专利名称：具有改良电极图案的触控面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控面板，特别是关于一种具有改良电极图案的触控面板。
背景技术：
目前，市面上的主流触控面板，有电阻式与电容式两种。其中，电阻式又分为早 期的四线电阻式与五线电阻式、六线或八线电阻式，电容式又区分为表面电容式(Surface Capacitance Touch Screen，SCT)与投身寸电容式(Pro jectiveCapacitance Touch Screen， PCT)。其中，投射电容式触控面板，又可称为数字式触控技术，而电阻式及表面电容式触控 面板可概称为模拟式触控技术。传统的模拟式触控技术，透过边缘四周的电阻性组件的图案配置，来设法建立均 勻的等位电场。在触控技术的不断发展以及相关应用产品的要求不断提高的情形下，目前 的技术多朝如何能让边缘四周的电阻组件所占空间缩小，并且，更要求达到更平缓的边缘 等电位场，让触控面板的准确度提高，可用范围更大。请参考美国专利公开号第6，593，916案，其说明了一种具有多重平行连接于触感 区域的外围上一序列电阻器链路中每一电极的触感屏幕，其揭露了两种运用线性绝缘区的 方式来改善边框区域所产生的电位”涟波”效应，如第IA与2A图所示者。其中，图IA的图 案，串联电阻链是由串联电极40串联形成于导电层上而构成间隙44所构成，串联电极40 之间的间距为S，其包含有外部部份与内部部分，如图中的外部部份为38，41，43等，而内部 部分42。而其内部部分则是采取每两个间隙44处形成两个绝缘间隙45的方式，其中一个 绝缘间隙45位于间隙44处，而绝缘间隙45的间隔有不连续电阻段46，其长度略相等，其距 离则为S’，等效电阻如图IB所示者。图2A的图案，其串联电阻链是由串联电极48，50串联形成于导电层上而构成间隙 54所构成，串联电极48，50的间距为S，其包含有外部部份与内部部分。而其内部部分则是 采取每两个间隙54处形成两个绝缘间隙55的方式，每个绝缘间隙55均位于串联电极的内 部部分，而绝缘间隙55的间隔有不连续电阻段56，其长度略相等，其距离则为S’。其等效 电阻如图2B所示者。接着，请参考美国专利公开案第2006/0119587号，其揭露了另一种改良的电极图 案，如图3A所示者。其中的串联电阻链145是由串联电极105串联形成于导电层上而构成 间隙125所构成，串联电极105包含有外部部份110与内部部分115，外部部份110与内部 部分115形成一空隙120。其内部部分则是采取每两个间隙125处形成两个绝缘间隙130 的方式，而绝缘间隙130之间有不连续电阻段145，其长度略相等，且在串联电极105的间隙 125处并设计行一导电岛140穿插于绝缘间隙间，以改善涟波效应。不连续电阻段145的电 压若为VN，VN+1，则位于其间的导电岛140的电压则可平均化为(VN+VN+1)/2，其等效电路见图 3B。尽管有许多厂商努力投入触控面板的周边电阻组件图案研究，在改善边缘电极的 等电位电场上，仍有许多可改进的空间。
发明内容
有鉴于以上公知技术的问题，本发明提出一种具有改良电极图案的触控面板，通 过不连续电阻链所提供的电压平准化，以及均化电极所提供的电压均勻化，可提供极窄边 的线路走线空间，亦能得到任何接近线路边缘区域有优异的线性精确度，误差值< 1 %。本发明另有一目的在于，提供一种具有改良电极图案的触控面板，通过将所提供 的不连续电阻链与均化电极、导电层周边的串联电极链紧密结合，达到边框部分窄化的目 的，以使相同基板面积内的可触控面积增加，进而提升产品搭配设计的弹性。为达上述目的，本发明提出一种具有改良电极图案的触控面板，包含一基板；一 导电层，形成于该基板上，具有一内部接触区；多个角落电极，形成于该导电层的角落；一 串联电极链，包含有多个电极，形成于该导电层的边缘并与该些角落电极连接，于该些角落 电极外加电压时形成一矩形电场，每个该电极具有面对该内部接触区的一内部部分，相邻 的该些电极间具有一间隙；一不连续电阻链，包含多个不连续电阻，形成于该导电层上，并 与该串联电极链电连接且形成平行排列，并形成与该内部接触区的隔离；及，一第一均化电 极链，由多个第一均化电极间隔形成，形成于该不连续电阻链靠近该内部接触区的边缘，以 使该不连续电阻的输出电压均勻化。