TWI459263B

TWI459263B - 觸控裝置

Info

Publication number: TWI459263B
Application number: TW101127462A
Authority: TW
Inventors: Yi Hsin Lin; Chun Ku Kuo
Original assignee: Au Optronics Corp
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2014-11-01
Also published as: CN102929426A; TW201405387A; CN102929426B

Description

觸控裝置

本發明係關於一種觸控裝置，尤其有關一種具有虛擬按鍵之觸控裝置。

液晶裝置(Liquid Crystal Display，LCD)因具有外型輕薄、省電以及無輻射等優點，目前已被廣泛地應用於多媒體播放器、行動電話、個人數位助理(PDA)、電腦裝置、或平面電視等電子產品上。此外，利用液晶裝置執行光感應式或觸碰感應式輸入運作的功能也逐漸流行，亦即，越來越多電子產品係使用具感應機制之液晶裝置作為其輸入介面。同樣地，發光二極體(light emitting diode)裝置及有機發光二極體(organic light emitting diode)裝置也被應用為偵測感應之輸入介面。

為了應加使用者操作上的方便性，觸控感應裝置通常仍需要再設置實體按鍵。傳統的實體按鍵包含機械式、薄膜式或電容式三種開關按鍵，但無論電子裝置是採用以上何種實體按鍵，都需要在電子裝置內部額外增加適用於實體按鍵的印刷電路板與軟排線，如此一來必然減少電子裝置的內部可用空間且增加電子裝置的重量。

為了改善上述缺點，目前部分智慧型手機(smart phone)、平板電腦(tablet)、液晶顯示器、筆記型電腦、PDA、資訊家電、車用導航裝置等具有觸控感應功能的電子產品在其顯示面板上設置虛擬按鍵(virtual key)來取代傳統的實體按鍵，以提供使用者進行更簡便的指令輸入。虛擬按鍵如同觸控面板包含感應電極，用以根據使用者的觸控來產生觸控指令，以提供同實體按鍵般的效果，並藉以省去實體按鍵的設置。然而，由於習知技術必須要額外增加驅動線及感應線搭配所增加的虛擬按鍵，如此一來，勢必增加電路設計、佈局上的困難，且如此過度密集的走線會惡化訊號間的耦合情形。

本發明之一實施例係關於一種觸控裝置包含主要觸控區域、觸控式按鍵區、以及電路板。該主要觸控區域包含複數條分別具有第一端與第二端的第一電極與複數條第二電極。該些第一電極係沿一第一方向設置，且該些第二電極係沿一第二方向與該些第一電極交錯設置，其中每一條第一電極包含多個第一電極單元且每一條第二電極包含多個第二電極單元。該觸控式按鍵區係配置於該主要觸控區域之週邊，且具有至少一觸碰式按鍵單元，包含一第一電極以及一第二電極。其中該些第一電極其中之一端分別經由第一走線電連接至電路板，且該些第二電極其中之一端分別經由第二走線電連接至電路板，且該至少一觸碰式按鍵單元之該第一電極與該主要觸控區域之該些第一電極之間為非連續之設置。

透過本發明實施例中，觸碰式按鍵單元與主要觸控區域之間不具有第一電極之設置，以及觸碰式按鍵單元共用相鄰或不相鄰的第二電極之設置，即使觸控裝置增加多個觸碰式按鍵單元，也僅需要再增設一條第一電極，而不需要增設過多的電極，因而避免習知技術中走線配置過度密集而導致嚴重的訊號耦合效應。此外，透過本發明之走線設計方式觸控裝置之內部電路不需再作複雜的設計。

