TWI537805B - 單層電容式觸控面板 - Google Patents

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Description

單層電容式觸控面板
本發明為一種單層電容式觸控面板，係指一種用於電子裝置中作為輸入裝置的觸控面板。
單層電容式觸控面板為目前廣泛運用的輸入裝置之一，請參閱圖5所示，現有技術之單層電容式觸控面板係將感應層40設置於基板50之一側表面，其具有沿第一方向交錯設置之多個驅動電極行及接收電極行，且各驅動電極行及各接收電極行位於同一平面上。各驅動電極行中具有沿第二方向排列的多個驅動電極單元，如圖5所示為第一驅動電極單元T1至第五驅動電極單元T5，而各驅動電極行之相同的驅動電極單元連接至相同的接點，即各行之第一驅動電極單元T1均連接至相同的接點，而第二驅動電極單元T2均連接至相同的接點，以此類推；各接收電極行中具有沿第二方向排列的多個接收電極單元，如圖5所示為交錯排列的多個第一接收電極單元R1及多個第二接收電極單元R2，各第一接收電極單元R1相互電連接並連接至相同接點，各第二接收電極單元R2相互電連接並連接至相同接點，而相鄰的接收電極行距有不同的接收電極單元，如第一個接收電極行包含有多個第一接收電極單元R1及多個第二接收電極單元R2，第二個接收電極行包含有多個第三接收電極單元R3及多個第四接收電極單元R4。每個驅動電極單元對應兩個接收電極單元，以在有限的面積中提高解析度，如圖5所示，若一個驅動電極單元僅對應一個接收電極單元，則僅能提供5*8=40像素的解析度，但現有技術以一個驅動電極單元對應兩個接收電極單元，則在同樣面積中可提供5*16=80像素的解析度。
然而，雖然透過現有技術的結構可以提高解析度，但卻也相對增加了所需的接點數量，例如5*8=40像素下僅需13個接點，但5*16=80像素下則需要21個接點，進而增加了積體電路單元（IC）所需的接腳數量，接腳數量的增加將使得IC體積變大並提高IC的封裝成本，因此，現有技術仍具有其需改良之處。
有鑑於此，本發明係在相同面積及相同像素的前提下，有效減少接點的數量，而縮小IC體積且降低成本。
為達到上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為設計一種單層電容式觸控面板，係包含： 一基板； n 個電極組，係設置於該基板之一側表面上，第 x 個電極組包含有 i 個第 a 電極及複數個第 b x電極，各電極組之第 a 電極包含有第 a 1至第 a i電極，第 x 個之電極組包含有複數個第 b x1至第 b xj電極，各電極組包含有多個電極群，每個電極群中包含有一個第 a 電極行及一個第 b 電極行，該同一電極組的第 a 1至第 a i電極排列構成在該同一電極組下多個電極群的第 a 電極行，各該電極組之各電極群的第 b 電極行包含相同的多個第 b x1至第 b xj電極呈交錯排列，各電極群之第 a 電極行與第 b 電極行呈相鄰排列，各行之該任一第 a 電極分別對應一第 b x1至一第 b xj電極； 其中相同電極組之第 a 1至第 a i電極分別連接至不同的接點，相同電極組之第 b x1至第 b xj電極分別連接至不同的接點，相異電極組之第 b x1至第 b xj分別連接至不同的接點， n 為大於或等於2的正整數、 i 為大於或等於2的正整數、 j 為大於或等於2的正整數， x 介於1至 n 之間的任一正整數。
本發明的優點在於，透過各組中排列為至少兩行的第 a 電極及第 b x電極，並且相同組中設置重複的第 b x電極、相異組中設置重複的第 a 電極、又相異區域中設置不同的第 b x電極，以在相同面積下，維持相同的解析度，但卻能減少接點數，進而使得IC的接腳數量隨之減少，而達到縮小IC體積及降低封裝成本的功效。
進一步而言，本發明之單層電容式觸控面板，係包含： 一基板； 一感應層，設置於該基板之表面，該感應層包括多個區域沿一第一方向排列，每一區域包括： 一第一驅動電極單元與一第二驅動電極單元沿第二方向相鄰排列； 一第一接收電極單元與一第二接收電極單元，位在該第一驅動電極單元與該第二驅動電極單元之一側，用以與該第一驅動電極單元與該第二驅動電極單元耦合； 一第三驅動電極單元與一第四驅動電極單元沿該第二方向相鄰排列，該第一驅動電極單元與該第三驅動電極單元在該第一方向上的位置大致相同； 一第三接收電極單元與一第四接收電極單元沿該第一方向相鄰排列，位在該第三驅動電極單元與該第四驅動電極單元之一側，用以與該第三驅動電極單元與該第四驅動電極單元耦合； 該第一接收電極單元電連接該第三接收電極單元以形成一第一接收電極，該第二接收電極單元電連接該第四接收電極單元以形成一第二接收電極； 其中，各個該區域的該第一驅動電極單元係互相電連接以形成一第一驅動電極，各個該區域的該第二驅動電極單元係互相電連接以形成一第二驅動電極，各個該區域的該第三驅動電極單元係互相電連接以形成一第三驅動電極，各個該區域的該第四驅動電極單元係互相電連接以形成一第四驅動電極，各個該區域的該第一、第二、第三、第四驅動電極單元以及該第一、第二、第三、第四接收電極單元係位在同一平面。
