TWM473604U - 觸控感應電極結構 - Google Patents

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TWM473604U
TWM473604U TW102214398U TW102214398U TWM473604U TW M473604 U TWM473604 U TW M473604U TW 102214398 U TW102214398 U TW 102214398U TW 102214398 U TW102214398 U TW 102214398U TW M473604 U TWM473604 U TW M473604U
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zhen-xin Zhang
Bin Zhong
fu-ding Wang
Zhen-Jun Fei
li-xian Chen
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Tpk Touch Systems Xiamen Inc
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Description

觸控感應電極結構
本創作係有關一種觸控感應器，尤指一種觸控感應電極結構。
隨著科學技術的發展，許多電子產品已由傳統的鍵盤或者鼠標作為輸入裝置，轉變為使用觸控面板作為輸入裝置。現有觸控面板根據工作原理可以大致分為：電容式、電阻式、表面聲波式以及紅外線感應式等觸控面板；其中電容式觸控面板應用最為廣泛。
電容式觸控面板通常包括基板、位於基板上的感應電極、位於基板周邊區域的金屬訊號傳輸線。其中感應電極是由本體部及與本體部底部連接的連接部所組成，其中，連接部的寬度是小於本體部底部的一半寬度。訊號傳輸線是由頭部與尾部引線所組成，其中訊號傳輸線的頭部是疊設於感應電極的連接部且兩者尺寸大小相近。電容式觸控面板貼附於電子元件上作為觸控裝置供使用者進行觸碰操作。由於觸控面板與電子元件之間存在間隙，使用者在觸碰操作的過程中容易將身上帶的靜電竄入間隙並累積在觸控面板的周邊區域上。另，空氣中存在大量的靜電也會累積在觸控面板周邊區域上。因此靜電對於位於周邊區域的電極連接部與訊號傳輸線的影響比較大，而根據焦耳定律Q=I2 Rt，靜電經過訊號傳輸線或感應電極時勢必會產生熱量。由於金屬訊號傳輸線的阻抗較小(約為幾百歐姆)，靜電經過金屬訊號傳輸線產生熱量不足以將導線燒毀。但感應電極的連接部阻抗較大(約為幾千歐姆)，靜電在此處經過產生的熱量相對也較大。由於連接部的寬度 是小於本體部底部的一半寬度，在其他因素(如長度、高度等)固定下，感應電極連接部因其面積不大，使得其在單位面積上分佈的靜電量相對很大，進而使感應電極連接部此處所產生的熱量因不容易導洩而被燒毀形成斷路，導致觸控面板報廢。因此，這種電容式觸控面板的防靜電能力較差。
本創作實施例在於提供一種能夠透過降低感應電極連接部單位面積上的靜電量來降低靜電產生的熱量，進而提高抗靜電等級的觸控感應電極結構。
本創作實施例提供一種觸控感應電極結構，包括感應電極以及訊號傳輸線。感應電極包括本體部及與本體部底部連接的連接部，連接部的寬度是大於或等於本體部底部的一半寬度。訊號傳輸線包括頭部及與頭部連接的尾部引線，訊號傳輸線的頭部是疊設於感應電極的連接部且與連接部電性連接。連接部形狀為矩形或梯形。
進一步的，連接部的寬度等於本體部底部的一半寬度。連接部位於本體部底部的中間位置。連接部位於本體部底部的一端。
進一步的，訊號傳輸線的頭部完全覆蓋連接部。
進一步的，連接部的寬度等於本體部底部的寬度。訊號傳輸線的頭部覆蓋部分的連接部。訊號傳輸線的頭部疊設於連接部的中間。訊號傳輸線的頭部疊設於連接部的一側。訊號傳輸線的頭部完全覆蓋連接部。
進一步的，連接部具有一緊鄰本體部底部的第一邊緣與一遠離本體部底部的第二邊緣，其中第一邊緣與第二邊緣之間的距離為0.02至0.4公釐。
進一步的，訊號傳輸線材料選自鉬鋁鉬、銀、銅或碳膠。
進一步的，觸控感應電極結構更包括一基板，觸控感應電極結構設置於一基板上。
進一步的，觸控感應電極結構更包括一遮蔽層，其中遮蔽層夾設於基板與觸控感應電極結構之間。
