CN103513818B - 触控装置及其静电屏蔽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种触控装置，包括至少一第一导电轴、复数第二导电单元、复数桥接结构及一绝缘层，第一导电轴具有复数开孔，第二导电单元分别位于开孔中，在每一第二导电单元与对应之第一导电轴之间存在一区隔空间，大部分的桥接结构分别电连接于位于两相邻第一导电轴之相邻的第二导电单元，绝缘层叠设于桥接结构与第一导电轴之间，且绝缘层上具有复数孔洞，该些孔洞分别曝露出对应的第二导电单元，且桥接结构透过绝缘层上的孔洞以将各第二导电单元电连接。此外，本发明还提供了一种触控装置的静电屏蔽方法。本发明提供的触控装置及其静电屏蔽方法，可降低触控装置的整体厚度和制作成本并简化制程，同时使触控装置具有抗干扰的作用。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域，且特别是有关于一种触控装置及其静电屏蔽方法。
背景技术
在现今各式消费性电子产品的市场中，个人数位助理(PDA)、行动电话(mobile Phone)、笔记型电脑(notebook)及平板电脑(tablet PC)等可携式电子产品皆已广泛的使用触控面板(touch panel)作为其资料沟通的界面工具。此外，由于目前电子产品的设计皆以轻、薄为方向，因此在产品上无足够空间容纳如键盘、滑鼠等传统输入装置，尤其在讲求人性化设计的平板电脑需求的带动下，触控式面板已经一跃成为关键的零组件之一。
习知的触控装置发送或接收信号时，为避免外部其他电子元件对触控信号的信号干扰，会额外加入一层屏蔽层于触控装置结构内，利用静电屏蔽原理，增加触控装置的抗干扰能力。然而增加此屏蔽层，往往会使得触控装置整体厚度增加，且制作成本较高，制程更加复杂化。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种触控装置及其静电屏蔽方法，用作感应触控位置的导电轴，还可以作为屏蔽层使用，而不需要额外制作屏蔽层，以达到降低触控装置的整体厚度和制作成本，并简化制程，同时可使触控装置具有抗干扰的作用。
本发明提供一种触控装置，包括有至少一第一导电轴、复数第二导电单元、复数桥接结构及一绝缘层，其中第一导电轴具有复数开孔，且第二导电单元分别位于该些开孔中，在每一第二导电单元与对应之第一导电轴之间存在一区隔空间，其中大部分的桥接结构分别电连接于位于两相邻第一导电轴之相邻的各第二导电单元，绝缘层叠设于桥接结构与第一导电轴之间，该绝缘层上具有复数孔洞，该些孔洞分别暴露出对应的第二导电单元，且桥接结构透过绝缘层上的孔洞以将各第二导电单元电连接，其中，在第二导电单元接收一驱动信号的状况下，第一导电轴会被切换至一接地电位或一固定电位，以对该些第二导电单元进行静电屏蔽。
进一步的，第二导电单元为图案化的导电单元。
进一步的，第二导电单元上具有复数小孔洞或长条型开口。
进一步的，第一导电轴包括相互分离的第一左导电轴以及第一右导电轴，且在每一该些第二导电单元与对应之第一左导电轴、第一右导电轴之间存在该区隔空间。
进一步的，更包括基板，第一导电轴以及第二导电单元设置于该基板上。
进一步的，更包括保护层，叠设于桥接结构上。
进一步的，更包括基板，桥接结构设置于基板上。
进一步的，更包括保护层，叠设于第一导电轴以及第二导电单元上。
进一步的，桥接结构将两相邻第一导电轴之相邻的各第二导电单元串接起来成为至少一第二导电轴。
进一步的，各该第一导电轴沿第一方向平行排列，各该第二导电轴沿不同于该第一方向的一第二方向平行排列。
进一步的，第一方向与第二方向为互相垂直。
进一步的，更包括复数条第一导线分别电连接各该第一导电轴，以及复数条第二导线电连接小部分桥接结构。
进一步的，该第二导电单元四周皆被对应之第一导电轴包围。
进一步的，更包括至少一显示单元，位于该基板之下方。
进一步的，该基板与该显示单元之间无一屏蔽层存在。本发明更提供一种触控装置的静电屏蔽方法，包含以下步骤：首先驱动第一导电轴，检测该第一导电轴的输出信号，得到一第一方向触控位置信息，接着切换该第一导电轴至一接地电位或一固定电位，以对一第二导电轴进行静电屏蔽，然后驱动该第二导电轴，检测该第二导电轴的输出信号，得到一第二方向触控位置信息，之后结合该第一方向的触控位置信息以及该第二方向触控位置信息，计算出一触控位置坐标。
