TW201327312A - 具有靜電防護結構之觸控面板 - Google Patents

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Chung-Hsien Li
Yu-Ting Chen
Jiann-Liang Chou
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Abstract

一種具有靜電防護結構之觸控面板，其包括一透明蓋板、多個感測電極、一裝飾層以及一靜電防護結構。透明蓋板具有一主動區以及一環繞主動區之裝飾區。多個感測電極形成於主動區上。裝飾層配置於裝飾區上。靜電防護結構包括一導電環，環繞配置於裝飾區，且位於裝飾層與透明蓋板之間。

Description

具有靜電防護結構之觸控面板
本發明是有關於一種觸控面板，且特別是有關於一種具有靜電防護結構之觸控面板。
自從觸控面板技術發展以來，觸控面板已在消費電子產品中佔有極高的市佔率。目前市場中已見整合有觸控及顯示功能之觸控顯示面板，可用於攜帶方便的消費性電子產品上，例如無線通訊手機、筆記型電腦、平板電腦、數位相機等產品。
市面上整合觸控功能的電子產品大多是將觸控面板與顯示面板直接組裝在一起，再以各自的訊號線來傳輸觸控訊號以及顯示訊號。另外，更有將觸控電路直接整合在透明蓋板上，具有低成本、高穿透率及厚度較薄等優勢，但相對地，因為結構防護性較差，而無法提供較好的靜電防護。目前的靜電防護機制，係以額外製作的導線來宣洩瞬間的大電流，但因無法完整地涵蓋整個觸控面板，而造成靜電防護的能力下降以及額外製作的薄膜會影響光線穿透率等問題。
本發明係有關於一種具有靜電防護結構之觸控面板，用以提高靜電防護的能力，且不影響觸控面板的光線穿透率。
根據本發明之一方面，提出一種具有靜電防護結構之觸控面板，其包括一透明蓋板、多個感測電極、一裝飾層以及一靜電防護結構。透明蓋板具有一主動區以及一環繞主動區之裝飾區。多個感測電極形成於主動區上。裝飾層配置於裝飾區上。靜電防護結構包括一導電環，環繞配置於裝飾區，且位於裝飾層與透明蓋板之間。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參照第1A及1B圖。第1A圖繪示依照本發明一實施例之具有靜電防護結構之觸控面板的示意圖，第1B及1C圖為沿第1A圖之剖線I-I’所繪示之靜電防護結構之二實施例的剖面示意圖。觸控面板100包括一透明蓋板110、多個感測電極120、一裝飾層130以及一靜電防護結構140。透明蓋板110具有一主動區112以及一環繞主動區112之裝飾區114。主動區112對應於用來顯示畫面之顯示區以及對應於觸控感應之感測區A。觸控感應元件之感測電極120形成於主動區112上，以供使用者觸控輸入之用。有關觸控感應元件之細部結構，請參照第6A~6B圖、第7~9圖、第10A~10B圖及第11圖之說明。
如第1B及1C圖所示，裝飾層130配置於裝飾區114上，以使主動區112的周圍形成一不透光區域。此外，裝飾層130上更可配置多條導線150。觸控面板100之主動區112上的感測電極120可透過此些導線150連接一驅動 晶片(未繪示)，且驅動晶片可透過一可撓式印刷電路板(未繪示)進行對外的電性連接。此外，裝飾層130下方配置有一導電環141，導電環141環繞配置於裝飾區114，且位於裝飾層130與透明蓋板110之間。本實施例藉由導電環141做為靜電防護結構140，其平貼於透明蓋板110的內側，再覆蓋裝飾層130於導電環141之上。因此，導電環141不會影響主動區112的光線穿透率，且導電環141完整地涵蓋整個觸控面板100之周圍，故導電環141的靜電防護的能力增加。從靜電宣洩的路徑來看，累積在透明蓋板110上的靜電會選擇最短的路徑進行宣洩。由於導電環141相對於透明蓋板110的距離比其他金屬導線(例如位於裝飾層上之導線150或位於覆蓋層151上之導線(未繪示))相對於透明蓋板110的距離來得近，因此靜電可以在進入導線150之前先行宣洩，以避免觸控面板100內部元件遭受靜電破壞。
在本實施例中，導電環141可為透明的導電環，例如為透明的金屬氧化物薄膜，其材質例如為銦錫氧化物(ITO)、鋁鋅氧化物(AZO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋅鎵氧化物(GZO)或氟錫氧化物(FTO)。此外，導電環141亦可為金屬材質的導電環，例如選自銅、銀、鎳或金等合金材質。通常，在觸控面板100的製程中，在形成裝飾層130之前，會先形成底部金屬氧化物薄膜(例如是ITO薄膜)於主動區112上。本實施例之導電環141可於形成底部金屬氧化物薄膜152(參見第1B及1C圖)之時，一併圖案化形成於裝飾區114上，再覆蓋裝飾層130於導電環141 上。因此，不需增加額外的製程及製作之成本。
