TWM472254U - 觸控面板 - Google Patents

Description

觸控面板

本創作係有關於一種觸控面板，尤指一種具有特殊電極形狀之觸控面板，以提高觸控靈敏度與線性度。

請參考第1圖，傳統觸控面板10具有第一電極121、122、123以及第二電極141、142、143，兩者互相交叉設置。在傳統設計中，第一電極121、122、123與第二電極141、142、143相互交叉的距離並不一致，例如第一電極121、122、123的寬度W並不相同於相鄰之第一電極121、122、123之間的間距S。因此，若使用者將手指由第1圖的A位置移動到B位置時，因為在B位置處的有效第一電極121、122、123佔的比例較少，因此此處電容變化量會很小，造成A位置與B位置的靈敏度有差異，進而導致線性度不佳。傳統的改良方法是在第一電極121、122、123之間設置虛設電極(dummy electrode)，以增加感應電容變化量。然而，由於虛設電極是浮接狀態，容易受到外界的雜訊干擾，也會影響到觸控面板的感應效果。因此，如何改善觸控面板的靈敏度與線性度，仍為觸控面板業界的重要課題之一。

本創作之主要目的之一在於提供一種具有特殊電極結構設計之觸控面板，其中該特殊電極結構設計係使電極之間具有相等之間距，藉由等間距之電極設計，可以使電極之間的電容變化量趨於一致，以改善習知觸控面板靈敏度與線性度不佳之問題。

本創作提供一種觸控面板，其包括一基板、複數個第一軸向電極以及複數個第二軸向電極。該基板具有平行相對之一上表面與一下表面。該 等第一軸向電極係設置於基板之上表面，且第一軸向電極沿著一第一方向延伸。各第一軸向電極分別具有一間隙開口，且該間隙開口之寬度大體上相同於任二相鄰之第一軸向電極之間的間距。該等第二軸向電極係設置於基板之下表面，且第二軸向電極係沿著一第二方向延伸，其中該第二方向垂直於該第一方向，且第一軸向電極與第二軸向電極係互相絕緣相交設置。

10‧‧‧觸控面板

121、122、123‧‧‧第一電極

141、142、143‧‧‧第二電極

100、1001、1002、1003、1004、1005、1006‧‧‧觸控面板

102‧‧‧第一軸向電極

1021‧‧‧間隙開口

1022‧‧‧突出電極

1022a‧‧‧主部分

1022b‧‧‧次部分

104‧‧‧第二軸向電極

1041‧‧‧次軸向電極

1042‧‧‧導線

1043‧‧‧微間隙

106‧‧‧基板

106a‧‧‧上表面

106b‧‧‧下表面

108‧‧‧間隔

110、112‧‧‧接地電極

110a、112a‧‧‧空隙

114、116‧‧‧接地電極

1141、1161‧‧‧次接地電極

1142、1162、113‧‧‧導線

116a‧‧‧第一部分

116b‧‧‧第二部分

D、W、W2、W3‧‧‧寬度

d、S、S1‧‧‧間距

S2‧‧‧距離

w、W1‧‧‧寬幅

X‧‧‧水平方向

Y‧‧‧垂直方向

第1圖為傳統觸控面板之觸控電極的配置示意圖。

第2圖為本創作觸控面板之第一實施例的電極配置示意圖。

第3圖為第2圖所示觸控面板沿著切線3-3’的剖面示意圖。

第4圖為本創作觸控面板之第二實施例的電極配置示意圖。

第5圖為本創作觸控面板之第三實施例的電極配置示意圖。

第6圖為本創作觸控面板之第四實施例的電極配置示意圖。

第7圖為本創作觸控面板之第五實施例的電極配置示意圖。

第8圖為本創作觸控面板之第六實施例的電極配置示意圖。

第9圖為本創作觸控面板之第七實施例的電極配置示意圖。

為使熟習本創作所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本創作，下文特列舉本創作之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本創作的構成內容。為了方便說明，本創作之各圖式僅為示意以更容易了解本創作，其詳細的比例及各元件的數量和尺寸可依照設計的需求進行調整。

