TWI509491B - 觸控面板 - Google Patents

Description

觸控面板

本申請是有關於一種觸控面板，且特別是有關於一種電容式觸控面板。

近年來，隨著資訊技術、無線行動通訊和資訊家電的快速發展與應用，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更人性化的目的，許多資訊產品已由傳統之鍵盤或滑鼠等輸入裝置，轉變為使用觸控面板(touch panel)作為輸入裝置。觸控面板依照感測形式的不同大致上可區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、光學式觸控面板、聲波式觸控面板以及電磁式觸控面板。由於電容式觸控面板相較於其他類型的觸控面板具有反應時間快、可靠度佳以及解析度高(high definition)等優點，因此被廣泛的應用於各類手持電子裝置上。

電容式觸控面板藉由相互交錯的多個電極線(例如是驅動線與感測線)來構成感測陣列，以達成面的感測。當使用者以手指觸碰觸控面板時，觸控面板會依據感測陣列上的電容變化來判斷手指接觸的位置。然而，已知的電容式觸控面板在電極線的相交 處容易產生寄生電容(parasitic capacitance)，而不利於觸控位置的計算，導致感測靈敏度不佳。因此，為了降低寄生電容的影響，已知設計通常會選擇增加在相交位置上的電極線之間的距離，例如是增加電極線之間的絕緣材的厚度，進而造成製作成本的負擔並增加觸控面板的厚度。相對地，若藉由減少電極線在相交處的線寬來降低寄生電容，則容易在線寬變化的轉折處發生斷線的問題，影響觸控面板的製程良率與可靠度。

本申請提供一種觸控面板，具有良好的製程良率與可靠度。

本申請提出的觸控面板包括一第一基材、多個第一電極線以及多個第二電極線。第一電極線並排於第一基材上，並且分別沿一第一方向延伸。各第一電極線包括多個電極墊以及多個第一連接段，任兩相鄰的電極墊透過對應的第一連接段之一相連，並且電極墊的寬度大於第一連接段的寬度，其中各第一連接段具有用以連接電極墊的兩端部以及位在兩端部之間的一中間部，各第一連接段的寬度是由兩端部朝向中間部遞減而呈現頸縮狀，並且各第一連接段的兩端部與相應的電極墊的連接處的轉角為平滑曲面。第二電極線並排於第一基材上，並且分別沿一第二方向延伸，第二方向與第一方向相交。第二電極線電性絕緣於第一電極線，並且各第二電極線在第一基材上的垂直投影與第一電極線的 相應的第一連接段在第一基材上的垂直投影相交，以分別形成一重疊區域。

基於上述，由於各第一電極線的各第一連接段的寬度是由連接電極墊的兩端部朝向兩端部之間的中間部遞減而呈現頸縮狀，並且各第一連接段的兩端部與相應的電極墊之間的連接處具有呈現平滑曲面的轉角，可以避免連接處應力集中，進而減少第一連接段從其與相應的電極墊的連接處斷裂的機率。據此，本申請的觸控面板的第一電極線不容易在製作或使用時從第一連接段與相應的電極墊的連接處斷裂，而具有良好的製程良率與可靠度。