本发明提供的触控装置及其静电屏蔽方法，用作感应触控位置的导电轴，还可以作为屏蔽层使用，而不需要额外制作屏蔽层，降低了触控装置的整体厚度和制作成本，并简化了制程，同时可使触控装置达到抗干扰的作用。
附图说明
图1为本发明第一较佳实施例的结构俯视示意图。
图2为本发明第一较佳实施例的结构俯视示意图。
图3A为本发明第一较佳实施例中绝缘层俯视示意图。
图3B为本发明第一较佳实施例的结构俯视示意图。
图4为本发明第一较佳实施例的结构俯视示意图。
图5为图4沿剖面线II’的结构剖面示意图。
图6为本发明第一较佳实施例的结构剖面示意图。
图7为本发明第二较佳实施例的局部结构剖面示意图。
图8为本发明第三较佳实施例的结构俯视示意图。
图9～图11分别为本发明第一较佳实施例的另三种实施态样的局部结构俯视示意图。
图12为本发明触控装置的静电屏蔽方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
为了方便说明，本发明之各图式仅为示意以更容易了解本发明，其详细的比例可依照设计的需求进行调整。在文中所描述对于图形中相对元件之上下关系，在本领域之人皆应能理解其是指物件之相对位置而言，因此皆可以翻转而呈现相同之构件，此皆应同属本说明书所揭露之范围，在此容先叙明。
图1至图6为本发明第一较佳实施例的触控装置结构示意图。请参考图1至图6，触控装置1包括至少一第一导电轴20、复数第二导电单元32、复数桥接结构62以及绝缘层50。其中，各第一导电轴20具有复数开孔22，各第二导电单元32分别位于开孔22中，在每一第二导电单元32与对应之第一导电轴20之间存在一区隔空间23以使第二导电单元32与对应之第一导电轴20彼此之间电性绝缘,大部分桥接结构62(例如存在于各第一导电轴20之间的桥接结构62)会电连接于相邻的各第二导电单元32，绝缘层50叠设于桥接结构62与第一导电轴20之间，在其他实施例中，部分的绝缘层50也会叠设于桥接结构62与第二导电单元32之间，以使桥接结构62电性绝缘于第一导电轴20，且绝缘层50上具有复数孔洞52，这些孔洞52会分别曝露出对应的第二导电单元32，桥接结构62透过该绝缘层50上的孔洞52将各第二导电单元32电连接。在第二导电单元32接收一驱动信号（图未示）的状况下，该些第一导电轴20会被切换至一接地电位或一固定电位，以使该些第一导电轴20对该些第二导电单元32起到静电屏蔽作用。
根据本发明实施例提供的触控装置，下面依照其形成步骤分别对触控装置之组成构件进行说明，但触控装置之结构并不以此形成步骤为限。
请继续参考图1，本发明较佳实施例提供的一种触控装置，其还包括基板10，第一导电轴20以及第二导电单元32设置于该基板10上。进一步的，基板10规划有一触控区12与一周边区14，复数条第一导电轴20与复数第二导电单元32形成于触控区12内。其中各第一导电轴20上具有复数开孔22，且沿一第一方向平行排列(例如为Y轴)，各第二导电单元32分别位于各开孔22中，且在每一第二导电单元32与对应之第一导电轴20之间存在一区隔空间23以使第二导电单元32与对应之第一导电轴20彼此之间电性绝缘。本实施例中，基板10材料可选自玻璃、压克力（PMMA）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）等透明材料，第一导电轴20以及第二导电单元32材料可包括各种透明导电材料，例如，氧化铟锡（indium tin oxide,ITO）、氧化铟锌(indium zincoxide,IZO)、氧化镉锡(cadmium tin oxide,CTO)、氧化铝锌(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化铟锌锡(indium tin zinc oxide,ITZO)、氧化锌(zinc oxide)、氧化镉(cadmium oxide)、氧化铪(hafnium oxide,HfO)、氧化铟镓锌(indium gallium zincoxide,InGaZnO)、氧化铟镓锌镁(indium gallium zinc magnesium oxide,InGaZnMgO)、氧化铟镓镁(indium gallium magnesium oxide,InGaMgO)或氧化铟镓铝(indium gallium aluminum oxide,InGaAlO)等。另外，第一导电轴20、第二导电单元32与开孔22的形状大致呈矩形，但当然可根据具体要求而设定，例如第二导电单元32与开孔22的形状可以为圆形、菱形、正六边形等，不以本实施例中的矩形为限。值得注意的是，各第二导电单元32四周均被对应之第一导电轴20所包围，此外，本实施例并不限定第一导电轴20与第二导电单元32的制作先后顺序，可以于同一步骤形成，或是分别由两个步骤形成皆可。
