TWM450783U - 觸控裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置

本創作是有關於觸控技術領域，且特別是有關於一種觸控裝置。

在現今各式消費性電子產品的市場中，個人數位助理(PDA)、行動電話(mobile Phone)、筆記型電腦(notebook)及平板電腦(tablet PC)等可攜式電子產品皆已廣泛的使用觸控面板(touch panel)作為其資料溝通的界面工具。此外，由於目前電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向，因此在產品上無足夠空間容納如鍵盤、滑鼠等傳統輸入裝置，尤其在講求人性化設計的平板電腦需求的帶動下，觸控式面板已經一躍成為關鍵的零組件之一。

習知的觸控裝置發送或接收訊號時，為避免外部其他電子元件對觸控信號的信號干擾，會額外加入一層屏蔽層於觸控裝置結構內，利用靜電屏蔽原理，增加觸控裝置的抗干擾能力。然而增加此屏蔽層，往往會使得觸控裝置整體厚度增加，且製作成本較高，製程更加複雜化。

有鑑於此，本創作提供一種觸控裝置，用作感應觸控位置的導電軸，還可以作為屏蔽層使用，而不需要額外製作屏蔽層，以達到降 低觸控裝置的整體厚度和製作成本，並簡化製程，同時可使觸控裝置具有抗干擾的作用。

本創作提供一種觸控裝置，包括有複數條第一導電軸以及複數個第二導電單元，其中各該第一導電軸具有複數個開孔，且各該第二導電單元係位於該開孔中，複數個橋接結構，電連接於相鄰的各該第二導電單元，以及一絕緣層，位於該橋接結構與該第一導電軸、第二導電單元之間，該絕緣層上具有複數個孔洞，且該橋接結構透過該絕緣層上的該孔洞以將各該第二導電單元電連接，其中，當驅動該些第二導電單元時，該些第一導電軸接地或接一固定電位，以對該些第二導電單元進行靜電屏蔽。

本創作提供的觸控裝置，作為感應觸控位置的導電軸，還可以作為屏蔽層使用，而不需要額外製作屏蔽層，降低了觸控裝置的整體厚度和製作成本，並簡化了製程，同時可使觸控裝置達到抗干擾的作用。

為使熟習本創作所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本創作，下文特列舉本創作之較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本創作的構成內容及所欲達成之功效。

為了方便說明，本創作之各圖式僅為示意以更容易了解本創作， 其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。在文中所描述對於圖形中相對元件之上下關係，在本領域之人皆應能理解其係指物件之相對位置而言，因此皆可以翻轉而呈現相同之構件，此皆應同屬本說明書所揭露之範圍，在此容先敘明。

第1圖至第6圖繪示本創作第一較佳實施例的觸控裝置結構示意圖。請參考第1圖至第6圖，觸控裝置1包括複數條第一導電軸20、複數個第二導電單元32、複數個橋接結構62以及一絕緣層50。其中，各第一導電軸20具有複數個開孔22，各第二導電單元32係位於該開孔22中，各橋接結構62電連接於相鄰的各第二導電單元32，絕緣層50位於橋接結構62與第一導電軸20、第二導電單元32之間，以使橋接結構62電性絕緣於第一導電軸20，且絕緣層50上具有複數個孔洞52，橋接結構62透過該絕緣層50上的孔洞52將各第二導電單元32電連接。當驅動第二導電單元32時，該些第一導電軸20接地或接一固定電位，以對該些第二導電單元32進行靜電屏蔽。

根據本創作實施例提供的觸控裝置，下面依照其形成步驟分別對觸控裝置之組成構件進行說明，但觸控裝置之結構並不以此形成步驟為限。

請繼續參考第1圖，本創作較佳實施例提供的一種觸控裝置，其還包括基板10，第一導電軸20以及第二導電單元32設置於該基板 10上。進一步的，基板10規劃有一觸控區12與一周邊區14，複數條第一導電軸20與複數個第二導電單元32形成於觸控區12內。其中各第一導電軸20上具有複數個開孔22，且沿一第一方向平行排列(例如為Y軸)，各第二導電單元32位於各開孔22中，且第二導電單元32並未與第一導電軸20相交。本實施例中，基板10材料可選自玻璃、壓克力(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等透明材料，第一導電軸20以及第二導電單元32材料可包括各種透明導電材料，例如，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)等。另外，第一導電軸20、第二導電單元32與開孔22的形狀大致呈矩形，但當然可根據具體要求而設定，例如第二導電單元32與開孔22的形狀可以為圓形、菱形、正六邊形等，不以本實施例中的矩形為限。值得注意的是，各第二導電單元32四周均被第一導電軸20所包圍，此外，本實施例並不限定第一導電軸20與第二導電單元32的製作先後順序，可以於同一步驟形成，或是分別由兩個步驟形成皆可。

