TWI545488B - 電容式觸控面板 - Google Patents

Description

電容式觸控面板

本發明是有關於一種觸控技術，且特別是有關於一種電容式觸控面板。

手機、車用導航系統、可攜式電腦、電腦等具有觸控輸入功能的電子設備已被廣泛使用，而這些產品通常配有觸控面板。目前所常採用之觸控原理概可分為電阻式、電容式、紅外線感應式、電磁感應式、音波感應式等不同的技術原理。舉例來說，電容式觸控面板可具有透明的觸控陣列，觸控陣列可由複數個第一軸向電極以及複數個第二軸向電極所組成，而第一軸向電極可由位於與第二軸向電極同向排列的第一軸向導線引出。

一般而言，當第一軸向導線的配置位置與觸控陣列的配置位置距離較近時，第一軸向導線與相鄰的第二軸向電極之間容易發生串擾。在現有的電容式觸控面板的設計中，可透過在第一軸向電極與第一軸向導線之間設置地線，以屏蔽兩軸訊號。但實際中，地線的電性屏蔽效果并不佳，還容易與第一軸向導線電性導通發生短路。此外，第一軸向導線與地線之間用絕緣層絕緣，地線要跨越絕緣層的高度因而容易產生斷裂現象。

本發明實施例提供一種電容式觸控面板，包括一基板、一觸控陣列、一第一軸向導線以及至少一個邊緣虛設電極。觸控陣列設置於基板上，且觸控陣列包括複數個第一軸向電極以及複數個第二軸向電極，所述複數個第一軸向電極與所述複數個第二軸向電極係交錯設置且彼此電性絕緣。所述各個第一軸向電極可包括 複數個彼此連接的第一軸向電極片，所述各個第二軸向電極可包括複數個彼此連接的第二軸向電極片，第一軸向電極片以及第二軸向電極片呈矩陣排列。所述第一軸向導線設置於基板上，且第一軸向導線電性連接於各個第一軸向電極，並與第二軸向電極同向排列。第一軸向電極中與第一軸向導線直接相連的第一軸向電極片定義為邊緣第一軸向電極片，第二軸向電極中與第一軸向導線直接相鄰且同向排列的第二軸向電極片定義為邊緣第二軸向電極片。所述邊緣虛設電極具有本體部以及與本體部連接的屏蔽部，本體部設置於邊緣第一軸向電極片與邊緣第二軸向電極片之間。屏蔽部設置於第一軸向導線與邊緣第二軸向電極片之間，並與第一軸向導線同向排列，使第一軸向導線與邊緣第二軸向電極片之間透過邊緣虛設電極而電性屏蔽。

本發明實施例所提供的電容式觸控面板透邊緣虛設電極之屏蔽部，可使第一軸向導線與第二軸向電極之間透過邊緣虛設電極而達到良好的電性屏蔽效果。另一方面，省去兩軸訊號間地線的設計，不僅可以避免先前地線需跨越絕緣層的高度所造成的斷裂現象，還可以使基板上觸控陣列以外區域的尺寸得以減縮。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

1‧‧‧電容式觸控面板

11‧‧‧基板

12G‧‧‧通道

12‧‧‧觸控陣列

121‧‧‧第一軸向電極

121a‧‧‧第一軸向電極片

121a’‧‧‧邊緣第一軸向電極片

121b‧‧‧導電橋

121c‧‧‧絕緣層

121d‧‧‧導電端子

122‧‧‧第二軸向電極

122a‧‧‧第二軸向電極片

122a’‧‧‧邊緣第二軸向電極片

12a‧‧‧主體部

12b‧‧‧突出部

122b‧‧‧導線

13‧‧‧第一軸向導線

131‧‧‧連接墊

14‧‧‧邊緣虛設電極

14a‧‧‧本體部

14b‧‧‧屏蔽部

15‧‧‧中央虛設電極

第一軸向(例如X軸)

第二軸向(例如Y軸)

