CN103365452B - 电子装置及其触摸屏 - Google Patents

Abstract

一种电子装置包含一壳体及一设置于所述壳体中之触摸屏。触摸屏包含一触控感应单元、一讯号传递电路、一讯号引导电路、一保护单元以及一驱动控制单元。讯号传递电路系分别与触控感应单元及驱动控制单元电性连接。讯号引导电路系设置于讯号传递电路及触控感应单元***，并与驱动控制单元电性连接。保护单元系分别与讯号引导电路及一接地端电性连接。驱动控制单元至少输出一切换讯号，并分别传输至讯号传递电路及讯号引导电路。讯号引导电路系接收一外部干扰讯号，并将其导引经由保护单元传输至接地端。

Description

电子装置及其触摸屏

技术领域

本发明涉及一种电子装置及其触摸屏，尤其涉及一种具有外部干扰防护的电子装置及其触摸屏。

背景技术

外部干扰讯号，包括静电，由于其通常具有相当高准位的讯号值，因此对电子产品的伤害一直是不易解决的问题。正常操作的电子产品，例如一旦受到静电放电(ESD)作用时，常会出现不稳定的现象或功能突然失常情形，轻者须重开机才能排除，重则因电子产品内的电子组件，不堪承受静电的电压或电流而损坏。然而欲使电子产品具外部干扰讯号防制能力，除了从半导体组件的防护外，更需从产品***设计、防制技术等两方面着手，才能发挥防护功能。

在触摸屏中，由于原本用以判读的讯号值即为小讯号，若再加上静电或其它干扰讯号的影响，将会大大降低触控感应质量，而干扰讯号亦可能由于讯号过大而损毁电子零件。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有外部干扰防护功能的电子装置及其触摸屏。

一种电子装置，其包含一壳体以及一设置于壳体中的触摸屏。触摸屏包含一触控感应单元、一感应讯号传递电路、一外部讯号引导电路、一保护单元以及一驱动控制单元。感应讯号传递电路系分别与触控感应单元及驱动控制单元电性连接。外部讯号引导电路系设置于感应讯号传递电路及触控感应单元***，并与驱动控制单元电性连接。保护单元系分别与外部讯号引导电路及一接地端电性连接。驱动控制单元至少输出一切换讯号，并分别传输至感应讯号传递电路及外部讯号引导电路。外部讯号引导电路系接收一外部干扰讯号，并将其导引经由保护单元传输至接地端。

一种触摸屏，其包含一触控感应单元、一感应讯号传递电路、一外部讯号引导电路、一保护单元以及一驱动控制单元。感应讯号传递电路系分别与触控感应单元及驱动控制单元电性连接。外部讯号引导电路系设置于感应讯号传递电路及触控感应单元***，并与驱动控制单元电性连接。保护单元系分别与外部讯号引导电路及一接地端电性连接。驱动控制单元至少输出一切换讯号，并分别传输至感应讯号传递电路及外部讯号引导电路。外部讯号引导电路系接收一外部干扰讯号，并将其导引经由保护单元传输至接地端。

承上所述，本发明之电子装置及其触摸屏系将影响触摸屏的外部干扰讯号藉由讯号引导电路导引至保护单元，再经由保护单元将其排除至接地端，以避免外部干扰讯号影响触摸屏的功能。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的电子装置的示意图。

图2是本发明较佳实施例中的触摸屏的示意图。

图3A及图3B是本发明较佳实施例中驱动控制单元输出至讯号传递电路及讯号引导电路的讯号示意图。

图4为图2中AA’线的剖面示意图。

图5A及图5B为本发明较佳实施例中另一种触摸屏的结构示意图。

主要元件符号说明

电子装置10

壳体11

上盖111

下盖112

触摸屏12

触控感应单元121

基板121a

导电薄膜121b、121d、121e

讯号传递电路122

电极122a

讯号引导电路123

保护单元124

驱动控制单元125

接地端126

具体实施方式

以下将结合图示以具体的实施例对本发明之电子装置及其触摸屏作进一步地说明。

请参照图1所示，依据本发明较佳实施例之一种电子装置10，其包含一壳体11以及一设置于壳体中的触摸屏12。于本实施例中，电子装置10例如系一具有触控功能的行动通讯装置，而壳体系由一上盖110及一下盖112结合而成，然其仅为举例性而非为限制性，电子装置10可为任何加载有触摸屏的电子装置。

请再参照图2所示，触摸屏12包括一触控感应单元121、一讯号传递电路122、一讯号引导电路123、一保护单元124以及一驱动控制单元125。其中，触摸屏12可为电容式、电阻式、光学式或其它形式的触摸屏。

