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TWI502465B - Input device - Google Patents

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TWI502465B
TWI502465B TW104119681A TW104119681A TWI502465B TW I502465 B TWI502465 B TW I502465B TW 104119681 A TW104119681 A TW 104119681A TW 104119681 A TW104119681 A TW 104119681A TW I502465 B TWI502465 B TW I502465B
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TW104119681A
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Inventor
Kiyoshi Sato
Kiyoshi Kobayashi
Masayoshi Takeuchi
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of TW201535226A publication Critical patent/TW201535226A/zh
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Description

輸入裝置
本發明係關於一種輸入裝置，其係在透光性基板之表面設置有透光性第1電極層、及以橋接配線層連接之透光性第2電極層；特別是關於一種從背部給予彩色顯示光時，使讓第1電極層與橋接配線層絕緣之絕緣層不顯眼之構造者。
專利文獻1與專利文獻2中揭示有靜電電容型觸控面板，其係檢知手指之靠近，來檢知其操作位置。
此觸控面板係在基板之相同面上形成有向X方向之電極圖案、及向Y方向延伸之電極圖案。向Y方向延伸之電極圖案係具有：排列於Y方向上之菱形之電極單元；及連接相鄰之相同電極單元之連接配線。向X方向延伸之電極圖案則具有：隔著上述連接配線而分離，且排列於X方向上之電極單元。於上述連接配線上形成有絕緣層，且於絕緣層之表面上，形成有導通排列於X方向上之電極單元之橋接配線。
於此觸控面板，依序對向X方向延伸之複數個電極圖案、及向Y方向延伸之複數個電極圖案施加驅動電力。一旦為導電體且接近接地電位之手指若靠近任一電極單元，則除了電極單元間之靜電電容以外，在手指與電極單元之間亦形成靜電電容，且於電極圖案中流動之電流等會產生變化。
藉由檢知該變化，可檢知於排列有電極圖案之X-Y座標面上，手指靠近哪個位置。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2010-271796號公報
〔專利文獻2〕國際公開WO2010/029979號公報
便攜式機器等係以透光性材料來形成上述觸控面板之基板與電極圖案及絕緣層，且將觸控面板設置於彩色液晶面板之表面。
彩色液晶面板於其內部或外表面具有濾色器。濾色器係使R(紅)、G(綠)、B(藍)三色子像素成1組來表現影像之色彩。普通的濾色器係各個顏色的子像素為長方形，且朝X方向與Y方向規則地排列。此X方向與Y方向係與觸控面板之電極圖案之延伸方向一致。
於專利文獻1與專利文獻2所記載之觸控面板中，使橋接配線絕緣之絕緣層係為四角形，且各個絕緣層係具有與X方向平行之緣部、及與Y方向平行之緣部。若絕緣層之緣部為如此之形狀，則起因於絕緣層之緣部與濾色器之子像素之排列方向相同，在給予彩色顯示光時，有時會因絕緣層之緣部而產生光閃爍。特別是若從彩色液晶面板給予三原色中任一單色顯示光，在絕緣層之部分顏色便會容易產生閃爍。