接着如图2所示，形成复数条第一导线42于触控区12与周边区14内以电连接第一导电轴20；以及形成复数条第二导线44仅于周边区14内，各第二导线44将与后续完成的第二导电轴电性连接，第一导线42与第二导线44另与外部的一微处理器(图未示)相连，第一导线42与第二导线44可传输触控装置上所发出的触控信号至微处理器，或从微处理器接收到上述的驱动信号与切换信号。第一导线42与第二导线44的材质可选自金属例如铝、铜、银等或是上述透明导电材料，当第一导线42与第二导线44的材质选用与第一导电轴20和第二导电单元32相同的材质时，第一导线42与第二导线44可与第一导电轴20和第二导电单元32同时制作。值得注意的是，此时第二导线44尚未与第二导线单元32电性连接。
然后，形成一绝缘层于触控区12内并覆盖于第一导电轴20上，在其他实施例中，绝缘层也可能覆盖到部分第二导电单元32上，单看绝缘层图案的俯视图如图3A所示，绝缘层50中间有复数孔洞52，将绝缘层50覆盖于触控区12后，如图3B所示，孔洞52会分别露出第二导电单元32，作为后续桥接结构与第二导电单元32的接触孔。本实施例中，绝缘层50为各种不导电材质，例如聚亚酰胺(Polyimide，PI)、氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氮氧化硅(SiON)、碳化硅(SiC)等。绝缘层50形成后，会露出第二导电单元32，而第一导电轴20会被绝缘层50覆盖，但在其他实施例中，部份的第一导线42与第二导线44也有可能会被显露出。
接着，形成桥接结构于绝缘层50上，此时本发明触控装置的俯视图如图4所示，而图5则为图4中沿着剖面线II’的剖面示意图。请参阅图4～5，每一个桥接结构62从侧面看呈现桥型，大部分的桥接结构62会跨越绝缘层50且电连接位于两相邻第一导电轴20之两个第二导电单元32，使得各第二导电单元32被桥接结构62串连起来以形成复数条第二导电轴30。同时，另一小部分桥接结构62也延伸至周边区14而与各条第二导线44电性连接，经由桥接结构62与第二导线44的连接，得以将第二导电轴30的触控信号传送至外部的微处理器。本发明实施例提供的触控装置，由于第一导电轴20环绕在各个第二导电单元32的外围，因此第一导电轴20可作为第二导电单元32的屏蔽层，也就是说，在驱动第二导电单元32从外部的微处理器接收一驱动信号的状况下而被驱动时，第一导电轴20也被微处理器切换至一接地电位或一固定电位，藉此可有效屏蔽外界信号对第二导电轴30的干扰，因而降低整体触控装置信号干扰的程度，而且由于本发明中第一导电轴20既可用于感测触控位置，还可以当作屏蔽层使用，因此不需要额外制作屏蔽层，可降低触控装置整体厚度，且可达到简化制程、节省成本的功效，同时可使触控装置具有抗干扰的作用。
最后，如图6所示，可叠设一保护层70于第一导线42、第二导线44以及桥接结构62上，藉此可保护叠设于基板10上的元件不受空气中水气与氧气的破坏，即完成本发明的触控装置1。保护层70可包括无机材料，例如，氮化硅(silicon nitride)、氧化硅(silicon oxide)与氮氧化硅(silicon oxynitride)、有机材料，例如，丙烯酸类树脂(acrylic resin)其它适合之材料。
另外，本发明实施例提供的触控装置还可以包括至少一显示单元(图未示)，位于基板之下方。显示单元可以为液晶显示器(LCD)或其他光学模组。基板与显示单元之间无一屏蔽层存在，而是采用用作感应触控位置的第一导电轴兼作为屏蔽层使用，用于屏蔽显示单元或其他光学模组对触控装置产生的信号干扰，如此，可降低触控装置的整体厚度，又可降低成本，简化制程。
本发明可应用在各种触控装置中，例如手机，个人数位助理（PDA，卫星导航系统（GPS）等等，对于其他的应用，亦可以利用印制电路板（PCB）或者软性线路板（Flexible Printed Circuit;FPC）来制作本发明的触控装置。
值得注意的是，本实施例中，各第一导电轴20沿着第一方向平行排列(例如为Y轴)，由桥接结构62与各第二导电单元32串接而成的第二导电轴30沿着一第二方向平行排列(例如为X轴)，第一方向与第二方向较佳为互相垂直，但并不限于此，而可依实际需求排列。