触控感应单元121依照不同的触控原理可包含至少一导电薄膜、一导电玻璃或一光学组件(例如红外线收发器)。

讯号传递电路122系分别与触控感应单元121及驱动控制单元125电性连接。讯号引导电路123系设置于讯号传递电路122及触控感应单元121的***，并与驱动控制单元电性连接。在本实施例中，讯号传递电路122及讯号引导电路123系可为设置或形成在基板上的印刷导电线路(printedcircuit)。在本实施例中，讯号引导电路123的阻抗系小于等于讯号传递电路122的阻抗。

较佳者，讯号引导电路123的线宽系大于等于讯号传递电路122的线宽。讯号引导电路123的线宽越宽将可降低其阻抗，由于在电学上，电讯号会选择经由阻抗低的路径进行传递，因此大部分的外部干扰讯号较能轻易地由讯号引导电路123引导至保护单元124。另外，讯号引导电路123亦可选用较低阻抗的材料，以达到降低阻抗的目的。

其中，讯号传递电路122更包括复数个与触控感应单元121接触之电极122a。其详细说明将于文后介绍。

保护单元124系分别与讯号引导电路123及一接地端126电性连接。保护单元124系可包括至少一高准位触发组件，其系可为一过电压保护组件。其中，过电压保护组件例如系为一齐纳二极管(zenerdiode)、一瞬态抑制二极管(transientvoltagesuppressor，TVS)、一变阻器(varistor)、或一多层变阻器(multilayervaristor)，所述些组件将在电路上的讯号准位达到一定的准位时导通。

驱动控制单元125至少输出一切换讯号，并分别传输至讯号传递电路122及讯号引导电路123。在本实施例中，切换讯号例如系为一充放电讯号，在一般状况下，传递于讯号传递电路122以及讯号引导电路123上之切换讯号系分别如图3A及图3B所示，其系为相位、大小相近之切换讯号。如此一来，将可降低形成于讯号传递电路122及讯号引导电路123之间的电容效应，进而降低讯号传递电路122的电容负载。而电容负载降低也可同时减轻驱动控制单元125的负荷，进而可节省电力消耗。

电子装置10在使用时，如果靠近外部干扰讯号(例如静电或是高准位电压)，则外部干扰讯号将会经由壳体11的边缘而进入电子装置10。由于讯号引导电路123系位于讯号传递电路122及触控感应单元121的***，亦即讯号引导电路123距离壳体11的边缘最短，而电讯号会有走最短路径的特性，因此大部分的外部干扰讯号会由讯号引导电路123所接收，并将其导引经由保护单元124而传输至接地端，藉此消除外部干扰讯号对电子装置10造成功能影响。

由于外部干扰讯号一般而言系为准位较高的讯号，因此当所述讯号被讯号引导电路123接收后，所述讯号将会导通保护单元124，因此外部干扰讯号则会经由已导通的保护单元124而被导引至接地端126。

在本实施例中，触控感应单元121系为电容式触控感应单元，其结构特征举例如图4、图5A及图5B所示。

图4为一表面电容式触摸屏的示意图，其系沿图2中之AA’线的剖面图。请同时参照图2及图4所示，表面电容式触摸屏包括一基板121a及一设置于基板121a上之导电薄膜121b。导电薄膜121b具有阻抗异向性(anisotropicimpedance)，亦即，导电薄膜121b在两个不同方向上具有不同的阻抗特性，以定义出一低阻抗方向及一高阻抗方向，其中低阻抗方向和高阻抗方向可互为垂直。在本实施例中，基板121a系可为玻璃或具挠性的基板。

导电薄膜121b包括一奈米碳管(carbonnanotube，CNT)薄膜，其材质主要为奈米碳管。奈米碳管薄膜的制造方法系先于晶圆级基板上生长奈米碳管，接着，再以拉伸技术将一根根的奈米碳管逐一拉出。这些奈米碳管藉由凡得瓦力(vanderWaalsforce)而得以前后端相连，形成大约定向、平行排列的导电结构。所形成的奈米碳管薄膜会在拉伸的方向具有最小的阻抗，而在垂直于拉伸方向具有最大的阻抗，因而形成阻抗异向性。最后再藉由一光固化胶将被拉出的奈米碳管固定于基板121a上，形成奈米碳管薄膜。

此外，请继续参照图2，本实施例中，电极122a系配置于导电薄膜121b的二个相对的侧边，且延着高阻抗方向排列。各电极122a输入至导电薄膜121b或接收自导电薄膜121b的一讯号将主要地沿着低阻抗方向传输。