本揭露特別以下述例子加以描述，這些例子僅係用以舉例說明而已，因為對於熟習此技藝者而言，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。在通篇說明書與申請專利範圍中，除非內容清楚指定，否則「一」以及「該」的意義包含這一類敘述包括「一或至少一」該元件或成分。此外，如本揭露所用，除非從特定上下文明顯可見將複數排除在外，否則單數冠詞亦包括複數個元件或成分的敘述。而且，應用在此描述中與下述之全部申請專利範圍中時，除非內容清楚指定，否則「在其中」的意思可包含「在其中」與「在其上」。在通篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供從業人員(practitioner)在有關本揭露之描述上額外的引導。在通篇說明書之任何地方之例子，包含在此所討論之任何用詞之例子的使用，僅係用以舉例說明，當然不限制本揭露或任何例示用詞之範圍與意義。同樣地，本揭露並不限於此說明書中所提出之各種實施例。

此外，若使用「連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段，可視為「直接連接」或「電性連接」。舉例而言，若文中描述一第一裝置連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

可了解如在此所使用的用詞「包含(comprising)」、「包含(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包含(involving)」等等，為開放性的(open-end)，即意指包含但不限於。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。因此，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之申請專利範圍。

下文依本發明觸控裝置特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍。因此，若文中描述一觸控裝置係包含第一電極及第二電極，則並不代表該觸控裝置只具有第一電極與第二電極，也不代表第一電極與第二電極之間不可包含其他元件。另外，在通篇說明書中所描述之「走線」、「第一走線」、「第二走線」係描述電路中線路的佈線方式，且「第一走線」、「第二走線」可解讀為「第一方向走線」、「第二方向走線」，例如沿著x軸方向的走線及沿著y軸方向的走線。

請參考第1圖，第1圖係為本發明實施例觸控裝置200之示意圖如第1圖所示，觸控裝置200包含主要觸控區域250、電路板260以及觸碰式按鍵區252。觸碰式按鍵區252位於主要觸控區域250以外的非顯示區，例如主要觸控區域250的下方，觸碰式按鍵區252包含複數個觸碰式按鍵單元K1、K2、K3。如第2圖所示，主要觸控區域250具有複數條沿第一方向設置的第一電極210a至210e，以及複數條沿第二方向設置的第二電極220a至220e。觸碰式按鍵區252包含一條沿第一方向設置的第一電極210f，當複數個觸碰式按鍵單元K1、K2、K3係沿第一方向排列設置，則第一電極210f係為穿越觸碰式按鍵單元K1、K2、K3的設置。與觸碰式按鍵單元K1、K2、K3之位置相對應之第二電極220a、220c、220e係延伸至觸碰式按鍵單元K1、K2、K3，例如是第二圖所示的相鄰之第一電極單元211、212及第二電極單元221、222相似的四個電極單元所組成的觸碰式按鍵單元K1、K2、K3。，且觸碰式按鍵區252與主要觸控區域250之間除了第二電極220a、220c、220e之外，不具有第一電極以及其他第二電極。第一電極210a至210f可以例如是驅動電極，用以提供驅動訊號，第二電極220a至220e可以例如是感應電極，用以根據觸控產生觸控感應訊號。在主要觸控區域250中，第一電極210a至210e與第二電極220a至220e可以是在同一平面，然而本發明不限於此，第一電極210a至210e與第二電極220a至 220e亦可設置為在不同平面。

另外，另提出一種觸碰式按鍵區252之變化例，觸碰式按鍵區252包含至少一個觸碰式按鍵單元K1、K2、K3分別具有觸碰單元，每一觸碰式按鍵單元包含相對設置的第一電極單元211以及第二電極單元221。每一觸碰式按鍵單元之第一電極單元可透過導線沿第一方向電性連接，而每一觸式按鍵單元之第二電極單元可透過導線電性連接至主要觸控區域250中與觸碰式按鍵單元之位置相對應之任一第二電極220a至220e。如此，觸碰式按鍵區252與主要觸控區域250之間不具有第一電極以及第二電極，僅以第二走線連接。