W1~W6‧‧‧寬度

圖1係本發明一實施例之電容式觸控面板的上視示意圖。

圖2A係本發明另一實施例之電容式觸控面板的局部上視示意圖。

圖2B係圖2A之電容式觸控面板沿A1-A1線的剖面示意圖。

圖2C係圖2A之電容式觸控面板沿A2-A2線的剖面示意圖。

圖3A係本發明另一實施例之電容式觸控面板的局部上視示意圖。

圖3B係圖3A之電容式觸控面板沿B1-B1線的剖面示意圖。

圖3C係圖3A之電容式觸控面板沿B2-B2線的剖面示意圖。

圖4A係本發明另一實施例之電容式觸控面板的局部上視示意圖。

圖4B係圖4A之電容式觸控面板沿C1-D1線的剖面示意圖。

圖4C係圖4A之電容式觸控面板沿C2-C2線的剖面示意圖。

〔電容式觸控面板之實施例〕

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

請合併參閱圖1、圖2A、圖2B以及圖2C，圖1係本發明一實施例之電容式觸控面板的上視示意圖，圖2A係本發明一實施例之電容式觸控面板的上視示意局部圖，圖2B係圖2A之電容式觸控面板沿A1-A1線的剖面示意圖，而圖2C係圖2A之電容式觸控面板沿A2-A2線的剖面示意圖。電容式觸控面板1包括基板11、觸控陣列12、第一軸向導線13以及複數個邊緣虛設電極14，其中觸控陣列12、第一軸向導線13以及複數個邊緣虛設電極14皆設置於基板11上。

基板11可為各種透明基板或不透明材質基板，不限於硬質基板或是可撓性基板，例如玻璃基板、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)基板、聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephtalate,PET)基板、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)基板、聚碸(Polysulfone,PES)基板或者其他環烯共聚物(cyclic olefin copolymer)基板等。基板11的種類是本技術領域具有通常知識者可依據實際需求而定，故本發明之實施例並不限制。

請合併參閱圖2A、圖2B以及圖2C。觸控陣列12設置於基板11上。觸控陣列12可包括複數個第一軸向電極121以及複數 個第二軸向電極122，複數個第一軸向電極121與複數個第二軸向電極122係交錯設置，且複數個第一軸向電極121與複數個第二軸向電極122彼此電性絕緣。各第一軸向電極121可包括複數個第一軸向電極片121a，第一軸向電極片121a沿第一軸向(例如X軸)分佈。各第二軸向電極122可包括複數個第二軸向電極片122a，第二軸向電極片122a沿第二軸向(例如Y軸)分佈，且複數個第一軸向電極片121a以及複數個第二軸向電極片122a呈矩陣排列。兩個相鄰的第二軸向電極片122a之間以導線122b連接，而兩個相鄰的第一軸向電極片121a分別置於導線122b的兩側邊，而以橫跨導線122b的導電橋121b而連接彼此，並以絕緣層121c保持導電橋121b與導線122b之間的電性絕緣。

在本實施例中，第一軸向電極片121a與第二軸向電極片122a可由透明導電材料所形成，所述透明導電材料例如為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide,CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide,HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)，但上述材料並非用以限制本發明。

第一軸向導線13設置於基板11上。第一軸向電極121中與第一軸向導線13直接相連的第一軸向電極片121a定義為邊緣第一軸向電極片121a’，第二軸向電極122中與第一軸向導線13直接相鄰且同向排列的第二軸向電極片122a定義為邊緣第二軸向電極片122a’。第一軸向導線13電性連接於觸控陣列12的各個第一軸向電極121，以將觸控陣列12與電容式觸控面板1外部的控 制器(圖未繪示)電性連接，電性訊號從而經由第一軸向導線13輸出或輸入各個第一軸向電極121。

此外，第一軸向導線13包括連接墊131。第一軸向導線13可經由複數個連接墊131電性連接於各個第一軸向電極121。其中第一軸向導線13的連接墊131是疊設於第一軸向電極121且與第一軸向電極121電性連接。第一軸向導線13的材料例如為鋁、銀、銅等金屬或者碳膠，第一第一軸向導線13可以透過電鍍或印刷等方法形成，但本發明並不僅以此為限。

複數個邊緣虛設電極14設置於基板11上。各邊緣虛設電極14具有本體部14a以及與本體部14a連接的屏蔽部14b，其中邊緣虛設電極14的本體部14a設置於邊緣第一軸向電極片121a’與邊緣第二軸向電極片122a’之間，用以電性隔絕邊緣第一軸向電極片121a’與邊緣第二軸向電極片122a’。邊緣虛設電極14的屏蔽部14b設置於第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間，並與第一軸向導線13同向排列，用以電性隔絕邊緣第二軸向電極片122a’與第一軸向導線13，使第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間透過複數個邊緣虛設電極14而電性屏蔽。藉此，邊緣虛設電極14可有效屏蔽第一軸向導線13與第二軸向電極122之間的信號串擾，以降低信號串擾對於整體電容式觸控面板1的影響。

