TWI246025B - Voltage-compensated resistive touch panel - Google Patents

Description

1246025 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於觸控式面板’特別是有關於一種具有 電壓補償的電阻式觸控面板° 【先前技術】 當平面顯示器逐漸取代傳統顯示器的同時，觸控式面 板也因其方便輸入的特性及製程技術的提昇，進而被廣泛 地使用於各個領域的顯示系統中，例如：PDA、平板pc ( ·

Tablet PC)、提款機（ATM)、公眾詢問系統（ki〇sk)等 · 。傳統的電阻式觸控面板其邊緣四週電阻性元件的阻抗會 與面板邊緣的距離成正比，使得邊框兩旁的電阻值比邊框 # 中間的電阻值小，進而造成面板邊框中間的電壓值比邊框 兩旁的電壓值低，形成一中間有凹陷的電壓等壓線（ equipotential line)。這些凹陷的電壓等壓線將會導致 觸控面板所感應的位置與實際的位置有所偏差，並且因而 減少其動作區（active region)的範圍。 如第一圖所示，係先前技藝中的補償元件在外加電壓 時，影響與其平行方向之電壓等壓線的示意圖。電阻性元 件心由兩旁向中間串接，因此其阻抗值也由兩旁向中間遞 增，在無任何補償元件ea、eb且兩邊同時外加5v電壓時， 生如虛線U。的電壓等壓線。而補償元件ea、eb藉由 =電阻性的整體阻抗值以達到補償電壓之目的， ϋ上杜補償元件Α的寬度 >補償元件〜的寬度，所以， =jea向等電阻表面延伸x長度的阻抗 < 補償元 等電阻表面延伸X長度的阻抗。也就是說，在兩旁阻抗

1246025 五、發明說明（2) ==高阻抗的補償；而在中間阻抗高的地方加上低 元二p、$J藉此，平均各區段因串連不同數量的電阻性 壓算A的阻抗值差異，以修正電壓等壓線110成為電 以然而，達到電壓等壓線120所需的X較大， 二ΐΐίΠί件ί間仍會有些微凹陷的情況產生，因此 的水準。。 阻表面延伸Χ長度以達到電壓等壓線120’ 與其i ϊ ϊ:::哲係當補償元件在外加電壓時，影響 阻ί生开杜P 電塾專壓線的示意圖。外加的5 V電壓在電 不U:的著阻抗的增加而降低，進而形成複數條 近補償-杜坚等壓線21 〇。然而這些電壓等壓線21 〇在接 而Ϊ Ϊ ΐ，、％的邊緣時，會受到補償元件e。、〜的吸引