本發明的優點在於，透過各區域中排列為兩行的驅動電極單元，且各區域中相同的驅動電極，並且相同區域中設置重複的接收電極、相異區域中設置重複的驅動電極、又相異區域中設置不同的接收電極，以在相同面積下，維持相同的解析度，但卻能減少接點數，進而使得IC上所需的接腳數量隨之減少，而達到縮小IC體積及降低封裝成本的功效。
以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。
請參閱圖1所示，本發明之單層電容式觸控面板包含一基板10及一感應層20，感應層20設置於該基板10之一側表面上，感應層20包含 n 個電極組，其中第 x 個電極組包含有 i 個第 a 電極及複數個第 b x電極，所述第 a 電極包含有第 a 1至第 a i電極，所述第 b x電極包含有複數個第 b x1至第 b xj電極，以圖1的第一組為例，第 a 電極分別為第 a 1至第 a 10電極，第 b x電極分別為第 b 11電極及第 b 12電極。各電極組包含有多個電極群，每個電極群中包含有一個第 a 電極行及一個第 b 電極行，各第 a 電極行中包含有複數個第 a 電極，各第 b 電極行中包含有兩個以上的第 b x1至第 b xj電極，各電極群21之第 a 電極行與第 b 電極行呈相鄰排列，如圖1所示，第 a 1至第 a 5電極排列於第一行，第二行包含複數個第 b 11電極及複數個第 b 12電極，且同一行之複數個第 b 11電極及複數個第 b 12電極呈交錯排列，第一行及第二行構成第一電極群21，而第 a 6至第 a 10電極排列於第三行，第四行包含複數個第 b 11電極及複數個第 b 12電極，且同一行之複數個第 b 11電極及複數個第 b 12電極呈交錯排列，第三行及第四行構成第二電極群22，而第一電極群21與第二電極群22組成一電極組，在各電極組之電極群中，第 a 1至第 a i電極排列構成在該同一電極組下多個電極群的第 a 電極行，如第一電極群21之第 a 電極行為第 a 1至第 a 5電極，第二電極群22之第 a 電極行則為第 a 6至第 a 10電極，但在各電極組之電極群中，各第 b 電極行包含相同的數種第 b x電極，如第一電極群21之第 b 電極行與第二電極群22之第 b 電極行均為複數個第 b 11電極及複數個第 b 12電極所組成。各行之該任一第 a 電極分別對應一第 b x1至一第 b xj電極，以圖1為例，在第一組中每個第 a 1至第 a 10電極均分別對應一個第 b 11電極及一個第 b 12電極。而各電極組之各電極群可呈相鄰設置，如圖1所示之第一電極組的第一電極群21與第二電極群22呈相鄰設置；或兩相鄰電極組之各電極群呈交錯排列，如圖2所示之第一電極組與第二電極組相鄰，故第一電極組的第一電極群21及第二電極群22，與第二電極組的第三電極群23及第四電極群24呈交錯排列，即第一電極群21、第三電極群23、第二電極群22、第四電極群24依序交錯設置。
其中相同電極組之第 a 1至第 a i電極分別連接至不同的接點，而相異組中的第 a 1至第 a i電極分別連接至相對應之第 a 1至第 a i接點，以圖1為例，各組的第 a 1電極均連接至一載板30上的一第一接點31、各組的第 a 2電極均連接至該載板30上的一第二接點32、各組的第 a 3電極均連接至該載板30上的一第三接點33、各組的第 a 4電極均連接至該載板30上的一第四接點34、各組的第 a 5電極均連接至該載板30上的一第五接點35，其餘第 a 電極的接法均依此類推。
又，相同電極組之第 b x1至第 b xj電極分別連接至不同的接點，相異電極組之第 b x1至第 b xj分別連接至不同的接點，以圖1為例，第一組中所有第 b 11電極均連接至該載板30上的一第六接點36，第一組中所有第 b 12電極均連接至該載板30上的一第七接點37，第 x 組中所有第 b x1電極均連接至該載板30上的一第 x1 接點38，而第 x 組中所有第 b x2電極均連接至該載板30上的一第 x2 接點39。
