專利名稱：具觸控式熒幕的顯示器元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具觸控式熒幕的顯示器元件。
背景技術(shù)：
觸控式熒幕已逐漸廣泛應(yīng)用于消費(fèi)性電子裝置，其元件中存在LCD顯 示器，例如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或照相機(jī)。使用者可通過觸控式 熒幕互動(dòng)，省卻輸入鍵盤的空間，因此在既定的元件尺寸中，可允許較大的 顯示面積、。
在作用于觸控點(diǎn)與上述熒幕間的眾物理效應(yīng)中，感測在相互正交的電極
變化，可保證獲致最高的解析度，并以既有的工藝技術(shù)最輕易的整合。
增加觸控功能焚幕的傳統(tǒng)方法是將必要的電子結(jié)構(gòu)筒易地疊層于顯示 器的頂部。現(xiàn)行研發(fā)中具潛力的廉價(jià)解決方案為盡可能地將觸控?zé)赡唤Y(jié)構(gòu)整 合于顯示器中，如此亦具有增加顯示器本身附加價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)。無論以何種方 式，必需將信號(hào)值最大化，使其能精確地判定"觸控"的位置。
在某些方式中，信號(hào)可通過改變感測電極的填充因子(fiU factor)而極大 化，易言之，即改變該些電極所占據(jù)整體面積的比例。例如，可于線性陣列 線中加入鉆石型電極墊。此外，仍有各種不同的最佳化的填充形狀被提出以 供使用。
于顯示器上的該觸控?zé)赡坏臒o法避免的特征為其中一組矩形電極鄰近 于該顯示器本身中的電性接地面，如此則傾向于降低靈敏度，因?yàn)樵摻拥孛?吸引電場線時(shí)，并且電場線延伸至該元件外部時(shí)，這些電場線因而無法受到 接觸熒幕所影響，導(dǎo)致降低敏感度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了克服上述先前技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供當(dāng)干擾靠近一組 感測電極時(shí)，增加觸控?zé)赡混`敏度的方法。該干擾可能來自接地面，或像素電極電路下方的觸控傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種具觸控式焚幕的顯示器元件，包括顯示層；以及
觸控傳感器結(jié)構(gòu)于該顯示層的頂部，其包括第一和第二電極陣列，該第一電極陣列與該第二電極陣列為非平行；
其中該第一電極陣列占據(jù)觸控傳感器區(qū)域的第一比例，該第二電極陣列占據(jù)該觸控傳感器區(qū)域的第二比例。
本發(fā)明提供一種顯示器裝置，在其中設(shè)計(jì)觸控傳感器結(jié)構(gòu)，具有交錯(cuò)的電極，并具有非對稱的填充因子。優(yōu)選者為，較低填充因子用于遠(yuǎn)離該顯示結(jié)構(gòu)的該組電極，以及較高填充因子用于接近該顯示層的該組電極。本發(fā)明是基于認(rèn)知此組合可提供改善的靈敏度，當(dāng)此取決于在此結(jié)構(gòu)之間的電容模型。通過定義該第一電極陣列為接近下層的顯示層，則此第一陣列優(yōu)選為具有較大的比例。
該些電極陣列可個(gè)別包括直線型電極線，在觸控感測區(qū)域中，沿其長度方向具有固定的寬度。于陣列中的該些電極線與另 一陣列中的該些電極線具有不同的寬度。此為電極陣列的最簡單的形式。
于另一配置中，該些電極陣列個(gè)別包括直線型電極線，沿其長度方向具有擴(kuò)大部，在該些擴(kuò)大部之間具有間隙，對應(yīng)于其他陣列中的該些電極線的間距，在其一陣列中的該些擴(kuò)大部與另 一陣列中的該些擴(kuò)大部具有不同的尺寸。此提供由擴(kuò)大部所構(gòu)成的2D陣列，各擴(kuò)大部由電極線相互連接。例如，該些擴(kuò)大部具有鉆石的形狀。
上述兩種設(shè)計(jì)可相互結(jié)合，構(gòu)成于陣列中具有直線型矩形電極，且于另一陣列中具有擴(kuò)大部的電極線。
上述兩個(gè)電極陣列可具有相同的間距，然而并非以此為限。該第一比例優(yōu)選為比該第二比例多至少0.1,該第一比例亦可比該第二比例多至少0.2或0.3。最接近該顯示結(jié)構(gòu)的該陣列具有愈大的比例，在該顯示結(jié)構(gòu)中，則可提供對電磁信號(hào)愈大的屏蔽效果。
