TW201530381A - 觸控面板 - Google Patents

Abstract

一種觸控面板，其包括基板、觸控感應元件、多條導線以及接地電極。基板包含顯示區以及鄰接顯示區的週邊區。觸控感應元件設置於基板上且至少位於顯示區。導線設置位於基板上且位於週邊區。導線電性連接觸控感應元件。接地電極設置於基板上且位於週邊區。接地電極包括多條線段，且線段彼此分離。

Description

觸控面板

本發明是有關於一種觸控面板，且特別是有關於一種改善訊號干擾現象之觸控面板。

一般而言，電子產品在製作、包裝、測試、搬運乃至最終裝配和使用時，隨時會有遭受靜電放電的破壞而造成無法正常運作的可能。因此，電子產品必須具備靜電放電防護設計，才能夠有效改善靜電放電對於電子產品壽命的損害。

在製程中，通常會在內部電路的周圍製作一接地電極，以將靜電放電所產生的電流導出至接地端，並避免因電流流進內部電路而導致內部電路受到破壞。然而，現有的接地電極的圖案類似於一環狀天線，而環狀天線會將電路中的電氣訊號與空間中的電磁能量相互轉換，因此當電子產品運作時，接地電極容易對內部電路產生訊號干擾，而造成不必要的雜訊。是以，如何維持接地電極改善靜電放電的優勢，並改善其對於內部電路的訊號干擾，實為目前研發人員亟欲解決的問題之一。

本發明提供一種觸控面板，其有助於改善接地電極對於內部電路的訊號干擾。

本發明的一種觸控面板，其包括基板、觸控感應元件、多條導線以及接地電極。基板包含顯示區以及鄰接顯示區的週邊區。觸控感應元件設置於基板上且至少位於顯示區。導線設置位於基板上且位於週邊區。導線電性連接觸控感應元件。接地電極設置於基板上且位於週邊區。接地電極包括多條線段，且線段彼此分離。

在本發明的一實施例中，上述的線段分別連接至地端電位。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極包括第一線段以及第二線段，第一線段具有第一端，第二線段具有第二端，且第一端與第二端彼此相對。

在本發明的一實施例中，上述的第二端與第一端的距離落在50微米至5毫米的範圍內。

在本發明的一實施例中，上述的第二端與第一端的距離落在3毫米至5毫米的範圍內，且接地電極更包括擬圖案，擬圖案位在第一端與第二端之間。

在本發明的一實施例中，上述的擬圖案與第一端的距離以及擬圖案與第二端的距離分別落在0.2毫米至0.6毫米的範圍 內。

在本發明的一實施例中，上述的第一端包括至少一指向第二端的第一尖端，第二端包括至少一指向第一端的第二尖端。

在本發明的一實施例中，上述的第二端的形狀與第一端的形狀互補。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極包括第一線段以及第二線段。第一線段以及第二線段其中一者的部分區域位於其中另一者與觸控感應元件之間。

在本發明的一實施例中，上述的第一線段與第二線段之間的最短距離是介於50微米至5毫米。

在本發明的一實施例中，上述的第一線段包括複數第一尖端，且第二線段包括複數第二尖端，第一尖端對應第二尖端。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極與相鄰的導線的最短距離大於0.1毫米。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極的材質為金屬或合金。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極包圍觸控感應元件以及導線。

在本發明的一實施例中，上述的觸控感應元件為網格圖案，且網格圖案的線寬介於0.8微米至5微米之間，網格圖案的開口率大於85%。

在本發明的一實施例中，上述的接地電極係為網格圖案。

在本發明的一實施例中，更包含對應設置於基板週邊區的裝飾層。

在本發明的一實施例中，更包含第二基板與裝飾層，裝飾層設置於第二基板上，且對應基板之週邊區。

在本發明的一實施例中，上述的第二基板是保護蓋板，且該保護蓋板的材質是強化玻璃或是塑膠。

在本發明的一實施例中，上述的基板為玻璃基板或塑膠基板。

在本發明的一實施例中，上述的塑膠基板含有聚亞醯胺(polyimide)且厚度介於2微米至25微米之間。

基於上述，在本發明的上述實施例中，觸控面板的接地電極主要由多條彼此分離且電性獨立的線段所構成。由於這些線段彼此分離，因此可降低接地電極的天線特性，從而有助於降低接地電極對於雜訊的吸收，並改善接地電極對於內部電路(包括觸控感應元件以及導線)的訊號干擾。