如圖2A所示，在本實施例中，邊緣虛設電極14的本體部14a為沿第一軸向延伸的條狀，邊緣虛設電極14的屏蔽部14b為沿第二軸向延伸的條狀。邊緣虛設電極14的屏蔽部14b還可沿著邊緣第二軸向電極片122a’的邊緣沿伸而與相鄰的屏蔽部14b相連接，而每個屏蔽部14b的其中一端與一個本體部14a連接，以包圍第二軸向電極片122a’之與第一軸向導線13相鄰的一側。在其他實施例中，本體部14a、屏蔽部14b也可以為多邊形，也可以為不連續的多邊形組合。在各個邊緣虛設電極14中，屏蔽部14b在 第二軸向上的寬度W2大於本體部14a在第二軸向上的寬度W3，此外，屏蔽部14b在第一軸向上的寬度W1例如為0.1毫米至2毫米。邊緣虛設電極14與相鄰的邊緣第一軸向電極片121a’之間的距離例如小於或等於40微米，邊緣虛設電極14與相鄰的邊緣第二軸向電極片122a’之間的距離例如小於或等於40微米。

由此，邊緣虛設電極14的屏蔽部14b可沿第二軸向延伸並保持與觸控陣列12(包括第一軸向電極121以及第二軸向電極122)之間電性絕緣，且邊緣虛設電極14的屏蔽部14b保持與第一軸向導線13之間電性絕緣。詳細而言，邊緣虛設電極14沿著邊緣第一軸向電極片121a’以及邊緣第二軸向電極片122a’的邊緣設置而不需跨越各邊緣第一軸向電極片121a’、邊緣第二軸向電極片122a’或者第一軸向導線13，因此邊緣虛設電極14的配置不影響第一軸向導線13與觸控陣列12之電性連接，且邊緣虛設電極14的配置不受其餘導電線路(圖未繪示)配置的限制。同時，省去地線的設計，也可以避免先前地線需跨越絕緣層的高度所造成的斷裂現象。

在基板11上，相鄰的第一軸向電極121以及第二軸向電極122之間還存有通道12G，以暴露基板11的表面。換言之，第一軸向電極121以及第二軸向電極122可透過通道12G彼此電性絕緣。進一步的，電容式觸控面板1還可包括複數個中央虛設電極15，中央虛設電極15設置於基板11上且位於基板11的中央。中央虛設電極15沿著第一軸向電極片121a的邊緣以及第二軸向電極片122a的邊緣而填補於通道12G中間。中央虛設電極15與第一軸向電極121彼此電性絕緣，且中央虛設電極15與第二軸向電極122也彼此電性絕緣。中央虛設電極15使得第一軸向電極121與第二軸向電極122彼此相互絕緣，有效屏蔽兩者之間的信號串擾。另一方面，中央虛設電極15還用以在視覺上降低每一第一軸 向電極片121a、第二軸向電極片122a與通道12G之間之光穿透與光反射之對比，以減少觸控陣列12的光學可視性。

在本實施例中，中央虛設電極15為長條形狀，在其他實施例中，可為多邊形或其他多邊形組合。在設計上，中央虛設電極15與相鄰第一軸向電極片121a之間的距離例如小於或等於40微米，中央虛設電極15與相鄰第二軸向電極片122a之間的距離例如小於或等於40微米。

值得注意的是，第一軸向電極片121a、第二軸向電極片122a、邊緣虛設電極14以及中央虛設電極15可由同一製程完成。在本實施例中，第一軸向電極片121a(包括邊緣第一軸向電極片121a’)、第二軸向電極片122a(包括邊緣第二軸向電極片122a’)、邊緣虛設電極14以及中央虛設電極15可皆由透明導電材料所形成，所述透明導電材料例如為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鎘錫(cadmium tin oxide,CTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銦鋅錫(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化鋅(zinc oxide)、氧化鎘(cadmium oxide)、氧化鉿(hafnium oxide,HfO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,InGaZnO)、氧化銦鎵鋅鎂(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化銦鎵鎂(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化銦鎵鋁(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)，但上述材料並非用以限制本發明。

以上各元件之相對位置亦可視需要作多種變型，以下將說明本發明電容式觸控面板1之其它實施例。需先敘明，以下各實施例各元件未作說明的其它特性可與前述實施例相同，後續不再贅述。

〔電容式觸控面板之另一實施例〕

請一併參考圖3A、圖3B以及圖3C，圖3A係本發明另一實施例之電容式觸控面板的局部上視示意圖，圖3B係圖3A之電容 式觸控面板沿B1-B1線的剖面示意圖，而圖3C係圖3A之電容式觸控面板沿B2-B2線的剖面示意圖。本實施例的大致結構及連接關係與圖2A所示的實施例相同，不同之處在於，於本實施例中，邊緣第二軸向電極片122a’還包括相互連接的主體部12a和突出部12b，且突出部12b設置在主體部12a之與第一軸向導線13相鄰的一側，突出部12b在第二軸向的寬度小於主體部12a在第二軸向的寬度。