請參考第2圖與第3圖，在第一實施例中，本創作觸控面板100是一投射式電容觸控面板，但不以此為限。觸控面板100包括一基板106、複數個第一軸向電極102以及複數個第二軸向電極104。基板106具有平行相對的上表面106a與下表面106b。第一軸向電極102與第二軸向電極104 分別設置於基板106之上表面106a與下表面106b上，第2圖雖以觸控面板100包括三個第一軸向電極102和三個第二軸向電極104來示意說明，但電極的數量和尺寸並不以此為限。第一軸向電極102沿著一第一方向延伸，例如圖中的垂直方向Y，而第二軸向電極104係沿著一第二方向延伸，例如圖中的水平方向X，其中第二方向垂直於第一方向，因此，第一軸向電極102與第二軸向電極104係互相絕緣相交設置。各第一軸向電極102分別具有一間隙開口1021，其具有一寬度D。任二相鄰之第一軸向電極102之間具有一間隔108，間隔108的寬度即任二相鄰之第一軸向電極102之間的間距S1。間隙開口1021之寬度D大體上係相同於任二相鄰之第一軸向電極102之間的間距S1。在較佳實施例中，寬度D與間距S1也相同於最外側之第一軸向電極102與第二軸向電極104之邊緣的距離S2。此外，間隙開口1021係位於各第一軸向電極102的中央部分，平分其兩側的第一軸向電極102，使得第一軸向電極102在間隙開口1021以外的部分具有相同的寬幅w。

由於本實施例之第一軸向電極102的間隙開口1021之寬度D相同於相鄰第一軸向電極102之間的間具S1，使得第一軸向電極102在第二方向(即水平方向X)上具有間距相等之特性，且電極面積亦均勻分佈在基板106表面，因此當手指按壓於觸控面板100的不同位置時，各電極間所產生的電容變化量會趨於一致基準，可改善觸控操作的線性度問題，且均勻分佈的電極可以改善觸控面板100的感應靈敏度。再者，本創作係使第一軸向電極102的分佈均勻化，可以使電極圖案的疏密度更加平衡，進一步改善觸控面板100的光學視覺效果，降低電極在視覺上的明顯度。再者，藉由本創作第一軸向電極102之間隙開口1021而使第一軸向電極102具等間距的設計，可以縮短觸控面板100上具有第一軸向電極102部分之間的距離，使得小尺寸觸控指示器(例如小尺寸觸控筆)能夠較有效地碰觸到第一軸向電極102，例如圖中範圍區域A，因此有較好的觸控感應效果。以本實施例為例，若觸控筆尺寸之半徑小於等於約2公釐時，本創作的模擬電容改變量會比傳統觸 控面板提高30%以上，明顯改善觸控靈敏度。

本創作之觸控面板並不以上述實施例為限。下文將繼續揭示本創作之其它實施例，然為了簡化說明並突顯各實施例或變化形之間的差異，下文中使用相同標號標注相同元件，並不再對重覆部分作贅述。

請參考第4圖，第4圖為本創作觸控面板之第二實施例的電極配置俯視示意圖。本實施例與前一實施例的不同處在於，本創作觸控面板1001的各第二軸向電極104分別包括複數個次軸向電極1041，第4圖中係以每個第二軸向電極104分別包括四個次軸向電極1041為例，但不以此為限。次軸向電極1041係沿著水平方向X延伸，且同一第二軸向電極104之所有次軸向電極1041互相並聯且彼此平行。相較於第一實施例，本實施例係將原本的第二軸向電極104切分成處個等面積的次軸向電極1041，並利用導線1042設置在次軸向電極1041兩側或其中一側，以串接同一第二軸向電極104中的每個次軸向電極1041。需注意的是，各次軸向電極1041的串接方式並不以本實施例為限。由於一般觸控面板的電容是由上、下電極的重疊(overlap)電容與邊緣(fringe)電容所組成，當重疊面積大時，手指觸碰觸控面板表面時不太容易帶走重疊電容，但是比較容易帶走邊緣電容。因此，本實施例設計使第一軸向電極102與第二軸向電極104在相交處的重疊面積小於第一實施例，即降低了重疊部分所形成的重疊電容，提高邊緣電容的比例，以增加電容變化量而進一步提高靈敏度。再者，本實施例中在各次軸向電極1041與第一軸向電極102的相交處，各次軸向電極1041的寬幅W1小於各第一軸向電極102的寬幅w，因此在此設計下，可以額外增加第一軸向電極102與第二軸向電極之間的邊緣電場電容。在其他實施例中，在次軸向電極1041與第一軸向電極102的相交處，次軸向電極1041的寬幅W1也可以等於第一軸向電極102的寬幅w，但以小於第一軸向電極102的寬幅w為較佳。由於寬幅W1較小，因此一個第二軸向電極104可以具有較多的次軸向電極1041，進而可以增加較多的邊緣電容值。