採用本創作實施例，當靜電等級過高時，可透過增加連接部的寬度來降低其在單位面積上分佈的靜電量，進而降低感應電極連接部此處產生的熱量降低而不容易被燒毀，因此，本創作實施例可以提高觸控感應電極結構的抗靜電等級。
以上關於本創作內容的說明以及以下實施方式的說明係用以舉例並解釋本創作的原理，並且提供本創作之專利申請範圍進一步的解釋。
100‧‧‧觸控面板
10、11、12、13、14、15‧‧‧觸控感應電極結構
20‧‧‧感應電極
21‧‧‧本體部
211‧‧‧第一感測墊
212‧‧‧第二感測墊
211a、211b、212a、212b‧‧‧感測墊
22‧‧‧連接部
L1‧‧‧第一邊緣
L2‧‧‧第二邊緣
23‧‧‧導線
24‧‧‧導電橋
30‧‧‧訊號傳輸線
31‧‧‧頭部
32‧‧‧尾部引線
40‧‧‧基板
50‧‧‧遮蔽層
M1‧‧‧觸控區域
M2‧‧‧周邊區域
d‧‧‧距離
圖1是本創作之第一較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖2是圖1中A區域的局部放大圖；圖3是圖2沿剖面線BB’的剖面圖；圖4是另一較佳觸控面板的剖面圖；圖5是本創作之第二較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖6為本創作之第三較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖7是本創作之第四較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖8是本創作之第五較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖9是本創作之第六較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；及圖10是一實施例的觸控感應電極結構製造方法流程圖。
為使能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本創作，而非對本創作的權利範圍作任何的限制。
請合併參閱圖1、圖2和圖3。其中，圖1是本創作之第一較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖；圖2是圖1中A區域的局部放大圖；圖3是圖2沿剖面線BB’的剖面圖。觸控面板100包 括基板40和設於基板40上的觸控感應電極結構10。
基板40劃為一觸控區域M1以及圍繞觸控區域M1的一周邊區域M2。基板40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。
觸控感應電極結構10包括感應電極20與訊號傳輸線30。感應電極20包括複數沿第一方向分佈的第一感測墊211與複數沿第二方向分佈的第二感測墊212。其中兩相鄰的第一感測墊211之間以導線23連接。兩相鄰第二感測墊212分別置於導線23的兩側邊，而以橫跨導線23的導電橋24連接彼此，並以絕緣層(圖中未標示)等方式保持導電橋24與導線23之間的電性絕緣。在此請注意，上述實施方式並非用以限制本創作。在其中一種實施例中，感應電極20可以由複數條相互平行的電極軸組成。
以圖1所示的第一感測墊211來看，可以是具有完整圖案的感測墊211a或具有不完整圖案的感測墊211b，同樣的，第二感測墊212也可以是具有完整圖案的感測墊212a或具有不完整圖案的感測墊212b。圖2繪示出具有不完整圖案的感測墊，其中此不完整圖案的感測墊，若沿第一方向分佈，則為不完整圖案的感測墊211b；若沿第二方向分佈，則為不完整圖案的感測墊212b，不論何者，皆以本體部21表示之。若感應電極20是由複數條相互平行的電極軸組成，則皆為完整圖案的電極軸，不會有所謂的完整或不完整圖案的感測墊之分。
請再次參考圖2，在本體部21底部連接有連接部22，其中本體部21設於基板40的觸控區域M1內，而連接部22可設於基板40的周邊區域M2內且緊鄰著本體部21的底部設置並與訊號傳輸 線30電性連接。其中，連接部22的寬度大於或等於本體部21底部的一半寬度。於此實施例中，連接部22的形狀實質上呈矩形狀並佔據本體部21底部的整個寬度。但於實務上，連接部22的形狀可依據實際產品應用需求而設計，例如可設計為梯形或任何其他幾何形狀，本實施例並未以此為限。另，連接部22具有一緊鄰本體部21底部的第一邊緣L1與一遠離本體部21底部的第二邊緣L2，其中第一邊緣L1與第二邊緣L2之間的距離d為0.02至0.4公釐(millimeter，mm)，具體的距離是根據控制器和觸控面板來設定的，在此並不以此為限制。