如圖3A所示，在本實施例中，邊緣第二軸向電極片122a’的突出部12b的形狀為三角形。其中一尖角朝向第一軸向導線13。於其他未繪示的實施例中，邊緣第二軸向電極片122a’的突出部12b可為多邊形、圓形等，且邊緣第二軸向電極片122a’的突出部12b的形狀可各不相同。

邊緣虛設電極14的屏蔽部14b沿著邊緣第二軸向電極片122a’之突出部12b的邊緣延伸，并包圍突出部12b。在本實施例中，邊緣虛設電極14的屏蔽部14b呈兩個相互對稱的三角形，在其他實施例中，可為半圓形、月牙形、多邊形等，並且W2的寬度大於W3的寬度。邊緣虛設電極14的屏蔽部14b沿著第二軸向延伸而用以電性隔絕邊緣第二軸向電極片122a’與第一軸向導線13。藉此，邊緣虛設電極14可有效屏蔽第一軸向導線13與第二軸向電極122之間的信號串擾，並且由於屏蔽部14b面積的擴大，電性屏蔽效果相對實施例2A而言也更佳。圖3A至圖3C中的其餘製程細節如前實施例2A所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。

〔電容式觸控面板之另一實施例〕

請一併參考圖4A、圖4B以及圖4C，圖4A係本發明另一實施例之電容式觸控面板的局部上視示意圖，圖4B係圖4A之電容式觸控面板沿C1-C1線的剖面示意圖，而圖4C係圖4A之電容式觸控面板沿C2-C2線的剖面示意圖。

本實施例的大致結構及連接關係與圖2A所示的實施例相同，不同之處在於，於本實施例中，各個邊緣第一軸向電極片121a’還具有導電端子121d，而第一軸向導線13可分別經由導電端子121d電性連接至邊緣第一軸向電極片121a’。導電端子121d沿著第二軸向延伸并設置於邊緣虛設電極14的屏蔽部14b與第一軸向導線13之間，使第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間透過導電端子121d而電性屏蔽。藉此，邊緣第一軸向電極片121a’的導電端子121d也可屏蔽第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間的信號串擾，使得電性屏蔽效果大大提高。

如圖4A所示，在本實施例中，邊緣第一軸向電極片121a’的導電端子121d的形狀為沿第二軸向延伸的長條矩形，而第一軸向導線13的連接墊131是疊設於導電端子121d以與邊緣第一軸向電極片121a’電性連接。於其他未繪示的實施例中，邊緣第一軸向電極片121a’的導電端子121d可為多邊形或其他多邊形組合。此外，導電端子121d在第二軸向上的寬度W5大於各個邊緣第一軸向電極片121a’在第二軸向上的寬度W6，各個導電端子121d在第一軸向上的寬度W4例如為0.1毫米至2.5毫米。

值得注意的是，邊緣第一軸向電極片121a’的導電端子121d與邊緣虛設電極14的屏蔽部14b之間相互隔開，因而邊緣第一軸向電極片121a’的導電端子121d與邊緣虛設電極14的屏蔽部14b保持電性絕緣。圖4A至圖4C中的其餘製程細節如前實施例2A所述，本技術領域具有通常知識者應可輕易推知其實施方式，在此不加贅述。

綜上所述，本發明實施例所提供的電容式觸控面板1透過邊緣虛設電極14之屏蔽部14b設置於第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間，並與第一軸向導線13同向排列，可使第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間透過邊緣虛設電 極14而電性屏蔽。此外，所述電容式觸控面板1還可透過邊緣第二軸向電極片122a’的設計而改變邊緣虛設電極14的形狀，邊緣虛設電極14從而對應於邊緣第二軸向電極片122a’的邊緣形狀而設置於第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間。藉此，所述電容式觸控面板1透過邊緣虛設電極14之屏蔽部14b，可使第一軸向導線13與邊緣第二軸向電極片122a’之間透過邊緣虛設電極14而達到良好的電性屏蔽效果。另一方面，省去兩軸訊號間地線的設計，不僅可以避免先前地線需跨越絕緣層的高度所造成的斷裂現象，還可以使基板上觸控陣列以外區域的尺寸得以減縮。於本發明一實施例中，第一軸向電極片121a、第二軸向電極片122a、邊緣虛設電極14以及中央虛設電極15可由同一製程完成，因此可減少工時及成本，且降低因多道製程所產生的失誤，並可大幅提高製程良率。