接著如第2圖所示，形成複數條第一導線42於觸控區12與周邊區14內以電連接第一導電軸20；以及形成複數條第二導線44僅於周邊區14內，各第二導線44將與後續完成的第二導電軸電性連接，第一導線42與第二導線44另與外部的一微處理器(圖未示)相連，第一導線42與第二導線44可傳輸觸控裝置上所發出的訊號至微處理器。第一導線42與第二導線44的材質可選自金屬例如鋁、銅、銀等或是上述透明導電材料，當第一導線42與第二導線44的材質選用與第一導電軸20和第二導電單元32相同的材質時，第一導線42與第二導線44可與第一導電軸20和第二導電單元32同時製作。值得注意的是，此時第二導線44尚未與第二導線單元32電性連接。

然後，全面性形成一絕緣層於觸控區12內並覆蓋於第一導電軸20及部分第二導電單元32上，單看絕緣層圖案的上視圖如第3A圖所示，絕緣層50中間有複數個孔洞52，將絕緣層50覆蓋於觸控區12後，如第3B圖所示，孔洞52會露出部分第二導電單元32，作為後續製程橋接結構與第二導電單元32的接觸孔。本實施例中，絕緣層50為各種不導電材質，例如聚亞醯胺(Polyimide，PI)、氧化矽(SiO₂ )、氮化矽(SiN)、氮氧化矽(SiON)、碳化矽(SiC)等。絕緣層50形成後，僅露出第二導電單元32以及部份的第一導線42與第二導線44，其餘部份皆被絕緣層50覆蓋。

接著，形成橋接結構於絕緣層50上，此時本創作觸控裝置的上 視圖如第4圖所示，而第5圖則繪示第4圖中沿著剖面線II’的剖面示意圖。請參閱第4~5圖，每一個橋接結構62從側面看呈現橋型，橋接結構62會跨越絕緣層50且電連接兩個第二導電單元32，使得各第二導電單元32被橋接結構62串連起來以形成複數條第二導電軸30。同時，橋接結構62也延伸至周邊區14，與各條第二導線44電性連接，經由橋接結構62與第二導線44的連結，得以將第二導電軸30的訊號傳送至外部的微處理器。本創作實施例提供的觸控裝置，由於第一導電軸20環繞在各個第二導電單元32的外圍，因此第一導電軸20可作為第二導電單元32的屏蔽層，也就是說，當驅動第二導電單元32時時，使第一導電軸20接地或連接一固定電位，可有效屏蔽外界訊號對第二導電軸30的干擾，因而降低整體觸控裝置抗訊號干擾的程度，而且由於本創作中第一導電軸20既可用於感測觸控位置，還可以當做屏蔽層使用，因此不需要額外製作屏蔽層，可降低觸控裝置整體厚度，且可達到簡化製程、節省成本的功效，同時可使觸控裝置具有抗干擾的作用。

最後，如第6圖所示，可疊設一保護層70於第一導線42、第二導線44以及橋接結構62上，保護元件不受空氣中水氣與氧氣的破壞，即完成本創作的觸控裝置1。保護層70可包括無機材料，例如，氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)與氮氧化矽(silicon oxynitride)、有機材料，例如，丙烯酸類樹脂(acrylic resin)其它適合之材料。

另外，本創作實施例提供的觸控裝置還可以包括至少一顯示單元(圖未示)，位於基板之下方。顯示單元可以為液晶顯示層(LCD)或其他光學模組。基板與顯示單元之間無一屏蔽層存在，而是採用用作感應觸控位置的第一導電軸兼作為屏蔽層使用，用於屏蔽顯示單元或其他光學模組對觸控裝置產生的訊號干擾，如此，可降低觸控裝置的整體厚度，又可降低成本，簡化製程。

本創作可應用在各種觸控裝置中，例如手機，個人數位助理(PDA，衛星導航系統(GPS)等等，對於其他的應用，亦可以利用印製電路板(PCB)或者軟性線路板(Flexible Printed Circuit；FPC)來製作本創作的觸控裝置。

值得注意的是，本實施例中，各第一導電軸20沿著第一方向平行排列(例如為Y軸)，由橋接結構62與各個第二導電單元32串接而成的第二導電軸30係沿著一第二方向平行排列(例如為X軸)，第一方向與第二方向較佳為互相垂直，但並不限於此，而可依實際需求排列。

