TWI749271B - 觸控面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種觸控面板，所述觸控面板具有基板、多個第一電極串列與第二電極串列。基板具有第一表面，所述多個第一電極串列與所述第二電極串列設置在第一表面上。這些第一電極串列間隔排列而定義出一觸控區。所述的多個第一電極串列分別沿一第一方向延伸。第二電極串列設置於第一表面。第二電極串列相鄰於觸控區的第一側邊

Description

觸控面板

本發明係關於一種觸控面板，特別是關於一種在觸控區邊緣設有獨立觸控線的觸控面板。

在現今的消費性電子產品市場，顯示器結合觸控功能已成為攜帶式電子產品主流發展之趨勢。觸控面板(touch panel)已應用於多種電子產品，例如智慧手錶、手機、平板電腦或是各種電腦螢幕。藉由觸控面板，使用者可直接用手指或觸控筆點選螢幕上顯示的圖示物件，從而提供了使用者與電子產品之間的人性化操作介面。特別是，除了使用點選操作之外，手勢(gesture)操作也是增加使用體驗的一項重要功能，例如從手機螢幕上下緣向螢幕內滑動可以呼叫選單，或者如從手機螢幕左右緣向螢幕內滑動可以更換頁面等。

然而，傳統的觸控面板在觸控區的邊緣常常會有感應不良的問題，讓使用者沒有辦法執行換頁或是讓使用者的滑動範圍受到侷限，而讓使用體驗變差。因此，業界需要改良傳統的觸控面板，讓觸控面板更準確地判斷使用者的手勢操作，從而更準確地執行對應的功能。

本發明提供了一種觸控面板，以克服以往觸控區的邊緣常發生感應不良的問題。

本發明的一實施例提供了一種觸控面板。觸控面板具有基板、多個第一電極串列與第二電極串列。基板具有第一表面。這些第一電極串列間隔排列而定義出一觸控區。所述的多個第一電極串列分別沿一第一方向延伸。第二電極串列設置於第一表面。第二電極串列相鄰於觸控區的第一側邊。

本發明的另一實施例提供了一種觸控面板。觸控面板具有基板、第一電極串列、第二電極串列、第三電極串列與控制電路。基板具有第一表面。所述的第一電極串列設置於第一表面。第一電極串列間隔排列。第一電極串列沿一第一方向延伸。這些第二電極串列設置於第一表面。這些第二電極串列沿第一方向延伸且彼此電性隔離。第一電極串列位於第二電極串列其中之一與第二電極串列其中之另一之間。第三電極串列設置於第一表面。第三電極串列間隔排列。第三電極串列沿一第二方向延伸。第二方向交錯於第一方向。每一第三電極串列交錯於每一第一電極串列。控制電路電性連接第一電極串列、第二電極串列與第三電極串列。控制電路用以於顯示時間區間提供顯示訊號給第一電極串列與第三電極串列，且控制電路用以於觸控偵測時間區間提供觸控訊號給第一電極串列、第二電極串列與第三電極串列。

如上述地，本發明提供了一種觸控面板。以其中一個實施例來說，顯示區旁邊係設置有第二電極串列，而拓寬了使用者的觸控範圍。其中，第二電極串列可以基於原有的製程一併形成，並不會增加太多額外的成本。而且，控制電路可以基於第二電極串列取得的資訊，有效地偵測到使用者的手指 或是觸控筆是否位於觸控範圍的邊緣或是相對於觸控範圍的邊緣而移動。藉此，克服了以往在觸控範圍邊緣感應不良的問題。

1、2、3、4、4’、4”、5、6:觸控面板

10、20、30、40、40’、40”、50、60:基板

12a、12b、12c、12d、22a、22b、22c、22d、32a、32b、32c、32d、42a、42b、42c、42d、42a’、42b’、42c’、42d’、42a”、42b”、42c”、42d”、52a、52b、52c、52d、62a、62b、62c、62d、62e、62f、62g、62h:第一電極串列

