CN104777926B - 触控面板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种触控面板，包括有复数条沿一第一轴向延伸的第一电极轴，复数条沿该第一轴向延伸的第二电极轴，与该些第一电极轴绝缘地对应设置，其中每一该些第二电极轴包含一中央电极及复数个面积大小不同且电性连接该中央电极的第一分支电极，其中该些第一分支电极重叠对应于其中之一该些第一电极轴，以及一导线布线区，设置于该些第一电极轴及该些第二电极轴在该第一轴向上之一侧。本发明亦公开一种触控面板的感测方法。藉此，在触控面板的面积大小固定下，此一设计可以大幅地增加可视区的范围。此外，本发明更可有效地简化布线设计，并且更容易地达到触控面板窄边化的设计，甚至达到三边无边框的设计。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其是一种触控面板。
背景技术
在现今各式消费性电子产品的市场中，个人数字助理(PDA)、移动电话(mobilePhone)、笔记本电脑(notebook)及平板计算机(tablet PC)等可携式电子产品皆已广泛的使用触控面板(touch panel)作为其数据沟通的界面工具。此外，由于目前电子产品的设计皆以轻、薄为方向，因此在产品的设计上会希望能省略如键盘、鼠标等传统输入设备，尤其在讲求人性化设计的平板计算机需求的带动下，触控式面板已经一跃成为关键的零组件之一。
习知的触控面板X方向电极与Y方向电极是相互交叉来绝缘设置，对此，与各电极相连的导线是从电极向外延伸，并且至少布线于触控面板相邻接的两侧周边区域，在触控面板的面积大小固定下，周边区域所占的面积越大，相对就会压缩且限制了可视区的范围。
发明内容
鉴于上述，本发明通过触控面板的电极图形结构的改良及设计，让电性连接于触控面板的电极轴的导线得以集中布线在触控面板的单一侧的周边区域，不需在触控面板的相邻接的两侧周边区域同时进行走线布局。
根据本发明的一实施例，提供一种触控面板，包含有一基板，复数条沿着一第一方向排列的第一电极轴，互相平行排列于该基板上，以及复数条沿着该第一方向排列的第二电极轴，互相平行排列于该基板上，且各该第二电极轴的单侧，包含有复数个面积大小不同的感应区块。
在本发明的一实施例中，更包含一绝缘层，位于该第一电极轴以及该第二电极轴之间。
在本发明的一实施例中，其中每一第二电极轴包含的感应区块，分别排列于第二电极轴的左右两侧。
在本发明的一实施例中，其中沿着该第一方向的其中一端至另一端，位于该第二电极轴其中一侧的各该感应区块，其面积由大至小递减，而位于该第二电极轴另一侧的各该感应区块，其面积由小至大递增。
在本发明的一实施例中，其中每一条该第二电极轴，对应到两条该第一电极轴。
在本发明的一实施例中，其中更包含复数条导线，其中一端电性连接各该第一电极轴以及该第二电极轴。
在本发明的一实施例中，其中各该导线的另一端集中于位于基板上的一导线集中区。
在本发明的一实施例中，其中该导线集中区仅沿着该基板的其中一边的内侧设置。
藉此，本发明所提供的触控面板在电极图形结构改良之后，由于各电极轴都沿同一轴向来设计，因此导线可以布线于触控面板的单一侧的周边区域，不会同时占用触控面板相邻接的两侧周边区域，在触控面板的面积大小固定下，可以大幅增加可视区的范围。此外，本发明更可有效地简化布线设计，并且更容易地达到触控面板窄边化的设计。
附图说明
图1显示本发明一实施例的触控面板的结构示意图。
图2显示本发明一实施例的第一电极轴的结构示意图。
图3显示本发明一实施例的第二电极轴的结构示意图。
图4显示沿图1中A-A’剖面线的一实施例剖面示意图。
图5显示沿图1中A-A’剖面线的另一实施例剖面示意图。
图6显示沿图1中A-A’剖面线的再一实施例剖面示意图。
图7显示本发明另一实施例的触控面板的结构示意图。
图8显示本发明另一实施例的第二电极轴的结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例所对应的附图中所绘出的组件仅为示意之用，其数量、大小并不以图中所绘为限制，可依照实际需求而调整。
请同时参阅图1、图2及图3，其分别显示本发明一实施例的触控面板及其中的第一电极轴与第二电极轴的结构示意图。本实施例之触控面板1包含复数条沿一第一轴向(例如为Y轴向)延伸的第一电极轴10、复数条沿第一轴向延伸的第二电极轴20及一导线布线区50。第二电极轴20与第一电极轴10绝缘地对应设置，并且每一第二电极轴20包含一中央电极21及复数个面积大小不同且电性连接中央电极21的第一分支电极22a，其中第一分支电极22a重叠对应于其中之一条第一电极轴10。此外，导线布线区50设置于第一电极轴10及第二电极轴20在第一轴向上之一侧。在设计上，第一电极轴10及第二电极轴20所形成的区域为一触控区，通常也就是属于触控面板1的一可视区V，而导线布线区50则是位于触控面板1的一非可视区NV。