請參考第5圖，第5圖為本創作觸控面板之第三實施例的電極配 置示意圖。本實施例觸控面板1002與第一實施例的不同處在於各第二軸向電極104分別包括複數個微間隙1043，位於各第二軸向電極104與第一軸向電極102之相交處。舉例而言，第5圖所示之各第二軸向電極104包括十二個微間隙1043，分別與第一軸向電極102及其間隙開口1021相交。在同一第二軸向電極104中，對應於同一個第一軸向電極102的微間隙1043係互相平行且沿著第二方向(圖中水平方向X)排列。根據本實施例，第二軸向電極104僅在與第一軸向電極102之相交處具有挖空設計，形成微間隙1043，其效果類似於第二實施例，可以降低第二軸向電極104與第一軸向電極102的重疊面積，並增加邊緣電容的比例，有助於感應電容的變化量之提升，增加靈敏度。值得注意的是，第二軸向電極104於兩微間隙1043之間的寬幅W1係小於或等於第一軸向電極102的寬幅w，其中寬幅W1較佳小於寬幅w。類似於前一實施例，寬幅W1較小時可以增加較多的邊緣電容值。

請參考第6圖，第6圖為本創作觸控面板之第四實施例的電極配置示意圖。本實施例觸控面板1003與第三實施例的不同處在於各第一軸向電極102分別包括複數個突出電極1022。突出電極1022包括主部分1022a與次部分1022b，其中主部分1022a大體上係平行於前述之第二方向，例如第6圖的水平方向X，次部分1022b位於主部分1022a兩端且大體上垂直於主部分1022a，例如沿著垂直方向Y設置。在本實施例中，各突出電極1022分別對應於與第一軸向電極102相交之其中一個第二軸向電極104。此外，在較佳實施例中，突出電極1022係均勻分佈於第一軸向電極102之中，並突出於第一軸向電極102的兩側，相鄰的突出電極1022之間具有相同的間距d。因此，突出電極1022的設計可以改善觸控面板1003的表面光學視覺效果。此外，突出電極1022為多邊型設計，可以進一步增加第一軸向電極102與第二軸向電極104的邊緣電容值，在觸控時可以增加電容變化量並提升靈敏度。此外，類似於前一實施例，本實施例在第二軸向電極104於兩微間隙1043之間的寬幅W1係小於或等於第一軸向電極102的寬幅w，以增加較多的邊緣 電容值。

請參考第7圖，第7圖為本創作觸控面板之第五實施例的電極配置示意圖。與第二實施例相較，本實施例觸控面板1004另包括複數個接地電極110、112，設於如第3圖所示之基板106之上表面106a，且大體上沿著第一方向(如第7圖的垂直方向Y)延伸，其中，在操作觸控面板1004時，接地電極110、112係呈現接地狀態，例如以導線113互相並聯串接並接地。舉例而言，接地電極110、112可以和第一軸向電極102由同一材料層所製作，但不以此為限。各接地電極112、110係分別位於一第一軸向電極102的間隙開口1021中或是一第一軸向電極102的一側，例如位於任二相鄰的第一軸向電極102之間的間隔108內或是兩邊第一軸向電極102的外側。此外，接地電極112、110與鄰近之第一軸向電極102係相隔一距離而互相絕緣。以第7圖所示而舉例說明，接地電極110設置於最左側第一軸向電極102的外側(左側)，而接地電極112設置於相鄰的第一軸向電極102之間以及間隙開口1021中。各接地電極110、112皆包括複數個空隙110a、112a，分別曝露出第二軸向電極104之一部分。由於一般觸控面板會搭配設置於其下方的顯示面板來使用，而本實施例之接地電極110、112可以屏蔽掉遠場之電力線，因此可以屏蔽掉從設於觸控面板1004一側之顯示面板而來的雜訊干擾，進而提升近場電力線的比重，增加觸控時的電容變化量。此外，由於接地電極110、112係均勻設置在第一軸向電極102之間，因此可有改善視效之功效。此外，類似於前一實施例，本實施例在第一軸向電極102與第二軸向電極104相交處之次軸向電極1041的寬幅W1係小於或等於第一軸向電極102的寬幅w，以增加較多的邊緣電容值。

