TWI505335B - 觸控感應電極結構 - Google Patents

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Description

觸控感應電極結構
本發明關於一種觸控感應電極結構，特別指應用在觸控面板的感應電極結構。
一般常見的觸控面板採用一層或兩層以上的電極層達成感測觸控位置的目的，習知技術已經提出多種各層的電極結構，如一種電容式觸控面板，利用電極感測使用者用手指接觸時的靜電產生的電容值變化，能夠藉由不同方向的電極感測到指尖接觸到觸控面板上的座標位置。
在電極結構的材料來看，可採用氧化銦錫(Indium Tin Oxides，ITO)等的透明導電膜，然而由於消費者對於大尺寸觸控面板的使用需求，目前亦有以金屬線作為電極結構設計，金屬線則可使用如金、銀、銅等材料。觸控面板將藉由以上材料形成的電極結構感應到電容與對應的電流變化量而達成接觸位置的感測。其中將由觸控時的電容耦合所引起不同方向的感應電極產生電壓變化而可檢測出觸控位置。
習知技術所揭露的電極結構如圖1所示，此例為中國專利公開案CN102262925(公開於2011/11/30)所載的技術，圖中顯示應用於觸控面板上的電極結構有兩層，分別為不同軸向的電極結構的第一電極層11與第二電極層12，而不同軸向的電極結構提供兩個方向(垂直與水平)的電極訊號。
圖1所示的電極結構由金屬細線製作，如圖所示，每一條金屬細線蜿蜒、轉折且相互交叉連接。根據該案的說明，每個電極層在每一個方向構成兩個以上的大格子，每個大格子由兩個以上的小格子組成，第一個大格子的邊的周圍形成與其他格子不連接的輔助圖形，小格子為最小的正方形，這些互相連通而有多個交點的金屬線電極結構主要目的是能夠確保感應觸控事件的精度，避免有斷線而影響感應不良的狀況。
前述第一電極層11與第二電極層中的大格子圖案為互補，因此相互疊加結合時不會有過多重疊的部份，相關的觸控面板經觸控時，可以在一定範圍內同時產生兩個方向的訊號，藉此定位出觸碰的位置。
圖2顯示為另一習知技術中應用於觸控面板上的電極結構，此例載於中華民國專利第I346297號(公告於2011/08/01)，所述的觸控面板顯示有一板片層2，板片層2上下表面分別具有不同方向的電極結構，如圖顯示相互正交的第一電極21與第二電極22，板片層2同時作為隔離兩層電極的隔板。
第一電極21與第二電極22同時連接有一控制器23，控制器23對電極組輸送電力，使得第一電極21與第二電極22之間形成一個電場，圖中顯示第一電極21與第二電極22的圖案為多個相互串接的格狀金屬細線，這些密佈於面板上的格狀的金屬細線能夠增加觸控面板的導電度。
如前述習知技術利用佈置相互連接的金屬細線形成網狀或格狀圖案的電極區塊，目的是能夠增加觸控面板的導電度，提供較高的精度，但網狀或格狀電極區塊所形成的觸控面板具有的透光率相當低，容易遮蔽顯示螢幕的影像，導致具有觸控功能的顯示裝置其顯示品質低落。此外，由於網狀或格狀電極區塊的圖案較為複雜，不但製程複雜，且需要使用較多的導電材料，造成製造成本高昂，而不具實施效益。
為了提高觸控面板的觸控靈敏度及精準度，同時又具有高透光率，本發明提供一種感應電極結構，然而，值得一提的是，本發明揭露書所揭示的感應電極結構實施例更能避免光干涉條紋的現象，且在製作成本上亦具有優勢。
本發明之感應電極結構包括多個第一電極列及多個第二電極列。其中，多個第一電極列係沿第一方向彼此間隔設置，第一電極列具有多個間隔設置且電性連接的第一電極區塊。多個第二電極列係沿第二方向彼此間隔設置且與該些第一電極列相互絕緣重疊，第二電極列具有多個間隔設置且電性連接的第二電極區塊。
上述之第一電極區塊及第二電極區塊皆具有多條沿第二方向間隔設置的第二導線及至少一條沿第一方向電性連接該些第二導線的第一導線。
根據實施例，第一電極列、第二電極列、第一導線及第二導線係相對於水平方向而傾斜設置。另外，第一電極列更具有多條第三導線，且第三導線係電性連接二相鄰之第一電極區塊的第一導線。而且，第二電極列更具有多條第四導線，且第四導線係電性連接二相鄰之第二電極區塊的第二導線。
再者，本發明之感應電極結構所使用的第一電極區塊及第二電極區塊可具有菱形或六邊形等幾何輪廓。
為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
11‧‧‧第一電極層
12‧‧‧第二電極層
21‧‧‧第一電極
22‧‧‧第二電極
2‧‧‧板片層
23‧‧‧控制器
D1,D2‧‧‧方向軸
X‧‧‧水平方向
310‧‧‧第一電極區塊
31‧‧‧第一電極列
3101‧‧‧第一導線
3102‧‧‧第二導線
3103‧‧‧第三導線
