本發明涉及一種面板，且特別涉及一種接腳數相對較少的觸控面板。

背景技術：

隨著觸控技術漸趨成熟，觸控面板被廣泛應用在各式各樣的電子產品中，如手機、平板電腦、筆記本電腦以及智能穿戴式裝置等。近年來，觸控面板更應用在大尺寸的電子產品中，如一體成型(allinone,aio)電腦、電子白板以及視頻會議系統等。

然而，隨著尺寸的增加，觸控面板需要越多的通道(channel)來傳遞信號。同樣地，觸控檢測所需的接腳數亦隨著觸控面板尺寸的增加而增加。接腳數越多，則需要使用到越多顆觸控晶片。如此一來，不但增加了觸控面板的成本以及硬件的負擔，還會造成更新率降低。因此，如何縮減觸控檢測所需的接腳數，便成為此領域研發人員亟欲解決的問題之一。

技術實現要素：

本發明提供一種觸控面板，其有助于縮減觸控檢測所需的接腳數。

本發明的一種觸控面板，其包括基板以及觸控元件。基板具有預定數量的觸控區。觸控元件配置在基板的預定數量的觸控區中。觸控元件包括多個第一電極、多個第二電極以及預定數量的第三電極。第一電極沿第一方向排列于預定數量的觸控區中，且各第一電極包括多個第一電極圖案。第二電極電性絕緣于第一電極且沿與第一方向相交的第二方向排列于預定數量的觸控區中，其中各第二電極包括多個第二電極圖案，且第一電極圖案與第二電極圖案在基板上的正投影之間具有多個間隙。預定數量的第三電極電性絕緣于第一電極以及第二電極，且預定數量的第三電極一對一地設置于預定數量的觸控區。各第三電極包括多個第三電極圖案以及多個第三連接部。第三電極圖案在基板上的正投影位于并填補于間隙中，且第三電極圖案不重疊于第一電極圖案與第二電極圖案。各第三連接部與至少一第一電極或至少一第二電極電性絕緣地交錯且電性連接相鄰兩第三電極圖案，其中沿第一方向排列且對應不同觸控區的多個第一電極電性相連，且沿第二方向排列且對應不同觸控區的多個第二電極電性相連。

在本發明的一實施例中，上述的各第一電極還包括多個第一連接部。各第一連接部連接相鄰兩第一電極圖案。各第二電極還包括多個第二連接部。各第二連接部連接相鄰兩第二電極圖案。第一電極圖案、第二電極圖案以及第三電極圖案分布于基板上的同一層。

在本發明的一實施例中，上述的第一電極圖案、第二電極圖案以及第三電極圖案的形狀分別為六邊形，且部分第三連接部分別跨越至少一第一連接部以及至少一第二連接部。

在本發明的一實施例中，上述的第二方向與第一方向垂直。

在本發明的一實施例中，部分第一電極圖案分別具有第一子部分以及第二子部分。第一子部分與第二子部分在基板上的正投影之間具有第一子間隙。各第一電極還包括多個第一子連接部。各第一子連接部在基板上的正投影位于其中一第一子間隙中，且各第一子連接部連接其中一第一子部分以及對應的第二子部分，其中位于各觸控區中間的第一子連接部與第三連接部交錯，且與第三連接部連接的第三電極圖案分別延伸進并填補于其中一第一子間隙中。

在本發明的一實施例中，位于相鄰兩觸控區之間的各第一子連接部跨越兩相鄰觸控區中的兩相鄰第三電極圖案。

在本發明的一實施例中，部分第二電極圖案分別具有第三子部分以及第四子部分。第三子部分與第四子部分在基板上的正投影之間具有第二子間隙。各第二電極還包括多個第二子連接部。各第二子連接部在基板上的正投影位于其中一第二子間隙中，且各第二子連接部連接其中一第三子部分以及對應的第四子部分，其中位于各觸控區中間的第二子連接部與第三連接部交錯，且與第三連接部連接的第三電極圖案分別延伸進并填補于其中一第二子間隙中。

在本發明的一實施例中，位于相鄰兩觸控區之間的各第二子連接部跨越兩相鄰觸控區中的兩相鄰第三電極圖案。

在本發明的一實施例中，預定數量的觸控區以(mxn)陣列排列。m、n為大于1的正整數，且m、n的其中至少一者大于2。預定數量為(mxn)。每m個跨越不同觸控區的第一電極電性相并聯，且每n個跨越不同觸控區的第二電極電性相并聯。