為讓本申請的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100‧‧‧觸控面板

102‧‧‧第一基材

104‧‧‧第二基材

106‧‧‧保護層

110‧‧‧第一電極線

112‧‧‧電極墊

114‧‧‧第一連接段

114a‧‧‧兩端部

114b‧‧‧中間部

120‧‧‧第二電極線

122‧‧‧第二連接段

130‧‧‧絕緣材

C‧‧‧連接處

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

L1、L2‧‧‧長度

R1‧‧‧重疊區域

r1、r2‧‧‧曲率半徑

S1‧‧‧第一表面

S2‧‧‧第二表面

W1、W2‧‧‧寬度

圖1是本申請一實施例的一種觸控面板的示意圖。

圖2為圖1的第一電極線與第二電極線的局部放大圖。

圖3A為圖2的第一連接段的局部放大圖。

圖3B為本申請另一實施例的第一連接段的局部放大圖。

圖3C為本申請另一實施例的第一連接段的局部放大圖。

圖4為本申請另一實施例的第一電極線與第二電極線的局部放大圖。

圖5A至圖5C為本申請的觸控面板在不同實施例中的剖面 圖。

圖1是本申請一實施例的一種觸控面板的示意圖。為使圖式更為清楚，圖1省略了觸控面板的部分可能存在的膜層或是元件。請參考圖1，在本實施例中，觸控面板100包括第一基材102、多個第一電極線110以及多個第二電極線120。第一電極線110並排於第一基材102上，並且分別沿第一方向D1延伸。各第一電極線110包括多個電極墊112以及多個第一連接段114。任兩相鄰的電極墊112透過對應的第一連接段114之一相連。

此外，第二電極線120並排於第一基材102上，並且分別沿第二方向D2延伸，第二方向D2與第一方向D1相交。第二電極線120電性絕緣於第一電極線110，並且沿第二方向D2延伸的第二電極線120與沿第一方向D1延伸第一電極線110相交，以在第一基材102上形成感測陣列。本實施例的第一電極線110與第二電極線120例如是驅動線與感測線的組合，且材質可以是銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)等透明導電物質，但本申請並不限制第一電極線110與第二電極線120的種類與材質。

圖2為圖1的第一電極線與第二電極線的局部放大圖。請參考圖1與圖2，在本實施例中，由於第二電極線120與第一電極線110相交，因此各第二電極線120在第一基材102上的垂直 投影會與各第一電極線110的相應的第一連接段114在第一基材102上的垂直投影相交，以分別形成重疊區域R1。若第一電極線110與第二電極線120之間的重疊區域R1縮小，可有效降低第一電極線110與第二電極線120之間的寄生電容。

在本實施例中，首先藉由縮小各第一電極線110的第一連接段114的寬度，來降低重疊區域R1在第二方向D2上的長度。請參考圖2，本實施例的各第一電極線110的電極墊112的寬度W1大於第一連接段114的寬度W2。在此，電極墊112的寬度W1是指電極墊112在第二方向D2上的長度，而第一連接段114的寬度W2是指第一連接段114在第二方向D2上的長度。此時，由於第一連接段114的寬度W2變小，使得重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1變小，進而降低重疊區域R1的面積，以降低第一電極線110與第二電極線120在相交處產生的寄生電容。

另一方面，在本實施例中，各第一連接段114具有用以連接電極墊112的兩端部114a以及位在兩端部114a之間的中間部114b。各第一連接段114的寬度W2是由兩端部114a朝向中間部114b遞減而呈現頸縮狀。換言之，各第一連接段114在兩端部114a具有一個最大寬度，並且在中間部114b具有一個最小寬度。前述的第一連接段114的寬度W2是指各第一連接段114在兩端部114a產生的最大寬度，而重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1是指各第一連接段114在中間部114b產生的最小寬度。因此，當為了降低重疊區域R1的面積而縮小第一連接段114的寬度W2時， 實際上重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1會比寬度W2小。

圖3A為圖2的第一連接段的局部放大圖。請同時參考圖2與圖3A，在本實施例中，各第一連接段114的兩端部114a與相應的電極墊112的連接處C的轉角為平滑曲面，而各第一連接段114的中間部114b的兩側面為平面。由於各第一連接段114的寬度W2是由兩端部114a朝向中間部114b遞減而呈現頸縮狀，並且兩端部114a與相應的電極墊112的連接處C的轉角為平滑曲面，可以在降低第一連接段114的寬度W2的同時，減少第一連接段114從其與相應的電極墊112的連接處C斷裂的機率。上述的連接處C的轉角的平滑曲面例如是曲率半徑為r1的圓弧曲面，但第一連接段114不限於上述的形狀。

圖3B為本申請另一實施例的第一連接段的局部放大圖。請參考圖3B，在本實施例中，各第一連接段114的兩端部114a與相應的電極墊112的連接處C的轉角為平滑曲面。此外，各第一連接段114的兩端部114a與相應的電極墊112的連接處C的轉角以及中間部114b的兩側面形成曲率半徑為r2的圓弧曲面。由於各第一連接段114呈現頸縮狀，並且連接處C的轉角以及中間部114b的兩側面形成圓弧曲面，可以在降低第一連接段114的寬度W2的同時，減少第一連接段114從其與相應的電極墊112的連接處C斷裂的機率。

