膜121b的二個相對的側邊，且延著高阻抗方向排列。各電極122a輸入至導電薄膜121b或接收自導電薄膜121b的一訊號將主要地沿著低阻抗方向傳輸。

以下請參照圖5A及圖5B所示，其係本發明較佳實施例中，另一種觸控面板的觸控感應單元的結構示意圖。

圖5A為一投射電容式觸控面板的上視圖，其主要包含一第一導電薄膜121d及一第二導電薄膜121e，其分解圖如圖5B所示。其中，第一導電薄膜121d具有阻抗異向性。於圖5A中，第一導電薄膜121d具有一低阻抗方向，以及一高阻抗方向。在本實施例中，第一導電薄膜121d係為一奈米碳管薄膜，然而亦可使用其他具阻抗異向性之材質。

第二導電薄膜121e包含圖案化(patterned)之複數個導電結構，其大致上互為平行且互相分隔一預設距離。一般來說，第二導電薄膜121e之導電結構的導電方向係垂直於第一導電薄膜121d之最小電阻抗方向。在本實施例中，第二導電薄膜121e為圖案化之 氧化銦錫(ITO)薄膜，然而，也可以使用其他導電材質或者使用圖案化之阻抗異向性薄膜，例如CNT薄膜。

第一導電薄膜121d及第二導電薄膜121e之間包含一絕緣層(圖未顯示)，藉此，三者構成一電容結構。

設置於第一導電薄膜121d以及第二導電薄膜121e上的電極係可電性連接至相同的驅動控制單元，或是電性連接至不同的驅動控制單元。另外，訊號引導電路(圖中未顯示)的設置位置係與前述相同，其係設置於觸控感應單元及訊號傳遞電路的外圍。

綜上所述，本發明之電子裝置及其觸控面板係將於觸控感應單元及訊號傳遞電路的外圍設置訊號引導電路，並在訊號引導電路上提供與訊號傳遞電路上相似的切換訊號，以避免電容負載效應的產生。另外，影響觸控面板的外部干擾訊號因電訊號走最短路徑的特性使然，外部干擾訊號將藉由訊號引導電路而被導引至保護單元，再經由保護單元將其排除，以避免外部干擾訊號影響觸控面板的功能。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

12‧‧‧觸控面板

121‧‧‧觸控感應單元

122‧‧‧訊號傳遞電路

122a‧‧‧電極

123‧‧‧訊號引導電路

124‧‧‧保護單元

125‧‧‧驅動控制單元

126‧‧‧接地端

Claims (16)

1. 一種觸控面板，其具有一觸控感應單元、一訊號傳遞電路及一驅動控制單元，該觸控面板包含：一訊號引導電路，設置於該訊號傳遞電路及該觸控感應單元的周圍，並與該驅動控制電路電性連接；以及一保護單元，分別與該訊號引導電路及一接地端電性連接，其中，該訊號引導電路係接收一外部干擾訊號，並將該外部干擾訊號引導經由該保護單元傳輸至該接地端。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該外部干擾訊號係為一靜電或一高準位電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該保護單元係包括一高準位觸發元件。
4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該高準位觸發元件係為一過電壓保護元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控面板，其中該過電壓保護件元係為一齊納二極體、一瞬態抑制二極體、一變阻器、或一多層變阻器。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該訊號引導電路之阻抗小於等於該訊號傳遞電路之阻抗。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該訊號引導電路之線寬係大於等於該訊號傳遞電路之線寬。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該驅動控制單元至少輸出一切換訊號分別傳輸至該訊號傳遞電路及該訊號引導電路。
9. 一種電子裝置具有一殼體以及一設置於殼體中的觸控面板，該觸控面板 具有一觸控感應單元、一訊號傳遞電路及一驅動控制單元，該觸控面板包含：一訊號引導電路，設置於該訊號傳遞電路及該觸控感應單元的周圍；以及一保護單元，分別與該訊號引導電路及一接地端電性連接，其中，該訊號引導電路係接收一外部干擾訊號，並將該外部干擾訊號引導經由該保護單元傳輸至該接地端。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該外部干擾訊號係為一靜電或一高準位電壓。
11. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該保護單元係包括一高準位觸發元件。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該高準位觸發元件係為一過電壓保護元件。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中該過電壓保護元件係為一齊納二極體、一瞬態抑制二極體、一變阻器、或一多層變阻器。
14. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該訊號引導電路之阻抗小於等於該訊號傳遞電路之阻抗。
15. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該訊號引導電路線寬係大於等於該訊號傳遞電路之線寬。
16. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該驅動控制單元至少輸出一切換訊號分別傳輸至該訊號傳遞電路及該訊號引導電路。