第2圖係為第1圖主要觸控區域250之結構圖，在第2圖中，第一電極210a至210e與第二電極220a至220e係設置為位於同一平面。第一電極210a至210e與第二電極220a至220e交接處係設置電橋(bridge)230及絕緣層240(insulator)，以使第一電極210a至210e與第二電極220a至220e可正常操作且避免短路的情形發生。例如相鄰之第一電極單元211、212及第二電極單元221、222中，第一電極單元211、212之間係以電橋230連接，而第二電極單元221、222之間可直接連接，且第一電極單元211、212係以絕緣層240與第二電極單元221、222隔離，然本發明並不以此為限，亦可第一電極單元211、212之間係以直接連接，而第二電極單元221、222之間以電橋230連接，並且絕緣層240(insulator)不限為圖案層，亦可為整片未圖案化的絕緣層。

請再參考第3圖，第3圖係為第1圖主要觸控區域250之另一結構圖，如第3圖所示，第一電極210a至210e與第二電極220a至220e係位於不同平面。第一電極210a至210e係沿第一方向陣列排列於第一平面P1，第二電極220a至220e係沿第二方向陣列排列於相異於第一平面P1之第二平面P2。第3圖僅為舉例，並未限定第一平面P1、第二平面P2由上到下的排列方式，此外，在本實施例中，第一方向、第二方向可以例如是x軸方向、y軸方向，然本發明並不以此為限，也並未限定第一方向與第二方向係相互垂直。

在第一實施例中，為方便舉例說明，僅列舉第一電極210a至210f、第二電極220a至220e，但並非用以限制本發明第一電極、第二電極之數量，本發明可因應需求對觸控裝置200增加或減少第一電極、第二電極之數量。同理，本發明亦不限制觸碰式按鍵單元的數量，觸控裝置200可包含至少一個觸碰式按鍵單元。

透過第一實施例中，觸碰式按鍵區252與主要觸控區域250之間不具有第一電極之設置，以及觸碰式按鍵單元K1、K2、K3共用不相鄰(nonadjacent)之第二電極220a、220c、220e之設置，可以減少因為增加觸碰式按鍵單元所需增設的第一電極、第二電極。相較於沒有觸碰式按鍵單元的狀況下，本實施例僅多增加了一條第一電極210f。此外，若增加的觸碰式按鍵單元係沿第一方向設置，且第二電極的數量係多於觸碰式按鍵單元時，即使在同一列增加更多的觸碰式按鍵單元，也只需要一條第一電極，例如第一電極210f，而不需要再增加更多第一電極。

此外，為了不增加電路設計、佈局上的複雜度，觸控裝置200中第二電極220b、220d的一端延伸出第二走線經由相對於觸碰式按鍵區252之對側或者是不經過觸碰式按鍵單元K1、K2、K3以連接至觸控裝置200中的電路板260，其他第二電極220a、220c、220e則透過觸碰式按鍵單元K1、K2、K3並且經由第二走線分別連接至電路板260，如第1圖所示。而觸控裝置200中第一電極210a~210e的一端亦可延伸出第一走線(圖未示)並且不經過觸碰式按鍵單元K1、K2、K3以連接至觸控裝置200中的電路板260。電路板260可例如是印刷電路板(printed circuit board，PCB)，軟性電路板(flexible circuit board，FCB)。

請參考第4圖，第4圖係為本發明第二實施例觸控裝置400之示意圖。如第4圖所示，觸控裝置400與觸控裝置200之差別在於，在觸控裝置200中，觸碰式按鍵單元K1、K2、K3係共用與其位置相對應之第二電極220a、220c、220e，而在觸控裝置400中觸碰式按鍵單元K1、K2、K3係分別依序共用相鄰(adjacent)之第二電極220a、220b、220c，而第二電極220a、220b、220c係以彎折之方式延伸至觸碰式按鍵單元K1、K2、K3。因此對於觸控裝置200而言，為了不增加電路設計、佈局上的複雜度，第二電極220b、220d的第二走線可由主要觸控區域250相對於觸碰式按鍵單元K1、K2、K3 之對側拉出以連接至電路板260。而透過觸控裝置400的設置，第二電極220d、220e的走線若由主要觸控區域250相對於觸碰式按鍵區252之同側拉出連接至電路板260並不會干擾到第一電極210f，因此第二電極220d、220e的走線由主要觸控區域250相對於觸碰式按鍵區252之同側或對側拉出至電路板260皆可，因而觸控裝置400可作更多元化的應用設計。同樣地，第二實施例僅用以對本發明作舉例說明，並不用以限制本發明第一電極、第二電極或觸碰式按鍵單元的數量。