圖3C為本申請另一實施例的第一連接段的局部放大圖。請參考圖3C，在本實施例中，各第一連接段114的兩端部114a 與相應的電極墊112的連接處C的轉角為平滑曲面。此外，各中間部114b位於相應的重疊區域R1內，且各中間部114b的相對兩側面為平面。各第一連接段114的兩端部114a與相應的電極墊112的連接處C的轉角形成曲率半徑為r3的圓弧曲面，且曲率半徑為r3的圓弧曲面延伸至重疊區域R1內並連接各中間部114b的相對兩側面。由於各第一連接段114呈現頸縮狀，且連接處C的轉角形成圓弧曲面並延伸至重疊區域R1內，可以在降低第一連接段114的寬度W2的同時，減少第一連接段114從其與相應的電極墊112的連接處C斷裂的機率。除了上述的三種實施例之外，第一連接段114還可以是其他形狀。舉例來說，在其他實施例中，各第一連接段114的兩側面以及連接處C的轉角可以形成橢圓弧曲面或者是拋物線曲面，本申請並不限制第一連接段114的形狀。

請參考圖2，除了藉由減少第一連接段114的寬度W2而降低重疊區域R1的面積之外，本實施例還可以同時考慮在重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1以及重疊區域R1在第一方向D1上的長度L2的關係。在本實施例中，重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1小於或等於重疊區域R1在第一方向D1上的長度L2。在此，重疊區域R1在第二方向D2上的長度L1是指第一連接段114在中間部114b產生的最小寬度，而重疊區域R1在第一方向D1上的長度L2是指第二電極線120的寬度。第二電極線120的寬度是指第二電極線120在第一方向D1上的長度。由於本實施例的第二電極線120為條狀電極線，故第二電極線120在第一方 向D1上的長度即是重疊區域R1在第一方向D1上的長度L2。換言之，第一電極線110的第一連接段114與第二電極線120在第一基材102上所形成的重疊區域R1具有沿第二方向D2的長度L1(第一連接段114的最小寬度)以及沿第一方向D1的長度L2(第二電極線120的寬度)，且長度L1小於或等於長度L2。

另外，請再參考圖1，在本實施例中，在觸控面板100更包括多個第二連接段122，用以連接第二電極線120，以傳輸訊號。第二連接段122鄰近第一基材102的邊緣，每兩條相鄰的第二電極線120藉由相應的第二連接段122相連。然而，在其他實施例中，每三條或更多相鄰的第二電極線120可以藉由相應的第二連接段122相連。據此，本實施例可以使單一感測區域(未繪示)內對應兩條、三條或三條以上的第二電極線120，有助於降低個別的第二電極線120的寬度。當然，在其他實施例中，每條第二電極線120也可以單獨連接到第二連接段122。

基於上述，本實施例藉由縮小第一電極線110與第二電極線120的重疊區域R1來降低兩者之間的寄生電容，以提供良好的感測靈敏度，並且同時藉由使呈現頸縮狀的第一連接段114在其與相應的電極墊112的連接處C的轉角為平滑曲線，以避免應力集中，減少第一連接段114從其與相應的電極墊112的連接處C斷裂的機率。換言之，本實施例的觸控面板100的第一電極線110不容易在製作或使用時從第一連接段114與相應的電極墊112的連接處C斷裂。

圖4為本申請另一實施例的第一電極線與第二電極線的局部放大圖。請參考圖2與圖4，在圖2的實施例中，各第一電極線110的任兩相鄰的電極墊112透過對應的第一連接段114之一相連，但在圖4的實施例中，各第一電極線110的任兩相鄰的電極墊112可以透過對應的兩個第一連接段114相連。各第二電極線120在第一基材102上的垂直投影與第一電極線110的相應的第一連接段114在第一基材102上的垂直投影相交並分別形成重疊區域R1，而各第二電極線120與各第一電極線110之間具有兩個重疊區域R1。然而，在其他實施例中，第一電極線110的任兩相鄰的電極墊112可以透過更多的第一連接段114相連，本申請並不以此為限制。