更具体来讲，本实施例的第一电极轴10大致上呈现一长条形，第一电极轴10沿着第一轴向延伸并且彼此之间相互平行地间隔排列。第二电极轴20的中央电极21沿着第一方向延伸，并且中央电极21是对应于相邻的两条第一电极轴10之间的间隔来设置，换言之，中央电极21对应位于相邻的两条第一电极轴10之间。第二电极轴20的第一分支电极22a是以中央电极21为基底沿一第二轴向(例如为X轴向)延伸，以架构成一锯齿状图形，若从图1及图3之俯视视角来看，本实施例的第一分支电极22a是例如统一沿第二轴向上的向左方向延伸，当然实际设计并非仅限于此，每一条第二电极轴20的第一分支电极22a可依图形设计需要而沿第二轴向上的不同方向来延伸，本实施例是只要让同一条第二电极轴20的第一分支电极22a得以完全重叠对应于同一条第一电极轴10即可。此外，第一分支电极22a的形状在本实施例中是设计为矩形，在其他实施例中，也可设计为如圆形、三角形、多边形等形状，在此并无加以限制。
本实施例的每一条第二电极轴20的所有第一分支电极22a具有不同的面积大小，并且是依据面积大小依序排列。以图3上所示的Y轴上方至Y轴下方为例，由图3左侧算起的第一条第二电极轴20的所有第一分支电极22a的面积由上而下是由大至小依序排列，也就是说，第一条第二电极轴20中，排列在愈下方的第一分支电极22a具有愈小的面积。再者，由图3左侧算起的第二条第二电极轴20的所有第一分支电极22a的面积由上而下则是由小至大依序排列，也就是说，第二条第二电极轴20中，排列在愈下方的第一分支电极22a具有愈大的面积。进而，以第一条第二电极轴20及第二条第二电极轴20的样式为基础类推下去即可构成本实施例相互平行排列的第二电极轴20之设计。在其他实施例中，第一条第二电极轴20及第二条第二电极轴20的排列可以刚好相反，让第一条第二电极轴20的所有第一分支电极22a的面积由上而下是由小至大依序排列，而第二条第二电极轴20的所有第一分支电极22a的面积由上而下是由大至小依序排列。
此外，本实施例的触控面板1更包含有复数条导线40。导线40设置于导线布线区50，并且电性连接第一电极轴10及第二电极轴20，用以传递第一电极轴10及第二电极轴20与后端的处理器之间的信号。值得注意的是，本实施的导线布线区50可因第一电极轴10及第二电极轴20皆沿同一轴向来延伸而仅设置在第一电极轴10及第二电极轴20在第一轴向上之一侧。以图1为例，导线布线区50仅设置于图中沿Y轴向延伸的第一电极轴10及第二电极轴20的上方之侧，也就是说，非可视区NV仅需设计位于第一电极轴10及第二电极轴20所在的可视区V的上方之侧，而不需同时设计在可视区V的两个相邻接之侧边。如此一来，本实施例的触控面板1可以大幅增加可视区V的范围，相对的也就可以达到触控面板1窄边框化，甚至是达到三边无边框设计。
此外，本实施例的触控面板1更包括一基板100，用来承载第一电极轴10及第二电极轴20的至少其中之一。以下则是进一步搭配剖面图来进行说明触控面板1的叠层结构。
请基于图1之架构来参阅图4，显示沿图1中A-A'剖面线的一实施例剖面示意图。如图4所示，本实施例的第一电极轴10及第二电极轴20是形成于基板100的相对两侧，更具体来讲，第一电极轴10是形成于基板100的下表面，第二电极轴20则是形成于基板100的上表面，让第一电极轴10及第二电极轴20是通过基板100来绝缘设置。
请基于图1之架构来参阅图5，显示沿图1中A-A'剖面线的另一实施例剖面示意图。本实施例是说明第一电极轴10及第二电极轴20的其中之一是形成于基板100上，图5是以第一电极轴10形成在基板100上来举例说明。其中，本实施例的触控面板1更包含一绝缘层30，设置于第一电极轴10上，之后再于绝缘层30上形成第二电极轴20，藉此第一电极轴10及第二电极轴20是通过绝缘层30来绝缘设置。其中，绝缘层30可例如为一光学胶，换句话说，第二电极轴20除了可如本实施例所示的是直接形成在绝缘层30上，在另一实施例中，第二电极轴20可以是先形成在另一基材上，进而再通过光学胶之绝缘层30来贴合于第一电极轴10。
请基于图1之架构来参阅图6，显示沿图1中A-A'剖面线的再一实施例剖面示意图。本实施例的架构大致与图5之实施例相同，差异点在于，本实施例的基板100例如为一强化基板，除了用来承载第一电极轴10及第二电极轴20之外，更可提供保护第一电极轴10及第二电极轴20的作用。此外，本实施例的触控面板1更包含一遮蔽层60，形成于基板100之表面，用来定义出触控面板1的非可视区NV。如此一来，导线布线区50得以设置在遮蔽层60之表面以对应位于非可视区NV。
补充说明的是，前述图4～6所示的触控面板1的叠层结构中，第一电极轴10及第二电极轴20的上下位置之描述仅是用来表示相对位置关系，并非用来限制本发明。