14、24a、24b、34a、34b、44a、44b、44a’、44b’、44a”、44b”、54a、54b、64a、64b:第二電極串列

442a、442b、442a’、442b’、444a、444b、444a’、444b’:觸控電極

36a、36b、36c、36d、36e、66a、66b、66c、66d:第三電極串列

38:第四電極串列

55a、55b:第五電極串列

19:控制電路

d1、d1’:距離

L:導線

LS1:第一走線部

LS2:第二走線部

P1:第一表面

Pd1:第一接墊

Pd2:第二接墊

PX:畫素區

S1:第一側邊

S2:第二側邊

S3:第三側邊

S4:第四側邊

TR1、TR2:觸控軌跡

W:連接部

Z2、Z3、Z4:區域

ZI:間隙區

ZL:發光區

ZT:觸控區

ZTS1:第一子觸控區

ZTS2:第二子觸控區

圖1A係繪示依據本發明一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖1B係繪示依據本發明一實施例之觸控軌跡示意圖。

圖2係繪示依據本發明另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖3係繪示依據本發明更一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖4A係繪示依據本發明再一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖4B係繪示依據本發明又一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖4C係繪示依據本發明又另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖5係繪示依據本發明又一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

圖6係繪示依據本發明又另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。

下文將進一步揭露本發明之特徵、目的及功能。然而，以下所述者，僅為本發明之實施例，當不能以之限制本發明之範圍，即但凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化及修飾，仍將不失為本發明之要意所在，亦不脫離本發明之精神和範圍，故應將視為本發明的進一步實施態樣。

請參照圖1A，圖1A係繪示依據本發明一實施例之觸控面板的俯視示意圖。觸控面板1具有基板10、第一電極串列12a~12d與第二電極串列14。需先說明的是，在此實施例中，係舉四個第一電極串列來做說明，但第一電極 串列的數量並不以此為限。另一方面，如圖面所示，第一電極串列12a~12d係以1×4(列數×行數)的方式排列，但實際上第一電極串列12a~12d的排列方式也可以是4×1或者是2×2，而不以圖式所繪示者為限。基板10例如為玻璃基板。第一電極串列12a~12d與第二電極串列14的材料例如為氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO)或氧化銦錫鋅(indium tin zinc oxide,ITZO)。

基板10具有第一表面P1。第一電極串列12a~12d與第二電極串列14設置於第一表面P1。第一電極串列12a~12d間隔排列而定義出一觸控區ZT。在此實施例中，係定義觸控區TZ環繞第一電極串列12a~12d。於實務上，觸控面板1例如設置於電子裝置中，觸控區ZT係重疊於至少部分的顯示區(active area,AA)。因此，使用者在經由顯示區看到影像的同時，可以經由觸控區ZT進行觸控而與設置有觸控面板1的電子裝置互動。在不同的實作方式上，第一電極串列12a~12d的不同部位可以被定義為不同的感應電極。配合不同的硬體配置，這些感應電極的感應電容可以被以自容(Self Capacitance)或是互容(Mutual Capacitance)進行計算應用。感應電容的相關結果能被用以判斷出使用者的觸控位置。第一電極串列12a~12d分別沿一第一方向延伸。在此實施例中，所述的第一方向例如為平行於圖面所示的Y軸方向。

第二電極串列14相鄰於觸控區ZT的第一側邊S1。第一電極串列12a~12d與第二電極串列14係分別透過連接部W而電性連接控制電路19。在一實施例中，第一電極串列12a~12d、第二電極串列14與各連接部W例如係以相同的材料經由同一道製程而形成。於實務上，連接部W的材料也可以是金屬，而與第一電極串列12a~12d和第二電極串列14分別經由不同的製程形成。

在一實施例中，控制電路19可以設置於基板10上。在另一實施例中，控制電路19係設置於基板10外。控制電路19例如用以致能第一電極串列12a~12d與第二電極串列14以進行觸控偵測，且控制電路用以依據第一電極串列12a~12d與第二電極串列14所對應的感應電容值或感應電壓值判斷使用者的觸控行為。在此實施例中，第二電極串列14係沿第一方向延伸。但於實務上，第二電極串列14也可以被設置於區域Z2、Z3、Z4，而相鄰於觸控區ZT的第二側邊S2、第三側邊S3或是第四側邊S4。藉由相鄰於觸控區ZT的第二電極串列14，當使用者的觸控軌跡延伸到第一側邊S1時，觸控軌跡可以延續到第二電極串列14的有效觸控範圍。