上述專利文獻2之圖14中所記載之觸控面板係導通電極圖案之電極單元之間之橋接配線、與使其絕緣之絕緣層之二者，相對於X方向及Y方向傾斜地延伸。於此觸控面板，相互導通且相鄰之電極單元非排列於X方向與Y方向，各個電極單元係彼此不同地傾斜排列著。因此，係配合傾斜延伸之橋接配線，將絕緣層以朝向傾斜方向之圖案而形成者。
於專利文獻2之圖14中所記載之觸控面板中，原本應在X座標上 之相同位置上，向Y方向排列於直線上之電極單元係未位於直線上，而係配置於X方向之不同位置上。同樣地，原本應在Y座標上之相同位置上，向X方向排列於直線上之電極單元係未位於直線上，而係配置在Y方向上不同之位置。因此，和將電極層排列於X方向與Y方向之二方向之普通觸控面板，在驅動方法及檢知方法上有所不同，而缺乏通用性。
本發明係解決上述先前之問題者，其目的係提供一種輸入裝置，其係於將第1電極層與第2電極層排列於相互正交之X方向與Y方向上之具有通用性之輸入裝置中，在給予彩色顯示光時，使讓橋接配線層絕緣之絕緣層之存在不顯眼。
本發明係一種輸入裝置，其係設置於朝向正交之第1方向及第2方向之雙方規則地排列有3色之子像素的顯示面板之表面者；且在透光性基板之同一表面上，設有透光性之第1電極層及透光性之第2電極層，上述第1電極層係包含：朝向第1方向排列之複數個第1主電極部、及連結第1主電極部之複數個連結部，且上述第2電極層係包含：隔著上述連結部而朝向第2方向排列之複數個第2主電極部；設有覆蓋上述連結部的透光性絕緣層、及形成於上述絕緣層上而導通相鄰之第2主電極部之間的橋接配線層；上述絕緣層形成為正方形或長方形，上述絕緣層之第1緣部係相對於第2方向以15~30度之範圍傾斜，上述橋接配線層係與第2方向平行地延伸。
本發明之輸入裝置係上述顯示面板包含具有上述子像素之濾色器而濾色器設置於上述顯示面板之內部或外表面者。
本發明係：上述子像素為長方形，其長邊之朝向與第1方向或第2方向平行。
於本發明之輸入裝置，將使第1電極層與使橋接配線層絕緣之絕緣層之緣部，朝向相對於X方向與Y方向之二方向傾斜之方向。配置給予背部彩色顯示光之顯示面板後，濾色器之子像素之緣部與絕緣層之緣部變得不平行，絕緣層的存在因彩色顯示光而變得不顯眼，而容易防止在絕緣層之部分產生光閃爍之現象。
1‧‧‧輸入裝置
2‧‧‧覆蓋層
3‧‧‧背部薄膜
4‧‧‧ITO層
10‧‧‧觸控面板
11‧‧‧透光性基板
11a‧‧‧表面
12‧‧‧第1電極層
12a‧‧‧第1主電極部
12b‧‧‧連結部
13‧‧‧第2電極層
13a‧‧‧第2主電極部
14‧‧‧絕緣層
14A‧‧‧絕緣層
14B‧‧‧絕緣層
14C‧‧‧絕緣層
14D‧‧‧絕緣層
14E‧‧‧絕緣層
14F‧‧‧絕緣層
14G‧‧‧絕緣層
14a‧‧‧緣部
14b‧‧‧緣部
15‧‧‧橋接配線層
17‧‧‧焊墊部
16‧‧‧電極層
18‧‧‧電極層
19‧‧‧焊墊部
20‧‧‧顯示面板
21‧‧‧導光層
22‧‧‧偏光濾光片
23‧‧‧下側玻璃基板
24‧‧‧下側透明電極
25‧‧‧配向層
26‧‧‧液晶層
27‧‧‧配向層
28‧‧‧上側透明電極
29‧‧‧濾色器
31‧‧‧上側玻璃基板
32‧‧‧偏光濾光片
35B‧‧‧子像素
35G‧‧‧子像素
35R‧‧‧子像素
圖1係顯示本發明之實施形態輸入裝置之分解立體圖。
圖2係顯示本發明之輸入裝置構造之剖面圖。
圖3係顯示電極層之排列圖案之說明圖。
圖4係將圖3以IV-IV線切斷之剖面圖之放大圖。
圖5係顯示本發明之實施形態中，濾色器之子像素之排列與絕緣層之相對位置關係之平面圖。