请同时参阅图7及图8，分别显示本发明另一实施例的触控面板以及其中的第二电极轴的结构示意图。需先说明的是，本实施例之触控面板1’的第一电极轴10是采用图2所示的第一电极轴10的形状样式，因此接下来就不再加以描述。本实施例之触控面板1’的结构大致与图1之触控面板相同，差异点在于，本实施例的第二电极轴20’重叠对应第一电极轴10的设计，本实施例的每一条第二电极轴20’是重叠对应于相邻的两条第一电极轴10。
更具体来看，本实施例的每一条第二电极轴20'包含中央电极21、复数个面积大小不同且电性连接中央电极21的第一分支电极22a以及复数个面积大小不同且电性连接中央电极21的第二分支电极22b。其中，第一分支电极22a及第二分支电极22b是位于中央电极21的相对两侧，并且重叠对应于相邻的两条第一电极轴10。换言之，第一分支电极22a及第二分支电极22b是以中央电极21为基底而分别沿第二轴向上的相对两方向延伸，例如第一分支电极22a时朝向左方延伸，而第二分支电极22b则是朝向右方延伸。
此外，本实施例每一条第二电极轴20’的第一分支电极22a及第二分支电极22b所依面积依序排列的方式是相反的，换句话说，假设第一分支电极22a的面积由上而下是由大至小依序排列，第二分支电极22b的面积由上而下则是由小至大依序排列，反之亦同。
前述实施例中提到的第一电极轴10及第二电极轴20、20’的材质可包括透明导电材质，例如为例如，氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)、氧化铟锌(indium zinc oxide，IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide，CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide，AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide，ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide，HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zinc oxide，InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zinc magnesium oxide，InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indiumgallium magnesium oxide，InGaMgO)、氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide，InGaAlO)、石墨烯(Graphene)、奈米银线(Ag nanowire)或奈米碳管(Carbon nanotubes，CNT)等，但并不限于此。
接下来叙述本发明触控面板的感测方法，依据前述图1及图7之触控面板1、1’的架构来看，在搭配后端处理器进行运作时，通常第一电极轴10是设计为感测电极轴，而第二电极轴20、20’则是设计为驱动电极轴。此外，图1及图7之触控面板1、1’在运作上的差异只是在于图1之触控面板1是由一条驱动电极轴搭配一条感测电极轴来感测，而图7之触控面板1’则是由一条驱动电极轴搭配两条感测电极轴来感测，为了方便说明，以下所叙述的感测方式便以图7之触控面板1’为例来代表说明。
由于实际上的电极轴尺寸远比触控物体(如手指)细微，并且为了能更符合处理器的感测设计，在一实施例中较佳是以一条第二电极轴20’所搭配的两条第一电极轴10为一组来进行差分运算。本领域技术人员可以了解，当使用者触碰触控面板1’时，触碰点所对应的第二电极轴20'及第一电极轴10之间的耦合电容将会产生一电容变化值，藉由判断由两条第一电极轴10为一组之间的电容变化值比例即可计算出实际的触碰点位置。其中，由于电容变化值与触碰点所对应的第一分支电极22a或第二分支电极22b的面积大小呈正比，因此在设计上，一条第二电极轴20’中依面积来依序排列的第一分支电极22a尽量能设计反应出一由大至小(或由小至大)的线性变化关系，而依面积来依序排列的第二分支电极22b则对应能设计反应出一由小至大(或由大至小)的线性变化关系，藉以提供给处理器较佳的差分运算。
实际运作时，处理器产生驱动信号至第二电极轴20'(驱动电极轴)，当触碰点产生时，处理器得以依据是哪一条或哪些条第一电极轴10有产生电容变化而得知是对应于哪一条第二电极轴20’，从而可判断出触碰点的X轴坐标。接着，由于前述提及本实施例是基于差分运算来设计，因此处理器在接收到触碰点所对应的一组(两条、)第一电极轴10的信号后，便可根据一条是由大至小变化的信号(对应第一分支电极22a)及一条是由小至大变化的信号(对应第二分支电极22b)之间的比例差异来计算出触碰点的Y轴坐标。
