CN101893775A

CN101893775A - 具高静电放电保护力的电子产品

Info

Publication number: CN101893775A
Application number: CN2009101433593A
Authority: CN
Inventors: 林林; 王文宏; 陈世正; 邹昆峰
Original assignee: Wintek Corp
Current assignee: Wintek Corp
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-11-24

Abstract

本发明提供一种具高静电放电(ESD)保护的电子产品，此电子产品包括触控面板与显示器模块。当ESD事件发生于触控面板周围时，ESD能量可经由触控面板内部的能量传导路径及并联于触控面板输出端的ESD保护元件而迅速导至接地端，以保护电子产品及其内部元件。

Description

具高静电放电保护力的电子产品

技术领域

本发明是有关于一种电子产品，且特别是有关于一种集成触控面板的电子产品，所出现的ESD能量经由并联于触控面板输出端的ESD保护元件而释放出去，以提高电子产品的ESD承受力。

背景技术

薄膜晶体管-液晶显示器(TFT-LCD)已成为显示装置的主流。在TFT-LCD的生产制程中，液晶单元(Cell)、驱动集成电路(IC)、背光模块、导光片(polarizer)...等零元件组装成为液晶显示器模块(LCM，Liquid CrystalModule)。

在液晶显示器模块的组装过程中，不可避免地会发生静电放电(Electrostatics Discharge，ESD)的现象。如果静电电荷(ElectrostaticCharge)大量残存在液晶玻璃面板内的液晶单元与电路中，将造成其内部元件与电路的破坏。

以现有技术而言，ESD大都会流向驱动IC，以从驱动IC释放出。然而，发明人发现驱动IC的ESD忍受力有限，故而一旦有大量ESD电流出现时，大量ESD电流还是有可能影响或破坏驱动IC的正常功能，甚至可能会造成LCD的显示异常。

此外，随着触控面板(touch panel)的普及，愈来愈多的电子产品具有触控面板。通常，这些触控面板会结合于LCM。发明人认为，LCM与触控面板的结合仍然会遇到ESD问题。

故而，发明人提供一种具有触控面板的LCM的电子产品的ESD防护架构，在ESD尚未流向驱动IC之前，便尽量将ESD放电，藉此保护驱动IC与LCM。

发明内容

本发明有关于一种具高ESD承受力的电子产品，此电子产品包括触控面板。当发生ESD事件时，ESD能量可经由并联至触控面板输出端的ESD保护元件而迅速导至接地端，以保护电子产品及其内部元件。

本发明的一例提供一种电子产品，包括：触控面板，包括至少一条能量传导路径与至少一个输出端；至少一个ESD保护元件，其一端并联于触控面板的输出端，其另一端接地，当出现ESD能量时，此ESD能量通过能量传导路径与ESD保护元件而放电至接地；以及显示器模块，耦接于触控面板，以接收并处理由触控面板的输出端所传来的电性信号。

本发明的另一例提供一种电子产品，包括：触控面板，包括至少一条能量传导路径与至少个一输出端；至少一ESD保护元件，并联于触控面板的输出端；显示器模块，耦接于该触控面板；以及控制电路，用以接收并处理由该触控面板的该输出端所传来的一电性信号。能量传导路径与ESD保护元件将ESD能量释放至接地端，以避免ESD能量流向主体。

如此，通过将ESD保护元件并联于触控面板的输出端。当ESD能量出现于触控面板周围或上方，通过ESD保护元件与触控面板内的能量传导路径，可避免ESD能量流向电子产品内的显示器模块或驱动电路，以保护显示器模块与驱动电路，并提高电子产品的ESD承受力。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例的电子产品的简单示意图。

图2显示并联ESD保护元件的触控面板120的示意图。

图3显示根据本实施例的电路示意图，其中触控面板120具有4根输出接脚X+、X-、Y+与Y-。

图4显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120具有5根输出接脚UL、UR、WIPER、LL与LR。

图5显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120具有7根输出接脚UL EXCITE、UL SENSE、UR、WIPER、LR、LR EXCITE与LR SENSE。

图6显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120具有2种信号导线X TRACE与Y TRACE。

[主要元件标号说明]

100：电子产品

110：显示器模块

120：触控面板

M1～M4：金属导线

121：导电膜

122：薄膜

123：间隔物

124：基板

ESD：静电

210：柔性电路板

220～250、310～340、410～450、510～570、610～620：ESD保护元件

P1：ESD释放路径

X+、X-、Y+、Y-、UL、UR、WIPER、LL、LR、UL EXCITE、UL SENSE、UR、WIPER、LR、LR EXCITE、LR SENSE：输出接脚

350：控制电路

X TRACE、Y TRACE：信号导线

具体实施方式

在本实施例中，以具有触控面板的电子产品而言，将ESD保护元件并联于触控面板的输出端。如此一来，当发生ESD事件时，ESD可通过这些并联于触控面板的输出端的ESD保护元件而排放至接地端，以增加电子产品的整体的ESD承受力。