請一併參照圖1B，圖1B係繪示依據本發明一實施例之觸控軌跡示意圖。延續前述，以目前的軟體設計來說，手機的系統或是應用程式(application,app)常常會依據使用者於觸控區ZT的邊緣的不同觸控軌跡來執行換頁、場景切換或是呼叫選單等功能。舉例來說，當使用者觸按觸控區ZT的邊緣時，相當於呼叫出選單。而當使用者由觸控區ZT內部朝觸控區ZT外部滑動時，則是執行換頁。然而，當使用者觸按產生觸控軌跡TR1時，雖然觸控軌跡TR1位於觸控區域ZT的邊緣，但是觸控軌跡TR1離第一電極串列12a相對較遠，而使得第一電極串列12a的感應電容或是感應電壓無法精確地用來表達觸控軌跡TR1的位置，從而造成誤判。相仿地，當使用者由觸控區ZT內向外滑動產生觸控軌跡TR2以期換頁的時候，由於觸控軌跡TR2的起點離第一電極串列12a與第一電極串列12b相對較遠或是觸控軌跡TR2本身離第一電極串列12a與第一電極串列12b相對較遠，而使得第一電極串列12a的感應電容或是感應電壓無法精確地用 來表達使用者欲進行換頁的意圖。在上述情況下，系統或是應用程式有可能不會執行任何功能或是執行錯誤的功能(mal-function)。

相對地，由於觸控面板1設置有第二電極串列14，第二電極串列14可以用來偵測位於觸控區ZT邊緣或是觸控區ZT外的觸控軌跡TR1、TR2，而使得系統或是應用程式依然可以正常地作動。雖然目前的觸控面板致力於縮減邊框的面積，但是觸控面板在顯示區或是觸控區外多少還是會有一些額外的冗餘區域。基於這些冗餘區域，設置第二電極串列14於基板10實際上並不會浪費基板10的空間。

請接著參照圖2，圖2係繪示依據本發明另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。相較於觸控面板1，觸控面板2具有多個第二電極串列，在此以第二電極串列24a與第二電極串列24b示意。第二電極串列24b相鄰於觸控區ZT的一第二側邊S2。第一側邊S1與第二側邊S2為相對的兩側邊。第二電極串列24b沿第一方向延伸。在此實施例中，第二電極串列24a與第二電極串列24b分別位於觸控區ZT的左右(以圖面的方位而言)。藉此，提供系統與應用程式於顯示畫面兩相反邊緣的觸控支援。

請接著參照圖3，圖3係繪示依據本發明更一實施例之觸控面板的俯視示意圖。相較於前述實施例，觸控面板3更具有多個第三電極串列。在此係舉第三電極串列36a、36b、36c、36d、36e為例進行說明。第三電極串列36a~36e設置於第一表面P1。第三電極串列36a~36e於觸控區ZT中間隔排列。第三電極串列36a~36e沿一第二方向延伸。第二方向交錯於第一方向。在此實施例中，第二方向係為圖面中的X軸方向。然於實務上，第二方向並不必然正交於第一方向。第三電極串列36a~36e交錯於第一電極串列32a~32d。其中，第三電極36a~36e位 於觸控區ZT內。此外，在此實施例中，觸控面板3更具有一第四電極串列38。第四電極串列38設置於第一表面P1。第四電極串列38沿第二方向延伸。第四電極串列38相鄰於觸控區ZT的一第三側邊S3。第三側邊S3連接第一側邊S1。第四電極串列38與第二電極串列34a、34b電性隔離。藉此，更提供系統與應用程式於顯示畫面上方的觸控支援。