圖5A至圖5C為本申請的觸控面板在不同實施例中的剖面圖。前述設計原則可以被應用於各種觸控面板上。下文依序藉由圖5A至圖5C所繪示的幾種觸控面板100可能的剖面結構來進行說明。

首先，請參考圖2與圖5A。圖5A繪示觸控面板100沿圖2之A-A’線的一種可能的剖面結構。在本實施例中，觸控面板100更包括第二基材104，第二基材104配置於第一基材上102，而第一電極線110與第二電極線120分別位於第二基材104的相對兩側。更具體而言，第一電極線110位於第一基材102上，而第二電極線120位於第二基材104上。第二基材104配置於第一基材102上，並且覆蓋第一電極線110。此外，第二基材104上還 可覆蓋有保護層106，以保護第二電極線120。在製作上，可以先分別在第一基材102以及第二基材104上製作第一電極線110以及第二電極線120，再將第一基材102與第二基材104相互貼合，並於第二基材104上披覆保護層106。第一基材102與第二基材104例如是玻璃或PET(Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)等透光基材，並可藉由光學膠(optically clear adhesive，OCA)互相貼合，但本發明不限制第一基材102與第二基材104的材料與貼合方式。

由於本實施例可以如前所述的藉由縮小第一電極線110以及第二電極線120的重疊區域R1來降低兩者之間的寄生電容，在不改變觸控晶片的能力的狀況下，第一電極線110以及第二電極線120之間的距離可以被適當地縮小，也就是第二基材104的厚度可以變薄。如此，可以減少第二基材104的用量，節省製作成本，並且可以使觸控面板100整體具有較小的厚度，以及良好的透光率。

請參考圖2與圖5B。圖5B繪示觸控面板100沿圖2之A-A’線的另一種可能的剖面結構。在本實施例中，第一基材102具有第一表面S1以及相對於第一表面S1的第二表面S2，其中第一電極線110位於第一表面S1上，而第二電極線120位於第二表面S2上。在製作上，例如是以第一基材102作為基底而分別在第一基材102上的第一表面S1與第二表面S2上製作第一電極線110以及第二電極線120。第一基材102例如是玻璃或PET等透光基 材，但本發明不限制第一基材102與第二基材104的材料。

同理，由於本實施例可以如前所述的藉由縮小第一電極線110以及第二電極線120的重疊區域R1來降低兩者之間的寄生電容，在不改變觸控晶片的能力的狀況下，第一電極線110以及第二電極線120之間的距離可以被適當地縮小，也就是降低第一基材102的厚度。如此，可以減少第一基材102的用量，節省製作成本，並且可以使觸控面板100整體具有較小的厚度，以及良好的透光率。

請參考圖2與圖5C。圖5C繪示觸控面板100沿圖2之B-B’線的再一種可能的剖面結構。在本實施例中，第一基材102具有第一表面S1，第一電極線110與第二電極線120位於第一基材102的第一表面S1上。由於第一電極線110以及第二電極線120需彼此電性絕緣，故第一電極線110與第二電極線120的其中之一需跨過第一電極線110與第二電極線120的其中另一。更具體而言，在本實施例中，第二電極線120對應於第一電極線110的第一連接段114的局部跨過第一電極線110，並且位在第一連接段114的上方，以形成前述重疊區域R1。此外，觸控面板100更包括絕緣材130。絕緣材130位於第一表面S1上並介於第二電極線120與相應的第一電極線110的第一連接段114之間，以隔絕第一電極線110以及第二電極線120。第一基材102例如是玻璃或PET等透光基材，但本發明不限制第一基材102與第二基材104的材料。此外，在其他實施例中，第一電極線110的第一連接段114 也可以跨過第二電極線120，並且位在第二電極線120的上方，本身請不限制兩者的跨接方式。