請參考第8圖，第8圖為本創作觸控面板之第六實施例的電極配置示意圖。與第二實施例相較，本實施例觸控面板1005另包括複數個接地電極114設於如第3圖所示之基板106之下表面106b。各接地電極114分別包括複數個次接地電極1141，位於同一個第二軸向電極104之相鄰次軸向電極 1041之間，且相鄰的次軸向電極1041和次接地電極1141之間有相等的間距。同一第二軸向電極104的各次軸向電極1041係藉由導線1042而彼此並聯，而同一接地電極114的次接地電極1141也是互相平行且彼此並聯，例如藉由導線1142來串接接地。在較佳實施例中，接地電極114與第二軸向電極104係由同一導電材料層所製作，但接地電極114與第二軸向電極104互相絕緣。在操作觸控面板1005時，接地電極114係呈接地狀態。根據本實施例，接地電極114可以屏蔽來自顯示面板之雜訊，且同時有改善視效之功能。再者，類似於第四實施例，本實施例在第一軸向電極102與第二軸向電極104相交處之次軸向電極1041的寬幅W1係小於或等於第一軸向電極102的寬幅w，以增加較多的邊緣電容值。

請參考第9圖，第9圖為本創作觸控面板之第七實施例的電極配置示意圖。與第六實施例相較，本實施例觸控面板1006的第二軸向電極104與接地電極116具有不同的形狀。其中，各接地電極116分別包括複數個次接地電極1161，沿著第二方向(圖中水平方向X)延伸排列，並藉由導線1162並聯串接。此外，各次接地電極1161分別包括複數個第一部分116a與複數個第二部分116b，其中第一部分116a係位於次接地電極1161與第一軸向電極102之相交處，而第二部分116b係與第一部分116a相鄰間隔輪流設置，亦即各第二部分116b係設於同一個次接地電極1161之相鄰的兩個第一部分116a之間。第一部分116a之寬度W2大於第二部分116b之寬度W3。此外，第二軸向電極104的次軸向電極1041與各次接地電極1161係相鄰間隔輪流設置，且次軸向電極1041的形狀與次接地電極1161互補，亦即次軸向電極1041在對應次接地電極1161之第一部分116a的部分具有較小的寬幅，而對應於次接地電極1161之第二部分116b的部分具有較大的寬幅。換句話說，次軸向電極1041在與第一軸向電極102的相交處具有較小的寬幅W1，且寬幅W1小於相交處之第一軸向電極的寬幅w。據此，第二軸向電極104與第一軸向電極102具有較小的重疊面積，可增加電容變化量，且接地電極116 也能有效屏蔽遠場電力線，例如來自顯示面板的雜訊干擾，進一步提高觸控靈敏度。

其中，上述各實施例之基板可為玻璃板、塑膠板、玻璃薄片、塑膠膜片或顯示器之基板，且顯示器之基板例如彩色濾光基板或有機發光顯示器之封裝蓋板等。且第一軸向電極及第二軸向電極之材料可為金屬網格(metal mesh)層、奈米金屬層、金屬氧化物、金屬或其他具導電性之材料。

由上述實施例可知，本創作藉由特殊形狀與結構的電極設計，可以提升觸控面板的靈敏度與線性度，並改善觸控面板的視覺效果。本創作觸控面板的優點包括：藉由使第一軸向電極具有間隙開口以及使間隙開口的寬度相同於相鄰第一軸向電極間距之等間距設計，可以使邊緣電場分佈更均勻，能夠提高觸控面板的線性度與靈敏度，特別是以小尺寸觸控指示器(例如以小尺寸觸控筆)進行觸控操作的靈敏度。