為讓本發明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

110‧‧‧基板

120‧‧‧觸控感應元件

122‧‧‧第一電極組

122a‧‧‧第一電極

122b‧‧‧第一連接線

124‧‧‧第二電極組

124a‧‧‧第二電極

124b‧‧‧第二連接線

130‧‧‧導線

140、140a、140b、140c‧‧‧接地電極

142、142b、142c‧‧‧第一線段

144、144b、144c‧‧‧第二線段

146‧‧‧擬圖案

A1‧‧‧顯示區

A2‧‧‧週邊區

A3‧‧‧接合區

D、DD‧‧‧距離

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

DM‧‧‧最短距離

T1‧‧‧第一尖端

T2‧‧‧第二尖端

X1‧‧‧第一端

X2‧‧‧第二端

圖1A是依照本發明的一實施例的一種觸控面板的上視示意圖。

圖1B是依照本發明的一實施例的另一種觸控面板的上視示意圖。

圖2是圖1A中的觸控感應元件以及導線的另一種實施型態的上視示意圖。

圖3及圖4分別是比較例與圖1A的實驗例在不同頻率下的回波損耗(Return loss)的曲線圖。

圖5是圖1B的實驗例在不同步驟下的回波損耗(Return loss)的曲線圖。

圖6是圖1A中的接地電極的另一實施型態的上視示意圖。

圖7及圖8分別是比較例與圖6的實驗例在不同頻率下的回波損耗的曲線圖。

圖9是圖1A中的接地電極的又一實施型態的上視示意圖。

圖10是圖1B中的接地電極的又一實施型態的上視示意圖。

圖1A是依照本發明的一實施例的一種觸控面板的上視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施例的另一種觸控面板的上視示意圖。圖2是圖1A中的觸控感應元件以及導線的另一種實施型態的上視示意圖。請先參照圖1A，本實施例的觸控面板100包括基板110、多個觸控感應元件120、多條導線130以及接地電極140，其中觸控感應元件120、導線130以及接地電極140設置於基板110上。

本發明之基板包括獨立於顯示器外的基板，或是整合於顯示器內之元件基板；前者例如是外加的保護蓋板(Cover lens)，保護蓋板為高機械強度之硬質基板以提供下方元件保護功能，例如可為強化玻璃，或是複合塑膠基板，例如碳酸丙烯酯(propylene carbonate,PC)及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)的複合基板，後者例如是液晶顯示器的彩色濾光基板、有機發光二極體顯示器的封裝蓋板等，但不以此為限。在其他實施例中，基板110含有聚亞醯胺(polyimide)且厚度介於2微米至25微米之間。

此外，本實施例的基板110例如可劃分成顯示區A1、週邊區A2以及接合區A3，其中顯示區A1藉由透光的基板顯示出下方顯示器的影像，而週邊區A2至少位於顯示區A1的一側，且對應裝飾層的配置區域，藉此遮蔽金屬線路。裝飾層可為單一種材質的單層結構、多層堆疊結構或多種材質的多層堆疊結構，其材料可包括陶瓷、類鑽碳、陶瓷、有機材料、有機材料與無機材料之混合物、有機-無機混成化合物或其複合疊層。圖1A繪示週邊區A2環設在顯示區A1的四側，但本發明不限於此。