曲的現象’此現象同樣地造成觸控面板所I 的範圍,、❾的位置有所偏差’並且因而減少其動作區 續發：ί:i 7 ί之電阻式觸控面板的缺點，實有需要持 。本發明就^方法及裝置以克服先前技藝中的各項缺失 【i:内ϊ”供解決上訴各項缺失之方法及裝置。 板會明背景中，習知技藝中的電阻式觸控面 太]Άί 足、邊緣指示位置偏差及動作區 阻4觸4°發明之目的在於提供—種具電壓補償的電 阻式：控面板，藉此改良習知技藝中的諸項缺點。 發明的目的之一為，提供一種具電壓補償的電阻式 第7頁 1246025 五、發明說明（3) 其邊緣的補償元件，線性改良觸控面板凹 陷的電壓等壓線。 本發明之另一目的為，提供一種具電 觸控面板，…良補償元件的結構與布局，增 板動作區域的範圍。 ηί發:月之^ 一目的為，提供一種具電愿補償的電阻 式：控面板’肖由應用高阻抗材質，增加觸 距離間的靈敏度。 根T以上所述之㈣’本發明提供了 一種具 的電阻式觸控面板，包含：一矩形基底；—等電阻表面員 uniform resistive surface)，平均塗布於此矩形芙底 上；複數個電阻性元件，形成於此等電阻表面的四^邊 緣，藉此，在外加電壓時可以向内產生一矩形電場（ tT1 field);複數個補償元件，間隔地形成於此 表=的四週邊緣’其中，此複數個補償元件的尺 與f電阻表面的邊緣距離成正比，幻皮此間的間隔與 =表面的，緣距離成反比，也就是說’此複數個補償元 的尺寸在等電阻表面的兩邊是較小的形狀，而在 面的中間則是較大的形狀，且彼此間的間隔在等電阻 1兩邊是較寬的間距，而在等電阻表面的中 補償上述之矩形電場所產生的内縮 :觸壓薄膜’ ^向等電阻表面的下表面具有導電物^ 布，以及複數個絕緣物質，平均地分布於等 =塗 壓薄膜之間。 电丨且表面與觸 第8頁 1246025 五、發明說明（4) 【實施方式】 本發明的一些實施例會詳細描述如下。然而， =述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施 ；了： 本發明的範圍不受限定’其以之後的專利範圍為準。 .並且，為提供更清楚的描述及更容易理解本發明，圖 不内各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，《些尺寸盥直他 相關尺度之比例已經被誇張；不相關之細節部分也二 繪出，以求圖示的簡潔。 ％ 如第三A圖所示，補償元件R〇〜R2藉由調整電阻性元件r 的整體阻抗值以達到補償電壓之目的，基本上，補償元件h R0的阻抗 > 比的阻抗> &的阻抗。也就是說，在兩旁阻抗低 的地方加上高阻抗的補償；而在中間阻抗高的地方加上低 阻抗的補償，藉此，平均各區段因串連不同數量的電阻性 元件Rh所造成的阻抗值差異。如第三8圖所示，係本發明之 一較佳實施例之補償元件的結構示意圖。補償元件Rq〜R2基 本上是以蝕刻的方式形成於氧化銦錫（indium_tin 〇χί2^ ;ΙΤ0)所塗布的玻璃基板上，在高度h相同的情況下，補 償元件&的寬度的寬度>Rq的寬度，基於阻抗值與導線 的寬度成反比，所以&的阻抗<Ri的阻抗<R。的阻抗了藉此 達到上述之平均各區段電阻性元件阻抗值的目的。其中， 補償元件R。〜R2的形狀在本實施例中為矩形結構（但並非用 以限定本發明補償元件的形狀結構），且其尺寸與彼此之 間的距離關係如下列第一式所示：

LCn = C ( η 木（（DA / LA )氺 RG + RL )氺 C ) / DB

1246025 五、發明說明（5) )- LC0 ••参 參參參 (第一式） 在上述的第一式中， η表示所計算之補償為第幾段； LCn表示第η段補償寬度（單位：英吋）； DA表示每段之銀漿（silver paste)線距（單位：英吋）· LA表示每段之銀漿線與IT〇接觸長度（單位：英吋）、；' ， RG表示玻璃之面阻值（單位··歐姆）； 、 ’ RL表示每段之銀漿線阻值（單位··歐姆）； c表示單位修正常數，約45.3 (依玻璃之面阻值略有差異） DB表示銀漿圖案（pattern)距離（單位··英忖）；以 LC0表示第0段補償寬度，為一已知數值（單位：英 例如：當第0段補償為30 (0· 03英吋）時，則第五段、: 為480 (〇·48英吋）。其計算過程如下列的第二式·又 45.3 )/ 7.19 ) - 30 = 480 LC5 = ( ( 5 * ( ( 〇· 02 / 〇· 73 ” 500 + : 5· ) * (第二式） 以上所述之各項數據僅為本實施例的較佳數值，且、言让 值可依實際使用的材質不同而做修正以達到最 ^些數 果。 的補償欵 在本實施例中，補償元件Rq〜A因以餘刻的方气y 所以彼此間的阻值差異較大，故所需之高度h較先"前形成， 中的X長度短，且省略了先前技藝中連接補償^件=技藝 (1 ead)空間，因此加大了面板動作區的範圍。此外弓丨線 實施例可以低溫銀漿（si 1 ver pas te)作為雷Rb kiL 本 电阻性元件的

