TWI499950B - 觸控面板圖案化電極層 - Google Patents

Description

觸控面板圖案化電極層

本發明是有關於一種導電材料圖案層設計方法，且特別是有關於一種觸控螢幕之導電材料圖案層設計方法。

隨著計算機及其他電子設備的流行與普及，以觸控感應系統輸入資料的手段越來越普遍。例如，自動取款機、個人數字助理、賭場遊戲機、手機，以及許多其他電子產品當中，都可以發現觸控感應系統的應用。

電容式觸控感應是觸控領域當中廣泛使用的技術。電容式觸控感應器主要分為兩種，即連續型態的電容式感應器與非連續型態(圖案化)的電容式感應器。在連續型態的電容式感應器當中，感應器內含一個導電薄膜，此導電薄膜可由四個角落電性觸發。用戶觸摸所引起的信號從角落傳輸到控制器，被解碼並翻譯成坐標。在典型的圖案化(Patterned)電容式觸控螢幕當中，感測器可能包括一個或一系列的平行導電條，由控制器所發出的激發信號自導電條的兩端進行觸發。然後，這些信號被解碼並轉換為座標。

觸控感測器可利用多個圖案感測器，例如圖案化的導電材料層(Conductive Material Layer)所製成的感測器來確定坐標，當圖案化的銦錫氧化物以合適的幾何模式進行設置，就能夠提供高精確度的位置資訊。

然而，倘若手指觸碰與觸控系統未共地，會引發特殊的觸控特性，也就是Low Ground Effect，在Low Ground Effect的狀況之下，倘若使用者大面積地觸碰觸控面板，被觸碰的中心位置的互電容值(Mutual Capacitance)反而沒有變化，這樣會造成觸控動作被誤判，降低了位置感測的正確性。

因此，本發明之一方面提供一種觸控面板圖案化電極層，能夠在手指與觸控系統未共地的狀況之下，提高觸控感測的敏銳度以及正確性，降低觸控動作誤判的機率。

依照本發明之一實施例，觸控面板圖案化電極層內含數個觸控感測單元，各個觸控感測單元含有一感測傳輸第一區塊、兩感測傳輸第二區塊、兩跨橋，以及複數個感測接收長條。兩感測傳輸第二區塊位於感測傳輸第一區塊之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊置於感測傳輸第二區塊之間，感測傳輸第一區塊與感測傳輸第二區塊之間存在空隙互不相連；兩跨橋連接感測傳輸第一區塊以及感測傳輸第二區塊；感測接收長條形成封閉區域圍繞感測傳輸第一區塊，跨橋則橫跨感測接收長條其中之二。

依照本發明之另一實施例，觸控面板圖案化電極層內含複數個觸控感測單元，各個觸控感測單元包含一感測傳輸第一區塊、兩感測傳輸第二區塊，以及複數個感測接收長條。兩感測傳輸第二區塊位於感測傳輸第一區塊之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊置於感測傳輸第二區塊之間，感測傳輸第一區塊與感測傳輸第二區塊之間互相連接；複數個感測接收長條形成封閉區域圍繞感測傳輸第一區塊，這些跨橋則橫跨感測接收長條其中之二。

以上實施例的觸控面板圖案化電極層，能夠改變觸控面板被觸碰時的電場分配之變異度，使面板在被大面積觸碰之下的互電容值改變量分布均勻，降低觸控動作誤判的機率發生，提高觸碰感測的敏銳度與正確性。

100a、100b、100c‧‧‧觸控面板圖案化電極層

101a、101b、101c‧‧‧觸控感測單元

103a、103b、103c‧‧‧感測傳輸第一區塊

105‧‧‧感測傳輸第二區塊

107、107a、107b‧‧‧感測接收長條

108‧‧‧封閉區域

109‧‧‧跨橋

111‧‧‧邊長

113a、113b、113c、113d‧‧‧欄

115‧‧‧空隙

117a、117b、117c、117d‧‧‧列

200a、200b‧‧‧觸控面板圖案化電極層

201a、201b‧‧‧觸控感測單元

203a、203b‧‧‧感測傳輸第一區塊

205a、205b‧‧‧感測傳輸第二區塊

207、207a、207b‧‧‧感測接收長條

208‧‧‧封閉區域

209‧‧‧跨橋

213a、213b、213c、213d‧‧‧欄

第1A圖至第1C圖係繪示本發明第一、第二以及第三實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。

第2A圖至第2D圖係繪示本發明第四至第七實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。

以下實施例的觸控面板圖案化電極層，能夠改變觸控面板被觸碰時的電場分配之變異度，使觸控面板在被大面積觸碰時，互電容值改變量分布能夠均勻，降低觸控動作誤判的機率發生，提高觸碰感測的敏銳度與正確性。