同理，由於本實施例可以如前所述的藉由縮小第一電極線110以及第二電極線120的重疊區域R1來降低兩者之間的寄生電容，在不改變觸控晶片的能力的狀況下，第一電極線110以及第二電極線120之間的距離可以被適當地縮小，例如是降低絕緣材130的厚度。如此，可以減少絕緣材130的用量，節省製作成本，並且可以使觸控面板100整體具有較小的厚度，以及良好的透光率。

雖然前述實施例說明了本申請之觸控面板100的幾種可能的結構，然其並非用以限定本申請。舉例而言，第一電極線110以及第二電極線120的形狀以及佈局並不限於前述實施例的內容。

綜上所述，本申請的觸控面板可以藉由縮小第一電極線以及第二電極線之間的重疊區域來降低兩者之間的寄生電容，並進一步縮小兩者之間的距離。如此，可以減少材料的用量，節省製作成本，並且可以使觸控面板整體具有較小的厚度，以及良好的透光率。同時，由於各第一電極線的各第一連接段的寬度是由連接電極墊的兩端部朝向兩端部之間的中間部遞減而呈現頸縮狀，並且各第一連接段的兩端部與相應的電極墊的連接處具有呈現平滑曲面的轉角，可以避免連接處應力集中，進而減少第一連接段從其與相應的電極墊的連接處斷裂的機率。據此，本申請的觸控面板的第一電極線不容易在製作或使用時從第一連接段與相 應的電極墊的連接處斷裂，而可確保製程良率與可靠度。

雖然本申請已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本申請，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本申請的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本申請的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧第一電極線

112‧‧‧電極墊

114‧‧‧第一連接段

114a‧‧‧兩端部

114b‧‧‧中間部

120‧‧‧第二電極線

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

L1、L2‧‧‧長度

R1‧‧‧重疊區域

W1、W2‧‧‧寬度

Claims (9)

1. 一種觸控面板，包括：一第一基材；多個第一電極線，並排於該第一基材上，並且分別沿一第一方向延伸，各該第一電極線包括多個電極墊以及多個第一連接段，任兩相鄰的該些電極墊透過對應的該些第一連接段之一相連，其中各該第一連接段具有用以連接該些電極墊的兩端部以及位在該兩端部之間的一中間部，各該第一連接段的寬度是由該兩端部朝向該中間部遞減而呈現頸縮狀，並且各該第一連接段的該兩端部與相應的該些電極墊的連接處的轉角為平滑曲面，而該平滑曲面為圓弧曲面；以及多個第二電極線，並排於該第一基材上，並且分別沿一第二方向延伸，該第二方向與該第一方向相交，該些第二電極線電性絕緣於該些第一電極線，並且各該第二電極線在該第一基材上的垂直投影與該些第一電極線的相應的該些第一連接段在該第一基材上的垂直投影相交，以分別形成一重疊區域，而各該第一電極線的該些電極墊在該第二方向上的寬度一致且大於該些第一連接段在該第二方向上的寬度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該重疊區域在該第二方向上的長度小於或等於該重疊區域在該第一方向上的長度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一第二基 材，配置於該第一基材上，該些第一電極線與該些第二電極線分別位於該第二基材的相對兩側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該第一基材具有一第一表面以及相對於該第一表面的一第二表面，該些第一電極線位於該第一表面上，而該些第二電極線位於該第二表面上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括一絕緣材，其中該些第一電極線與該些第二電極線位於該第一基材的一第一表面，而該絕緣材位於該第一表面上並介於該些第二電極線與相應的該些第一電極線的該些第一連接段之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中各該第一連接段的該兩端部與相應的該些電極墊的連接處的轉角以及該中間部的兩側面形成圓弧曲面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中各該中間部位於相應的該重疊區域內，且各該中間部的相對兩側面為平面，各該第一連接段的該兩端部與相應的該些電極墊的連接處的轉角形成圓弧曲面，且該圓弧曲面延伸至該重疊區域內並連接各該中間部的相對兩側面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中各該第一電極線的任兩相鄰的該些電極墊透過對應的兩個第一連接段相連。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括多個第二連接段，鄰近該第一基材的邊緣，每兩條以上的相鄰的第二電極線藉由相應的該第二連接段相連。