基于上述，本發明實施例的觸控面板在二維觸控陣列(第一電極與第二電極)的架構下增設第三電極。第三電極分別對應其中一觸控區設置，以協助判斷正確觸控點。因此，本發明實施例可使對應不同觸控區的多個電極電性相連(即共用相同的接腳)來有效縮減觸控檢測所需的接腳數。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合說明書附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是依照本發明的第一實施例的一種觸控面板的上視示意圖。

圖2a是圖1的觸控面板的第一電極與第一導線的上視示意圖。

圖2b是圖1的觸控面板的第二電極與第二導線的上視示意圖。

圖2c是圖1的觸控面板的第三電極與第三導線的上視示意圖。

圖3a至圖3d分別是沿圖1中剖線a-a’、b-b’、c-c’、d-d’的剖面示意圖。

圖4是依照本發明的第二實施例的一種觸控面板的上視示意圖。

圖5a至圖5c是圖4中觸控元件及導線的分解圖。

附圖標記說明：

100、200：觸控面板

110：基板

120、120’：觸控元件

132：第一導線

134：第二導線

136：第三導線

a：觸控區

d1：第一方向

d2：第二方向

d3：第三方向

d4：第四方向

e1、e1'：第一電極

e11、e11’：第一電極圖案

e11a：第一子部分

e11b：第二子部分

e12、e12’：第一連接部

e13：第一子連接部

e2、e2'：第二電極

e21、e21’：第二電極圖案

e21a：第三子部分

e21b：第四子部分

e22、e22’：第二連接部

e23：第二子連接部

e3、e3'：第三電極

e31、e31’：第三電極圖案

e32、e32’：第三連接部

g：間隙

g1：第一子間隙

g2：第二子間隙

in1、in2：絕緣層

o1：第一開口

o2：第二開口

a-a’、b-b’、c-c’、d-d’：剖線

θ1、θ2：銳角

具體實施方式

圖1是依照本發明的第一實施例的一種觸控面板的上視示意圖。圖2a是圖1的觸控面板的第一電極與第一導線的上視示意圖。圖2b是圖1的觸控面板的第二電極與第二導線的上視示意圖。圖2c是圖1的觸控面板的第三電極與第三導線的上視示意圖。圖3a至圖3d分別是沿圖1中剖線a-a’、b-b’、c-c’、d-d’的剖面示意圖。請先參照圖1至圖2c，觸控面板100包括基板110以及觸控元件120。

基板110可以是蓋板或是顯示面板中的基板。舉例而言，基板110可以是高機械強度的玻璃基板或是可撓曲的塑膠基板，但不以此為限。基板110具有預定數量的觸控區a。在本實施例中，觸控區a的數量為4，且4個觸控區a以(2x2)的陣列排列。然而，觸控區a的數量及其排列方式可依需求改變，而不限于圖1所繪示者。

觸控元件120配置在基板110的預定數量的觸控區a中。觸控元件120包括多個第一電極e1、多個第二電極e2以及預定數量的第三電極e3。在本實施例中，第一電極e1以及第二電極e2的數量分別為8，且第三電極e3的數量為4。然而，第一電極e1、第二電極e2以及第三電極e3的數量可依需求改變，而不限于圖1至圖2c所繪示者。第一電極e1、第二電極e2以及第三電極e3的材質可包括透光導電材質。舉例而言，第一電極e1、第二電極e2以及第三電極e3的材質可選自于金屬氧化物、納米銀絲、納米碳管以及金屬網格的其中至少一者，但不以此為限。

第一電極e1沿第一方向d1排列于預定數量的觸控區a中，且各第一電極e1例如分別沿與第一方向d1相交的第二方向d2延伸。第二方向d2例如與第一方向d1垂直，但不以此為限。如圖2a所示，各第一電極e1可包括多個第一電極圖案e11以及多個第一連接部e12。各第一連接部e12連接相鄰兩第一電極圖案e11。在本實施例中，各第一連接部e12沿第二方向d2連接相鄰兩第一電極圖案e11。

第二電極e2電性絕緣于第一電極e1且沿第二方向d2排列于預定數量的觸控區a中，且各第二電極e2例如分別沿第一方向d1延伸。如圖2b所示，各第二電極e2可包括多個第二電極圖案e21以及多個第二連接部e22。各第二連接部e22連接相鄰兩第二電極圖案e21。在本實施例中，各第二連接部e22沿第一方向d1連接相鄰兩第二電極圖案e21，但本發明不以此為限。