觸控感應元件120至少位於顯示區A1。在本實施例中，各觸控感應元件120進一步由顯示區A1延伸至週邊區A2，但本發明不限於此。依據不同的設計需求，觸控感應元件120亦可設置在週邊區A2內。舉例而言，觸控感應元件120可延伸設置或獨立設置於週邊區A2內對應快捷鍵的位置。如此，將可省略快捷鍵 之實體按鍵的設置。

本實施例的觸控感應元件120包括多個第一電極組122以及多個第二電極組124，其中第一電極組122與第二電極組124係呈相互交錯排列，且藉由圖案化的絕緣體或具導接孔洞之絕緣層的結構使交錯處形成電性絕緣。詳言之，各第一電極組122例如沿第一方向D1延伸，而各第二電極組124例如沿第二方向D2延伸，且第一方向D1例如垂直於第二方向D2。各第一電極組122例如包括多個第一電極122a以及多個第一連接線122b，而各第二電極組124例如包括多個第二電極124a以及多個第二連接線124b，其中各第一連接線122b將相鄰兩第一電極122a沿第一方向D1串接，而各第二連接線124b將相鄰兩第二電極124a沿第二方向D2串接。

須說明的是，本發明並不用以限定觸控感應元件120的形狀、排列方式、相對配置關係及其電性絕緣的方法。舉凡設置於基板110上且其設置能夠進行感測的觸控感應元件120即落入本申請所欲保護的範圍內。舉例而言，在另一實施例中，如圖2所示，觸控感應元件120的第一電極組122可不與第二電極組124重疊或相交而形成單層式的觸控結構，其中第一電極組122係為驅動電極，且第二電極組124係為感應電極。第一電極組122係間隔地配置於基板110上，而複數第二電極組124是分別形成於相鄰第一電極組122之間，藉由一第一電極組122及其對應之複數第二電極組124定義出單一觸控感測單元。

再者，觸控感應元件120是由透明導電材質、金屬、奈米金屬絲、矽烯、石墨烯或上述材料之複合層所構成，其中透明導電材質包括氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)，而金屬包括銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉬(Mo)之其中至少一者、上述材料之複合層或上述材料之合金所構成。此外，觸控感應元件120可圖案化形成網格圖案，網格圖案的線寬例如是介於0.8微米至5微米之間，且網格圖案的開口率大於85%。

請再參照圖1A，各導線130電性連接觸控感應元件120並延伸至接合區A3，以傳遞訊號於觸控感應元件120與未繪示的驅動元件(例如是晶片或軟式印刷電路板)之間。舉例而言，導線130可與觸控感應元件120直接連接。或者，當導線130與觸控感應元件120之間設置有未繪示的絕緣層時，可透過於絕緣層內形成開口，以使導線130與觸控感應元件120其中一者透過開口而與其中另一者接觸。此外，為降低導線130與觸控感應元件120的接觸阻值，導線130的材質例如可採用導電良好的金屬、合金或其組合。

接地電極140位於週邊區A2以及接合區A3，且包圍觸控感應元件120以及導線130，藉此觸控感應元件120以及導線130位於接地電極140所環設的區域內。接地電極140例如是作為觸控面板100的靜電放電防護設計，透過接地電極140連接至一接地電位，可將靜電放電所產生的電流導出至接地端，並避免因 電流流進內部電路(包括觸控感應元件120以及導線130)而造成損害。在本實施例中，接地電極140與相鄰的導線130的最短距離DM例如大於0.1毫米。

由於環設於觸控感應元件120以及導線130的最外圍的接地電極140類似於一環狀天線，其會將電路中的電氣訊號與空間中的電磁能量相互轉換，因此當觸控面板100運作時，接地電極140容易對內部電路產生訊號干擾，而造成不必要的雜訊。有鑑於此，本實施例令接地電極140由多條彼此分離且電性獨立的線段所構成，以降低其天線特性，從而有助於降低接地電極140對於雜訊的吸收，並改善接地電極140對於內部電路的訊號干擾現象。

