TWI699599B

TWI699599B - 觸控結構及觸控顯示裝置

Info

Publication number: TWI699599B
Application number: TW108103403A
Authority: TW
Inventors: 陳彥華; 侯敦硯; 曾宜雯; 張國書
Original assignee: 大陸商業成科技（成都）有限公司; 大陸商業成光電（深圳）有限公司; 英特盛科技股份有限公司
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-29
Publication date: 2020-07-21
Also published as: CN109782953A; TW202028832A; CN109782953B

Abstract

一種觸控結構，其包括：感測電極，用於實現觸控感測操作；第一虛擬電極，與感測電極相鄰且絕緣間隔設置；以及第二虛擬電極，位於第一虛擬電極遠離感測電極的一側，且與第一虛擬電極絕緣間隔設置，第一虛擬電極的面積小於第二虛擬電極的面積；其中，感測電極、第一虛擬電極以及第二虛擬電極由同一導電層形成，導電層包括多條金屬線相互交錯構成的網格，部分金屬線開設有中斷點，感測電極及第一虛擬電極之間、第一虛擬電極及第二虛擬電極之間藉由中斷點得以絕緣間隔。還提供一種應用上述觸控結構的觸控顯示裝置。

Description

觸控結構及觸控顯示裝置

本發明涉及觸控技術領域，尤其涉及一種觸控結構及觸控顯示裝置。

習知，觸控結構包括複數感測電極，對於電容式觸控結構，感測電極的面積會影響到對應的電容值。當感測電極的材料為金屬網格(metal mesh)時，為了考慮整體視覺效果，避免感測電極過於太明顯或疊層時產生莫爾(morie)干涉，會在相鄰的感測電極之間保留部分金屬網格圖案作為虛擬電極。藉此，不僅能維持視覺整體性的效果，亦會讓電容訊號略增，改善線性度。

然，當存在靜電釋放(Electrostatic Discharge，ESD)現象時，在相鄰的虛擬電極及感測電極之間會瞬間形成極大放電電流，容易造成虛擬電極及感測電極之間短路，導致等效的感測電極的面積變大，觸控訊號異常。

本發明提供一種觸控結構，其包括：感測電極，用於實現觸控感測操作；第一虛擬電極，與所述感測電極相鄰且絕緣間隔設置；以及第二虛擬電極，位於所述第一虛擬電極遠離所述感測電極的一側，且與所述第一虛擬電極絕緣間隔設置，所述第一虛擬電極的面積小於所述第二虛擬電極的面積；其中，所述感測電極、所述第一虛擬電極以及所述第二虛擬電極由同一導電層形成，所述導電層包括多條金屬線相互交錯構成的網格，部分所述金屬線開設有中斷點，所述感測電極及所述第一虛擬電極之間、所述第一虛擬電極及所述第二虛擬電極之間藉由所述中斷點得以絕緣間隔。

本發明還提供一種觸控顯示裝置，其包括觸控面板以及設置於所述觸控面板一側的顯示面板，所述觸控面板包括蓋板以及設置於所述蓋板與所述顯示面板之間的上述的觸控結構。

本發明還提供一種觸控顯示裝置，其包括蓋板、設置於所述蓋板一側的顯示面板以及內嵌於所述顯示面板中的上述的觸控結構。

本發明的觸控結構及觸控顯示裝置，感測電極及第一虛擬電極之間、第一虛擬電極及第二虛擬電極之間藉由所述中斷點得以絕緣間隔，第一虛擬電極的面積小於第二虛擬電極的面積，當發生靜電釋放現象時，感測電極會先與面積較小的第一虛擬電極導通才會與面積較大的第二虛擬電極導通。藉此，提高了抗靜電能力。另，由於第一虛擬電極的面積較小，即使感測電極與第一虛擬電極導通，其對等效的感測電極的面積產生的影響亦非常小。藉此，可改善由於電極短路而引起的大電容效應。

100:觸控顯示裝置

101:顯示區

102:邊框區

10:觸控面板

11:蓋板

12:觸控結構

121:第一觸控結構

122:第二觸控結構

13:基板

D1:第一方向

D2:第二方向

30:感測電極串列

31:感測電極

32:連接部

40:虛擬電極區

41:虛擬電極組

411:第一虛擬電極

412:第二虛擬電極

50:金屬線

C:中斷點

D:距離

20:顯示面板

圖1為本發明一實施例的觸控顯示裝置的立體示意圖。

圖2為圖1沿剖面線II-II剖開的剖面圖。

圖3為本發明一實施例的觸控結構的平面示意圖。

圖4為圖3中IV處的放大圖。

圖5為本發明第二實施例的觸控結構的平面示意圖。

圖6為圖5中VI處的放大圖。

圖7為本發明第三實施例的觸控結構的平面示意圖。

圖8為圖7中VIII處的放大圖。

圖9為本發明第二實施例的觸控顯示裝置的剖面圖。

圖10為本發明第三實施例的觸控顯示裝置的剖面圖。

圖11為本發明第四實施例的觸控顯示裝置的剖面圖。

如圖1所示，觸控顯示裝置100定義有顯示區101以及圍繞顯示區101的邊框區102。觸控顯示裝置100可以為手機，亦可以為平板電腦、智慧穿戴設備(如智慧手錶)等。