二、設計第二軸向電極具有微間隙或是包括多個並聯的次軸向電極，對於電阻電容負載(RC loading)的影響非常小，並且可以降低第二軸向電極與第一軸向電極的重疊面積，以降低重疊電容的比例，同時提高邊緣電容的比例，能夠增加電容變化量，進而改善靈敏度。

三、藉由設計接地電極，可以屏蔽遠端電場，例如屏蔽來自於顯示面板的雜訊，能進一步提高觸控靈敏度。

四、藉由簡單的電極圖案變化，本創作之設計可以兼顧膜層製作的對位精準度以及靈敏度及線性度等之改善效果。

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

1001‧‧‧觸控面板

102‧‧‧第一軸向電極

1021‧‧‧間隙開口

104‧‧‧第二軸向電極

1041‧‧‧次軸向電極

1042‧‧‧導線

106‧‧‧基板

108‧‧‧間隔

D‧‧‧寬度

S1‧‧‧間距

w、W1‧‧‧寬幅

X‧‧‧水平方向

Y‧‧‧垂直方向

Claims (13)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，其具有平行相對之一上表面與一下表面；複數個第一軸向電極，設置於該基板之該上表面，該等第一軸向電極係沿著一第一方向延伸，各該第一軸向電極具有一間隙開口，且該等間隙開口之寬度大體上相同於任二相鄰之該等第一軸向電極之間的間距；以及複數個第二軸向電極，設置於該基板之該下表面，該等第二軸向電極係沿著一第二方向延伸，其中該第二方向垂直於該第一方向，且該等第一軸向電極與該等第二軸向電極係互相絕緣相交設置。
2. 如請求項1所述之觸控面板，其中各該第一軸向電極包括複數個突出電極，分別對應於與該第一軸向電極相交之該等第二軸向電極之其中一者，且各該突出電極分別包括一主部分，大體上平行於該第二方向。
3. 如請求項2所述之觸控面板，其中各該突出電極包括二次部分，分別位於同一該突出電極之該主部分的兩端，且該等次部分大體上垂直於該突出電極之該主部分。
4. 如請求項1所述之觸控面板，其中各該第二軸向電極分別包括複數個次軸向電極，沿著該第二方向延伸，且各該第二軸向電極之該等次軸向電極係互相並聯。
5. 如請求項4所述之觸控面板，其另包括複數個接地電極，設於該基板之該下表面，且各該接地電極分別包括複數個次接地電極，位於同一個該第二軸向電極之相鄰該等次軸向電極之間，且各該接地電極之該等次接地電極係互相並聯且彼此平行。
6. 如請求項5所述之觸控面板，其中各該次接地電極包括：複數個第一部分，分別位於該次接地電極與該等第一軸向電極之相交處；以及複數個第二部分，設於該次接地電極之任二相鄰的該等第一部分之間，其中該等第一部分之寬度大於該等第二部分之寬度。
7. 如請求項4所述之觸控面板，其中各該次軸向電極與該第一軸向電極於相交處，各該次軸向電極的寬幅小於或等於該第一軸向電極之寬幅。
8. 如請求項1所述之觸控面板，其中各該第二軸向電極分別包括複數個微間隙，且各該複數個微間隙分別位於各該第二軸向電極與該等第一軸向電極之一相交處。
9. 如請求項8所述之觸控面板，其中該等微間隙係平行於該第二方向。
10. 如請求項1所述之觸控面板，其另包括複數個接地電極，設於該基板之該上表面，且該等接地電極係分別位於各該等第一軸向電極之一側或各該等第一軸向電極之該間隙開口內。
11. 如請求項10所述之觸控面板，其中該等接地電極大體上沿著該第一方向延伸。
12. 如請求項10所述之觸控面板，其中各該接地電極包括複數個空隙，分別曝露出該等第二軸向電極之一部分。
13. 如請求項1所述之觸控面板，其中該基板為一玻璃板、一塑膠板、一玻 璃薄片、一塑膠膜片或顯示器之基板。