相較先前技術而言，本創作提供的觸控裝置，用作感應觸控位置的導電軸，還可以作為屏蔽層使用，而不需要額外製作屏蔽層，降低了觸控裝置的整體厚度和製作成本，並簡化了製程，並且能夠減少外界電子信號干擾，提高觸控裝置的穩定度。

下文將針對本創作之觸控裝置的不同實施樣態進行說明，且為簡化說明，以下說明主要針對各實施例不同之處進行詳述，而不再對相同之處作重覆贅述。此外，本創作之各實施例中相同之元件係以相同之標號進行標示，以利於各實施例間互相對照。

第7圖繪示本創作第二較佳實施例的局部結構剖面圖，請參考第7圖，與第一實施例不同之處在於，橋接結構62設置於該基板10上，也就是說，觸控裝置2具有一基板10，之後於基板10上先形成橋接結構62，然後覆蓋一絕緣層50，至少曝露出部分橋接結構62，接著形成複數條第一導電軸20與被第一導電軸20包圍的複數個第二導電單元32，值得注意的是，形成第二導電單元32時，第二導電單元32會藉由絕緣層50上的孔洞，接觸到下方的橋接結構62，也就是說，每兩個第二導電單元32會藉由一條橋接結構62電連結，而各個第二導電單元32將會彼此導通，進而串接成為第二導電軸。最後再疊設一層保護層70於第一導電軸20以及該些第二導電單元32上，完成本創作第二較佳實施例的觸控裝置2。本實施例的觸控裝置由於橋接結構62大部份被絕緣層50覆蓋，因此從觸控裝置頂部看來，橋接結構62可隱藏於絕緣層50下方，增加觸控裝置2的美觀度。同樣本實施例也可應用在多種不同的產品上，另外本實施例中所用的元件材料也與第一較佳實施例相同，在此不再贅述。

請參考第8圖，是繪示本創作的第三較佳實施例的結構上視示意 圖。本實施例與第一較佳實施例不同之處在於，觸控裝置3將第一導電軸分為兩條，分別為第一左導電軸24與第一右導電軸26，第一左導電軸24與第一右導電軸26中間定義有一開孔區域28，而各第二導電單元32即位於該開孔區域28中。本實施例中，由於將原先一條第一導電軸分為兩條，分別由兩條導線42a以及導線42b相連，因此可進一步提升第一方向(本實施例中為Y方向)的測量精度，同樣地，本實施例中第一左導電軸24與第一右導電軸26包圍各個第二導電單元32，因此也可達到屏蔽效用，其具有與本創作第一實施例相同的優點。

請參考第9~11圖，其分別繪示本創作第一較佳實施例的另外三種實施態樣的局部結構上視示意圖，為方便說明，僅繪示部分的第一導電軸以及一個第二導電單元，其中與本創作第一較佳實施例不同之處在於，各實施態樣中的第二導電單元為圖案化的導電單元，以增進整體觸控裝置的透光度。請參閱第9圖，此實施態樣中的各個第二導電單元34以水平方向S形狀替代原先呈現矩形的第二導電單元。請參閱第10圖，此實施態樣中的各個第二導電單元36以垂直方向S形狀替代原先呈現矩形的第二導電單元。至於以上第9圖與第10圖的實施態樣中S狀的第二導電單元形成方式，可藉由微影蝕刻等步驟，先形成矩形的第二導電單元，再於其上蝕刻複數個長條狀開口，或是直接印刷形成排列呈S狀的第二導電單元。再請參閱第11圖，此實施態樣中的各個第二導電單元38中央則具有複數個小孔洞。上述各實施態樣中所用的元件材料與第一較佳實施例相 同，在此不再贅述。以上不同變化的實施態樣，皆可提升整體觸控裝置的透光度，當然，上述的不同實施態樣也可與本創作第二或第三較佳實施例整合，而不限於僅對第一較佳實施例進行變化。

可理解的是，本創作的觸控裝置並不以上述實施例所描述的結構或方法為限，只要符合：第一導電軸與第二導電軸位於同一層，橋接結構位於另外一層，且第一導電軸可同時作為屏蔽層使用，都屬於本創作所涵蓋的範圍。

根據上述實施例提供的觸控裝置，本創作實施例還提供了所述觸控裝置的靜電屏蔽方法。第12圖繪示本創作觸控裝置的靜電屏蔽方法的流程圖，請參考第12圖，本創作實施例提供的觸控裝置的靜電屏蔽方法具體來說包括以下步驟：