詳言之，本實施例的接地電極140例如包括第一線段142以及第二線段144，其中第一線段142以及第二線段144彼此分離。進一步而言，第一線段142以及第二線段144分別由週邊區A2延伸至接合區A3，且第一線段142以及第二線段144係分別連接至地端電位。因此，雖然接地電極140斷開成多條線段，但接地電極140仍可維持所需的抗靜電放電的能力。在實際製程中，接地電極140與導線130可由一電極層經由同一道製程圖案化而成。換言之，接地電極140可採用與導線130相同的材質，即金屬、合金或其組合，但在其他實施例中，接地電極140係為網格圖案，但不以此為限。

此外，第一線段142具有位在週邊區A2的第一端X1， 第二線段144具有位在週邊區A2的第二端X2，其中第一端X1與第二端X2彼此相對。在本實施例中，第二端X2與第一端X1的距離D例如落在50微米至5毫米的範圍內。此距離D亦是第一線段142與第二線段144之間的最短距離。需說明的是，本實施例並不用以限定第一端X1與第二端X2的所在位置(即第一線段142與第二線段144的斷開處)，圖1A雖繪示斷開處位在顯示區A1的一角，然而根據不同的設計需求，斷開處也可位在週邊區A2上的其他位置，如週邊區A2內快捷鍵的位置旁。

在另一實施例中，第一線段142以及第二線段144其中一者也可延伸至其中另一者的外圍，而使得第一線段142以及第二線段144部分重疊。如圖1B所示，第一線段142可延伸至第二線段144的外圍，使得第二線段144的部分區域位於第一線段142與觸控感應元件120之間。在另一實施例中，第一線段142也可延伸至第二線段144的內側，而使得第一線段142的部分區域位於第二線段144與觸控感應元件120之間。透過第一線段142以及第二線段144部分重疊的設置，可降低電荷從第一端X1與第二端X2之間流進內部電路(包括圖1A的觸控感應元件120以及導線130)的機率，以改善靜電放電對於內部電路的損害，還可降低接地電極對於內部電路的訊號干擾。

圖3及圖4分別是比較例與圖1A的實驗例在不同頻率下的回波損耗的曲線圖，其中圖3的比較例採用的是未斷開的環狀接地電極，而圖4的實驗例採用的是斷開的環狀接地電極，且第 一線段的第一端與第二線段的第二端的距離為0.2毫米。圖3及圖4的縱軸是回波損耗中參數S11的大小，其中參數S11數值越小，代表天線特性越好，而越容易造成訊號干擾。從圖3及圖4可知，在環狀接地電極未斷開下，參數S11低於-10dB，而在斷開環狀接地電極下，參數S11大於-10dB。換言之，本實驗例透過將接地電極斷開成多條線段，有助於降低其天線特性，從而有助於降低接地電極對於雜訊的吸收，並改善接地電極對於內部電路的訊號干擾現象。

圖5是比較例與圖1B的實驗例在不同頻率下的回波損耗的曲線圖，其中圖5的實驗例採用的是斷開的環狀接地電極，而且第一線段142與第二線段144部分重疊。由圖5可知，在斷開環狀接地電極以及第一線段142與第二段線144部分重疊下，參數S11大於-3.5dB。換言之，本實驗例透過將接地電極斷開成多條線段且多條線段彼此部分重疊，有助於降低其天線特性，從而有助於降低接地電極對於雜訊的吸收，並改善接地電極對於內部電路的訊號干擾現象。

圖6是圖1A中的接地電極的另一實施型態的上視示意圖。請參照圖6，本實施例的接地電極140a與圖1A的接地電極140具有相似的架構，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。與接地電極140的主要差異在於，接地電極140a更包括擬圖案146，且擬圖案146位在第一端X1與第二端X2之間。