第一電極圖案e11與第二電極圖案e21在基板110上的正投影不相互重疊而使彼此之間具有多個間隙g(圖1僅示意性標示出一個間隙g)。詳細而言，第一電極圖案e11與第二電極圖案e21可分布于基板110上的同一層，亦即第一電極圖案e11與第二電極圖案e21可由同一道制程形成且采用相同的材質制作。在此架構下，第一電極圖案e11與第二電極圖案e21之間保持距離(例如間隙g的寬度)，以使兩者電性絕緣。各第二連接部e22與其中一第一連接部e12交錯，且第二連接部e22與第一連接部e12之間可設置絕緣層in1(請參照圖3a及圖3b)，以使兩者電性絕緣。在本實施例中，絕緣層in1包括多個島狀的絕緣圖案，各絕緣圖案配置在其中一第一連接部e12上，且各第二連接部e22跨越其中一絕緣圖案，以連接兩相鄰第二電極圖案e21。在此架構下，第二連接部e22與第二電極圖案e21由不同道制程形成且可采用相同或不同的材質制作。然而，在另一實施例中，第一連接部e12與第二連接部e22的堆迭順序也可顛倒。

預定數量的第三電極e3電性絕緣于第一電極e1以及第二電極e2，且預定數量的第三電極e3一對一地設置于預定數量的觸控區a。亦即，觸控區a與第三電極e3是一對一設置關系。各第三電極e3包括多個第三電極圖案e31以及多個第三連接部e32。第三電極圖案e31在基板110上的正投影位于并填補于間隙g中，且第三電極圖案e31不重疊于第一電極圖案e11及第二電極圖案e21。在本實施例中，第三電極圖案e31可與第一電極圖案e11以及第二電極圖案e21分布于基板110上的同一層，且第三電極圖案e31配置在第一電極圖案e11與第二電極圖案e21之間并與上述兩電極圖案保持距離，以分別電性絕緣于上述兩電極圖案。亦即，第三電極圖案e31不與第一電極圖案e11及第二電極圖案e21接觸。各第三連接部e32與至少一第一電極e1或至少一第二電極e2電性絕緣地交錯且電性連接相鄰兩第三電極圖案e31。

請參照圖1及圖2a，部分第一電極圖案e11可分別具有第一子部分e11a以及第二子部分e11b。第一子部分e11a與第二子部分e11b在基板110上的正投影之間具有第一子間隙g1。各第一電極e1可進一步包括多個第一子連接部e13。各第一子連接部e13在基板110上的正投影位于其中一第一子間隙g1中，且各第一子連接部e13連接其中一第一子部分e11a以及對應的第二子部分e11b。

請參照圖1及圖3a，位于各觸控區a中間的第一子連接部e13與第三連接部e32交錯，且與第三連接部e32連接的第三電極圖案e31分別延伸進并填補于其中一第一子間隙g1中。第一子連接部e13與第三連接部e32之間可設置絕緣層in1，以使兩者電性絕緣。在本實施例中，與第一子連接部e13交錯的第三連接部e32形成在絕緣層in1之后，因此與第一子連接部e13交錯的第三連接部e32與第三電極圖案e31由不同道制程形成且可采用相同或不同的材質制作，但本發明不以此為限。

另一方面，請參照圖1及圖3c，位于相鄰兩觸控區a之間的各第一子連接部e13跨越兩相鄰觸控區a中的兩相鄰第三電極圖案e31，其中第一子連接部e13與第三電極圖案e31之間可設置絕緣層in1，以使兩者電性絕緣。在此架構下，位于相鄰兩觸控區a之間的第一子連接部e13形成在絕緣層in1之后，因此位于相鄰兩觸控區a之間的第一子連接部e13與圖3a中位于各觸控區a中間的第一子連接部e13由不同道制程形成且可采用相同或不同的材質制作。

請參照圖1及圖2b，部分第二電極圖案e21亦可分別具有第三子部分e21a以及第四子部分e21b。第三子部分e21a與第四子部分e21b在基板110上的正投影之間具有第二子間隙g2。各第二電極e2可進一步包括多個第二子連接部e23。各第二子連接部e23在基板110上的正投影位于其中一第二子間隙g2中，且各第二子連接部e23連接其中一第三子部分e21a以及對應的第四子部分e21b。