S1：驅動第一導電軸，並檢測第一導線的輸出信號，可得到第一方向的觸控位置信息。

S2：將第一導電軸接地或接一固定電位。在該步驟中，第一導電軸接地或接一固定電位，也即對第二導電軸形成了靜電屏蔽的作用，以減少外界雜訊信號對後續檢測第二導線的輸出信號的干擾。

S3：驅動第二導電軸，檢測第二導線的輸出信號，得到第二方向觸控位置信息。

S4：結合第一、二方向的觸控位置信息，可計算得出觸控位置座標。

在上述實施例中，驅動第一導電軸和驅動第二導電軸的驅動信號為一交流信號，例如脈衝訊號或正弦波信號。第一導線和第二導線的輸出信號可為由觸控引起的自電容變化量。

上述實施例的觸控裝置的靜電屏蔽方法，將第一導電軸既可用於感應觸控位置，還可以作為屏蔽層使用，如此，可能夠減少外界電子信號的干擾，提高觸控位置偵測的準確度。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

1‧‧‧觸控裝置

2‧‧‧觸控裝置

3‧‧‧觸控裝置

10‧‧‧基板

12‧‧‧觸控區

14‧‧‧周邊區

20‧‧‧第一導電軸

22‧‧‧開孔

24‧‧‧第一左導電軸

26‧‧‧第一右導電軸

28‧‧‧開孔區域

30‧‧‧第二導電軸

32‧‧‧第二導電單元

34‧‧‧第二導電單元

36‧‧‧第二導電單元

38‧‧‧第二導電單元

42‧‧‧第一導線

42a‧‧‧導線

42b‧‧‧導線

44‧‧‧第二導線

50‧‧‧絕緣層

52‧‧‧孔洞

62‧‧‧橋接結構

70‧‧‧保護層

S1~S4‧‧‧步驟

第1圖繪示本創作第一較佳實施例的結構上視示意圖。

第2圖繪示本創作第一較佳實施例的結構上視示意圖。

第3A圖繪示本創作第一較佳實施例中絕緣層上視示意圖。

第3B圖繪示本創作第一較佳實施例的結構上視示意圖。

第4圖繪示本創作第一較佳實施例的結構上視示意圖。

第5圖繪示第4圖的局部I之結構剖面示意圖。

第6圖繪示本創作第一較佳實施例的結構剖面示意圖。

第7圖繪示本創作第二較佳實施例的局部結構剖面示意圖。

第8圖繪示本創作第三較佳實施例的結構上視示意圖。

第9~11圖分別繪示本創作第一較佳實施例的另三種實施態樣的局部結構上視示意圖。

第12圖繪示本創作觸控裝置的靜電屏蔽方法的流程圖。

10‧‧‧基板

12‧‧‧觸控區

14‧‧‧周邊區

20‧‧‧第一導電軸

30‧‧‧第二導電軸

32‧‧‧第二導電單元

44‧‧‧第二導線

50‧‧‧絕緣層

62‧‧‧橋接結構

Claims (16)

1. 一種觸控裝置，包括：複數條第一導電軸以及複數個第二導電單元，其中各該第一導電軸具有複數個開孔，且各該第二導電單元係位於該開孔中；複數個橋接結構，電連接於相鄰的各該第二導電單元；以及一絕緣層，位於該橋接結構與該第一導電軸、第二導電單元之間，該絕緣層上具有複數個孔洞，且該橋接結構透過該絕緣層上的該孔洞以將各該第二導電單元電連接；其中，當驅動該些第二導電單元時，該些第一導電軸接地或接一固定電位，以對該些第二導電單元進行靜電屏蔽。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第二導電單元為一圖案化的導電單元。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第二導電單元上具有複數個小孔洞或長條型開口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第一導電軸包括一第一左導電軸以及一第一右導電軸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，更包括一基板，該些第一導電軸以及該些第二導電單元設置於該基板上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，其中更包括一保護層，疊設於該些橋接結構上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，更包括一基板，該橋接結構設置於該基板上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控裝置，其中更包括一保護層，疊設於該些第一導電軸以及該些第二導電單元上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該橋接結構將各第二導電單元串接起來成為一第二導電軸。
10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控裝置，其中各該第一導電軸係沿一第一方向平行排列，各該第二導電軸係沿一第二方向平行排列。
11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控裝置，其中該第一方向與該第二方向為互相垂直。
12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，更包括複數條第一導線電連接各該第一導電軸，以及複數條第二導線，電連接部份橋接結構。
13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中該第二導電單元四周皆被該第一導電軸包圍。
14. 如申請專利範圍第5項所述之觸控裝置，更包括至少一顯示單元，位於該基板之下方。
15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該基板與該顯示單元之間無一屏蔽層存在。
16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中該顯示單元包括一液晶顯示器。