此外，触控面板还可包括一第二均化电极链，由多个第二均化电极间隔形成，其形 成每两个该第一均化电极的间隔处，以使该均化电极链的输出电压更加均勻化。该不连续电阻的长度是以Y = aX2+b方程式计算得到，以获得良好的补偿效果，使 该矩形电场所产生的等压线均化，其中，X为该电极由角落电极开始的数，b为经实验的默 认值，a是由一预设的线段最大值Ymax计算得到，该线段最大值是由该串联电极链位于两 个角落电极的中央电极段的长度决定的。其中，形成该不连续电阻链的该多个不连续绝缘段是与该串联电极链的内部部分 及该均化电极链的边缘紧密结合。
图IA为公知技术用于触控面板的导电边框电极图案第一例；图IB为图IA的导电边框电极图案的等效电路；图2A为公知技术用于触控面板的导电边框电极图案第二例；图2B为图2A的导电边框电极图案的等效电路；图3A为公知技术用于触控面板的导电边框电极图案第三例；图3B为图3A的导电边框电极图案的等效电路；图4为本发明的触控面板分层图；图5为本发明的导电层300的结构图；图6为本发明的电极框层400的结构图；图7为图6的电极框层400的细部结构图；图8为本发明将电极框层400形成于导电层300后的放大图；及图9为本发明将电极框层400形成于导电层300后的放大图的第二例。符号说明.
38外部部份40串联电极41外部部分42内部部分43外部部份44间隙45绝缘间隙46不连续电阻段S 间距S，间距48串联电极50串联电极54间隙55绝缘间隙56不连续电阻段 105串联电极110外部部份115内部部分120空隙125间隙130绝缘间隙140 导电岛145不连续电阻段 VN，VN+1电压200基板300导电层311绝缘部312 绝缘部313绝缘部314 绝缘部321角落322 角落323角落324 角落331不连续电阻 400电极框层411角落电极412 角落电极413角落电极414 角落电极420串联电极链 421间隔420-Xn_1 Z 型电极420_XnZ 型电极420-Xn+1 Z 型电极422 间隙423间隙429 中央电极430电极链431 第一均化电极432第二均化电极433 间隔434间隔Dl 间距DlA间距DlB 间距Ymax最大电极长度Ll 长度L2长度L2A T型底部长度L3长度L4 间隙距离L5宽度Tl 厚度T2厚度
具体实施例方式本发明是一种新设计图样及结构，运用在电容式触控面板的侦测时，是利用高阻 抗透明导电膜与触碰物间的微小电容量(中间间隔一层厚膜透明绝缘材料)，即可精确侦 测得到触碰物的触碰坐标。而运用在电阻式触控面板的侦测时，利用触碰物触碰触控面板 后所侦测到的电压准位，即可精确侦测到触碰物的触碰坐标。
首先，请参考图4，其为本发明的触控面板分层图，其包含了基本的电极框层400， 导电层300以及基板200。其中，电极框层400的图案是可采用一种环保无铅的高温银浆， 经过网版印刷程序印列在导电层300上。经过500°C以上的高温将银金属熔接于导电层300 上，使其间的导通接口电阻值极微小(可视为近零阻值)。其具有高抵抗环境温度变化的特 性。此外，银导线与导电层300经高温结晶化后，可明显提升耐化学性。此外，亦可采用银 导线以外的其它金属，如钼/铝/钼金属层、铬或其它等导电性较佳的金属。此外，导电层 300可采用较高阻抗者，使其具损耗能量少，电流量少的功效。结构上，基板200可采用玻璃基材，并采取如溅镀方式制作导电层300，并以蚀刻 或雷射方式来产生导电层300上的图案。接下来，再加印刷高温银浆图样以形成电极框层 400。此外，基板200亦可采用其它材质来制作，例如，软性基板，并采用适用于软性基板的 制程来制作电极图样。