該觸控傳感器結(jié)構(gòu)包括玻璃基板位于該第一和該第二電極陣列之間，以及抗刮層于該第二電極陣列上，該抗刮層位于該玻璃基板上對向于該顯示層。上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成該觸控傳感器結(jié)構(gòu)的上半部，最接近使用者的觸控裝置(指 觸控筆)。彩色濾光陣列可設(shè)置于該顯示層和該觸控傳感器結(jié)構(gòu)之間，以及該顯示結(jié)構(gòu)可包括液晶顯示器。
該顯示結(jié)構(gòu)可具有頂共同電極面設(shè)置于該觸控傳感器結(jié)構(gòu)的下方，以及本發(fā)明提供觸控傳感器結(jié)構(gòu)，其受到此接地面較少的影響。
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的比較例的顯示器裝置具有電容式觸控輸入傳感器
的剖面示意圖2顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控感測元件的第一電極組態(tài)；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明圖2電極設(shè)計(jì)的修正樣態(tài)；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸控感測元件的第二電極組態(tài)；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明圖4電極設(shè)計(jì)的修正樣態(tài)；
圖6用以顯示在無觸控輸入情況下不同的電極設(shè)計(jì)所展現(xiàn)不同的電容值，其顯示在X電極與Y電極之間的電容；以及
圖7顯示在具有觸控輸入的情況下，不同的電極設(shè)計(jì)是如何地改變其電容值，以及顯示在觸控筆存在的情況下，該電容值改變的百分比。
附圖標(biāo)記i兌明
10 有源玻璃基板； 12 共同電極；
14 彩色濾光層； 16 平面介電層；18~Y感測電才及； 20 上玻璃基4反；22 X感測電極； 24~抗刮層；
26 觸控筆或指尖； 30a、 30b、 40a、 40b 直線型電極線；
32a、 32b 擴(kuò)大部； 62-80 *會(huì)線。
具體實(shí)施例方式
以下以各實(shí)施例詳細(xì)說明并伴隨著

的范例，做為本發(fā)明的參考依據(jù)。在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分皆使用相同的圖號(hào)。且在附圖中，實(shí)施例的形狀或是厚度可擴(kuò)大，并以簡化或是方便標(biāo)示。再者，附圖中各元件的部分將以分別描述說明的，另外，特定的實(shí)施例僅為揭示本發(fā)明使用的特定方式，其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明提供觸控傳感器結(jié)構(gòu)的電極配置，其具有兩組電極陣列，分別占據(jù)該觸控感測區(qū)域的不同部分比例。于此稱為"非對稱的，，電極設(shè)計(jì)，其中，
不同的電極陣列具有不同的填充因子(fill factor)。本發(fā)明改善靈敏度的優(yōu)點(diǎn)，將討i侖如下。
圖1顯示才艮據(jù)本發(fā)明的比較例的顯示器裝置具有電容式觸控輸入傳感器的剖面示意圖。
該顯示器的部分結(jié)構(gòu)如圖所示，其包括至少一顯示層。此顯示器面板的詳細(xì)設(shè)計(jì)并未本發(fā)明的必要技術(shù)特征，因此并未在此提供其細(xì)部構(gòu)造的詳細(xì)描述。 一般而論，該顯示器結(jié)構(gòu)為液晶顯示器結(jié)構(gòu)，包括液晶材料層，夾置于兩基板之間。就有源陣列顯示器而言，該基板包括下有源基板10和上被動(dòng)基板20。該被動(dòng)基板20例如設(shè)置共同電極12。該共同電極12為共同接地面，且為金屬層設(shè)置于彩色濾光層14上。位于該共同電極12的下方為液晶層，其位于有源玻璃基板10上。
許多顯示器技術(shù)，例如橫向電場效應(yīng)(IPS)技術(shù)，其所有的電極層皆位于下有源基板上。本發(fā)明亦可應(yīng)用于此，在此實(shí)施例中，該觸控傳感器亦需要屏蔽該有源基板上的電位改變。
平面介電層16和該觸控傳感器的Y感測電極18的結(jié)合位于該彩色濾光層14的上方。
實(shí)際上，結(jié)構(gòu)層12、 14、 16、 18形成于上玻璃基板20上。因此，該上玻璃基板20用于該顯示器裝置中的上被動(dòng)基板，其亦用以該觸控傳感器的支撐結(jié)構(gòu)。