以图7中的触碰点P举例来说，当触碰点P发生时，从图7左侧算起来第一条及第二条第一电极轴10会反应出最大的电容变化，因此处理器得以从第一条及第二条第一电极轴10所对应的第一条第二电极轴20’来判断出触碰点P的X轴坐标。另一方面，由于第一条及第二条第一电极轴10之间因相反的线性变化之设计，触碰点P所对应的第一条第一电极轴10与第一分支电极22a之间的耦合电容，以及第二条第一电极轴10与第二分支电极22b之间的耦合电容将会具有一特定比例的差异，处理器便可根据所述特定比例的差异来计算出触碰点P的Y轴坐标。进一步的，当触控面板1’上同时发生多个触碰点时，基于前述单点的感测判断原理，再通过处理器对于感测取样的时间差即可实现多点判断。
综上所述，本发明的触控面板由于各电极轴都沿着同一轴向来设计，因此导线可以仅布线于可视区的单一侧的周边区域，相对应的也仅需要设置单一侧遮蔽层来形成非可视区即可，在触控面板的面积大小固定下，此一设计可以大幅地增加可视区的范围。此外，本发明更可有效地简化布线设计，并且更容易地达到触控面板窄边化的设计，甚至达到三边无边框的设计。
以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做之均等变化与修饰，皆应属本发明之涵盖范围。
Claims (15)
1.一种触控面板，其特征在于，包含：
复数条沿一第一轴向延伸的第一电极轴；
复数条沿该第一轴向延伸的第二电极轴，与该些第一电极轴绝缘地对应设置，其中每一该些第二电极轴包含一中央电极及复数个面积大小不同且电性连接该中央电极的第一分支电极，其中该些第一分支电极重叠对应于其中之一该些第一电极轴，每一该些第二电极轴更包含复数个面积大小不同且电性连接该中央电极的第二分支电极，沿着第一方向的其中一端至另一端，位于该第二电极轴其中一侧的各感应区块，其每一该些第二电极轴的该些第一分支电极是依据面积由大至小依序排列，而该些第二分支电极是依据面积由小至大依序排列；以及
一导线布线区，设置于该些第一电极轴及该些第二电极轴在该第一轴向上之一侧。
2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，更包含复数条导线，设置于该导线布线区，并且电性连接该些第一电极轴以及该些第二电极轴。
3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该中央电极对应于相邻的两条该第一电极轴之间的间隔来设置。
4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，每一该些第二电极轴的该些第一分支电极是依据面积大小依序排列。
5.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，该些第一分支电极是以该中央电极为基底沿一第二轴向延伸。
6.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，每一该些第二电极轴重叠对应于相邻的两条该第一电极轴。
7.根据权利要求6所述的触控面板，其特征在于，该些第二分支电极及该些第一分支电极位于该中央电极的相对两侧，并且重叠对应于相邻的两条该第一电极轴。
8.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，该第一分支电极及该第二分支电极是以该中央电极为基底而分别沿一第二轴向上的相对两方向延伸。
9.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，更包括一基板，承载该第一电极轴及该第二电极轴的至少其中之一。
10.根据权利要求9所述的触控面板，其特征在于，该第一电极轴及该第二电极轴是形成于该基板的相对两侧。
11.根据权利要求9所述的触控面板，其特征在于，该第一电极轴及该第二电极轴的其中之一是形成于该基板上，并且该第一电极轴及该第二电极轴是进一步通过一绝缘层来绝缘设置。
12.根据权利要求11所述的触控面板，其特征在于，该绝缘层为一光学胶。
13.根据权利要求9所述的触控面板，其特征在于，该基板为一强化基板。
14.根据权利要求13所述的触控面板，其特征在于，更包括一遮蔽层，形成于该基板之表面，用来定义出该触控面板的一非可视区。
15.根据权利要求14所述的触控面板，其特征在于，该导线布线区设置于该遮蔽层之表面以对应位于该非可视区。
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