接着，请参考图5，其为本发明的导电层300的结构图，其中黑色区域即为分布于 导电层四周的绝缘部311，312，313，314，X轴向者为绝缘部312，314，Y轴向者为绝缘部311， 313。绝缘部311，312，313，314是以蚀刻或雷射等方式制作，其作用在于将电极框层400的 电极层加以隔绝，未被蚀刻为绝缘部者则形成导电的不连续电阻链，用以形成每个电极输 出口的平均电压准位，以形成均勻分布的等电位电场。其中，未被蚀刻的不连续电阻链，其 长度是以Y = aX2+b公式计算而得，以形成如图5的非均勻分布的绝缘部。详细的参数获 得方式，将于后续说明。此外，在导电层300的四个角落321，322，323，324，则为四个角落电极的位置。接着，请参考图6，其为本发明的电极框层400的结构图，其包括有四个角落电极 411，412，413，414，以及与四个角落电极相串联的串联电极链420，最后，还有一组与串联电 极链420形成一第一间隔距离(Dl)的电极链430。其中，在图6的实施例中，串联电极链 420是通过多个Z型电极形成外部部分与内部部分重迭的结构，且每个电极之间构成有固 定间隙，以作为后续的串联电阻的形成空间。于是，当电极框层400形成于导电层300上后， 串联电极链420的电极间的固定间隙即构成串联电阻链，使得角落电极所传递来的电压提 供串接的电压供应。而电极链430则可再将串联电极链420所供应的电压再加以细分为更 细的电压分布。其中，串联电阻链可以其它的结构，如类S、叉型、连续段等设计方式，以可达到电 压的连续分配者为宜。而串联电极链420的Z型电极数目，可依触控面板的大小来进行设 计，面板尺寸由小至大，可设计为每个轴向3，5，7，9，11，13，15，17，· · · (2n+l)，η > 1等不同 数量的电极。例如，图6是为9个Z型电极的实施例。其中，中央电极段是由两个Z型电极 反接的方式构成，其长度为Ymax。从左到右，分别有￥1，￥2，￥3，￥4，￥5电极，以此类推。由于串联电极链的输入电压，是由角落电极所传递而来，其经由串联电阻链后，会 于每个Z型电极处形成压降的现象。为了能提供导电层300均勻的电场分布，本发明是透 过导电层300上的绝缘部311，312，313，314所产生的不连续电阻链来产生不均勻的电阻， 并通过距离角落电极越近者，给予越大电阻的基本原则来设计不连续电阻链的电阻值。于 是，经由串联电阻链所传递的电压值，将会由不连续电阻链与以补偿，而形成均勻的电压供 应。然而，由不连续电阻链所供应的电压值，会由于不连续电阻链的电阻段长度不一，而导致电压分布的边缘性不佳。因此，本发明除了不连续电阻链的设计外，更提供了电极链 430的设计，以使得电压的供应能够充分的均勻化。电极链430是在电极框层400形成于导 电层300上后，配置于不连续电阻链的内层，亦即，不连续电阻链是配置于串联电极链420 与电极链430之间。于是，经过不连续电阻链的电压供应，再经电极链430的电压均勻化，本 发明即可提供一个电场均勻化程度极佳的触控面板，经实测结果，其误差范围在以内。图4 6，是以整体架构来说明本发明的电极结构者，接下来，将以细部的结构图 来说明本发明的改良电极图案。请参考图7，其为图6的电极框层400的细部结构图。图中绘示了四个Z型电极， 其中，两个完整者(片段长度为Li)，两个片段者。Z型电极AZO-XydZO-XndZO-XM，分别 可提供Vim，VN, Vn+1的电压分布，电极链430则可提供更细的电压分布。Z型电极的内部部 分与电极链430所形成的空隙Dl，其距离端视导电层300的物理特性而订，其为形成所需要 的不连续电阻链，因此，由电阻的公式R= P L/A，可计算出所需的Dl值。其中，R为导线两 端点电阻值，P为导线的导电系数，A为导线的截面积，L为导线的长度。同时，此空隙Dl 为不连续电阻链形成之处，其将于后续说明。Z型电极之间有水平间隔421以及垂直间隔422，使得Z型电极之间形成串联的电阻，进而构成串联电阻链。