該X感測電極22設(shè)置于該基板20相對于該Y感測電極18的一側(cè)，且提供光極化層和抗刮層24做為上表面。該觸控筆或指尖26供使用者碰觸該抗刮層24的表面以達(dá)互動(dòng)觸控的目的。
因此，圖l顯示顯示器結(jié)構(gòu)，其具有觸控傳感器結(jié)構(gòu)于該顯示器結(jié)構(gòu)的頂部。該顯示器結(jié)構(gòu)的一些構(gòu)件整合于該觸控傳感器，例如該上玻璃基板20、上偏光板24和彩色濾光層14。因此，該結(jié)構(gòu)并不分別定義出顯示器部件和觸控傳感器部件，而顯示器功能設(shè)置于觸控感測功能的下方。更進(jìn)一步的整合程度可于該顯示器內(nèi)部移動(dòng)該X感測電極(亦即在兩基板之間)。然而，如此將降低觸控筆作用于XY電容的影響。
圖2顯示觸控感測元件的第一電極組態(tài)，其具有直線型電極線30a、30b,沿著線的方向具有多個(gè)擴(kuò)大部32a、 32b。在該些擴(kuò)大部32a、 32b之間具有間隙，對應(yīng)于其他陣列中的該些電極線的間距，使其定義出規(guī)則的陣列(regular array)。圖2顯示對稱的(于X、 Y方向上具相同的傳感器圖案)具鉆石型的線圖案。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明圖2設(shè)計(jì)的修正樣態(tài)。于陣列(特別是靠近該顯示層的陣列)中的該些擴(kuò)大部30a與另一陣列中的該些擴(kuò)大部30b具有不同的尺寸。
圖4顯示觸控感測元件的第二電極組態(tài)，其具有直線型電極線40a、40b。圖4顯示對稱的(于X、 Y方向上具相同的傳感器圖案)具杠條狀的線圖案。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明圖4設(shè)計(jì)的修正樣態(tài)。該些杠條狀圖案40a的寬度
較寬(同樣是構(gòu)成靠近該顯示層的陣列)。
圖6用以顯示在無觸控輸入情況下，不同的電極設(shè)計(jì)所展現(xiàn)的不同電容值，其顯示在X電極與Y電極之間的電容。繪線60為對應(yīng)對稱的鉆石圖案(如圖2),而繪線62為對應(yīng)非對稱的鉆石圖案(如圖3)。繪線64為對應(yīng)非對稱的杠條狀圖案(如圖5)。
就對稱的設(shè)計(jì)(繪線60)而言，該填充因子(X-軸)表示兩個(gè)陣列的鉆石圖案的尺寸。就非對稱的設(shè)計(jì)而言，其一陣列具有定值的填充因子(為0.015，
其表示具有最小寬度的細(xì)杠條圖案的覆蓋率，不具鉆石型的尚未定義)，以及另一陣列的填充因子可隨意變化。如圖所示，該非對稱的涵義為，如同預(yù)
期地，電容并非陡峭地爬升。
圖7顯示在具有觸控輸入的情況下，不同的電極設(shè)計(jì)是如何地改變其電容值，以及顯示在觸控筆存在的情況下，該電容值改變的百分比。
圖7顯示當(dāng)使用觸控筆(或指尖)時(shí)，最接近電極交截位置且與鄰近的電極交截位置，其電容值的變化。繪線70為對應(yīng)對稱的鉆石型圖案(如圖2所示)，以及繪線72為對應(yīng)鄰近的交截位置。繪線74為對應(yīng)非對稱的鉆石型圖案(如圖3所示)，以及繪線76為對應(yīng)鄰近的交截位置。繪線78為對應(yīng)非對稱的杠條型圖案(如圖5所示)，以及繪線80為對應(yīng)鄰近的交截位置。
在計(jì)算圖6和圖7中的數(shù)據(jù)時(shí)，可變化該鉆石的對角和該杠條的寬度。于對稱型的實(shí)施例中，該鉆石的尺寸，如同上述，等同于X和Y電極，而于非對稱型的實(shí)施例中，下方的Y電極的圖案可變化而上方的X電極維持
在最小寬度的細(xì)杠條形式。為了方便兩圖案的比較，圖6和圖7中的數(shù)據(jù)乃經(jīng)過規(guī)一化(normalized)成填充分lt(fill fraction)。
如同對稱型鉆石圖案的實(shí)施例所示，隨著填充分?jǐn)?shù)(fillfraction)增加，位于電極間的電容增加，但是當(dāng)觸控筆出現(xiàn)時(shí)，電容變化百分比則會(huì)下降。此乃導(dǎo)因于隨著填充因子(fill factor)增加，較多的場線被陷落于電極之間，并且比較不會(huì)受到觸控筆存在的影響。
在使用非對稱的填充圖案的實(shí)施例中，當(dāng)填充因子增加時(shí)，該電容百分比幾乎維持不變，而位于電極間的電容增加較不劇烈。并且，具杠條型的圖案似乎確實(shí)優(yōu)于具鉆石型的圖案。因此，隨著非對稱填充因子增加，該靈敏度亦已改善。