图1显示根据本发明一实施例的电子产品的简单示意图。如图1所示，此电子产品100至少包括：一显示器模块110、一电阻式触控面板120与一控制电路350。控制电路350可以处理来自电阻式触控面板120的输出信号并提供一控制信号给显示器模块110。

显示器模块110可以是常见的平面显示器模块，例如液晶显示器模块、有机发光二极管(OLED)模块、电子纸(electro-phoretic display，EPD)、电湿润显示器模块(electrowetting display，EWD)。当然，此电子产品100尚包括其它元件，为简化起见，于此不显示出。

控制电路350可以包含三种功能性电路，例如一触控面板控制电路(touch panel controller)、一微控制器(Micro Controller Unit，MCU)以及一显示器面板驱动电路(display driving circuit)。以上述的控制电路350而言，电阻式触控面板120先将输出信号传送至微控制器MCU处理，接着微控制器再提供控制信号给显示器模块110。此外，上述三种功能性电路也可以集成成一个单一的控制电路，或是将其中任二种集成成一个电路，在此不予以限定。另外，控制电路350可以设于触控面板120与显示器面板110其中之一上，或是独立于触控面板120与显示器面板110之外。

触控面板120至少包括：金属导线M1～M4、导电膜121、薄膜122与、隔物(spacer)123以及基板124。金属导线M1～M4的细节将于底下描述之。导电膜121比如为透明的氧化铟锡导电玻璃膜(Indium Tin Oxide ConductiveGlass)。触控面板120比如是电阻式触控面板。

在图1中，触控面板120集成于显示器模块110的上方，然而，本发明并不受限于此。比如，触控面板120也可集成于显示器模块110上，例如触控面板120的基板124可以也当作是显示器模块110的上基板，亦即触控面板120的基板124与显示器模块110的上基板是同一共享的基板。此外，触控面板120可为独立模块，但其与电子产品100的其它元件间仍有电性与物理连结关系。

此外，上述举例的电阻式触控面板也可以是其它种类的触控面板，例如可为电容式触控面板、光学式触控面板或其它类种的触控面板。

在本实施例中，于触控面板120的输出端并联至少一个的ESD保护元件。图2显示并联ESD保护元件的触控面板120的示意图。

如图2所示，触控面板120有多个金属导线M1～M4。这些金属导线M1～M4当然有其它可能位置与形状，图2只是举出其中一例。原则上，金属导线M1～M4的位置会靠近触控面板120的边缘。

柔性电路板(FPC，flexible printed circuit)210连接至触控面板120的输出端。此柔性电路板210用于将触控面板120电性连接至电子产品100的系统端(未绘示)或其它部分。亦即，此柔性电路板210将触控面板120的输出信号传输至电子产品100的系统端，该输出信号经过系统端的处理后，输出另一控制信号给显示器模块以控制显示画面，例如画面的放大、缩小、翻转等..。

多个ESD保护元件220～250连接至柔性电路板210。金属导线M1通过柔性电路板210而连接至ESD保护元件220；金属导线M2通过柔性电路板210而连接至ESD保护元件230；金属导线M3通过柔性电路板210而连接至ESD保护元件240；以及金属导线M4通过柔性电路板210而连接至ESD保护元件250。

在本实施例中，ESD保护元件比如为瞬态电压抑制器二极管(TVS diode，transient voltage suppresser diode)、突波吸收器(varistor)，或其它类似元件等。

瞬态电压抑制器二极管的导通电压(Turn-on Voltage)越低则导通速度越快，其箝止电压(Clamping Voltage)越低代表保护效果越好。

此外，选择突波吸收器的原因为，其电压-电阻间为非线性关系，且电压增加或减少的方向上，其电阻变化有对称性。此外，突波吸收器能对线路上的异常电压反应，吸收掉大部分的突波(surge)，同时把异常电压抑制到安全范围，使线路的安全性及稳定性提高。

突波吸收器在预备状态时，相对于受保护的电子元件而言，具有很高的阻抗(数兆欧姆，可视为开路)，所以不会影响原电路特性。但当瞬间突波电压出现(超过突波吸收器的崩溃电压时)，突波吸收器的阻抗会变低(仅有几个欧姆)并造成短路。使得瞬间突波电压流向突波吸收器，而不会流向受保护的电子产品或元件。

此外，突波吸收器的特性为：快速反应时间、优越的电压比、高稳定性的回路电压、瞬时电压吸收特性与电压电流的对称特性。

当ESD能量出现时，比如出现于电子产品100的上方(亦即触控面板120的上方)时，此ESD能量可通过金属导线M1～M4、柔性电路板210与ESD保护元件220～250而快速地导至接地端。如此一来，ESD能量便几乎不会传导至电子产品100的内部(比如驱动IC或液晶单元)，将使得电子产品100的ESD承受力大为提升。