Z型电极厚度则为Tl，具体的厚度设计端视生产制造的技艺而 定。原则上，Z型电极的厚度Tl越薄越好，以降低边框的大小，以使得触控面板的可触控区 域更大。电极链430则包括有第一均化电极431与第二均化电极432。其中，第一均化电 极431的长度为L2，厚度为T2，其间隔434的宽度为L5，并且，第一均化电极431可为一 T 型结构，其T型底部的长度为L2A，厚度为与第二均化电极432平行为佳。第二均化电极 432的长度则为L3，且第一均化电极431与第二均化电极432的间隔距离为433。其中，最 佳者为第一均化电极431的T型底部长度L2A等于第二均化电极432的长度L3者，而第一 均化电极431的T型底部边缘与第二均化电极432的边缘所形成的间隙距离L4，最佳者为 第二均化电极432的长度的2/3，其余的比例亦可，如1/5，1/4，1/3，1/2，2/5，2/7，3/5，3/7， 4/5，...。可以实际的测试来决定何者所达到的电场均勻性最佳。在串联电极链420的Z型电极内部部分内缘，平均分布有均化电极链430的多个 第一均化电极431 (构成第一均化电极链)与多个第二均化电极432 (构成第二均化电极 链)，如图7所示者。当电极链430形成于导电层300上时，第一均化电极链与第二均化电 极链的间隔433，434即构成导电层300上的电阻结构。由于第一均化电极链与第二均化电 极链为均勻分布者，因此，可使得经由Z型电极再经由不连续电阻链所传递来的电压，再做 一次均勻化的分配。亦即，电极链430可使得最终传递到导电层300的触控区的电场，更均 勻地分配。而每个Z型电极内部部分内缘的第一均化电极链与第二均化电极链的制作数 量，除了图7的2组外，可视生产技巧来做不同的数量搭配，例如，可以制作为3组、4组、5 组...均可。如此的配置，需同时搭配导电层300上的不连续电阻链的设计共同考虑。亦 艮口，每个第一均化电极431的位置，均配置于一个不连续电阻段，以作为电压传递的媒介。 而第二均化电极432的后可将电压再做更细致的配置，例如，制作第三均化电极再进行均 化一次。
接着，请参考图8，其为将电极框层400形成于导电层300后的放大图。由图中可清楚观察到，不连续电阻331形成于绝缘部311、Z型电极与第一均化电极431之间，其通过 导电层300而形成电阻，也形成Z型电极的导通部分，并且，其以不连续电阻331与Z型电 极、第一均化电极的间系为无缝接合。从图中可清楚发现，每个Z型电极的内部部分，均有 一个不连续电阻331的一段；而Z型电极的垂直部分的中心，则对应有一个不连续电阻331 的一段。于是，第一均化电极431即可通过不连续电阻331传导Z型电极的电压并加以均 化，接着，再通过第二均化电极432将第一均化电极431的电压，再进行二次均化。由于第 二均化电极432是与第一均化电极431的T型底部平行排列，于是，第一均化电极431的电 压可与第二均化电极432的电压均勻地输出至导电层300上。此外，由于不连续电阻链提供不同的电阻给Z型电极作为电压出口以作为电压的 补偿，于是，每个Z型电极经由不连续电阻段的输出电压将会一致。再经过电极链430的电 场均化，即可获得相当均勻的边缘电场分布，可有效地降低边缘电场的涟波效应。其中，不连续电阻331的长度，是依据Y = aX2+b的公式计算得其长度。计算方法 说明如下1. X是为由角落电极起算的Z型电极数，例如，从角落电极411开始起算，共有Xl =1，X2 = 2，X3 = 3，X4 = 4，X5 = 5，5 个 Z 型电极。2. b为默认值，其由实验与统计获得，最佳者为0. 3 2. Omm之间。3. a是由Ymax计算而得，Ymax的大小，可由图6上方之中央电极429长度获得。 至于中央电极的长度，则以面板的大小以及串联电极链的数目来评估获得。Ymax较佳者为 该电极长度再左右各减去0. Imm为最佳。4.由Ymax，b值与X值，即可获得a值得参数。于是，Ylri的长度，以Ylri = a(n-l)2+b计算得到，Yn的长度，以Yn = a(n)2+b计算 得到。