以下请参照图5A及图5B所示，其系本发明较佳实施例中，另一种触摸屏的触控感应单元的结构示意图。

图5A为一投射电容式触摸屏的上视图，其主要包含一第一导电薄膜121d及一第二导电薄膜121e，其分解图如图5B所示。其中，第一导电薄膜121d具有阻抗异向性。于图5A中，第一导电薄膜121d具有一低阻抗方向，以及一高阻抗方向。在本实施例中，第一导电薄膜121d系为一奈米碳管薄膜，然而亦可使用其它具阻抗异向性之材质。

第二导电薄膜121e包含图案化(patterned)之复数个导电结构，其大致上互为平行且互相分隔一预设距离。一般来说，第二导电薄膜121e之导电结构的导电方向系垂直于第一导电薄膜121d之最小电阻抗方向。在本实施例中，第二导电薄膜121e为图案化之氧化铟锡(ITO)薄膜，然而，也可以使用其它导电材质或者使用图案化之阻抗异向性薄膜，例如CNT薄膜。

第一导电薄膜121d及第二导电薄膜121e之间包含一绝缘层(图未显示)，藉此，三者构成一电容结构。

设置于第一导电薄膜121d以及第二导电薄膜121e上的电极系可电性连接至相同的驱动控制单元，或是电性连接至不同的驱动控制单元。另外，讯号引导电路(图中未显示)的设置位置系与前述相同，其系设置于触控感应单元及讯号传递电路的***。

综上所述，本发明之电子装置及其触摸屏系将于触控感应单元及讯号传递电路的***设置讯号引导电路，并在讯号引导电路上提供与讯号传递电路上相似的切换讯号，以避免电容负载效应的产生。另外，影响触摸屏的外部干扰讯号因电讯号走最短路径的特性使然，外部干扰讯号将藉由讯号引导电路而被导引至保护单元，再经由保护单元将其排除，以避免外部干扰讯号影响触摸屏的功能。

综上所述，本发明确已符合发明专利之要件，遂依法提出专利申请。惟，以上所述者仅为本发明之较佳实施方式，自不能以此限制本案之权利要求范围。举凡熟悉本案技艺之人士援依本发明之精神所作之等效修饰或变化，皆应涵盖于权利要求书范围内。

Claims (14)

1.一种触摸屏，其具有一触控感应单元、一讯号传递电路及一驱动控制单元，其特征在于：

一讯号引导电路，设置于所述讯号传递电路及所述触控感应单元的周围，并与所述驱动控制单元电性连接；以及

一保护单元，分别与所述讯号引导电路及一接地端电性连接，

其中，所述讯号引导电路系接收一外部干扰讯号，并将所述外部干扰讯号引导经由所述保护单元传输至所述接地端，所述驱动控制单元至少输出一切换讯号分别传输至所述讯号传递电路及所述讯号引导电路。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于所述外部干扰讯号系为一静电或一高准位电压。

3.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于所述保护单元系包括一高准位触发组件。

4.如权利要求3所述的触摸屏，其特征在于所述高准位触发组件系为一过电压保护组件。

5.如权利要求4所述的触摸屏，其特征在于所述过电压保护组件系为一齐纳二极管、一瞬态抑制二极管、一变阻器、或一多层变阻器。

6.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于所述讯号引导电路之阻抗小于等于所述讯号传递电路之阻抗。

7.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于所述讯号引导电路之线宽系大于等于所述讯号传递电路之线宽。

8.一种电子装置，具有一壳体以及一设置于壳体中的触摸屏，所述触摸屏具有一触控感应单元、一讯号传递电路及一驱动控制单元，其特征在于:

一讯号引导电路，设置于所述讯号传递电路及所述触控感应单元的周围；以及

一保护单元，分别与所述讯号引导电路及一接地端电性连接，

其中，所述讯号引导电路系接收一外部干扰讯号，并将所述外部干扰讯号引导经由所述保护单元传输至所述接地端，所述驱动控制单元至少输出一切换讯号分别传输至所述讯号传递电路及所述讯号引导电路。

9.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于所述外部干扰讯号系为一静电或一高准位电压。

10.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于所述保护单元系包括一高准位触发组件。

11.如权利要求10所述的电子装置，其特征在于所述高准位触发组件系为一过电压保护组件。

12.如权利要求11所述的电子装置，其特征在于所述过电压保护组件系为一齐纳二极管、一瞬态抑制二极管、一变阻器、或一多层变阻器。

13.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于所述讯号引导电路之阻抗小于等于所述讯号传递电路之阻抗。

14.如权利要求8所述的电子装置，其特征在于所述讯号引导电路线宽系大于等于所述讯号传递电路之线宽。