相较先前技术而言，本发明提供的触控装置，用作感应触控位置的导电轴，还可以作为屏蔽层使用，而不需要额外制作屏蔽层，降低了触控装置的整体厚度和制作成本，并简化了制程，并且能够减少外界电子信号干扰，提高触控装置的稳定度。
下文将针对本发明之触控装置的不同实施样态进行说明，且为简化说明，以下说明主要针对各实施例不同之处进行详述，而不再对相同之处作重复赘述。此外，本发明之各实施例中相同之元件以相同之标号进行标示，以利于各实施例间互相对照。
图7为本发明第二较佳实施例的局部结构剖面图，请参考图7，与第一实施例不同之处在于，桥接结构62设置于该基板10上，也就是说，触控装置2具有一基板10，之后于基板10上先形成桥接结构62，然后覆盖一绝缘层50，绝缘层50至少曝露出部分桥接结构62，接着形成复数条第一导电轴20与被第一导电轴20包围的复数第二导电单元32，值得注意的是，形成第二导电单元32时，第二导电单元32会藉由绝缘层50上的孔洞，接触到下方的桥接结构62，也就是说，分别位于两相邻第一导电轴20之两个第二导电单元32皆会藉由一条桥接结构62电连接，而在同一轴向上的各个第二导电单元32将会彼此导通，进而串接成为第二导电轴。最后再叠设一层保护层70于第一导电轴20以及该些第二导电单元32上，完成本发明第二较佳实施例的触控装置2。本实施例的触控装置由于桥接结构62大部份被绝缘层50覆盖，因此从触控装置顶部看来，桥接结构62可隐藏于绝缘层50下方，增加触控装置2的美观度。同样本实施例也可应用在多种不同的产品上，另外本实施例中所用的元件材料也与第一较佳实施例相同，在此不再赘述。
请参考图8，是为本发明的第三较佳实施例的结构俯视示意图。本实施例与第一较佳实施例不同之处在于，触控装置3将第一导电轴分为两条，分别为第一左导电轴24与第一右导电轴26，第一左导电轴24与第一右导电轴26中间定义有一开孔区域28，而各第二导电单元32即位于该开孔区域28中，且在每一第二导电单元32与对应之第一左导电轴24、第一右导电轴26之间存在一区隔空间29以使第二导电单元32与对应之第一左导电轴24、第一右导电轴26之间均电性绝缘。本实施例中，由于将原先一条第一导电轴分为两条，分别由两条导线42a以及导线42b相连，因此可进一步提升第一方向(本实施例中为Y方向)的测量精度，同样地，本实施例中第一左导电轴24与第一右导电轴26包围各个第二导电单元32，因此也可达到屏蔽效用，其具有与本发明第一实施例相同的优点。
请参考图9～11，其分别为本发明第一较佳实施例的另外三种实施态样的局部结构俯视示意图，为方便说明，仅绘出部分的第一导电轴以及一个第二导电单元，其中与本发明第一较佳实施例不同之处在于，各实施态样中的第二导电单元为图案化的导电单元，以增进整体触控装置的透光度。请参阅图9，此实施态样中的各个第二导电单元34以水平方向S形状替代原先呈现矩形的第二导电单元。请参阅图10，此实施态样中的各个第二导电单元36以垂直方向S形状替代原先呈现矩形的第二导电单元。至于以上图9与图10的实施态样中S状的第二导电单元形成方式，可藉由微影蚀刻等步骤，先形成矩形的第二导电单元，再于其上蚀刻复数长条状开口，或是直接印刷形成排列呈S状的第二导电单元。再请参阅图11，此实施态样中的各个第二导电单元38中央则具有复数小孔洞。上述各实施态样中所用的元件材料与第一较佳实施例相同，在此不再赘述。以上不同变化的实施态样，皆可提升整体触控装置的透光度，当然，上述的不同实施态样也可与本发明第二或第三较佳实施例整合，而不限于仅对第一较佳实施例进行变化。
可理解的是，本发明的触控装置并不以上述实施例所描述的结构或方法为限，只要符合:第一导电轴与第二导电轴位于同一层，桥接结构位于另外一层，且第一导电轴可同时作为屏蔽层使用，都属于本发明所涵盖的范围。
根据上述实施例提供的触控装置，本发明实施例还提供了所述触控装置的静电屏蔽方法。图12为本发明触控装置的静电屏蔽方法的流程图，请参考图12，本发明实施例提供的触控装置的静电屏蔽方法具体来说包括以下步骤：
S1：驱动第一导电轴，并检测第一导电轴的输出信号，此输出信号可由对应于该第一导电轴的第一导线传输，可得到第一方向的触控位置信息。
S2：切换第一导电轴至接地电位或固定电位(例如5V电压)。在该步骤中，第一导电轴连接至接地电位或固定电位，也即对第二导电轴形成了静电屏蔽的作用，以减少外界杂讯信号对后续检测第二导电轴的输出信号的干扰。