1246025 五、發明說明（6) 材質，基於低溫銀漿的高阻抗特性（其阻抗值約為高溫銀 漿的1 0倍），因此即使是在微小的間距内也可以產生足夠 的電壓差以供感應’藉此提咼觸控面板感應短距離間的靈 敏度，改善先前技藝中第二圖所示之邊緣彎曲的現象。 如第四A圖所示，係本實施例之補償元件對與其平行 方向之電壓等壓線的補償示意圖。虛線41〇為先支藝中 之補償元件（未繪出）對電阻性元件404、404，產生二電 壓等壓線所做的修正補償，而實線420為本實施例之補償 元件401、402、402，（以蝕刻方式形成於等電阻表面之上 )對電壓等壓線所做的修正補償。兩者之間的差別在於 壓等壓線420較電壓等壓線410更靠近面板的邊緣，也就是 上述所說的減少了連接補償元件的引線空間及向内延伸長 度，進而增加了面板動作區的範圍。此外，電壓 420的線性也比電壓等壓線41〇更直，因為在補 $ 、402中間更加上補償元件4〇3來做細部的電壓補償， 僅需較先前技藝中之X，更小的長度γ即可以得到 直線的電壓等壓線420’ ，因此，本實施例改 圖中所示電壓等壓線的凹陷狀況，使1承，』上逆弟一 ,^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 使，、更加的趨向線性化 進而加大了面板動作區的範圍。同理，如 ’係本實施狀補償元件對與μ直方 圖斤不 響的示意圖。實線404、404’在此為電阻性= 产43。為先前技藝中之補償元件（1件二不-圖 壓線的影響，而實線440為本實施例之補出電壓等 、4〇2, 、403 (以姓刻方式形成於等電件4〇1、4〇2 电丨且表面之上）對電 1246025 五、發明說明（7) 壓等壓線的影響。透過使用低溫銀漿高阻抗特性所產生電 壓差影響，及將補償元件401、402、402，、403等距離置 於4 04、4 04’兩電阻性元件上達到均分電壓效果，將電壓 等壓線430修正為電壓等壓線440，藉此改良上述第二圖中 所示電壓等壓線兩端的彎曲狀況，使其更加的趨向i性化 第五A圖係本發明之一種具電壓補償的電阻式觸控面 板的結構示意圖，第五B圖係第五A圖之電阻式觸控面'板的 剖面側視圖。參照第五A圖與第五B圖，根據本發^之一種 具電壓補償的電阻式觸控面板至少包含矩形基底51〇，等 電阻表面520，複數個電阻性元件53〇，複數個補償元件 540，與一觸壓薄膜550。矩形基底51〇，基本上為一矩形 形狀的玻璃基板，也可以是軟性透明的印刷電路基板。等 電阻表面520，平均塗布於矩形基底51〇之上，其中塗布的 材質於本貝施例中為氧化銦錫（indium 一 oxide; 1了〇) 。複數個電阻性元件530，形成於等電阻表面52〇的四週邊 緣’藉此，在外加電壓時可以向内產生一矩形電場。其中 ’電阻性元件5 3 0係以低溫銀衆（s丨1 v e r p a s ^ e)作為其 材質，且基於低溫銀漿的高阻抗特性（其阻抗值約為高溫 銀漿的1 0倍），會使的觸控面板即使是在微小的間距内也 可以產生足夠的電壓差以供檢測感應。 複數個補償元件540，間隔地形成於等電阻表面52〇的 四週邊緣，其中，此複數個補償元件54〇的尺寸與等電阻 表面5 2 0的邊緣距離成正比，且彼此間的間隔與等電阻表 1246025 五、發明說明（8) 面520的邊緣距離成反比，也就是說，此複數個補 的尺寸在等電阻表面的兩邊是較小的形狀，而在等電阻表 面的中間則是較大的形狀，且彼此間的間隔在等電 :邊ί t寬的間⑮，而在等電阻表面的中間則是較窄的 曰藉此，補償上述之矩形電場所產生的電壓等壓 ΐΐίΐ數，償元件540的尺寸與彼此之間的距離關係 洋述如下· LCn =： ( ( n * ( ( DA / LA ) * RG + * C ) / DB ) - LCO，其中，n表示所計算之補償為第幾 段；LCn表示第η，段補償寬度（單位：英吋）；]^表示每段 之銀漿（silver paste)線距（單位：英吋）；以表示每又 段之銀漿線與ΙΤ0接觸長度（單位：英吋）；RG表示玻7^离母之 面阻值（單位：歐姆RL表示每段之銀漿線阻值（單位 :歐姆）；C表示單位修正常數，約45· 3 ; DB表示銀漿圖案 (pattern)距離（單位··英吋）；以及LC〇表示第〇段補償 寬度，為一已知數值（單位：英吋）。此外，上述之複& 個補償元件540的材質與等電阻表面52〇的材質基本上相同 ’係在等電阻表面5 2 0蝕刻過程中移除區域5 4 〇，的等電阻 表面而形成此複數個補償元件5 4 〇。 一觸壓薄膜550，其面向等電阻表面520的下表面具有 導電物質560塗布，其中，此觸壓薄膜55〇可為一透明的彈 性體薄膜，且導電物質的塗布於本實施例中為氧化銦錫（ I TO)。複數個絕緣物質570，平均地分布於等電阻表面52〇 與觸壓薄膜550之間，形成一撐開空間的點格片（d〇t spacer)用以隔開等電阻表面52〇與觸壓薄膜55〇，藉以防 1246025 五、發明說明（9) 止兩者之間的意外接觸。 以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限 定本發明之申請專利範圍；凡其他為脫離本發明所揭示之 精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述之申請 專利範圍。