在一實施例中， n 為大於或等於2的正整數、 i 為大於或等於2的正整數、 j 為大於或等於2的正整數， x 為介於1至 n 之間的任一正整數。
如此，在維持相同面積下，將第 a 電極以兩行為單位重複排列，而將第 b 電極以一行為單位重複排列，若以80像素為例，第 a 電極為第 a 1至第 a 10電極，第 b 電極則為第 b 11至第 b 42電極，則以10*8=80即可獲得80像素的解析度，故接點數僅需18個(10+4*2=18)，而現有技術卻需21個接點才能達到相同解析度，因此本發明可有效降低接點的數量，尤其解析度越高接點減少數量越明顯，例如現有技術中若採36*6=216像素（各電極組將6個第a電極設置同一行，且各第a電極對應兩個第b x電極），需要42個接點，則依照本發明即為18*12=216（各電極組的第a電極數量增加至12個，並分別排列設置於兩行，且各第a電極對應兩個第b x電極）像素，僅需要30個接點。有效降低接點數量以減少IC上所需的接腳數，則IC的體積將可縮小，而IC的封裝成本也隨之下降。
在一實施例中，所述第 a 電極為驅動電極(即接受激勵信號)，第 b 電極相對應為接收電極，用以輸出感測結果；在另一實施例中，所述第 a 電極為接收電極，第 b 電極為驅動電極。
再者，對應於各第 a 電極之第b x1至第 b xj電極可呈順序設置，如圖3所示，以第一組為例，各行之第 b 11電極與第 b 12電極呈順序設置。
又，各行中相鄰之第 a 電極所對應之該行的第b x電極中，相鄰第b x電極可整合為單一電極，如此使得相鄰的第 a 電極具有共用的第 b x電極，而可簡化感應層20的圖案。如圖1所示，以第一組為例，第二行之第二個第 b x電極為第 b 12電極，其整合兩個電極合為單一電極，則同一個第 b 12電極同時對應到第 a 1及第 a 2電極。
本發明的精神，亦可以透過圖4及以下描述來了解，感應層20A包含有多個感應區21A，各感應區21A之中具有四個驅動電極單元 a 1、a 2、a 3、a 4與兩個接收電極 b 11、b 12，各電極組沿第一方向 y 排列，而各行之電極單元沿第二方向 z 排列，如驅動電極單元 a 1、a 2設於第一行並沿第二方向 z 排列，接收電極單元設於第二行並沿第二方向 z 排列，第一行及第二行沿第一方向 y 排列。第一接收電極 b 11具有相互電連接的第一接收電極單元及第三接收電極單元，第二接收電極 b 12具有相互電連接的第二接收電極單元及第四接收電極單元，第一接收電極單元與一第二接收電極單元位在該第一驅動電極單元 a 1與該第二驅動電極單元 a 2之一側，用以與該第一驅動電極單元 a 1及該第二驅動電極單元 a 2之間形成耦合電容；第三驅動電極單元 a 3與第四驅動電極單元 a 4的位置和該第一驅動電極單元 a 1與該第三驅動電極單元 a 3在該第一方向 y 上的位置大致相同；第三接收電極單元與第四接收電極單元位在該第三驅動電極單元 a 3與該第四驅動電極單元 a 4之一側，用以與該第三驅動電極單元 a 3與該第四驅動電極單元 a 4耦合。各接收電極單元可包含複數個子接收電極單元，則各驅動電極單元與複數個子接收電極單元之間形成耦合電容。熟習本項技術之人士，經由以上的說明當可以了解，在不同的實施例中，可以使用更多數量的驅動電極，而能達到如上述節省接點的效果。
各感應區21A的該第一驅動電極單元 a 1係互相電連接以形成一第一驅動電極，各感應區21A的該第二驅動電極單元 a 2係互相電連接以形成一第二驅動電極，各感應區21A的該第三驅動電極單元 a 3係互相電連接以形成一第三驅動電極，各感應區21A的該第四驅動電極單元 a 4係互相電連接以形成一第四驅動電極，各感應區21A的該第一、第二、第三、第四驅動電極單元以及該第一、第二、第三、第四接收電極單元係位在同一平面。
前述之實施例中所述之電極單元的數量僅為基本數量，所屬技術領域中具有通常知識者可依據前述之規則增加電極單元之數量，仍不脫離本發明的保護範圍。
以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內
10‧‧‧基板
20、20A‧‧‧感應層
21‧‧‧第一電極群
22‧‧‧第二電極群
23‧‧‧第三電極群
24‧‧‧第四電極群
21A‧‧‧感應區
30‧‧‧載板
31‧‧‧第一接點
32‧‧‧第二接點
33‧‧‧第三接點
34‧‧‧第四接點
35‧‧‧第五接點
36‧‧‧第六接點