以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。

1‧‧‧電容式觸控面板

11‧‧‧基板

12‧‧‧觸控陣列

121‧‧‧第一軸向電極

121a‧‧‧第一軸向電極片

121a’‧‧‧邊緣第一軸向電極片

122‧‧‧第二軸向電極

122a‧‧‧第二軸向電極片

122a’‧‧‧邊緣第二軸向電極片

13‧‧‧第一軸向導線

14‧‧‧邊緣虛設電極

15‧‧‧中央虛設電極

第一軸向(例如X軸)

第二軸向(例如Y軸)

Claims (14)

1. 一種電容式觸控面板，包括：一基板；一觸控陣列，設置於該基板上，該觸控陣列包括複數個第一軸向電極以及複數個第二軸向電極，該些第一軸向電極與該些第二軸向電極係交錯設置且彼此電性絕緣；各該第一軸向電極包括複數個彼此連接的第一軸向電極片，各該第二軸向電極包括複數個彼此連接的第二軸向電極片，該些第一軸向電極片以及該些第二軸向電極片呈矩陣排列；一第一軸向導線，設置於該基板上，該第一軸向導線電性連接於各該第一軸向電極，並與該些第二軸向電極同向排列，其中該些第一軸向電極片中的至少一邊緣第一軸向電極片與該第一軸向導線直接相連，該些第二軸向電極片中的至少一邊緣第二軸向電極片與該第一軸向導線直接相鄰且同向排列；以及至少一邊緣虛設電極，該邊緣虛設電極具有一本體部以及與該本體部連接的一屏蔽部，該本體部設置於該邊緣第一軸向電極片與該邊緣第二軸向電極片之間，該屏蔽部設置於該第一軸向導線與該邊緣第二軸向電極片之間，並與該第一軸向導線同向排列，使該第一軸向導線與該邊緣第二軸向電極片之間透過該邊緣虛設電極而電性屏蔽。
2. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中各該第一軸向電極沿一第一軸向設置，而各該第二軸向電極沿一第二軸向設置。
3. 如請求項2所述之電容式觸控面板，其中該屏蔽部在該第二軸向上的寬度大於該本體部在該第二軸向上的寬度。
4. 如請求項3所述之電容式觸控面板，其中該屏蔽部在該第一軸向上的寬度為0.1毫米至2毫米之间。
5. 如請求項2所述之電容式觸控面板，其中該屏蔽部的形狀為條狀、多邊形或其他不連續的多邊形組合。
6. 如請求項1所述之電容式觸控面板，更包括至少一中央虛設電極，設置於該基板上且位於該基板的中央，其中該中央虛設電極沿著該些第一軸向電極片的邊緣以及該些第二軸向電極片的邊緣而設置，該中央虛設電極與該些第一軸向電極彼此電性絕緣，且該中央虛設電極與該些第二軸向電極也彼此電性絕緣。
7. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該邊緣第二軸向電極片包括相互連接的一主體部以及一突出部，該突出部設置在該主體部的與該第一軸向導線相鄰的一側。
8. 如請求項7所述之電容式觸控面板，其中該突出部在該第二軸向的寬度小於該主體部在該第二軸向的寬度。
9. 如請求項7所述之電容式觸控面板，其中該突出部的形狀為三角形、多邊形或圓形。
10. 如請求項7所述之電容式觸控面板，其中該屏蔽部沿著該邊緣第二軸向電極片之該突出部的邊緣延伸，並包圍該突出部。
11. 如請求項6所述之電容式觸控面板，其中該些第一軸向電極片、該些第二軸向電極片、該邊緣虛設電極以及該中央虛設電極是由同一製程完成。
12. 如請求項1所述之電容式觸控面板，其中該邊緣第一軸向電極片具有一導電端子，該第一軸向導線經由該導電端子電性連接至該邊緣第一軸向電極片，該導電端子沿著該第二軸向延伸并設置於該邊緣第二軸向電極之該屏蔽部與該第一軸向導線之間，使該第一軸向導線與該邊緣第二軸向電極片之間透過該導電端子而電性屏蔽。
13. 如請求項12所述之電容式觸控面板，其中該導電端子在該第二軸向上的寬度大於該邊緣第一軸向電極片在該第二軸向上的寬度。
14. 如請求項13所述之電容式觸控面板，其中該導電端子在該第一軸向上的寬度為0.1毫米至2.5毫米之間。