如第1B及1C圖所示，導電環141與裝飾層130重疊，且導電環141的側邊141a與裝飾層130的側邊130a相互對齊。然而，第2A及2B圖繪示另二實施例之導電環，其與第1B及1C圖之導電環141的差異僅在於：第2A圖之導電環142之側壁142a相對於裝飾層130之側邊130a向內縮短一預定尺寸，以使導電環142之側壁142a被覆蓋於裝飾層130內；第2B圖之導電環143之側壁143a相對於裝飾層130之側邊130a向外增加一預定尺寸，並延伸至透明蓋板110之一側，以使導電環143之側壁143a顯露於裝飾層130之外。
再者，如第1B及1C圖所示，導電環141為完整的平面，以使導電環141(透明導電環)的透光度不會產生視覺上的差異。然而，為了減少導電環141對各個導線150傳輸之訊號產生訊號耦合之干擾，乃設計可減少訊號耦合之導電環。
請參照第3A~3C圖，其分別繪示另外三種實施例之導電環，其與第1B及1C圖之導電環141的差異在於：第3A圖之導電環144包括複數道平行延伸且縱向相連之條狀區域144a，各導線150經過兩相鄰之條狀區域144a之間，且各導線150與此些條狀區域144a不重疊，以減少各導線150與條狀區域144a之間的耦合量；第3B圖之導電環145包括複數道平行延伸且縱向相連之條狀區域145a，各導線150經過兩相鄰之條狀區域145a之間，且各導線150與此些條狀區域145a僅有部分重疊，故可減少耦合量， 惟重疊的部分雖然會產生訊號耦合，但因相鄰二條狀區域145a的間距拉近，可使導電環145(透明導電環)的透光度不會因間距過大而產生視覺上的差異；第3C圖之導電環146包括複數道平行延伸且縱向部分相連之塊狀區域146a，位於同一道之塊狀區域146a也是透過微連接線147相互連接，各導線150經過相鄰二道之塊狀區域146a之間，各導線150與此些塊狀區域146a僅有部分重疊，故可減少耦合量。塊狀區域146a可以是方形、圓形、六角形等規則的圖案所組成或是由不規則的圖案所組成，由於塊狀區域146a之圖案仍會佈滿整個裝飾區114，並且相互連接為一體，故依然能達到整面靜電防護的效果。
接著，請參照第3D圖，其繪示另一種實施例之導電環。導電環147包括陣列排列的塊狀區域147a，而各塊狀區域採完全分離式的間隔設計且尺寸縮小，故可進一步減少耦合量，且不易產生視覺上的差異。各導線150經過相鄰二道之塊狀區域147a之間，各導線150與此些塊狀區域147a僅單側或雙側有部分重疊。由於塊狀區域147a之圖案仍會佈滿整個裝飾區114，並且環繞為一環狀，故依然能達到整面靜電防護的效果。
另外，各導線150與導電環141之間的電容耦合量亦可藉由增加距離或介電常數來改善。由電容公式可知，電容C=介電常數＊A/d，其中A為耦合面積，d為厚度。當介電常數較小或厚度(d)較厚時，電容值(C)會變小；反之，當介電常數較大或厚度(d)較薄時，電容值(C)會變大。因此，吾人可選擇適當厚度的介電材料來增加各導線 150與導電環141之間的距離，同時以低介電常數的材料來進一步降低電容值，以改善耦合量。
請參考第4圖，其繪示位於導線150與導電環141之間的介電層132及裝飾層130。本實施例之介電層132可形成在裝飾層130上，以增加導線150與導電環141之間的距離D。同時，介電層132可為低介電常數的材料，以進一步降低電容值。吾人可根據下列之數值來選擇適當厚度的介電層132及介電常數。舉例來說，未加介電層132之前，裝飾層130的厚度只有1.4微米，因而電容耦合量將上升到68.3pf。若加上介電層132之後，只要增加厚度8微米，電容耦合量將下降到10pf以下。若選用介電常數為2的介電材料，電容耦合量只有7.86pf，相當於未加入導電環141時之電容值。
接著，請參照第5A~5D圖，其分別繪示靜電防護結構之各種變化例。在第5A圖中，靜電防護結構140可為一導電環141，其環繞觸控面板100之主動區112的周圍。在第5B圖中，靜電防護結構140更包括複數個突出部141b，可由導電環141之周圍向外延伸，因而更容易吸引靜電，避免靜電往主動區跳躍。在第5C圖中，突出部141b更包括複數個錐形部141c，可由突出部141b的側壁141e 向外延伸，且各錐形部141c以其尖端S彼此相對，以減少間距。在第5D圖中，突出部141b更包括複數個菱形部141d，可由突出部141b的側壁141e向外延伸，且各菱形部141d以其尖端S彼此相對，以減少間距。本實施例之靜電防護結構140可藉由上述之突出部141b、錐形部141c及/或菱形部141d於各尖端S附近釋放靜電，以進一步增加靜電防護的能力。