第1A圖係繪示本發明第一實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層100a內含數個觸控感測單元101a，各個觸控感測單元101a含有感測傳輸第一區塊103a、感測傳輸第二區塊105，以及跨橋109，這些元件構成傳輸通道(Transceiver)，來傳輸觸控信號。兩感測傳輸第二區塊105分別位於感測傳輸第一區塊103a之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊103a置於感測傳輸第二區塊105之間，此感測傳輸第一區塊103a與感測傳輸第二區塊105之間存在空隙互不相連，必須靠跨橋109將之相連。因此，跨橋109連接感測傳輸第一區塊103a以及感測傳輸第二區塊105。

觸控感測單元101a更具有感測接收長條107(含107a與107b)，作為接收通道(Receiver)來接收觸控信號，這些感測接收長條107形成封閉區域108，將感測傳輸第一區塊103a圍繞在內，跨橋109則橫跨這些感測接收長條107其中之二，也就是感測接收長條107a。在此一實施例當中，感測接收長條107排列成井字型，同一欄113a(或是113b、113c、113d)上的感測接收長條107b之間由空隙115隔開，同一欄上的觸控感測單元101a屬於同一個傳輸通道，同一列117a(或是117b、117c、117d)上的感測接收長條107a則彼此相連。在此一實施例當中，將豎條定義為欄，將橫條定義為列，但在實際實施上也可以調換過來，不以此一實施例之定義為限。

感測傳輸第一區塊103a、感測傳輸第二區塊105， 以及感測接收長條107之邊緣因蝕刻而留下鋸齒狀的蝕刻痕，這些鋸齒狀的蝕刻痕可以避免雜光影響觸控感測的正確性。感測傳輸第一區塊103a、感測傳輸第二區塊105，以及感測接收長條107的材質可為氧化銦錫(Indium Tin Oxide；透明電極)。各個觸控感測單元101a之邊長111介於5公釐至10公釐之間，大約小於人類一個手指的寬度，整個觸控感測單元101a可呈正方形或是矩形。

第1B圖係繪示本發明第二實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層100b內含數個觸控感測單元101b，各個觸控感測單元101b含有感測傳輸第一區塊103b、感測傳輸第二區塊105、跨橋109，以及感測接收長條107。在此一實施例當中，感測傳輸第二區塊105、跨橋109，以及感測接收長條107的形狀、構造與材質均與第一實施例相同，僅僅感測傳輸第一區塊103b與第一實施例具有差異，其中，感測傳輸第一區塊103b中間被挖空(標號121)來減小導電面積，使電容值變小，減輕RC負載效應(RC loading)。在此第二實施例當中，中間挖空的感測傳輸第一區塊103b與實心的感測傳輸第一區塊103a係交替地排列。

第1C圖係繪示本發明第三實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。在此第三實施例當中，觸控面板圖案化電極層100c同樣內含數個觸控感測單元101c，此第三實施例的觸控感測單元101c與第二實施例當中的觸控感測單元101b近似，但此第三實施例的感測傳輸第一區塊103c內部 多了兩個冗餘襯墊119，設置於被挖空的區域121當中，這些冗餘襯墊119係浮接(Floating)，來進一步加強電氣特性。當挖空的區域121的面積過大，就需要設置冗餘襯墊119來使空隙減小，減少陰影的產生，使人眼不易感覺到陰影，改善影像品質。

第2A圖係繪示本發明第四實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層200a含有數個觸控感測單元201a，各個觸控感測單元201a內含感測傳輸第一區塊203、感測傳輸第二區塊205、跨橋209。感測傳輸第二區塊205位於感測傳輸第一區塊203之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊203置於感測傳輸第二區塊205之間，此感測傳輸第一區塊203與感測傳輸第二區塊205之間存在空隙互不相連。跨橋209連接感測傳輸第一區塊203以及感測傳輸第二區塊205。

觸控感測單元201更具有數個感測接收長條207(含數個感測接收長條207a、207b)，這些感測傳輸長條207排列呈口字型，形成一封閉區域208將感測傳輸第一區塊203圍繞在內，跨橋209則橫跨感測接收長條207其中之二；第二觸控感測單元211則不含感測接收長條207。由此第2圖可以看出，同一欄213a(或是213b、213c、213d)上的觸控感測單元201會串連排列。

第2B圖係繪示本發明第五實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層200b含有數個觸控感測單元201b，各個觸控感測單元201b同樣內含感測傳 輸第一區塊203b、感測傳輸第二區塊205b，但此一實施例的觸控感測單元201b不含跨橋。感測傳輸第二區塊205b位於感測傳輸第一區塊203b之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊203b置於感測傳輸第二區塊205b之間，此感測傳輸第一區塊203b與感測傳輸第二區塊205b之間互相連接，一體行成。

觸控感測單元201b更具有數個感測接收長條207(含數個感測接收長條207a、207b)，這些感測傳輸長條207排列呈口字型，形成一封閉區域208將感測傳輸第一區塊203b圍繞在內。由此第2圖可以看出，同一欄213a(或是213b、213c、213d)上的觸控感測單元201會串連排列。