而的中间Yn-CK5W长度，可以用两种方式来计算得至IJ :I.X=氏_凡)/2，再 代入公式；II.以Y= (Yn-JYn)/2。实际的效果，以第一式较佳。其中，不连续电阻331的最佳位置，是以Z型电极的垂直段中心YCl以及其内部部 分的中心YC2 (两垂直段中心的中心)，而第一均化电极的中心则对应至不连续电阻的中心 即可。当然，在生产制造上所产生的些许偏差，或者，设计时进行非中心的配置，亦为本发明 可提供者，其均可达到本发明所欲达成的效果。此外，在实务上，亦可采用Z型电极的内部部分分配多个不连续电阻的设计方式。 换句话说，本发明是于串联电极链的每个电极与电极间，配置一个不连续电阻，而每个电极 的内部部分，亦可配置一个以上的不连是电阻。此外，每个不连续电极则可配置一个以上的 第一均化电极，而第一均化电极之间，则可配置一个以上的第二均化电极。亦即，不连续电 阻，第一均化电极或第二均化电极的数量配置，以能达到本发明所欲解决的电场均化的问 题为目的，其可视生产设备可达到的精度以及成本为主要的考虑。若采用每个串联电极的电极内部部分以多个不连续电阻的方式设计，也就是在两 个Z型电极的垂直段中心YCl (若采用其它的电极架构，则为电极与电极之间的电极内部 部分)配置有多个不连续电阻，则配置于其间的不连续电阻的长度计算，同样可采用上述 的两种计算方式获得。例如，采用两个不连续电阻配置于Z型电极的内部部分时，其较佳 者为与两旁的不连续电阻作等距离配置，如介于Ylri与Yn之间时，分别为￥ -0.67，Υη-α33。而Yn-o.67 = a(n-0. 67)2+b，以 Υη_α33 = a(n-0. 33)2+b ；或者，Υη_α67 = (Υη_1*2+Υη*1)/3 以 Υη_0.33 =(Ytdl+YjZ)/^。其中，亦以前者的效果较佳。此外，用不同的计算方法所获得的不连续电阻，亦可用于本发明。只要透过本发明 的第一均化电极，或者，透过本发明的第一均化电极与第二均化电极的搭配，即可形成良好 的均勻电压分配。而Z型电极，仅为本发明所采用的一个实施例而已，其它的不同串联电极 链的形状，亦可用作为本发明的实施例。由于其原理皆相同，以下不再赘述。于是，经由本发明的电极框层400与导电层300的图案设计，即可平均化角落电极 411，412，413，414之间的电阻值。故X轴向的电压等位线即使在近线路边缘，仍能取得极佳 的并行线分布；同样地，Y轴向的电压等位线亦可得到极佳的并行线分布。图8的实施例，是说明了构成不连续电阻331的绝缘部311形成于串联电极链420 的内部部分以及第一串联电极链431之间，并且，绝缘部311与串联电极链420及第一串联 电极链431紧密连结，可形成良好的绝缘关系。如此的结构，可有效地使Z型电极的电压准 确地提供给第一串联电极链431。然而，在生产制造时，难免会发生制程上的偏差，使得绝缘部311未能准确地形成 于串联电极链420的内部部分以及第一串联电极链431之间。以产品使用的角度而言，该 等产品若能达到客户的要求，仍能列为良品。请参考图9，其为将电极框层400形成于导电层300后的放大图的第二例。在不 连续电阻331的绝缘部311形成于串联电极链420的内部部分以及第一串联电极链431之 间，并且，绝缘部311与串联电极链420形成一间距D1A，且与第一串联电极链431形成一间 距D1B。此种结构仍可达到有效的电场均勻分布性。虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明， 任何熟悉此项技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发 明的范畴内，因此本发明的保护范围当根据本发明的权利要求所界定的内容为准。
权利要求