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囷式簡單說明 【圖式簡單説8月】 第一、二圖係習知技藝中補償元件對電壓等壓線所造 成的影響示意圖； 第三A圖係習知技藝中補償元件對電阻性元件補償的 不意圖， 第三B圖係本發明之一較佳實施例的補償元件示意圖 第四A、四B圖係本發明之一較佳實施例對第一、二圖 中電壓等壓線改’良的示意圖； 第五A圖係本發明之一較佳實施例；以及 第五B圖係第五A圖的剖面側視圖。 【主要部分之代表符號】 110、120、120’、210、410 〜440、420’ 電壓等壓線 4(Π〜403、402’ 、ea〜ed、Rq〜R2補償元件 404、404’ 電阻性元件 510 矩形基底層 520 等電阻表面 530 電阻性元件 540 補償元件 540’移除的等電阻表面區域 550 觸壓薄膜 560 導電物質塗布 570 絕緣物質 Rh、Rv 電阻性元件

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Claims (1)

1246025 六、申請專利範圍 !· 一種具電壓補償的電阻式觸控面板，包含： 一矩形基底； 等電阻表面（uniform resistive surface)，平 均塗布於該矩形基底之上； 複數個電阻性元件，形成於該等電阻表面的四週邊 緣’藉此，在外加電壓時向内產生一矩形電場（ electrical field)； 複數個補償元件，以蝕刻的方式間隔地形成於該等 電阻表面的四，週邊緣，其中，該複數個補償元件的尺寸 與該等電阻表面的邊緣距離成正比，且彼此間的間隔與 該荨電阻表面的邊緣距離成反比，藉此，補償該矩形電 場所產生的等壓線（e(luip〇tential lines); 一觸壓薄膜，其面向該等電阻表面的下表面具有導 電物質塗布；以及 複數個絕緣物質，平均地分布於該等電阻表面與該 觸壓薄膜之間。 ^ 2·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板’其中上述之矩形基底層為一玻璃基板。 3 ·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板，其中上述之等電阻表面的材質包含氧化銦錫（ indium-tin oxide; ΙΤ0)。 4 ·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板’其中上述之複數個電阻性元件的材質為低溫銀漿（ silver paste) °