第2C圖係繪示本發明第六實施例觸控面板圖案化電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層200c含有數個觸控感測單元201c，各個觸控感測單元201c同樣內含感測傳輸第一區塊203c、感測傳輸第二區塊205a、跨橋209，以及感測接收長條207(包括207a與207b)。感測傳輸第二區塊205a位於感測傳輸第一區塊203c之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊203c置於感測傳輸第二區塊205a之間，此感測傳輸第一區塊203c與感測傳輸第二區塊205a之間依靠跨橋209互相連接。與先前的實施例不同之處在於，此一實施例的感測傳輸第一區塊203c中間被挖空(標號221)來減小導電面積，使電容值變小，減輕RC負載效應(RC loading)。

第2D圖係繪示本發明第七實施例觸控面板圖案化 電極層之示意圖。觸控面板圖案化電極層200d含有數個觸控感測單元201d，各個觸控感測單元201d同樣內含感測傳輸第一區塊203d、感測傳輸第二區塊205a、跨橋209，以及感測接收長條207。感測傳輸第二區塊205a位於感測傳輸第一區塊203d之相對兩側，而將感測傳輸第一區塊203d置於感測傳輸第二區塊205a之間，此感測傳輸第一區塊203d與感測傳輸第二區塊205a之間依靠跨橋209互相連接。感測傳輸第一區塊203d中間被挖空(標號221)，兩個冗餘襯墊219設置於被挖空的區域221當中，這些冗餘襯墊219係浮接(Floating)，來進一步加強電氣特性。

由以下表一、表二可以看出，與先前技術相較，採用了本發明實施例之觸控面板圖案化電極層以後，被觸碰部位的中心位置電容值差異會增加，在6V的工作電壓之下，被觸碰部位的中心位置IIR value(類比數位轉換計算數值；Control IC ADC calculation value)也會由0增加至24以上，有效地改善了觸控感測的正確性與可靠度。

以上實施例的觸控面板圖案化電極層，能夠改變觸控面板被觸碰時的電場分配之變異度，使觸控面板在被大面積觸碰時，互電容值改變量分布能夠均勻，降低觸控動作誤判的機率發生，提高觸碰感測的敏銳度與正確性。

100a‧‧‧觸控面板圖案化電極層

101a‧‧‧觸控感測單元

103a‧‧‧感測傳輸第一區塊

105‧‧‧感測傳輸第二區塊

107、107a、107b‧‧‧感測接收長條

108‧‧‧封閉區域

109‧‧‧跨橋

111‧‧‧邊長

113a、113b、113c、113d‧‧‧欄

115‧‧‧空隙

117a、117b、117c、117d‧‧‧列

Claims (15)

1. 一種觸控面板圖案化電極層，包含：複數個觸控感測單元，各個觸控感測單元包含：一感測傳輸第一區塊；兩感測傳輸第二區塊，位於該感測傳輸第一區塊之相對兩側，而將該感測傳輸第一區塊置於該些感測傳輸第二區塊之間，該感測傳輸第一區塊與該些感測傳輸第二區塊之間存在空隙互不相連；兩跨橋，連接該感測傳輸第一區塊以及該些感測傳輸第二區塊；以及複數個感測接收長條，形成封閉區域圍繞該感測傳輸第一區塊，該些跨橋則橫跨該些感測接收長條其中之二。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該感測傳輸第一區塊、該些感測傳輸第二區塊，以及該些感測接收長條之邊緣呈現鋸齒狀。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該些感測傳輸長條排列呈口字型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該些感測傳輸長條排列呈井字型。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中一部分的該些感測傳輸第一區塊中間挖空。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板圖案化電極層，其中被挖空的區域內包含兩冗餘襯墊。
7. 如申請專利範圍第5項所述之觸控面板圖案化電極層，其中，中間挖空的該些感測傳輸第一區塊與實心的該些感測傳輸第一區塊係交替地排列。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該感測傳輸第一區塊、該些感測傳輸第二區塊，以及該些感測傳輸長條之材質為氧化銦錫。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板圖案化電極層，其中各個觸控感測單元之邊長介於5公釐至10公釐之間。
10. 一種觸控面板圖案化電極層，包含：複數個觸控感測單元，各個觸控感測單元包含：一感測傳輸第一區塊；兩感測傳輸第二區塊，位於該感測傳輸第一區塊之相對兩側，而將該感測傳輸第一區塊置於該些感測傳輸第二區塊之間，該感測傳輸第一區塊與該些感測傳輸第二區塊之間互相連接；以及複數個感測接收長條，形成封閉區域圍繞該感測傳輸第一區塊，該些跨橋則橫跨該些感測接收長條其中之
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該感測傳輸第一區塊、該些感測傳輸第二區塊，以及該些感測接收長條之邊緣呈現鋸齒狀。
12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該些感測傳輸長條排列呈口字型。
13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板圖案化電極層，其中該些感測傳輸長條排列呈井字型。
14. 如申請專利範圍第10項所述之觸控面板圖案化電極層，其中一部分的該些感測傳輸第一區塊中間挖空。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控面板圖案化電極層，其中被挖空的區域內包含兩冗餘襯墊。