另一方面，第一電極串列32a~32d與第三電極串列36a~36e可以透過製程而佈設於不同構層。在一實施例中，第一電極串列32a~32d與第三電極串列36a~36e的交錯處(如圖中的畫素區PX)設置有有機發光材料。有機發光材料位於第一電極串列32a~32d與第三電極串列36a~36e之間。當控制電路39提供顯示訊號給第一電極串列32a~32d與第三電極串列36a~36e時，畫素區PX中的有機發光材料即可依據顯示訊號選擇性地發光。

請再參照圖4A、圖4B與圖4C，圖4A係繪示依據本發明再一實施例之觸控面板的俯視示意圖，圖4B係繪示依據本發明又一實施例之觸控面板的俯視示意圖，圖4C係繪示依據本發明又另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。圖4A至圖4C分別繪示出觸控面板4、4’、4”。與前述實施例不同的是，前述實施例中的第二電極串列係以一完整矩形繪示示意之，觸控面板4的第二電極串列44具有觸控電極442a、444a。觸控電極442a與444a之間具有距離d1。觸控電極442a與觸控電極444a彼此係以連接部W相連，而第二電極串列44係如前述地以連接部W電性連接控制電路(未繪示於圖4)。為簡要示意，觸控電極442a、444a係分別以矩形繪示示意，然於實務上，觸控電極442a、444a也可以是三角形、菱形、橢圓形、圓形、多邊形等其他的幾何形狀，而不以矩形為限。

再參照如圖4B，觸控面板4’的結構係大致上相仿於觸控面板4。不同之處在於，於觸控面板4’中，觸控電極442a’與444a’之間的距離d1’小於前述的距離d1。另一方面，第二電極串列44a’所對應的連接部W係突出於觸控電極442a’。於實務上，各觸控電極係可依據使用者的使用行為被配置於適當的位置，以在減少使用材料的情況下，保持觸控偵測的品質。各觸控電極的位置並不以圖式所繪示者為限。

再參照如圖4C，觸控面板4”的結構係大致上相仿於觸控面板4與觸控面板4’。不同之處在於，觸控面板4”的第二電極串列44a”、44b”被圖案化為多個觸控電極446”。觸控電極446”的大小形狀不同於前述的各觸控電極。於實務上，各觸控電極的形狀係可依據使用者的使用行為被調整，以在減少使用材料的情況下，保持觸控偵測的品質。各觸控電極的形狀並不以圖式所繪示者為限。

請接著參照圖5，圖5係繪示依據本發明又一實施例之觸控面板的俯視示意圖。觸控面板5的結構係大致上相仿於前述的觸控面板，不同的是，觸控面板5更具有第五電極串列55a、55b。第五電極串列55a、55b設置於第一表面P1。第五電極串列55a、55b沿第一方向延伸。第二電極串列54a位於第五電極串列55a與觸控區ZT之間。第二電極串列54b位於第五電極串列55b與觸控區ZT之間。從另一個角度來看，觸控面板5等同於在觸控區ZT的一側邊設置有多第二電極串列，以延伸觸控範圍。以觸控區ZT的第一側邊S1來說，第二電極串列54a與第五電極串列55a可用以提供兩個偵測值給控制電路(未繪示於圖5)，而使得控制電路可以依據多個偵測值做分段式的判斷，增加了邊緣觸控偵測機制的多樣性。

請再參照圖6，圖6係繪示依據本發明又另一實施例之觸控面板的俯視示意圖。在此實施例中，交錯的第三電極串列66a、66b、66c、66d與第一電極串列62a、62b、62c、62d定義出觸控區ZT。觸控區ZT定義有一第一子觸控區ZTS1與一第二子觸控區ZTS2。第一子觸控區ZTS1中與第二子觸控區ZTS2中定義有多個發光區ZL與多個間隙區ZI。間隙區ZI圍繞發光區ZL。從一個角度來說，觸控區ZT的各發光區ZL以外的部分皆可以被視作間隙區ZI。第一電極串列62a、62b、62c、62d分別位於第一子觸控區ZTS1中。且第三電極串列66a、66b分別位於第一子觸控區ZI中。第一電極串列62a、62b、62c、62d中的每一具有一連接部W。第二子觸控區ZTS2中的第一電極串列62e、62f、62g、62h的連接部W延伸進第一子觸控區ZTS1的其中一間隙區ZI中，第一電極串列62a、62b、62c、62d經由連接部W耦接控制電路(如圖1A，未繪示於圖6)。