S3：驱动第二导电轴，检测第二导电轴的输出信号，此输出信号可由对应于该第二导电轴的第二导线传输，得到第二方向触控位置信息。
S4：结合第一、二方向的触控位置信息，可计算得出触控位置坐标。
在上述实施例中，驱动第一导电轴和驱动第二导电轴的驱动信号可为一交流信号，例如脉冲信号或正弦波信号。第一导线和第二导线的输出信号可为由触控引起的自电容变化量。
上述实施例的触控装置的静电屏蔽方法，将第一导电轴既可用于感应触控位置，还可以作为屏蔽层使用，如此，可能够减少外界电子信号的干扰，提高触控位置侦测的准确度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (16)
1.一种触控装置，其特征在于，包括：
至少一第一导电轴以及复数第二导电单元，其中各该第一导电轴具有复数开孔，且各该第二导电单元分别位于该开孔中，在每一该些第二导电单元与对应之该第一导电轴之间存在一区隔空间；
复数桥接结构，其中大部分的该些桥接结构分别电连接于位于两相邻该第一导电轴之相邻的各该第二导电单元；以及
绝缘层，叠设于该桥接结构与该第一导电轴之间，该绝缘层上具有复数孔洞，该些孔洞分别曝露出对应的该些第二导电单元，且该些桥接结构透过该绝缘层上的该些孔洞以将各该第二导电单元电连接；
其中，在该些第二导电单元接收一驱动信号的状况下，该些第一导电轴会被切换至一接地电位或一固定电位，以对该些第二导电单元进行静电屏蔽。
2.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第二导电单元为图案化的导电单元。
3.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第二导电单元上具有复数小孔洞或长条型开口。
4.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第一导电轴包括相互分离的第一左导电轴以及第一右导电轴，且在每一该些第二导电单元与对应之该第一左导电轴、第一右导电轴之间存在该区隔空间。
5.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，更包括基板，该些第一导电轴以及该些第二导电单元设置于该基板上。
6.根据权利要求5所述的触控装置，其特征在于，更包括保护层，叠设于该些桥接结构上。
7.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，更包括基板，该桥接结构设置于该基板上。
8.根据权利要求7所述的触控装置，其特征在于，更包括保护层，叠设于该些第一导电轴以及该些第二导电单元上。
9.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该些桥接结构将两相邻该第一导电轴之相邻的各该第二导电单元串接起来成为至少一第二导电轴。
10.根据权利要求9所述的触控装置，其特征在于，各该第一导电轴沿第一方向平行排列，各该第二导电轴沿不同于该第一方向的一第二方向平行排列。
11.根据权利要求10所述的触控装置，其特征在于，该第一方向与该第二方向为互相垂直。
12.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，更包括复数条第一导线分别电连接各该第一导电轴，以及复数条第二导线电连接小部分的该些桥接结构。
13.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，该第二导电单元四周皆被对应之该第一导电轴包围。
14.根据权利要求5所述的触控装置，其特征在于，更包括至少一显示单元，位于该基板之下方。
15.根据权利要求14所述的触控装置，其特征在于，该基板与该显示单元之间无一屏蔽层存在。
16.一种如权利要求1所述触控装置的静电屏蔽方法，其特征在于，该些桥接结构将两相邻该第一导电轴之相邻的各该第二导电单元串接起来成为至少一第二导电轴，该静电屏蔽方法包含以下步骤：
驱动第一导电轴，检测该第一导电轴的输出信号，得到第一方向触控位置信息；
切换该第一导电轴至一接地电位或一固定电位，以对第二导电轴进行静电屏蔽；
驱动该第二导电轴，检测该第二导电轴的输出信号，得到第二方向触控位置信息；以及
结合该第一方向的触控位置信息以及该第二方向触控位置信息，计算出触控位置坐标。
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