請參考第6A圖與第6B圖。第6A圖繪示配置於第1A圖之感測區之觸控感應元件之上視示意圖，第6B圖為沿第6A圖之剖線A-A’所繪示之觸控感應元件之剖面示意圖。在本實施例中，觸控感應元件例如是一電容式觸控感應元件72，其包括一基板720、一橋接線724、一絕緣層723、複數個第一電極721以及複數個第二電極722。橋接線724係設置於基板720上；絕緣層723係覆蓋於橋接線724上並露出橋接線724的兩端與部分基板720；第一電極721係位於基板720上並與露出之橋接線724的兩端電性連接；第二電極722係位於絕緣層723上，且相鄰之兩第二電極722可直接連接但不以此為限。另外，第一電極721、第二電極722、絕緣層723與橋接線724上可另設置有一保護層725。在本實施例中，橋接線724可為一單層橋接線例如金屬橋接線或透明導電橋接線(例如是銦錫氧化物ITO)，或複合層橋接線例如由金屬材質與透明導電材質形成之堆疊結構。第一電極721與第二電極722可由同一透明導電材料所構成並利用同一製程進行圖案化。
請再參考第7圖至第9圖。第7圖至第9圖分別繪示 了第6A圖與第6B圖之觸控感應元件的三個變化型之示意圖。第7圖至第9圖所繪示的三個變化實施例與第6A圖與第6B圖之實施例類似，其不同之處在於在此三個變化實施例中，第一電極721係透過絕緣層723之接觸孔723H與橋接線724電性連接，而接觸孔723H可僅露出橋接線724(如第7圖與第8圖所示)，或是露出橋接線724與部分基板720(如第9圖所示)。此外，絕緣層723亦可完整覆蓋基板720(如第7圖所示)，或僅覆蓋部分基板720(如第8圖所示)。
接著，請再參考第8A圖與第8B圖。第8A圖繪示配置於第1A圖之感測區之觸控感應元件之上視示意圖，第8B圖為沿第8A圖之剖線A-A’所繪示之觸控感應元件之剖面示意圖。在本實施例中，觸控感應元件例如是一電容式觸控感應元件72，其包括一基板720、複數個第一電極721、複數個第二電極722、一絕緣層723以及一橋接線724。在本實施例中，第一電極721與第二電極722可由同一透明導電材料所構成並設置於基板720上，而絕緣層723則覆蓋於基板720、第一電極721與第二電極722上，並部分露出第一電極721。橋接線724設置於絕緣層723上並於接觸孔723H處與部分露出之相鄰的第一電極721電性連接，而相鄰之第二電極722則可直接連接，但不以此為限。再者，絕緣層723與橋接線724上可另設置有一保護層725。
請再參考第11圖。第11圖繪示了第8A圖與第8B圖之觸控顯示面板之觸控感應元件的一變化型之示意圖。第 11圖所繪示的變化實施例與第8A圖與第8B圖之實施例類似，其不同之處在於在此變化實施例中，橋接線724係透過完全填入絕緣層723之接觸孔723H而與第一電極721電性連接。
本發明之觸控感應元件的結構並不以上述實施例為限，例如第一電極721與第二電極722可利用不同導電材料分別製作，在此狀況下第一電極721可直接連接而不需透過橋接線724電性連接。
同樣須再強調的是，雖然上述複數個電極的實施例及其變化型均舉第一電極與第二電極為例，但並不限於此。本發明之複數個電極，亦可為任何型態的單層電極，例如由複數個三角形型態的電極71X(如第12圖所示)或是複數個矩形型態的電極71X(如第13圖所示)所構成的單層電極；而且，該些電極71X可為同一導電圖案，亦可為不同之導電圖案。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
71X‧‧‧電極
72‧‧‧電容式觸控感應元件
100‧‧‧觸控面板
110‧‧‧透明蓋板
112‧‧‧主動區
114‧‧‧裝飾區
120‧‧‧感測電極
A‧‧‧感測區
130‧‧‧裝飾層
130a‧‧‧側邊
132‧‧‧介電層
140‧‧‧靜電防護結構
141~147‧‧‧導電環
141a、142a、141e‧‧‧側壁
143a、144a‧‧‧側壁
141b‧‧‧突出部
141c‧‧‧錐形部
141d‧‧‧菱形部
S‧‧‧尖端
150‧‧‧導線
151‧‧‧覆蓋層
152‧‧‧底部金屬氧化物薄膜
146A、145a‧‧‧條狀區域
146a、147a‧‧‧塊狀區域
147‧‧‧微連接線
720‧‧‧基板
721‧‧‧第一電極
722‧‧‧第二電極
723‧‧‧絕緣層