本實施例中，感應電極20的材料可包含各種透明導電材料，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)，但上述材料並非用以限制本創作。
訊號傳輸線30設於基板40的周邊區域M2內，包括頭部31及與頭部31連接的尾部引線32。其中，訊號傳輸線30的頭部31是疊設於連接部22且與連接部22電性連接。頭部31可覆蓋部分的連接部22，例如頭部31覆蓋連接部22一半以上的寬度。於此實施例中，頭部31疊設於連接部22的中間位置，但於實務上，頭部31與連接部22的位置關係依據實際產品應用需求而設計，例如頭部31可以疊設於連接部22的一側(上側或者下側)，但本實施例並未以此為限。其中，訊號傳輸線30材料為鉬鋁鉬、銀、銅等金屬或者碳膠。但由於在金屬中銀導電性好、阻抗低的優點， 故較佳的，訊號傳輸線30由銀構成。訊號傳輸線30可以透過電鍍或印刷等方法形成，但本創作並不僅以此為限。
請參閱圖4，圖4是另一較佳觸控面板的剖面圖。當觸控面板100應用於顯示面板上使用，基板40應為透明材質形成的基板，且觸控區域M1與周邊區域M2又可以用來定義出顯示區域與非顯示區域。相對於圖3，觸控面板的基板40是一上蓋基板，可同時具有承載觸控感應電極結構10及防護功能，所述上蓋基板更包含一層遮蔽層50，遮蔽層50夾設於基板40與觸控感應電極結構10之間，在一較佳實施例中，遮蔽層50是形成在基板40上且位於基板40的周邊區域M2，其中，在周邊區域M2中，連接部22與訊號傳輸線30皆設置在遮蔽層50之上。遮蔽層50通常由不透明材質所組成，例如黑色樹脂、黑色光阻材料，也可以使用具有低介電常數的高絕緣油墨等，因此從基板40相對於承載觸控感應電極結構10的另一面觀之，可遮蔽感應電極結構層的其他電子元件如訊號傳輸線30等，使之不曝露於使用者介面中，藉此達到美觀效果。若上述觸控面板100並非與顯示面板結合，基板40可以是非透明基板，且遮蔽層50可以自觸控面板100中移除。下文將針對本創作之觸控感應電極結構的不同實施例進行說明，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複贅述。此外，本創作之各實施例中相同之元件是以相同之標號進行標示，以利於各實施例間相互對照。
請參考5圖，圖5是本創作之第二較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖。觸控感應電極結構11與上述第一較佳實施例之觸控感應電極結構10不同的地方在於，訊號傳輸線30的頭部31完全覆蓋整個連接部22。
請參考圖6，圖6是本創作之第三較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖。本實施例提供一觸控感應電極結構12。觸控感應電極結構12與上述第一較佳實施例之觸控感應電極結構10不同的 地方在於，連接部22緊鄰著本體部21的底部設置並與訊號傳輸線30電性連接。其中，連接部22的寬度為本體部21底部寬度的一半。在本實施例中，連接部22位於本體部21底部的中間位置，但在實務中，連接部22的位置可依據實際產品應用需求而設計，例如連接部22的位置可以位於本體部21底部的一端，本實施例並未以此為限。
視本體部21的形狀，連接部22除了可以是矩形之外，還可以是梯形。請參考圖7，圖7是本創作之第四較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖。本實施例提供之觸控感應電極結構13與上述第一較佳實施例之觸控感應電極結構10不同之處在於，連接部22是梯形的，實際上就是從本體部21的底部延伸出來的部分。而訊號傳輸線30的頭部31覆蓋連接部22一半以上的寬度，在本實施例中頭部31是疊設於連接部22的中間位置，但於實務上，頭部31與連接部22的位置關係依據實際產品應用需求而設計，例如頭部31可以疊設與連接部22的一側(上側或者下側)，但本實施例並未以此為限。