應(yīng)注意的是，該電容感測組態(tài)在此并未詳細(xì)描述，因其亦可使用既存?zhèn)鹘y(tǒng)的組態(tài)。該電容感測組態(tài)適用于感測電極對之間的電容，具有各電極陣列中的各個(gè)感測對的電極，或者適用于感測電極和接地的觸控筆之間的電容。
本發(fā)明可應(yīng)用于上述直線型和鉆石型電極實(shí)施例之外的電極設(shè)計(jì)中。
于優(yōu)選的實(shí)施例中，在不同陣列中的電極為相互垂直'然并非限定于此，以提供兩陣列定義交錯(cuò)的陣列圖案。本質(zhì)上，該些電極必需為非平行。
本發(fā)明雖以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)'當(dāng)可做些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種具觸控式熒幕的顯示器元件，包括顯示層；以及觸控傳感器結(jié)構(gòu)于該顯示層的頂部，其包括第一和第二電極陣列，該第一電極陣列與該第二電極陣列為非平行，其中該第一電極陣列占據(jù)觸控傳感器區(qū)域的第一比例，該第二電極陣列占據(jù)該觸控傳感器區(qū)域的第二比例。
2. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中該第一電極陣 列為比較接近該下方的顯示層，且具有較大的比例。
3. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中各個(gè)該電極陣 列包括直線型電極線，在觸控傳感器區(qū)域內(nèi)，沿其長度方向具有固定的寬度， 在陣列中的多個(gè)電極線與另 一陣列中的多個(gè)電極線具有不同的寬度。
4. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中各個(gè)該電極陣 列包括直線型電極線，沿著其長度方向具有多個(gè)擴(kuò)大部，在多個(gè)擴(kuò)大部之間 具有間隙，對應(yīng)于其他陣列中的多個(gè)電極線的間距，在其一陣列中的多個(gè)擴(kuò) 大部與另 一陣列中的多個(gè)擴(kuò)大部具有不同的尺寸。
5. 如權(quán)利要求4所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中多個(gè)擴(kuò)大部具 有鉆石形狀。
6. 如權(quán)利要求所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中該第一和該第 二電極陣列具有相同的間距。
7. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中該第一比例比 該第二比例多至少0.1。
8. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中該觸控傳感器 結(jié)構(gòu)包括玻璃基板位于該第一和該第二電極陣列之間'以及抗刮層于該第二 電極陣列上，該抗刮層位于該玻璃基板上對向于該顯示層。
9. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，還包括頂共同電極 面設(shè)置于該顯示層和該觸控傳感器結(jié)構(gòu)之間。
10. 如權(quán)利要求1所述的具觸控式熒幕的顯示器元件，其中該第一電極 陣列的電極皆平行，該第二電極陣列的電極皆平行，以及該第一電極陣列的 電極垂直于該第二電極陣列的電極。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具觸控式熒幕的顯示器元件，其包括顯示層，以及觸控傳感器結(jié)構(gòu)于該顯示層的頂部。該觸控傳感器結(jié)構(gòu)包括第一和第二電極陣列，該第一電極陣列與該第二電極陣列為非平行，其中該第一電極陣列占據(jù)觸控傳感器區(qū)域的第一比例，該第二電極陣列占據(jù)該觸控傳感器區(qū)域的第二比例。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101639742SQ20091013576
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
發(fā)明者肯尼斯·R·懷特 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司