圖6係顯示比較例中，濾色器之子像素之排列與絕緣層之相對位置關係之平面圖。
圖7係顯示本發明之實施形態之電極層之圖案與絕緣層之關係之平面圖。
圖8(A)(B)係顯示電極層之圖案與參考例之絕緣層之關係之平面圖。
圖9係顯示電極層之圖案與參考例之絕緣層之關係之平面圖。
圖10(A)(B)係顯示電極層之圖案與參考例之絕緣層之關係之平面圖。
圖11(A)(B)係顯示電極層之圖案與參考例之絕緣層之關係之平面圖。
圖1與圖2中所示之輸入裝置1係觸控面板10與顯示面板20一體化 者。然而，流通之本發明之輸入裝置1係包含為了與顯示面板20組合之目的，而僅有觸控面板10者。圖1與圖2中X方向為輸入裝置1之橫向，Y方向為輸入裝置1之縱向。Y方向為第1方向，X方向為第2方向。
構成輸入裝置1之觸控面板10係於1片透光性基板11之面向輸入側之表面11a上，形成有第1電極層12與第2電極層13。本說明書中所謂之透光性係未限定於純粹透明，較佳為例如包含全光線透射率為80%以上者。
基板11係由可撓性薄膜狀材料所構成，例如使用PET薄膜。第1電極層12與第2電極層13係以ITO、SnQ2 、ZnO等透光性導電材料構成。
如圖3所示，第1電極層12係具有四角形或菱形之複數第1主電極部12a。複數個第1主電極部12a係朝向Y方向直線排列，且於Y方向相鄰之第1主電極部12a係藉由連結部12b而連結。第1主電極部12a與連接部12b係以相同之導電材料一體形成。
第2電極層13係具有複數之第2主電極部13a。第2主電極部13a係形成與第1主電極部12a相同形狀且相同面積。第2主電極部13a係隔著第1電極層12之連結部12b而彼此獨立形成，且各自朝向X方向直線排列。
使用以濺鍍法或蒸鍍法於PET等透光性基板11之表面11a上，所積層之膜厚為0.01至0.05μm之ITO等透明導電材料膜之膜為材料，並蝕刻透明導電材料層，藉此使第1電極層12與第2電極層13同時形成圖案。圖7中顯示有第1電極層12之第1主電極部12a與連結部12b之具體圖案形狀之一部分、及第2電極層13之第2主電極部13a之圖案形狀之一部分。
如圖3與圖4所示，於第1電極層12之各個連結部12b上，形成有 絕緣層14。絕緣層14係以酚醛清漆樹脂等透光性有機絕緣材料形成。 於基板11之表面11a上形成第1電極層12與第2電極層13後，藉由光微影法等，在連結部12a之表面上以特定之形狀形成絕緣層14。
於上述絕緣層14之表面上，形成橋接配線層15，導通隔著連結部12b於X方向上相鄰之第2主電極部13a彼此。橋接配線層15係以ITO/CuNi或ITO/Ni之積層導電層、ITO/Au或與ITO/Au合金之積層導電層、ITO/CuNi/ITO、ITO/Au/ITO、ITO/Au合金/ITO等積層導電層形成。為使橋接配線層15難以目視，而將其形成又細又薄。於上述絕緣層14上形成膜厚較薄之導電層，且藉由進行選擇性蝕刻來形成橋接配線層15。
如圖3所示，藉由連結部12b而於Y方向連結之第1電極層12之一部分，係每個直行都成為Y抽出電極層16而被抽出至檢知區域之外側。如圖1所示，於基板11之緣部形成複數之第1焊墊部17，並將各個Y抽出電極層16個別連接於第1焊墊部17。以橋接配線層15而於X方向連結之第2電極層13之一部分係每個橫列都成為X抽出電極層18而被抽出至檢知區域之外側，並將其各個個別連接於圖1所示之第2焊墊部19。
如圖1與圖2所示，將觸控面板10之基板11之表面11a以覆蓋層2覆蓋。覆蓋層2係以聚碳酸酯等透光性樹脂或玻璃板形成。覆蓋層2與觸控面板10經由透光性光學黏著層(OCA)接著。