如图2所示，此ESD能量可通过金属导线M3、柔性电路板210与ESD保护元件240而快速地导至接地端，其行经路径如ESD释放路径P1所示。

如果ESD能量出现于不同位置，则此ESD能量可能会通过其它ESD保护元件而排放出去。此外，此ESD能量可能经由多条金属导线与多个ESD保护元件排放出去。

当然，导线M1～M4的材质未必受限于金属，只要能迅速导电即可。

图3显示根据一实施例的电路示意图，其中触控面板120是以电阻式四线式触控面板为例，其具有4根输出接脚X+、X-、Y+与Y-。如图3所示，当触控面板120具有4根输出接脚X+、X-、Y+与Y-时，4个ESD保护元件310～340并联于触控面板120的4根输出接脚。图3中的控制电路350乃是接收与处理由触控面板120所传来的电性信号，且控制电路350与触控面板120之间亦有物理连接关系。当然，控制电路350乃是电子产品100的元件。控制电路350可以设于显示器模块上，也可以设于触控面板120上。

图4显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120是以电阻式五线式触控面板为例，其具有5根输出接脚UL、UR、WIPER、LL与LR。如图4所示，当触控面板120具有5根输出接脚UL、UR、WI PER、LL与LR时，5个ESD保护元件410～450并联于触控面板120的5根输出接脚。

图5显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120是以电阻式七线式触控面板为例，其具有7根输出接脚UL EXCITE、UL SENSE、UR、WIPER、LR、LR EXCITE与LR SENSE。如图5所示，当触控面板120具有7根输出接脚UL EXCITE、UL SENSE、UR、WIPER、LR、LR EXCITE与LR SENSE时，7个ESD保护元件510～570并联于触控面板120的7根输出接脚。

图6显示根据本发明一实施例的电路示意图，其中触控面板120是以电容式触控面板为例，其具有2种信号导线X TRACE与Y TRACE。信号导线X TRACE代表多条沿着水平方向(X方向)排列的扫描线；信号导线Y TRACE代表多条沿着垂直方向(Y方向)排列的检测感应线(sensing line)。如图6所示，触控面板120的X TRACE与Y TRACE分别以并联方式连接ESD保护元件610～620，亦即X方向的每一条扫描线并联一个ESD保护元件620，Y方向的每一条检测感应线并联一个ESD保护元件610。例如X方向的扫描线有10条，则10条扫描线中的每一条都会独立并联一个ESD保护元件620。Y方向的检测感应线有15条，则15条检测感应线中的每一条都会独立并联一个ESD保护元件610。此外，ESD保护元件610～620也可以设置于控制电路350的内部，以减少ESD保护元件610～620所产生的电容值干扰检测的精确性。

此外，根据发明人的仿真结果显示，在已知技术中，如果显示器模块上方有触控面板，则ESD能量会流向显示器模块的上极板或银胶，以释放出去；当ESD能量在9KV时，已知系统尚能正常运作，可是当ESD能量高达10KV时，已知LCM会出现异常现象。

然而，根据发明人对本实施例的仿真结果显示，即使当ESD能量高达15KV时，系统尚能正常运作。由此可看出，通过本实施例，可大幅提高电子产品的ESD忍受力。

此外，在本实施例中，未必所有的触控面板的输出端都要并联ESD保护元件，但至少要有一个输出端要并联ESD保护元件。

集成触控面板的电子产品皆可利用本实施例来提升ESD忍受力。

综上所述，虽然本发明已以一实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims

1.一种电子产品，包括：

一触控面板，包括至少一能量传导路径与至少一输出端，该输出端输出至少一输出信号至一控制电路；

至少一ESD保护元件，其一端并联于该触控面板的该输出端，其另一端接地，当出现一ESD能量时，该ESD能量通过该能量传导路径与该ESD保护元件而放电至接地；以及

一显示器模块，设于该触控面板一侧，并接收来自该控制电路的至少一控制信号。

2.根据权利要求1所述的电子产品，还包括：

一柔性电路板，耦接于该触控面板的该输出端与该控制电路之间，用以将该触控面板的该输出端所传来的该输出信号传送至该控制电路，且该ESD保护元件电性耦接至该柔性电路板。

3.根据权利要求1所述的电子产品，其中，该能量传导路径的个数有关于该触控面板的该输出端的个数，且该ESD保护元件的个数有关于该触控面板的该输出端的个数。

4.根据权利要求1所述的电子产品，其中，该ESD保护元件设置于该控制电路内。

5.根据权利要求1所述的电子产品，其中，该ESD保护元件为瞬态电压抑制器二极管与突波吸收器其中之一。

6.根据权利要求1所述的电子产品，其中该控制电路设于该触控面板与该显示器面板其中之一上，或是独立于该触控面板与该显示器面板之外。

7.根据权利要求1所述的电子产品，其中该触控面板为电阻式触控面板、电容式触控面板以及光学式触控面板其中之一。