觸控面板6更具有多條導線L與絕緣層。每一導線L耦接第一子觸控區ZTS1中的第三電極串列66a、66b的其中之一，且每一導線L耦接第二子觸控區ZTS2中的第三電極串列66c、66d的其中之一。更詳細地來說，每一導線L具有一第一走線部LS1與一第二走線部LS2。第一走線部LS1位於絕緣層上並耦接多個第一接墊Pd1的其中之一，第二走線部LS2位於絕緣層下並耦接多個第二接墊Pd2的其中之一。為避免圖面紊亂，絕緣層並未繪示於圖6中，而是以實線表示第一走線部LS1位於絕緣層上，並以虛線表示第二走線部LS2位於絕緣層下。

藉由圖6所示的實施例，雖然觸控面板的尺寸或解析度與控制電路的原始規格並不匹配，圖6所示的觸控面板6仍可搭配規格不相匹配的控制電路使用。舉例來說，以往顯示器的解析度為128×128時，即須搭配支援128×128的解析度的驅動電路。但是，解析度為64×256的顯示器即無法搭配支援128×128 的解析度的驅動電路。而圖6所示的觸控面板6藉由走線配置，即使解析度為64×256，仍可搭配支援128×128的解析度的驅動電路使用。從而使得廠商在生產具有不同解析度的顯示器，不需要再額外使用新的控制電路，大幅地降低了顯示器的生產成本。上述的各解析度數據僅為舉例示範，實際上並不以此為限。

基於前述的各實施例，本發明更提供了一種觸控面板。觸控面板具有基板、多個第一電極串列、多個第二電極串列、多個第三電極串列與控制電路。基板具有一第一表面。各第一電極串列設置於第一表面。這些第一電極串列間隔排列且這些第一電極串列沿一第一方向延伸。各第二電極串列設置於第一表面。這些第二電極串列沿第一方向延伸且彼此電性隔離。所述的各第一電極串列位於所述的多個第二電極串列其中之一與所述的多個第二電極串列其中之另一之間。各第三電極串列設置於第一表面。這些第三電極串列間隔排列。這些第三電極串列沿一第二方向延伸。第二方向交錯於第一方向。每一第三電極串列交錯於每一第一電極串列。控制電路電性連接這些第一電極串列、這些第二電極串列與這些第三電極串列。控制電路用以於一顯示時間區間提供一顯示訊號給所述的多個第一電極串列與所述的多個第三電極串列，且控制電路用以於一觸控偵測時間區間提供一觸控訊號給所述的多個第一電極串列、所述的多個第二電極串列與所述的多個第三電極串列。藉此，各第一電極串列除了可用以偵測觸控行為，更可欲以顯示影像，各第二電極串列則可延伸觸控範圍避免感應不良的問題發生於觸控區邊緣。在此實施例中，控制電路例如為觸控與顯示驅動整合電路(touch and display driver integration,TDDI)。

綜上所述，本發明提供了一種觸控面板。以其中一個實施例來說，顯示區旁邊係設置有第二電極串列，而拓寬了使用者的觸控範圍。其中， 第二電極串列可以基於原有的製程一併形成，並不會增加太多額外的成本。而且，控制電路可以基於第二電極串列取得的資訊，有效地偵測到使用者的手指或是觸控筆是否位於觸控範圍的邊緣或是相對於觸控範圍的邊緣而移動。藉此，克服了以往在觸控範圍邊緣感應不良的問題。