觸控面板10係在第1電極層12與第2電極層13之間形成有靜電電容，若藉由輸入操作使手指接觸覆蓋層2之表面，則在第1主電極部12a或第2主電極部13a與手指之間會增加靜電電容，造成靜電電容之合計值產生變化。
藉由對第1電極層12之各行按順序施加驅動電力，並測量所有從第2電極層13所檢測出之電流值，可算出手指最靠近複數第1主電極部 12a中的哪一個。又，藉由對第2電極層13之各行按順序施加驅動電力，並測量所有從第1電極層12所檢測出之電流值，可算出手指最靠近複數個第2主電極部13a中的哪一個。藉由此檢測動作，可在覆蓋層2之表面上特定出手指所接觸之操作部位之X-Y座標上之位置。
於圖1與圖3所示之觸控面板10，構成第1電極層12之第1主電極部12a係於Y方向上成直線之行而排列，而構成第2電極層13之第2主電極部12b則於X方向上成直線之行而排列。因此，藉由對第1電極層12依序施加驅動電力，並監視第2電極層13之電流，且對第2電極層13依序施加驅動電力，並監視第1電極層12之電流，而可以通用手法較容易地演算覆蓋層2上手指所觸碰之位置之X-Y座標上之位置。
如圖1與圖2所示，將PET等背部薄膜3經由透光性光學黏著層(OCA)黏著在觸控面板10之背部。於背部薄膜3之上下任一之表面上，全面設有ITO層4，且將ITO層設定在接地電位。藉由此ITO層4可降低背部顯示面板20之驅動信號之影響，使觸控面板10之檢測動作穩定。
圖2之剖面圖中所示的顯示面板20係彩色液晶面板。顯示面板20係具有背光用之導光層21。將自LED等光源所發出之光從導光層21給予其上之層。導光層21之上面，依序積層有偏光濾光片22、下側玻璃基板23、下側透明電極24、及配向層25。於其上面，介隔液晶層26依序配置有配向層27、上側透明電極28、濾色器29、上側玻璃基板31、及偏光濾光片32。
圖5係顯示有構成濾色器29之子像素35R、35G、35B。子像素35R係紅色層，子像素35G係綠色層，而子像素35B係藍色層。3色之子像素35R、35G、35B係全部具有相同形狀與相同面積，且為短邊與X方向平行朝向，長邊與Y方向平行朝向之長方形者。如圖5所示，三色的子像素35R、35G、35B為1組，各組係相對於X方向與Y方向成直 線之行而排列。
給予顯示面板20之下側透明電極24與上側透明電極28驅動電力，控制對應各個子像素之液晶像素之光透射量，並以疊加混合方式進行彩色顯示。
另外，亦可將濾色器29設於比顯示面板20之上側玻璃基板31更上方之外表面。
將自顯示面板20所發出之彩色顯示光透射過背部薄膜3與觸控面板10及覆蓋層2送至前方，而給予操作者彩色圖像。於觸控面板10之複數部位設有絕緣層14與橋接配線層15，將橋接配線層15儘量形成又薄又細，並將橋接配線層15設計成操作者在目視時不顯眼之樣子。
為確保第1電極層12之連結部12b與橋接配線層15之絕緣，需以寬廣到某種程度之面積來形成絕緣層14。因此，本發明之實施形態之輸入裝置1係如圖5與圖7所示，將絕緣層14設為具有4邊之多角形，即正方形，且將形成相互正交之邊之緣部14a與緣部14b，以相對於子像素35R、35G、35B之排列方向，即X-Y軸為傾斜之方式形成。
圖6係顯示比較例。比較例中，使用與圖5之實施形態相同尺寸，來形成同樣為正方形之絕緣層14，並將形成絕緣層14之2個邊之緣部14a與緣部14b，形成分別朝向和X軸與Y軸平行之方向。
圖6所示之比較例中，若將彩色顯示光從顯示面板20給予觸控面板10，絕緣層14之緣部便會產生發光反應，造成有時於給予操作者之彩色圖像中，可目視到多數閃爍。特別是在顯示三原色中任一單色之圖像之區域中，容易目視到上述閃爍。