具體而言，在第二端X2與第一端X1的距離D落在3毫 米至5毫米的範圍內時，透過擬圖案146的設置，例如使擬圖案146與第一端X1的距離DD以及擬圖案146與第二端X2的距離DD分別落在0.2毫米至0.6毫米的範圍內，以降低電荷從第一端X1與第二端X2之間流進內部電路(包括圖1A的觸控感應元件120以及導線130)的機率。如此一來，接地電極140a的設計既可改善靜電放電對於內部電路的損害，還可降低接地電極對於內部電路的訊號干擾。

圖7及圖8分別是比較例與圖6的實驗例在不同頻率下的回波損耗的曲線圖，其中圖7的比較例為未設置擬圖案的斷開的環狀接地電極，而圖8的實驗例為設置有擬圖案的斷開的環狀接地電極，且比較例與實驗例的第一線段的第一端與第二線段的第二端的距離皆為3毫米。從圖7及圖8可知，在未設置擬圖案下，參數S11在接近1GHz時會低於-10dB，而在設置有擬圖案下，參數S11皆大於-10dB。換言之，本實驗例透過將接地電極斷開成多條線段，且在相鄰線段的間距較大時(例如3毫米以上)，在相鄰線段間設置擬圖案，除了可改善靜電放電對於內部電路的損害之外，還有助於降低接地電極的天線特性，從而有助於降低接地電極對於雜訊的吸收，並改善接地電極對於內部電路的訊號干擾現象。

圖9是圖1A中的接地電極的又一實施型態的上視示意圖。請參照圖9，本實施例的接地電極140b與圖1A的接地電極140具有相似的架構，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再 贅述。與接地電極140的主要差異在於，接地電極140b的第一線段142b的第一端X1包括至少一指向第二線段144b的第二端X2的第一尖端T1，而第二端X2的形狀與第一端X1的形狀互補。詳言之，本實施例的第一端X1例如包括多個第一尖端T1，而第二端X2包括多個對應第一尖端T1的第二凹陷端(未標示)。此外，第二端X2包括多個第二尖端T2，而第一端X1包括多個對應第二尖端T2的第一凹陷端(未標示)。第一尖端T1以及第二尖端T2的設置可提升尖端放電的機率，從而有助於提升接地電極140b的抗靜電放電能力，並使得觸控面板的信賴性得以被提升。

須說明的是，上述實施例僅用以舉例說明接地電極的可實施型態，但本發明不限於此。在另一實施例中，當圖8的第二端X2與第一端X1的距離D落在3毫米至5毫米的範圍內時，亦可於第二端X2與第一端X1之間設置擬圖案，而擬圖案鄰近第一端X1的形狀可與第一端X1的形狀互補，擬圖案鄰近第二端X2的形狀可與第二端X2的形狀互補。

圖10是圖1B中的接地電極的又一實施型態的上視示意圖。請參照圖10，本實施例的接地電極140c與圖1B的接地電極140具有相似的架構，且相同的元件以相同的標號表示，於此不再贅述。與接地電極140的主要差異在於，接地電極140c的第一線段142c包括複數第一尖端T1，且第二線段144c包括複數第二尖端T2，其中這些第一尖端T1對應這些第二尖端T2。具體而言，這些第一尖端T1指向第二線段144c，且這些第二尖端T2指向第 一線段142c，以使第一線段142c與第二線段144c形狀互補。詳言之，本實施例的第二線段144c包括多個對應第一尖端T1的第二凹陷端(未標示)，且第一線段142c包括多個對應第二尖端T2的第一凹陷端(未標示)。在本實施例中，第一線段142c與第二線段144c之間的最短距離D介於50微米至5毫米。藉由第一線段142c以及第二線段144c部分重疊以及第一尖端T1以及第二尖端T2的設置可提升接地電極140c的抗靜電放電能力，降低靜電放電對於內部電路的損害的可能性，還可降低接地電極對於內部電路的訊號干擾。如此一來，可使得觸控面板的信賴性得以被提升。