一种具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，包含一基板；一导电层，形成于该基板上，具有一内部接触区；多个角落电极，形成于该导电层的角落；一串联电极链，包含有多个电极，形成于该导电层的边缘并与该些角落电极连接，于该些角落电极外加电压时形成一矩形电场，每个该电极具有面对该内部接触区的一内部部分，相邻的该些电极间具有一间隙；一不连续电阻链，包含多个不连续电阻，形成于该导电层上，与该串联电极链电平行排列而连接；及一第一均化电极链，由多个第一均化电极间隔形成，位于该不连续电阻链靠近该内部接触区的边缘，以均匀化该不连续电阻的输出电压。
2.如权利要求1所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，还包含一第二均 化电极链，由多个第二均化电极间隔形成，位于每两个该第一均化电极的间隔处，以均勻化 该第一均化电极链的输出电压。
3.如权利要求2所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，该第一均化电极 是包含有一横杆部与一直杆部，该第二均化电极呈线型并与该第一均化电极的直杆部底端 平行排列并形成一间距。
4.如权利要求2的所述具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，还包含一第三均 化电极链，由多个第三均化电极间隔形成，位于每两个该第二均化电极的间隔处，以均勻化 该第二均化电极链的输出电压。
5.如权利要求1所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，该不连续电阻链 是由多个不连续绝缘段形成于该导电层上所构成，且该不连续绝缘段是与该串联电极链的 该内部部分及该第一均化电极链无缝排列。
6.如权利要求1所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，每个该电极的该 内部部分是与至少一个该不连续电阻相邻，且该间隙与一个该不连续电阻形成电连接，该 不连续电阻的长度Y是等于aX2+b，其中，该a、b值为常数，该X值是等于由与该串联电极链 连接的该角落电极起算该电极数的值。
7.如权利要求6所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，该a值是由该串联 电极链中央的一中央电极段的长度Ymax决定，该a值等于(Ymax-b) /X2。
8.如权利要求6所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，该a值是由该串 联电极链中央的一中央电极段的长度Ymax减0.2毫米决定，该a值等于((Ymax-0. 2)_b))/ X2。
9.如权利要求6所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，还包含一第二均 化电极链，由多个第二均化电极间隔形成，位于每两个该第一均化电极的间隔处，以均勻化 该第一均化电极链的输出电压。
10.如权利要求9所述的具有改良电极图案的触控面板，其特征在于，该第一均化电极 是包含有一横杆部与一直杆部，该第二均化电极呈线型并与该第一均化电极的直杆部底端 平行排列并形成一间距。
全文摘要
本发明为一种具有改良电极图案的触控面板，其运用一不连续电阻链形成于触控面板的导电层的串联电极链内侧，以形成一均匀的电场供应，其中不连续电阻链的设计，是以可使串联电极链因距离所产生的压降而达到补偿电压的功效；本发明还运用一T型均化电极链，形成于不连续电阻链内侧，以达到使不连续电阻的电压均化输出的目的；进一步，本发明还运用一第二均化电极链，其与T型均化电极的底部平行配置，以使T型均化电极的电压输出做二次均化。透过本发明的图案配置，可达到相当优良的平均电场分布。
文档编号G06F3/041GK101813988SQ20091000539
公开日2010年8月25日 申请日期2009年2月24日 优先权日2009年2月24日
发明者叶恒铭, 陈亦达 申请人:万达光电科技股份有限公司