請參考圖8.，圖8是本創作之第五較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖。本實施例提供之觸控感應電極結構14與上述第二較佳實施例之觸控感應電極結構11不同之處在於，連接部22是梯形的，訊號傳輸線30的頭部31完全覆蓋整個連接部22。
請參考圖9，圖9是本創作之第六較佳實施例的觸控感應電極結構示意圖。本實施例提供之觸控感應電極結構15與上述第三較佳實施例之觸控感應電極結構12不同之處在於，連接部22是梯形的，訊號傳輸線30的頭部31完全覆蓋整個連接部22。在本實施例中，連接部22位於本體部21底部的中間位置，但在實務中，連接部22的位置可依據實際產品應用需求而設計，例如連接部22的位置可以位於本體部21底部的一端，本實施例並未以此為限。
上述的觸控感應電極結構10、11、12、13、14或15，由於訊 號傳輸線30的頭部31的寬度增大到相應於本體部21底部的一半以上，故訊號傳輸線30將靜電流向連接部22的靜電傳輸路徑也相應增大，連接部22相對單位面積上的靜電量因傳輸路徑的增大而減小。根據焦耳定律，連接部22單位面積上所產生的熱量也相對應降低，進而提高觸控感應電極結構的抗靜電等級。
參考圖10，提供一實施例的觸控感應電極結構的製造方法，包括如下步驟：S102：形成一感應電極，具體是形成感應電極於一基板上，可採用旋轉塗佈、電鍍、濺鍍、印刷或其他方式先於基板上形成一層透明導電膜，再通過光刻等製程將透明導電膜蝕刻成需要的電極圖形的感應電極。感應電極的材料例如是氧化銦錫(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)，但上述材料並非用於限制本創作。
所形成的感應電極包括複數沿第一方向分佈的第一感測墊與複數沿第二方向分佈的第二感測墊。其中兩相鄰的第一感測墊之間以導線鏈接，兩相鄰第二感測墊分別置於導線兩側邊而以橫跨導線的導線橋連接彼此。在此注意，上述實施方式並非用以限制本創作。第一感測墊或第二感測墊可以具有完整圖案的感測墊或具有不完整圖案的感測墊。不論是第一方向分佈的第一感測墊還是第二方向分佈的第二感測墊，皆定義為本體部。本體部底部連接有連接部，其中本體部設於基板的觸控區域內，連接部位於圍繞於觸控區域的周邊區域內，其中連接部的寬度是大於或等於本 體部底部的一半寬度。連接部具有一緊鄰本體部底部的第一邊緣與一遠離本體部底部的第二邊緣，其中第一邊緣與第二邊緣之間的距離為0.02至0.4公釐(millimeter，mm)，具體的距離是根據控制器和觸控面板來設定的。
S104：形成一訊號傳輸線，其中訊號傳輸線包括頭部及與頭部連接的尾部引線，其中訊號傳輸線的頭部是疊設於感應電極的連接部且與連接部電性連接。訊號傳輸線透過印刷方式印刷於基板的周邊區域。訊號傳輸線的頭部透過對位並印刷於連接部之上，以實現疊設於感應電極的連接部且與連接部電性連接。其中，訊號傳輸線材料選自鉬鋁鉬、銀、銅等金屬或者碳膠，並透過光刻或印刷等方法形成，但本創作並不僅以此為限。但由於在金屬中銀的導電性較佳、阻抗也較低，故較佳的，訊號傳輸線由銀構成。
另，當基板是一同時具有承載與保護觸控感應電極層功能的上蓋基板時，進一步地包括步驟S106，即形成一遮蔽層夾設於基板與觸控感應電極層之間。遮蔽層可以透過印刷、電鍍等方式形成，選用的材料可以是黑色樹脂、黑色光阻材料，也可以使具有低介電常數的高絕緣油墨，本創作並不以此為限。簡要起見，本實施例的方法中僅列出主要步驟，其他必要的常規步驟將不在此贅述。
值得注意的是，連接部的寬度、形狀以及訊號傳輸線的形成面積及與連接部的相對位置等，皆與本創作圖5至圖9較佳實施例所述雷同，例如：如圖2或圖7所示，連接部的寬度等於本體部底部的寬度，訊號傳輸線的頭部覆蓋部分的連接部，且訊號傳輸線的頭部可疊設於連接部的中間或一側。
如圖5或圖8所示，連接部的寬度等於本體部底部的寬度，訊號傳輸線的頭部完全覆蓋連接部。
如圖6或圖9所示，在連接部的寬度等於本體部底部的一半寬度，訊號傳輸線的頭部完全覆蓋連接部。其中連接部可位於本體部底部的中間位置，或是位於本體部底部的一端。
另，上述連接部的圖形可為矩形或梯形，其他關於元件的使用材料或元件間詳細的連接關係等，請參前述的實施例說明，在此即不再贅述。