綜上所述，在本發明的上述實施例中，觸控面板的接地電極主要由多條彼此分離且電性獨立的線段所構成。由於此些線段彼此分離有助於降低接地電極的天線特性，因此可降低接地電極對於雜訊的吸收，並改善接地電極對於內部電路(包括觸控感應元件以及導線)的訊號干擾現象。

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

100‧‧‧觸控面板

110‧‧‧基板

120‧‧‧觸控感應元件

122‧‧‧第一電極組

122a‧‧‧第一電極

122b‧‧‧第一連接線

124‧‧‧第二電極組

124a‧‧‧第二電極

124b‧‧‧第二連接線

130‧‧‧導線

140‧‧‧接地電極

142‧‧‧第一線段

144‧‧‧第二線段

A1‧‧‧顯示區

A2‧‧‧週邊區

A3‧‧‧接合區

D‧‧‧距離

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

DM‧‧‧最短距離

X1‧‧‧第一端

X2‧‧‧第二端

Claims (21)

1. 一種觸控面板，包括：一基板，包含一顯示區以及一鄰接該顯示區之週邊區；一觸控感應元件，設置於該基板上且至少位於該顯示區；多條導線，設置於該基板上且位於該週邊區，該些導線電性連接該觸控感應元件；以及一接地電極，設置於該基板上且位於該週邊區，其中該接地電極包括多條線段，該些線段彼此分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該些線段分別連接至地端電位。
3. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電極包括一第一線段以及一第二線段，該第一線段具有一第一端，該第二線段具有一第二端，該第一端與該第二端彼此相對。
4. 如申請專利範圍第3項所述的觸控面板，其中該第二端與該第一端的距離落在50微米至5毫米的範圍內。
5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控面板，其中該第二端與該第一端的距離落在3毫米至5毫米的範圍內，且該接地電極更包括一擬圖案，該擬圖案位在該第一端與該第二端之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述的觸控面板，其中該擬圖案與該第一端的距離以及該擬圖案與該第二端的距離分別落在0.2毫米至0.6毫米的範圍內。
7. 如申請專利範圍第3項所述的觸控面板，其中該第一端包 括至少一指向該第二端的第一尖端，而該第二端包括至少一指向該第一端的第二尖端。
8. 如申請專利範圍第7項所述的觸控面板，其中該第二端的形狀與該第一端的形狀互補。
9. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電極包括一第一線段以及一第二線段，該第一線段以及該第二線段其中一者的部分區域位於其中另一者與該觸控感應元件之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述的觸控面板，其中該第一線段與該第二線段之間的最短距離是介於50微米至5毫米。
11. 如申請專利範圍第9項所述的觸控面板，其中該第一線段包括複數第一尖端，且該第二線段包括複數第二尖端，該些第一尖端對應該些第二尖端。
12. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電極與相鄰的該導線的最短距離大於0.1毫米。
13. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電極的材質為金屬或合金。
14. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電極包圍該觸控感應元件以及該些導線。
15. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該觸控感應元件係為一網格圖案，且該網格圖案的線寬介於0.8微米至5微米之間，該網格圖案的開口率大於85%。
16. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，其中該接地電 極係為網格圖案。
17. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，更包含一裝飾層，對應設置於該基板之該週邊區。
18. 如申請專利範圍第1項所述的觸控面板，更包含一第二基板以及一裝飾層，該裝飾層設置於該第二基板上且對應該基板之該週邊區。
19. 如申請專利範圍第18項所述的觸控面板，其中該第二基板是一保護蓋板，且該保護蓋板的材質是強化玻璃或是塑膠。
20. 如申請專利範圍第18項所述的觸控面板，其中該基板係為玻璃基板或塑膠基板。
21. 如申請專利範圍第20項所述的觸控面板，其中該塑膠基板含有聚亞醯胺(polyimide)且厚度介於2微米至25微米之間。