32‧‧‧第二電極列
320‧‧‧第二電極區塊
3201‧‧‧第一導線
3202‧‧‧第二導線
3203‧‧‧第四導線
40‧‧‧第一透明基板
41‧‧‧第一電極列
410‧‧‧第一電極區塊
4101‧‧‧第一導線
4102‧‧‧第二導線
4103‧‧‧第三導線
4104‧‧‧訊號線
42‧‧‧第二電極列
43‧‧‧第二透明基板
420‧‧‧第二電極區塊
4201‧‧‧第一導線
4202‧‧‧第二導線
4203‧‧‧第四導線
4204‧‧‧訊號線
45‧‧‧控制電路
50‧‧‧雙層金屬材質
501‧‧‧底層
502‧‧‧覆蓋層
圖1顯示為習知技術中應用於觸控面板上的電極結構之一；圖2顯示為習知技術中應用於觸控面板上的電極結構之二；圖3A顯示本發明觸控感應電極結構的第一電極列實施例示意圖；圖3B顯示本發明觸控感應電極結構的第二電極列實施例示意圖；圖4A顯示應用本發明之觸控面板內第一電極層實施例示意圖；圖4B顯示應用本發明之觸控面板內第二電極層實施例示意圖；圖4C顯示應用本發明之觸控面板內第一電極層重疊於第二電極層示意圖；圖5顯示本發明觸控感應電極結構之另一實施例示意圖。
本發明提出一種觸控感應電極結構，可應用於觸控面板，尤其可應用在中大尺寸的觸控面板上。實施例可參閱圖3A示意本發明觸控感應電極結構的第一電極列實施例示意圖，此例在第一電極列31的第一電極區塊310內的導線3101,3102方向可對應所示的方向軸D1,D2。根據實施態樣之一，D1(第一方向)與D2(第二方向)是非平行的方向，其中之一可為接近垂直的兩個方向。
如圖3A所示，第一電極列31具有多個間隔設置且電性連接的第一電極區塊310，其中第一電極區塊310具有多條沿第二方向(D2)間隔設置的第二導線3102及至少一條沿第一方向(D1)電性連接該些第二導線3102的第一導線3101。在此實施例中，該些第二導線3102係以平行方式間隔排列，惟本發明之保護範圍當不限定於此態樣。圖中顯示，第一電極列31更具有第三導線3103，且第三導線3103係電性連接二相鄰之 第一電極區塊310的第一導線3101，如此二相鄰之第一電極區塊310形成電性導通。另外，本發明的第一電極區塊310的最佳實施態樣為具有菱形或六邊形(圖中未見)之幾何輪廓。
接著再參考圖3B所示本發明觸控感應電極結構的第二電極列實施例示意圖。此圖顯示第二電極列32與第一電極列31的設置方向乃不同。
如圖3B所示，第二電極列32具有多個間隔設置且電性連接的第二電極區塊320，其中第二電極區塊320具有多條沿第二方向(D2)間隔設置的第二導線3202及至少一條沿第一方向(D1)電性連接該些第二導線3202的第一導線3201。在此須特別說明的是，由圖3A及圖3B可知，本發明觸控感應電極結構中的第一電極區塊310與第二電極區塊320的結構乃相同。圖中顯示，第二電極列32更具有第四導線3203，且第四導線3203係電性連接二相鄰之第二電極區塊320的第二導線3202，如此二相鄰之第二電極區塊320形成電性導通。另外，本發明的第二電極區塊320的最佳實施態樣為具有菱形或六邊形(圖中未見)之幾何輪廓。
圖4A~4C為應用本發明觸控感應電極結構之觸控面板的一較佳實施例。其中，圖4A顯示應用本發明之觸控面板內第一電極層實施例示意圖。圖中顯示觸控面板的第一電極層包括多個第一電極列41係沿第一方向(D1)彼此間隔設置在第一透明基板40上。第一電極列41具有多個間隔設置且電性連接的第一電極區塊410，其中第一電極區塊410具有多條沿第二方向(D2)間隔設置的第二導線4102及至少一條沿第一方向(D1)電性連接該些第二導線4102的第一導線4101。第一電極列41更具有多條第三導線4103，且第三導線4103係電性連接二相鄰之第一電極區塊410的第一導線4101，如此二相鄰之第一電極區塊410形成電性導通。最後，各個第一電極列41透過訊號 線4104電性連接到控制電路45，由控制電路45對這些第一電極列41供電並偵測觸控事件發生時的訊號。
值得說明的是，於此實施例中第一電極列41、第一導線4101及第二導線4102皆相對於水平方向(X)而傾斜設置，傾斜角度大致為30度~60度，藉此可抑制因觸控面板的導線與顯示器(圖中未見)的畫素電極的光干涉而引起的干涉條紋。