請參照圖1及圖3b，位于各觸控區a中間的第二子連接部e23與第三連接部e32交錯，且與第三連接部e32連接的第三電極圖案e31分別延伸進并填補于其中一第二子間隙g2中。第二子連接部e23與第三連接部e32之間可設置絕緣層in1，以使兩者電性絕緣。在本實施例中，與第三連接部e32交錯的第二子連接部e23形成在絕緣層in1之后，因此第三連接部e32與所連接的第三子部分e21a以及第四子部分e21b由不同道制程形成且可采用相同或不同的材質制作。此外，與第二子連接部e23交錯的第三連接部e32與第三電極圖案e31可分布于基板110上的同一層。亦即與第二子連接部e23交錯的第三連接部e32與第三電極圖案e31可由同一道制程形成且采用相同的材質制作。然而，本發明不限于上述。

另一方面，請參照圖1及圖3d，位于相鄰兩觸控區a之間的各第二子連接部e23跨越兩相鄰觸控區a中的兩相鄰第三電極圖案e31，其中第二子連接部e23與第三電極圖案e31之間可設置絕緣層in1，以使兩者電性絕緣。在此架構下，位于相鄰兩觸控區a之間的第二子連接部e23形成在絕緣層in1之后，因此位于相鄰兩觸控區a之間的第二子連接部e23與圖3b中位于各觸控區a中間的第二子連接部e23可分布于基板110上的同一層。亦即位于相鄰兩觸控區a之間的第二子連接部e23與圖3b中位于各觸控區a中間的第二子連接部e23可由同一道制程形成且采用相同的材質制作。

請參照圖1至圖2b，沿第一方向d1排列且對應不同觸控區a的多個第一電極e1電性相連，例如圖1中左上方觸控區a中第一列第一電極e1與左下方觸控區a中第一列第一電極e1相并聯。且沿第二方向d2排列且對應不同觸控區a的多個第二電極e2電性相并聯，例如圖1中左方觸控區a中第一行第二電極e2與右方觸控區a中第一行第二電極e2相并聯。在本實施例中，每2個第一電極電性跨區(不同觸控區a)相并聯，且每2個第二電極電性跨區(不同觸控區a)相并聯，但本發明不以此為限。

詳言之，觸控面板100可包括多條第一導線132、多條第二導線134以及多條第三導線136。各第一導線132與其中一第一電極e1電性連接，且不同觸控區a的第一導線132相并聯。在本實施例中，非相并聯的第一導線132相互交錯，其中相互交錯的第一導線132之間通過絕緣層in2而彼此電性絕緣，且使第一電極e1電性相連的方法例如是于絕緣層in2形成對應的第一開口o1，使對應的第一導線132通過第一開口o1而相連接。

各第二導線134與其中一第二電極e2電性連接，且不同觸控區a的第一導線132相并聯。在本實施例中，非相并聯的第二導線134相互交錯，其中相互交錯的第二導線134之間通過絕緣層in2而彼此電性絕緣，且使第二電極e2電性相連的方法例如是于絕緣層in2形成對應的第二開口o2，使對應的第二導線134通過第二開口o2而相連接。

各第三導線136與其中一第三電極e3電性連接。在本實施例中，第三導線136可配置在絕緣層in2上，且配置于絕緣層in2上的第一導線132、第二導線134以及第三導線136可分布于基板110上的同一層，亦即配置于絕緣層in2上的第一導線132、第二導線134以及第三導線136可由同一道制程形成且可采用相同的材質制作。

然而，本發明不用以限定第一導線132、第二導線134以及第三導線136的制作順序以及電極間電性相連的方法。在另一實施例中，也可以在與導線電性連接的柔性印刷電路板上設置連接線路，以使電極間電性相連。

第三電極e3的設置可將二維觸控陣列(包括第一電極e1與第二電極e2)劃分出多個坐標判讀區(即觸控區a)。通過分時驅動二維觸控陣列與第三電極e3的其中一者，再搭配二維觸控陣列與第三電極e3的其中另一者所讀取的觸控坐標，即可判斷正確觸碰點。舉例而言，第三電極e3可作為驅動電極，而第一電極e1與第二電極e2可作為感測電極。在觸控檢測時，第三電極e3被依序輸入驅動信號。當觸控面板100被觸碰時，其中一第一導線132以及其中一第二導線134會因電容值的變異而輸出產生變異的電壓信號。由于兩兩第一電極e1之間電性相連，且兩兩第二電極e2之間電性相連，因此在圖1的架構下系統會得出4個可能的觸碰點。此時通過比對觸碰發生時被驅動的第三電極e3，即可篩選出正確觸控點。然而，本發明的驅動方式不限于上述。在另一實施例中，第一電極e1與第二電極e2可作為驅動電極，而第三電極e3可作為感測電極。