本創作實施例提供一種觸控感應電極結構及其製造方法，當靜電等級過高時，可透過增加連接部的寬度來降低其在單位面積上分佈的靜電量，進而降低感應電極連接部此處產生的熱量而不容易被燒毀，因此，本創作實施例可以提高觸控感應電極結構的抗靜電等級。其中，當連接部與本體部的寬度一致，訊號傳輸線的頭部與連接部的搭接面積最大，故能大幅度地降低其在單位面積上分佈的靜電量，進而大幅度地降低感應電極連接部此處產生的熱量而可保證觸控感應電極結構不容易被燒毀，觸控感應電極結構的抗靜電等級最高。
以上所述僅為本創作之較佳實施例而已，並非用以限定本創作之申請專利範圍；凡其它未脫離創作所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
綜上所述，本創作實已符合新型專利之要件，依法提出申請。惟以上所揭露者，僅為本創作較佳實施例而已，自不能以此限定本案的權利範圍，因此依本案申請範圍所做的均等變化或修飾，仍屬本案所涵蓋的範圍。
100‧‧‧觸控面板
211‧‧‧第一感測墊
212‧‧‧第二感測墊
211a、211b、212a、212b‧‧‧感測墊
22‧‧‧連接部
23‧‧‧導線
24‧‧‧導電橋
30‧‧‧訊號傳輸線
31‧‧‧頭部
32‧‧‧尾部引線
40‧‧‧基板
M1‧‧‧觸控區域
M2‧‧‧周邊區域

Claims (14)

  1. 一種觸控感應電極結構，包括：一感應電極，包括一本體部及一與該本體部底部連接的連接部，其中該連接部的寬度是大於或等於該本體部底部的一半寬度；以及一訊號傳輸線，包括一頭部及一與該頭部連接的尾部引線，其中該訊號傳輸線的該頭部是疊設於該感應電極的該連接部且與該連接部電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部形狀為矩形或梯形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部的寬度等於該本體部底部的一半寬度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部位於該本體部底部的中間位置。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部位於該本體部底部的一端。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之觸控感應電極結構，其中該訊號傳輸線的該頭部完全覆蓋該連接部。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部的寬度等於該本體部底部的寬度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感應電極結構，其中該訊號傳輸線的該頭部覆蓋部分的該連接部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感應電極結構，其中該訊號傳輸線的該頭部疊設於該連接部的中間。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感應電極結構，其中該訊號傳輸線的該頭部疊設於該連接部的一側。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感應電極結構，其中該訊號傳輸線的該頭部完全覆蓋該連接部。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應電極結構，其中該連接部具有一緊鄰該本體部底部的第一邊緣與一遠離該本體部底部的第二邊緣，其中該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離為0.02至0.4公釐。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應電極結構，其中該觸控感應電極結構設置於一基板上。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之觸控感應電極結構，更包括一遮蔽層，其中該遮蔽層夾設於該基板與該觸控感應電極結構之間。
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