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5.如申清專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板，其中上述之複數個補償元件的尺寸與彼此之間的距 離包含下列的計算步驟： LCn = ((n*((DA/LA)*RQ + RL)*C )/ DB ) - LCO ，

其中’ n表示所計算之補償為第幾段，LCn表示第^ 段補償寬度（單位：英吋），DA表示每段之銀漿（ silver paste)線距（單位：英吋），LA表示每段之銀 聚線與ΙΤ0接觸長度（單位：英吋），“表示玻璃之面阻 值（單位：歐姆），RL表示每段之銀漿線阻值（單位： 歐姆），C表示單位修正常數，約45· 3，DB表示銀漿圖案 (pattern)距離（單位：英吋），lc〇表示第〇段補償寬 度，為一已知數值（單位：英吋）。 6 ·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板，其中上述之觸壓薄膜為一透明的彈性體薄膜。 7·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板，其中上述之觸壓薄膜的下表面塗布材質包含氧化銦 錫（i n d i u m -1 i η ο X i d e ; IT 0) 〇

8·如申請專利範圍第1項所述具電壓補償的電阻式觸控面 板，其中上述之複數個絕緣物質形成一撐開空間的點格 片（dot spacer)用以隔開該等電阻表面與該觸壓薄膜。 9· 一種用於具電壓補償的電阻式觸控面板的等電阻表面， 包含：

1246025 申請專利範圍 ^數個電阻性元件，形成於該等電阻表面的四週邊 、、，藉此，在外加電壓時向内產生一矩形電場（ electrical field);以及 f數個補償元件’以蝕刻的方式間隔地形成於 盘!^ =的四週邊緣，其中，該複數個補償元件的尺寸 電：表面的邊緣距離成正比，且彼此 表面的邊緣距離成反比，藉此，補償該矩形電 %所產生的等壓線（equip〇tential Hnes)。 7電 Λ Λ專/範圍第9項所述用於具電壓補償的電阻式觸 控面，等電阻表面’其材質包含氧化銦錫（1:觸 tin oxide； ITO) 〇 11和如面申：範圍第9項所述用於具電壓補償的電阻式觸 2=2:1面，其中上述之複數個電阻性元件： 材質為低/皿銀漿（S1lver paste) 〇 1 2 ·如申請專利範圍第g項所 控面板的等電阻表面，補，電阻式觸 m ^ ^ ^ ^ m ^ ，、中上述之複數個補4員元件的材 質與該4電阻表面的材質相同。 1 3·如申請專利範圍第9項所述於 控面板的等電阻表…= ;補化的電阻式觸 狀包含矩形。 八令上述之複數個補償元件的形 14 ·如申請專利範圍第9項所述 控面板的等電阻表…中仙的電阻式觸 寸盥彼此之門沾扣故—Γ 返之複數個補償元件的尺 寸/、彼此之間的距離包含下列的計算步驟： LCn =((…㈠A / LA ) ”G + RL ” c

1246025 六、申請專利範圍

)/ DB ) - LC0 ， 其中，η表示所計算之補償為第幾段，LCn表示第η 段補償寬度（單位：英吋），DA表示每段之銀漿（ silver paste) 線距（單位：英对），LA表示每段之銀 漿線與ΙΤ0接觸長度（單位：英吋），RG表示玻璃之面阻 值（單位：歐姆），RL表示每段之銀漿線阻值（單位： 歐姆），C表示單位修正常數，約45· 3，DB表示銀漿圖案 (pattern)距離（單位：英吋），LC〇表示第〇段補償寬 度，為一已知，數值（單位··英吋）。

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