圖4B顯示應用本發明之觸控面板內第二電極層實施例示意圖。圖中顯示觸控面板的第二電極層包括多個第二電極列42係沿第二方向(D2)彼此間隔設置在第二透明基板43上。第二電極列42具有多個間隔設置且電性連接的第二電極區塊420，其中第二電極區塊420具有多條沿第二方向(D2)間隔設置的第二導線4202及至少一條沿第一方向(D1)電性連接該些第二導線4202的第一導線4201。在此須特別說明的是，由圖4A及圖4B可知，本發明觸控感應電極結構中的第一電極區塊410與第二電極區塊420的結構乃相同。圖中顯示，第二電極列42更具有多條第四導線4203，且第四導線4203係電性連接二相鄰之第二電極區塊420的第二導線4202，如此二相鄰之第二電極區塊420形成電性導通。最後，各個第二電極列42透過訊號線4204電性連接到控制電路45，由控制電路45對這些第二電極列42供電並偵測觸控事件發生時的訊號。
另外值得說明的是，於此實施例中第二電極列42、第一導線4201及第二導線4202皆相對於水平方向(X)而傾斜設置，傾斜角度大致為30度~60度，藉此可抑制因觸控面板的導線與顯示器(圖中未見)的畫素電極的光干涉而引起的干涉條紋。
圖4C顯示應用本發明之觸控面板內第一電極層重疊於第二電極層示意圖。如圖所示，多個第二電極列42與多個第一電極列41相互絕緣重疊，由於第一透明基板40及第二透明基板43本身具有絕緣效果，所以當觸控面板內第一電極層與第二電極層相互重疊，第二電極列42與第一電極列41之間便隔著第一 透明基板40或第二透明基板43而不會電性接觸，實質上第二電極列42與第一電極列41則彼此絕緣。比較圖1與圖4C，可知本發明觸控感應電極結構與習知技術電極結構相比，相對簡單，對於顯示器的影像遮蔽面積相對地少，所以具有高透光率。
圖5顯示本發明觸控感應電極結構之另一實施例示意圖。本發明觸控感應電極結構之第一導線及第二導線可以由透明導電材質(如氧化銦錫)或單層金屬材質(如銅、金、銀、鉻、鎳、鋅、鋁、錫、鈦、銅鎳合金、銅鉻合金、銅鎳鉻合金等)所形成。如圖所示，第一導線及第二導線亦可以使用具有較佳抗蝕能力的雙層金屬材質50。雙層金屬材質50可以銅為底層501，且以銅鎳合金、銅鉻合金、銅鎳鉻合金的其中一種為覆蓋層502所形成。
是以，本發明觸控感應電極結構具有高透光率，且第一電極區塊與第二電極區塊具有菱形或六邊形之幾何輪廓，其觸控感應面積較大，所以具有高觸控靈敏度及精準度。此外，本發明所使用的製程步驟簡單，製造成本低，具有產業利用性。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，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。
41‧‧‧第一電極列
42‧‧‧第二電極列
45‧‧‧控制電路
410‧‧‧第一電極區塊
420‧‧‧第二電極區塊
4104‧‧‧訊號線
4204‧‧‧訊號線

Claims (7)

  1. 一種觸控感應電極結構，包括：多個第一電極列，係沿一第一方向彼此間隔設置，該第一電極列具有多個間隔設置且電性連接的第一電極區塊；多個第二電極列，係沿一第二方向彼此間隔設置且與該些第一電極列相互絕緣重疊，該第二電極列具有多個間隔設置且電性連接的第二電極區塊；以及其中該第一電極區塊及該第二電極區塊，係具有多條沿該第二方向間隔設置的第二導線及至少一條沿該第一方向電性連接該些第二導線的第一導線；且該第一電極列、該第二電極列、該第一導線及該第二導線係相對於水平方向而傾斜設置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感應電極結構，其中該第一電極列更具有多條第三導線，且該第三導線係電性連接二相鄰之第一電極區塊的第一導線。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感應電極結構，其中該第二電極列更具有多條第四導線，且該第四導線係電性連接二相鄰之第二電極區塊的第二導線。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感應電極結構，其中該第一電極區塊及該第二電極區塊具有菱形或六邊形之幾何輪廓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的觸控感應電極結構，其中該第一導線及該第二導線係由一透明導電材質或一單層金屬材質或一雙層金屬材質所形成。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控感應電極結構，其中該單層金屬材質係選擇自銅、金、銀、鉻、鎳、鋅、鋁、錫、鈦、銅鎳合金、銅鉻合金、銅鎳鉻合金的其中一種。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的觸控感應電極結構，其中該雙層金屬材質係以銅為底層，且以銅鎳合金、銅鉻合金、 銅鎳鉻合金的其中一種為覆蓋層所形成。
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