如圖2所示，其為圖1沿剖面線II-II剖開的剖面圖。觸控顯示裝置100包括觸控面板10以及位於觸控面板10一側的顯示面板20。觸控面板10包括基板13、設置於基板13表面的觸控結構12以及位於觸控結構12遠離基板13一側的蓋板11。顯示面板20位於基板13遠離蓋板11的一側。顯示面板20、基板13以及觸控結構12對應顯示區101設置。

本實施例中，觸控顯示裝置100僅包括一層觸控結構12。觸控結構12可以形成單層自容式觸控感測結構或者單層互容式觸控感測結構。當蓋板 11上對應顯示區101的位置有導電物體(例如手指)觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，該電容感應訊號經處理，換算即可得到觸摸點的相對位置。

於一實施例中，蓋板11的材質為玻璃，如鈉玻璃、鋁矽酸玻璃、無鹼玻璃等。於其他實施例中，蓋板11的材質亦可以是透明塑膠，或者其它任何具有一定透光度的可以對與其貼合的結構起到保護作用的材料。

於一實施例中，基板13可以為玻璃。於另一實施例中，基板13亦可以為可撓柔性基板13，例如聚醯亞胺(Polyimide，PI)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate，PET)等。

於一實施例中，顯示面板20為液晶顯示面板。於另一實施例中，顯示面板20還可以為微型發光二極體(Light Emitting Diode，LED)顯示面板或有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示面板。

於一實施例中，對應邊框區102，蓋板11朝向顯示面板20的一側還設置有遮光層(圖未示)。遮光層可以為遮光油墨，其藉由印刷、噴塗或是濺鍍的方式形成在蓋板11上。其中，遮光油墨可以為環氧樹脂型(Epoxy Type)油墨、丙烯酸酯型(Acrylic Type)油墨、矽膠型(Silicon Type)油墨等。

於一實施例中，蓋板11及觸控結構12之間；顯示面板20及觸控面板10的基板13之間，均設置有透明絕緣膠層進行黏結。於一實施例中，透明絕緣膠層的材質可以為，但不限於，固態的光學透明膠(Optical Clear Adhesive，OCA)或液態光學透明膠(Liquid Optical Clear Adhesive，LOCA)等具有高透光率的膠黏劑，從而不會影響顯示效果。

如圖3所示，其為本發明一實施例的觸控結構12的平面示意圖。觸控結構12包括複數感測電極串列30及複數虛擬電極區40。

每一感測電極串列30包括複數用於實現觸控感測操作的感測電極31以及連接相鄰的二感測電極31的複數連接部32。每一感測電極串列30沿第一方向D1延伸，複數感測電極串列30沿第二方向D2間隔排佈。第一方向D1及第二方向D2交叉。

於一實施例中，第一方向D1與第二方向D2正交。於其他實施例中，第一方向D1亦可以與第二方向D2相交於非直角的其它角度。

如圖3所示，沿第二方向D2上，每相鄰的二感測電極串列30之間定義有一個虛擬電極區40，虛擬電極區40及感測電極串列30絕緣間隔設置。在形狀上，虛擬電極區40及感測電極串列30互補設置。即，所有的虛擬電極區40的表面面積與所有的感測電極串列30的表面面積之及等於觸控結構12的表面面積。

請繼續參閱圖3，沿第一方向D1上，虛擬電極區40包括複數間隔絕緣設置的虛擬電極組41。每一個虛擬電極組41位於相鄰的二感測電極串列30中的四個感測電極31以及二連接部32所圍成的區域。每個虛擬電極組41包括複數第一虛擬電極411及複數第二虛擬電極412。其中，第一虛擬電極411與感測電極串列30相鄰且絕緣間隔設置。第二虛擬電極412位於第一虛擬電極411遠離感測電極串列30的一側且與第一虛擬電極411絕緣間隔設置。第一虛擬電極411的面積小於第二虛擬電極412的面積。

如圖3所示，每一虛擬電極組41中包括四個第一虛擬電極411及四個第二虛擬電極412。其中，在一個第二虛擬電極412及一個感測電極串列 30之間僅設置有一個第一虛擬電極411。每一個第二虛擬電極412為五邊形。每一第一虛擬電極411沿第二虛擬電極412的輪廓延伸為長條狀。

請結合參閱圖3及圖4，感測電極串列30、第一虛擬電極411以及第二虛擬電極412由包括多條金屬線50相互交錯構成的網格的同一導電層形成。部分金屬線50開設有中斷點C。感測電極31及第一虛擬電極411之間；第一虛擬電極411及第二虛擬電極412之間，均藉由中斷點C得以絕緣間隔。於一實施例中，開設有中斷點C的金屬線50斷開的最小距離D可以為30微米-50微米。即，感測電極31及第一虛擬電極411之間、第一虛擬電極411及第二虛擬電極412之間的距離為30微米-50微米。