在未設置第三電極e3的現有技術架構下，兩兩第一電極e1之間(或兩兩第二電極e2之間)若電性相連將無法判斷正確觸控點，因此第一電極之間必須電性絕緣，且第二電極e2之間必須電性絕緣。換句話說，在未設置第三電極e3的架構下，就8個第一電極e1以及8個第二電極e2所構成的觸控元件而言，需要8個接腳傳遞驅動信號以及8個接腳接收感測信號，也就是至少需要16個接腳。

相較之下，通過第三電極e3的設置，本實施例可使對應不同觸控區a的多個電極(如第一電極e1或第二電極e2)電性相連(即共用相同的接腳)來有效縮減觸控檢測所需的接腳數。在圖1中a的架構下，8個第一電極e1、8個第二電極e2以及4個第三電極e3所構成的觸控元件需要4個接腳以接收或傳遞第一電極e1的信號，4個接腳以接收或傳遞第二電極e2的信號，4個接腳以接收或傳遞第三電極e3的信號。換句話說，本實施例可有效將接腳數縮減至12個。然而，接腳數的縮減量可依不同的設計需求(如電極數量及觸控區的排列方式等)改變，而不限于圖1所繪示者。

舉例而言，在未設置第三電極e3的現有技術架構下，就27個第一電極e1以及27個第二電極e2所構成的大尺寸觸控面板而言，需要27個接腳傳遞驅動信號以及27個接腳接收感測信號，也就是至少需要54個接腳。相較之下，以27個第一電極e1、27個第二電極e2且(3x3)陣列排列的觸控區a為例，即設置9個第三電極e3，其中每3個第一電極電性相連，且每3個第二電極電性相連。在此架構下，僅需要9個接腳以接收或傳遞第一電極e1的信號，9個接腳以接收或傳遞第二電極e2的信號，9個接腳以接收或傳遞第三電極e3的信號。換句話說，可有效將接腳數由54個縮減至27個。

圖4是依照本發明的第二實施例的一種觸控面板的上視示意圖。圖5a至圖5c是圖4中觸控元件及導線的分解圖。請參照圖4至圖5c，觸控面板200相似于圖1的觸控面板100，且相同的元件以相同的標號表示，于此不再贅述。觸控面板200與觸控面板100的主要差異在于觸控元件120’的圖案設計及排列方式。

進一步而言，各第一電極e1'的第一電極圖案e11'的形狀分別為六邊形(但不以此為限)，且至少部分第一連接部e12'沿第三方向d3連接相鄰兩第一電極圖案e11'。第三方向d3不平行且不垂直于第一方向d1或第二方向d2，且第三方向d3與第二方向d2所夾的銳角θ1例如是60度。

各第二電極e2'的第二電極圖案e21'的形狀分別為六邊形(但不以此為限)，且至少部分第二連接部e22'沿第三方向d3以及第四方向d4連接相鄰兩第二電極圖案e21'。第四方向d4不平行且不垂直于第一方向d1或第二方向d2，且第四方向d4與第一方向d1所夾的銳角θ2例如是30度。各第二連接部e22'跨越至少一第一連接部e12'以連接相鄰的第二電極圖案e21'。在此架構下，第二連接部e22'與第一連接部e12'之間可設置有絕緣層(未繪示，可如前述第一實施例中絕緣層in1的作法)，以使兩者電性絕緣。

各第三電極e3'的第三電極圖案e31'的形狀分別為六邊形(但不以此為限)，且至少部分第三連接部e32'沿第三方向d3以及第四方向d4連接相鄰兩第三電極圖案e31'。在本實施例中，第一電極圖案e11'、第二電極圖案e21'以及第三電極圖案e31'可為同一層。部分第三連接部e32'分別跨越至少一第一連接部e12'以及至少一第二連接部e22'。在此架構下，第三連接部e32'與第一連接部e12'之間以及第三連接部e32'與第二連接部e22'之間可設置有絕緣層(未繪示)。

綜上所述，本發明實施例的觸控面板將觸控元件區分為多個觸控區，在二維觸控陣列(第一電極與第二電極)的架構下增設第三電極。第三電極一對一設置于觸控區，且第三電極的第三電極圖案與二維觸控陣列的第一電極圖案以及第二電極圖案分布于基板上的同一層，且第三電極圖案填補于第一電極圖案與第二電極圖案之間的間隙中。通過使對應不同觸控區的多個電極電性相連(即共用相同的接腳)來有效縮減觸控檢測所需的接腳數。

雖然本發明已以實施例公開如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域中技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的變動與潤飾，故本發明的保護范圍當視后附的權利要求所界定者為準。