723H‧‧‧接觸孔
724‧‧‧橋接線
725‧‧‧保護層
第1A圖繪示依照本發明一實施例之具有靜電防護結構之觸控面板的示意圖。
第1B及1C圖分別為沿第6A圖之剖線I-I’所繪示之靜電防護結構的剖面示意圖。
第2A及2B圖繪示另二實施例之導電環。
第3A~3C圖分別繪示另外三種實施例之導電環。
第3D圖繪示另一種實施例之導電環。
第4圖繪示位於導線與導電環之間的介電層及裝飾層。
第5A~5D圖分別繪示靜電防護結構之各種變化例。
第6A圖繪示配置於第1A圖之感測區之觸控感應元件之上視示意圖。
第6B圖為沿第6A圖之剖線A-A’所繪示之觸控感應元件之剖面示意圖。
第7圖至第9圖分別繪示第6A圖與第6B圖之觸控感應元件的三個變化型之示意圖。
第10A圖繪示配置於第1A圖之感測區之觸控感應元件之上視示意圖。
第10B圖為沿第10A圖之剖線A-A’所繪示之觸控感應元件之剖面示意圖。
第11圖繪示了第10A圖與第10B圖之觸控顯示面板之觸控感應元件的一變化型之示意圖。
第12及13圖繪示感測電極為單層電極之二實施例的示意圖。
110‧‧‧透明蓋板
114‧‧‧裝飾區
130‧‧‧裝飾層
130a‧‧‧側邊
140‧‧‧靜電防護結構
141‧‧‧導電環
141a‧‧‧側邊
150‧‧‧導線
151‧‧‧覆蓋層
152‧‧‧底部金屬氧化物薄膜

Claims (13)

  1. 一種具有靜電防護結構之觸控面板，包括：一透明蓋板，具有一主動區以及一環繞該主動區之裝飾區；複數個感測電極，形成於該主動區上；一裝飾層，配置於該裝飾區上；以及一靜電防護結構，包括一導電環，環繞配置於該裝飾區，且位於該裝飾層與該透明蓋板之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電環為透明導電環或金屬導電環。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，更包括複數條導線，配置於該裝飾層上，該些導線與該導電環的位置彼此相對。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該導電環包括複數道平行延伸且縱向相連之條狀區域，各該導線經過兩相鄰之條狀區域之間，且各該導線與各個條狀區域不重疊。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該導電環包括複數道平行延伸且縱向相連之條狀區域，各該導線經過兩相鄰之條狀區域之間，且各該導線與該些條狀區域部分重疊。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該導電環包括複數道平行延伸且縱向相連之塊狀區域，且位於同一道之塊狀區域透過微連接線相互連接，各該導線經 過相鄰二道之塊狀區域之間，且各該導線與該些塊狀區域部分重疊。
  7. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，其中該導電環包括複數道平行且不相連的塊狀區域，各該導線經過相鄰二道之塊狀區域之間，且各該導線與該些塊狀區域部分重疊。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之觸控面板，更包括一介電層，形成在該裝飾層上，且位於該些導線與該導電環之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電環與該裝飾層重疊，且該導電環的側邊與該裝飾層的側邊相互對齊。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該導電環的側邊相對於該裝飾層的側邊向內縮短一預定尺寸或相對於該裝飾層的側邊向外增加一預定尺寸。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之觸控面板，其中該靜電防護結構更包括複數個突出部，由該導電環之周圍向外延伸。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板，其中各突出部更包括至少一錐形部，由各突出部的側壁向外延伸，且各錐形部以其尖端彼此相對。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之觸控面板，其中各突出部更包括至少一菱形部，由各突出部的側壁向外延伸，且各菱形部以其尖端彼此相對。
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