估計其主要原因係：由於長方形之子像素35R、35G、35B之長邊與絕緣層14之緣部14b平行，故自Y方向較長之區域之子像素所發出之相同色相，易集中於相同之緣部14b；以及，如圖4所示因為略成曲面狀之緣部14b之透鏡效果，使得來自三原色之子像素所發出之相同 色相之顏色容易被強調。
相對於此，如圖5所示，若絕緣層14之緣部14a、14b以橫越子像素35R、35G、35B之長邊之方式傾斜形成，則相同色相之顏色便會難以集中於緣部14b；其結果，顯示彩色圖像之區域，特別是顯示三原色之單色之區域中就難以產生閃爍。
如圖5與圖7所示，絕緣層14為正方形圖案之情形下，緣部14a對X軸傾斜之角度與緣部14b對Y軸傾斜之角度，較佳為15至30度之間。此傾向係即便絕緣層14為長方形亦同。
圖8以下係顯示絕緣層圖案之參考例之說明圖。
圖8(A)中所示之絕緣層14A，係將與圖5及圖7中所示者同樣為正方形之絕緣層14，以2個緣部14a、14b相對於X軸與Y軸以45度之角度傾斜之方式而形成者。圖8(B)中所示之絕緣層14B係使圖8(A)中所示之絕緣層14A之X軸之寬尺寸較Y軸之寬尺寸短而成之菱形或鑽石形。由於圖8(A)(B)中所示之絕緣層14A、14B係所有的緣部都與子像素35R、35G、35B之邊，特別是長邊為不平行，故與圖5及圖7中所示之實施形態相同，容易防止於通過絕緣層14之彩色顯示光中產生閃爍。
圖9中所示之參考例係絕緣層14C為多角形，即6角形；且4個緣部相對於子像素35R、35G、35B之邊為傾斜。圖10(A)中所示之絕緣層14D與圖10(B)所示之絕緣層14E為多角形，即8角形。絕緣層14D、14E係所有的緣部都相對於子像素35R、35G、35B之邊傾斜而形成。因此，絕緣層14C、14D、14E也容易防止彩色顯示光之閃爍。
圖11(A)中所示之絕緣層14F係真圓，圖11(B)中所示之絕緣層14G為橢圓形或長圓形。由於絕緣層14F、14G，其緣部與子像素35R、35G、35B之邊不會平行，故容易防止彩色顯示光之閃爍。
又，作為絕緣層之圖案形狀，亦可為將相對於X方向與Y方向之二方向傾斜延伸之直線上之緣部，與曲線狀之緣部所組合而成之形 狀。
12a‧‧‧第1主電極部
13a‧‧‧第2主電極部
14‧‧‧絕緣層
14a‧‧‧緣部
14b‧‧‧緣部
15‧‧‧橋接配線層
29‧‧‧濾色器
35B‧‧‧子像素
35G‧‧‧子像素
35R‧‧‧子像素

Claims (4)

  1. 一種輸入裝置，其係設置於朝向正交之第1方向及第2方向之雙方規則地排列有3色之子像素的顯示面板之表面者；且在透光性基板之同一表面，設有透光性之第1電極層及透光性之第2電極層，上述第1電極層係包含：朝向第1方向排列之複數個第1主電極部、及連結第1主電極部之複數個連結部，且上述第2電極層係包含：隔著上述連結部而朝向第2方向排列之複數個第2主電極部；設有覆蓋上述連結部的透光性之絕緣層、及形成於上述絕緣層上而導通相鄰之第2主電極部之間的橋接配線層；上述絕緣層形成為正方形或長方形，上述絕緣層之第1緣部係相對於第2方向以15~30度之範圍傾斜，上述橋接配線層係與第2方向平行地延伸。
  2. 如請求項1之輸入裝置，其中上述橋接配線層係橫越上述絕緣層之第2緣部而朝向上述絕緣層之外側延伸，而連接於上述第2主電極部。
  3. 如請求項1或2之輸入裝置，其中上述顯示面板包含具有上述子像素之濾色器(color filter)，濾色器係設置於上述顯示面板之內部或外表面。
  4. 如請求項1或2之輸入裝置，其中上述子像素為長方形，且其長邊之朝向與第1方向或第2方向平行。
TW104119681A 2012-02-29 2013-01-23 Input device TWI502465B (zh)

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