1:觸控面板

10:基板

12a、12b、12c、12d:第一電極串列

14:第二電極串列

19:控制電路

P1:第一表面

S1:第一側邊

S2:第二側邊

S3:第三側邊

S4:第四側邊

W:連接部

Z2、Z3、Z4:區域

ZT:觸控區

Claims (6)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，具有一第一表面；多個第一電極串列，設置於該第一表面，該些第一電極串列間隔排列而定義出一觸控區，該些第一電極串列分別沿一第一方向延伸；一第二電極串列，設置於該第一表面，該第二電極串列相鄰於該觸控區的一第一側邊；以及一第五電極串列，設置於該第一表面，該第五電極串列沿該第一方向延伸，該第二電極串列位於該第五電極串列與該觸控區之間；其中該第二電極串列與該第五電極串列用以提供兩個偵測值給一控制電路，該控制電路依據該兩個偵測值分段式地判斷位於該第一側邊的觸控。
2. 如請求項1所述的觸控面板，更包括另一第二電極串列，另一該第二電極串列相鄰於該觸控區的一第二側邊，該第一側邊與該第二側邊為相對的兩側邊，該些第二電極串列沿該第一方向延伸。
3. 如請求項1所述的觸控面板，更包括：多個第三電極串列，設置於該第一表面，位於該觸控區內，於該觸控區中間隔排列，該些第三電極串列沿一第二方向延伸，該第二方向交錯於該第一方向，該些第三電極串列交錯於該些第一電極串列；以及一第四電極串列，設置於該第一表面，該第四電極串列沿該第二方向延伸，相鄰於該觸控區的一第三側邊，該第三側邊連接該第一側邊，該第四電極串列與該第二電極串列電性隔離。
4. 一種觸控面板，包括： 一基板，具有一第一表面；多個第一電極串列，設置於該第一表面，該些第一電極串列間隔排列，該些第一電極串列沿一第一方向延伸；多個第二電極串列，設置於該第一表面，該些第二電極串列沿該第一方向延伸且彼此電性隔離，該些第一電極串列位於該些第二電極串列其中之一與該些第二電極串列其中之另一之間；多個第三電極串列，設置於該第一表面，該些第三電極串列間隔排列，該些第三電極串列沿一第二方向延伸，該第二方向交錯於該第一方向，每一該第三電極串列交錯於每一該第一電極串列；以及一控制電路，電性連接該些第一電極串列、該些第二電極串列與該些第三電極串列，該控制電路用以於一顯示時間區間提供一顯示訊號給該些第一電極串列與該些第三電極串列，且該控制電路用以於一觸控偵測時間區間提供一觸控訊號給該些第一電極串列、該些第二電極串列與該些第三電極串列；其中交錯的該些第一電極串列與該些第三電極串列定義出一觸控區，該觸控區定義有一第一子觸控區與一第二子觸控區，該第一子觸控區中與該第二子觸控區中定義有多個發光區與多個間隙區，該些間隙區圍繞該些發光區，該些第一電極串列的其中多個分別位於該第一子觸控區中，且該些第三電極串列的其中多個分別位於該第一子觸控區中，每一該第一電極串列具有一連接部，該第二子觸控區中的每一該第一電極串列的該連接部延伸進該第一子觸控區的其中一該間隙區中，每一該第一電極串列經由該連接部耦接該控制電路，該觸控面板更包括： 多條導線，每一該導線耦接該第一子觸控區中的其中一該第三電極串列，且每一該導線耦接該第二子觸控區中的其中一該第三電極串列；以及一絕緣層，每一該導線具有一第一走線部與一第二走線部，該第一走線部位於該絕緣層上並耦接多個第一接墊的其中之一，該第二走線部位於該絕緣層下並耦接多個第二接墊的其中之一。
5. 如請求項4所述的觸控面板，更包括一第四電極串列，設置於該第一表面，該第四電極串列沿該第二方向延伸，該第四電極串列位於該觸控區外，該第四電極串列與該些第二電極串列電性隔離。
6. 如請求項4所述的觸控面板，更包括一第五電極串列，設置於該第一表面，該第五電極串列沿該第一方向延伸，該第二電極串列位於該第五電極串列與該些第一電極串列之間。

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