於一實施例中，金屬線50可以由銀、銅、金、鋁、鐵等導電金屬製成。於其他實施例中，金屬線50可以由金屬合金製成。

於一實施例中，感測電極串列30、第一虛擬電極411以及第二虛擬電極412可以藉由顯影蝕刻形成，亦可以藉由雷射蝕刻形成。

本實施例中，由於與感測電極串列30相鄰的虛擬電極區40對應的導電層被分割為複數第一虛擬電極411及複數第二虛擬電極412，且與感測電極串列30相鄰的第一虛擬電極411的面積小於第二虛擬電極412的面積。當發生靜電釋放現象時，感測電極串列30會先與面積較小的第一虛擬電極411導通才會與面積較大的第二虛擬電極412導通。藉此，提高了觸控結構12的抗靜電能力。另，由於第一虛擬電極411的面積較小，即使感測電極串列30與第一虛擬電極411導通，其對等效的感測電極的面積產生的影響亦非常小。藉此，可改善由於電極短路而引起的大電容效應。

請結合參閱圖5及圖6，於另一實施例中，在一個感測電極串列30及一個第二虛擬電極412之間設置有複數第一虛擬電極411，且複數第一虛擬電極411沿第二虛擬電極412的輪廓間隔排佈。每一第一虛擬電極411的面積相較於圖3所示的第一虛擬電極411的面積更小。藉此，當發生靜電釋放現象時，感測電極串列30會先與面積更小的第一虛擬電極411導通。由於第一虛擬電極411的面積更小，對等效的感測電極的面積產生的影響更小，進而對觸控訊號的影響亦非常小。

請結合參閱圖7及圖8，於再一實施例中，在一個感測電極串列30及一個第二虛擬電極412之間設置有複數第一虛擬電極411，且複數第一虛擬電極411沿垂直於第二虛擬電極412的輪廓的方向間隔排佈。藉此，在感測電極串列30及面積較大的第二虛擬電極412之間又增加一道絕緣防線，進一步改善靜電釋放現象對觸控訊號的影響。

如圖9所示，於另一實施例中，觸控顯示裝置100包括觸控面板10以及位於觸控面板10一側的顯示面板20。觸控面板10包括蓋板11、第一觸控結構121、基板13以及第二觸控結構122。其中，第一觸控結構121設置於基板13靠近蓋板11的表面，第二觸控結構122設置於基板13靠近顯示面板20的表面。第一觸控結構121可為圖3至圖8示出的任意一種觸控結構12，第二觸控結構122亦可為圖3至圖8示出的任意一種觸控結構12。

其中，第一觸控結構121及第二觸控結構122的區別在於，第一觸控結構121中的複數感測電極串列30及複數虛擬電極區40的延伸方向及第二觸控結構122中的複數感測電極串列30及複數虛擬電極區40的延伸方向垂直。第一觸控結構121中的複數感測電極串列30可以為觸控驅動電極，第二觸控結構 122中的複數感測電極串列30可以為觸控感應電極；或者第一觸控結構121中的複數感測電極串列30可以為觸控感應電極，第二觸控結構122中的複數感測電極串列30可以為觸控驅動電極。第一觸控結構121中的複數感測電極串列30與第二觸控結構122中的複數感測電極串列30形成互容式觸控感測結構。

當蓋板11上對應顯示區101的位置有導電物體(例如手指)觸摸時，對應於觸摸點附近的第一觸控結構121中的感測電極串列30與第二觸控結構122中的感測電極串列30之間的電容耦合將會受到影響，導致與互容相關的感應訊號(例如電壓值)發生變化，進而可計算出每一個觸摸點的座標。

如圖10所示，於另一實施例中，觸控顯示裝置100包括觸控面板10以及位於觸控面板10一側的顯示面板20。觸控面板10包括蓋板11以及設置於蓋板11靠近顯示面板20的表面的觸控結構12。即，本實施例中，觸控面板10為一體式觸控面板(One Glass Sloution，OGS)，且觸控顯示裝置100僅包括一層觸控結構12。觸控結構12可為圖3至圖8示出的任意一種觸控結構12。觸控結構12可以形成單層自容式觸控感測結構或者單層互容式觸控感測結構。當蓋板11上對應顯示區101的位置有導電物體(例如手指)觸摸時，該區域的電容感應訊號出現差異，該電容感應訊號經處理，換算即可得到觸摸點的相對位置。

如圖11所示，於另一實施例中，觸控顯示裝置100包括蓋板11、設置於蓋板11一側的顯示面板20以及內嵌於顯示面板20中的觸控結構12。即，本實施例中，觸控顯示裝置100採用In Cell觸控技術。觸控結構12可為圖3至圖8示出的任意一種觸控結構12。另，顯示面板20可以為液晶顯示面板、微型發光二極體(Light Emitting Diode，LED)顯示面板或有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示面板。例如，當顯示面板20為液晶顯示面板時，液晶顯示面板可包括陣列基板(圖未示)及彩色濾光片基板(圖未示)，觸控結構12可設置在陣列基板及彩色濾光片基板之間。

以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神及範圍。