37‧‧‧第七接點
38‧‧‧第x1接點
39‧‧‧第x2接點
40‧‧‧感應層
50‧‧‧基板
圖1為本發明之第一實施例之示意圖。 圖2為本發明之第二實施例之示意圖。 圖3為本發明之第三實施例之示意圖。 圖4為本發明一實施例之示意圖。 圖5為現有技術之示意圖。
10‧‧‧基板
20‧‧‧感應層
21‧‧‧第一電極群
22‧‧‧第二電極群
30‧‧‧載板
31‧‧‧第一接點
32‧‧‧第二接點
33‧‧‧第三接點
34‧‧‧第四接點
35‧‧‧第五接點
36‧‧‧第六接點
37‧‧‧第七接點
38‧‧‧第x1接點
39‧‧‧第x2接點

Claims (10)

  1. 一種單層電容式觸控面板，係包含：一基板；n個電極組，係設置於該基板之一側表面上，第x個電極組包含有i個第a電極及複數個第bx電極，各電極組之第a電極包含有第a1至第ai電極，第x個之電極組包含有複數個第bx1至第bxj電極，各電極組包含有多個電極群，每個電極群中包含有一個第a電極行及一個第b電極行，該同一電極組的第a1至第ai電極排列構成在該同一電極組下多個電極群的第a電極行，各該電極組之各電極群的第b電極行包含相同的多個第bx1至第bxj電極呈交錯排列，各電極群之第a電極行與第b電極行呈相鄰排列，各行之該任一第a電極分別對應一第bx1至一第bxj電極；其中各電極組之第a1至第ai電極分別連接至相對應之第a1至第ai接點，相同電極組之第bx1至第bxj電極分別連接至不同的接點，相異電極組之第bx1至第bxj電極分別連接至不同的接點，n為大於或等於2的正整數、i為大於或等於2的正整數、j為大於或等於2的正整數，x為介於1至n之間的任一正整數。
  2. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中各電極組中對應於同行中相鄰之第a電極所對應之第bx電極中，相鄰第bx電極整合為單一電極。
  3. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中對應於各第a電極之第bx1至第bxj電極呈順序設置。
  4. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中各電極組之各電極群呈相鄰設置。
  5. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中兩相鄰電極組之各電極群呈交錯排列。
  6. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中第a電極為驅動電極，第bx電極為接收電極。
  7. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中第a電極為接收電極，第bx電極為驅動電極。
  8. 如請求項1所述之單層電容式觸控面板，其中n組電極組呈並排設置。
  9. 一種單層電容式觸控面板，係包含：一基板；一感應層，設置於該基板之表面，該感應層包括多個區域沿一第一方向排列，每一區域包括：一第一驅動電極單元與一第二驅動電極單元沿第二方向相鄰排列；一第一接收電極單元與一第二接收電極單元，位在該第一驅動電極單元與該第二驅動電極單元之一側，用以與該第一驅動電極單元與該第二驅動電極單元耦合；一第三驅動電極單元與一第四驅動電極單元沿該第二方向相鄰排列，該第一驅動電極單元與該第三驅動電極單元在該第一方向上的位置大致相同；一第三接收電極單元與一第四接收電極單元沿該第一方向相鄰排列，位在該第三驅動電極單元與該第四驅動電極單元之一側，用以與該第三驅動電極單元與該第四驅動電極單元耦合；該第一接收電極單元電連接該第三接收電極單元以形成一第一接收電極，該第二接收電極單元電連接該第四接收電極單元以形成一第二接收電極；其中，各個該區域的該第一驅動電極單元係互相電連接以形成一第一驅動電極，各個該區域的該第二驅動電極單元係互相電連接以形成一第二驅動電極，各個該區域的該第三驅動電極單元係互相電連接以形成一第三驅動電極， 各個該區域的該第四驅動電極單元係互相電連接以形成一第四驅動電極，各個該區域的該第一、第二、第三、第四驅動電極單元以及該第一、第二、第三、第四接收電極單元係位在同一平面。
  10. 如請求項9所述之單層電容式觸控面板，其中各接收電極單元包括複數個子電極，各接收電極單元之該複數個子電極被配置為分別對應一個驅動電極單元。
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