除了以上第一實施例及第二實施例中，觸碰式按鍵單元K1、K2、K3共用第二電極220a至220e中相鄰的第二電極或第二電極220a至220e中不相鄰的第二電極之設置，本發明亦可將觸碰式按鍵單元設置為共用部分相鄰，但部分不相鄰的第二電極，如第5圖所示。第5圖係為本發明第三實施例觸控裝置500之示意圖，觸控裝置500與觸控裝置200或400的差別在於，在觸控裝置500中觸碰式按鍵單元K1、K2係分別共用第二電極220a、220c，但觸碰式按鍵單元K3係共用第二電極220d，亦即第二電極220a、220c係以非彎折之方式分別與觸碰式按鍵單元K1、K2連接，而第二電極220d係以彎折之方式與觸碰式按鍵單元K3連接，且不同於第1圖、第4圖，在第5圖中，觸碰式按鍵區252係以加工後之外觀來舉例表示，而非以裸露之電極來表示。在如此設計下，第二電極220b走線可由主要觸控區域250相對於觸碰式按鍵區252之對側拉出至電路板260，而第二電極220e的走線由主要觸控區域250相對於觸碰式按鍵區252之對側或同側延伸至電路板260皆可。同樣地，第三實施例僅用以對本發明作舉例說明，並不用以限制本發明第一電極、第二電極或觸碰式按鍵單元的數量。

此外，任何對於本發明第一實施例至第三實施例單獨或結合所為之均等變化與修飾當為本發明所涵蓋，且本發明所述之觸控裝置500可應用於智慧型手機、平板電腦、顯示裝置、筆記型電腦、PDA、資訊家電、車用導航裝置等電子裝置，或其他電子裝置。

透過本發明實施例中，觸碰式按鍵單元與K1、K2、K3與主要觸控區域250之間不具有第一電極之設置，以及觸碰式按鍵單元共用相鄰或不相鄰的第二電極之設置，例如觸碰式按鍵單元K1、K2、K3共用第二電極220a至220e相鄰或不相鄰之三條第二電極，即使對觸控裝置100、400、500增加至少一個觸碰式按鍵單元，也僅需要再增設一條第一電極210f，而不需要增設過多的電極，因而避免習知技術過度密集的相異走線而導致嚴重的訊號耦合效應。此外，本發明觸控裝置200、400、500之內部電路也不需要再作複雜的設計。

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

10‧‧‧主要觸控區域

20‧‧‧觸碰式按單元

100、200、400、500‧‧‧觸控裝置

210a至210f‧‧‧第一電極

220a至220e‧‧‧第二電極

211、212‧‧‧第一電極單元

221、222‧‧‧第二電極單元

230‧‧‧電橋

240‧‧‧絕緣層

250‧‧‧主要觸控區域

252‧‧‧觸碰式按鍵區

260‧‧‧電路板

D1至D8‧‧‧驅動線

S1至S8‧‧‧感應線

K1K2、K3、M1、M2、M3‧‧‧觸碰式按鍵單元

第1圖係為本發明實施例觸控裝置之示意圖。

第2圖係為第1圖主要觸控區域之結構圖。

第3圖係為第1圖主要觸控區域之另一結構圖。

第4圖係為本發明第二實施例觸控裝置之示意圖。

第5圖係為本發明第三實施例觸控裝置之示意圖。

210a至210e‧‧‧第一電極