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    本發明揭示一種影像顯示系統。此系統包括一觸控感測裝置，其包括一基底及一感測電極層。基底具有一感測區，且感測區包括一中心部。感測電極層位於感測區的基底上，包括位於中心部的複數個感測電極圖案。每一感測電極圖案具有至少一非直線邊緣，並使相鄰的感測電極圖案彼此嵌合。
    公开号:TW201324264A
    申请号:TW100144600
    申请日:2011-12-05
    公开日:2013-06-16
    发明作者:Kung-Chieh Huang
    申请人:Chimei Innolux Corp；
    IPC主号:G06F3-00
    专利说明:
    影像顯示系統
    本發明係有關於一種觸控面板顯示器技術，特別是有關於一種用於觸控面板顯示器的觸控感測裝置的感測電極結構。
    觸控感測裝置通常整合於一平面顯示裝置(例如，液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)、主動式陣列有機發光顯示器(active matrix organic light-emitting display,AMOLED)等等)中，以形成觸控面板顯示器。觸控面板顯示器通常使用於電子裝置中，例如手提電腦、個人數位助理(personal digital assistants,PDA)、電子書(electronic books)、投影機、及手機等，其能夠透過手指、觸控筆(stylus)、尖筆等執行輸入的功能而漸漸受到矚目與普及。
    近來，為了降低觸控感測裝置的製造成本，因而發展出共平面(co-planar)單層式觸控感測裝置，其中感測電極陣列係形成於一基底的單側，且每一感測電極單獨地連接至一走線(trace)。請參照第1圖，其繪示出一習知共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖。此觸控感測裝置20包括一透明基底10以及形成於透明基底10上的感測電極陣列。感測電極陣列由圖案化一透明導電層(未繪示)，例如銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)所形成，且包括交替排列的複數個三角形感測電極圖案12。再者，每一三角形感測電極圖案12單獨地連接至一走線14。然而，上述觸控感測裝置20中感測電極的線性度(linearity)不佳且只能使用於單點觸控操作(single touch)。
    請參照第2圖，其繪示出另一習知共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖。此觸控感測裝置40包括一透明基底30以及形成於透明基底30上的感測電極陣列(由ITO所構成)。感測電極陣列包括交錯排列的複數個菱形感測電極圖案32以及設置於這些菱形感測電極圖案32周圍的三角形感測電極圖案34。同樣地，每一菱形及每一三角形感測電極圖案32及34單獨地連接至一走線(未繪示)，其中每一走線(由ITO所構成)透過菱形感測電極圖案32之間及菱形感測電極圖案32與三角形感測電極圖案34之間的溝道g延伸至感測電極陣列外部。上述觸控感測裝置40可使用於多點觸控操作(multi-touch)且可透過縮小感測電極圖案32及34的面積來改善線性度。然而，縮小感測電極圖案需增加設置於溝道g內的走線數量，因而增加佈線的困難度。
    因此，有必要尋求一種新的觸控感測裝置結構，其能夠改善或解決上述的問題。
    本發明一實施例提供一種影像顯示系統，包括一觸控感測裝置，其包括：一基底，具有一感測區，且感測區包括一中心部；以及一感測電極層，位於感測區的基底上，包括：複數個感測電極圖案，位於中心部，其中每一感測電極圖案具有至少一非直線邊緣，並使相鄰的感測電極圖案彼此嵌合。
    以下說明本發明實施例之影像顯示系統。然而，可輕易了解本發明所提供的實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明，並非用以侷限本發明的範圍。
    以下提供本發明各個不同實施例之影像顯示系統。請參照第3圖，其繪示出根據本發明一實施例之影像顯示系統中共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖。在本實施例中，觸控感測裝置200包括一基底100以及設置於基底100上的感測電極層。基底100可由透明材料所構成，例如玻璃、石英、或其他彈性或非彈性高分子透明材料，用以提供觸控感測裝置一觸控表面之用，且用以作為感測電極層的承載基底。請參照第4圖，其繪示出第3圖中觸控感測裝置200的基底100平面示意圖。在本實施例中，基底100具有一感測區101，且感測區101包括一中心部101a及一周圍部，其中周圍部圍繞中心部101a。在一實施例中，感測區101為矩形，且感測區101的周圍部包括複數個周圍周圍邊緣部101b以及複數個周圍周圍頂角部101c，使周圍邊緣部101b及周圍頂角部101c圍繞中心部101a。
    請再參照第3圖，感測電極層位於感測區101的基底100上。在一實施例中，感測電極層可由一圖案化金屬網孔(metal mesh)層所構成，其材質可包括但不限於：銅、鋁、鉬、或其合金或其組合。感測電極層包括複數個電性隔離的第一感測電極圖案102，其位於感測區101的中心部101a(標示於第4圖)。在本實施例中，特別的是每一第一感測電極圖案102具有至少一非直線邊緣，並使相鄰的第一感測電極圖案102彼此嵌合。在一實施例中，非直線邊緣可為一碎形邊緣(fractal-shaped edge)，例如由柯克曲線(Koch curve)或明科夫斯基曲線(Minkowski curve)所構成的邊緣。需注意的是此處為了達到清晰表達本意的目的，第3圖中相鄰的第一感測電極圖案102使用不同的背景圖案(drawing symbol)。再者，本文的非直線邊緣僅以柯克曲線所構成的邊緣作為範例說明。
    請參照第5A圖，其繪示出根據第3圖中單一第一感測電極圖案平面示意圖。第一感測電極圖案102可具有四個碎形邊緣102e，且每一碎形邊緣102e(如，由柯克曲線所構成的邊緣)由交替排列的矩形突出部及矩形凹口所構成。然而，在其他實施例中，第一感測電極圖案102可具有少於或多於四個碎形邊緣，且每一碎形邊緣的突出部及凹口可具有其他輪廓，例如三角形、半圓形或其他幾何形狀。可以理解的是當改變第一感測電極圖案102的外形輪廓時，需相應改變基底100的感測區101的中心部101a外形輪廓。
    請再參照第3圖，感測電極層更包括複數個電性隔離的第二感測電極圖案104以及複數個電性隔離的第三感測電極圖案106，其中第二感測電極圖案104位於感測區101的周圍邊緣部101b(標示於第4圖)，而第三感測電極圖案106位於感測區101的周圍頂角部101c(標示於第4圖)。在本實施例中，每一第二感測電極圖案104具有至少一碎形邊緣，使相鄰的第二感測電極圖案彼此嵌合，且每一第二感測電極圖案104與相鄰的第一感測電極圖案102也彼此嵌合。再者，每一第三感測電極圖案106具有至少一碎形邊緣，使每一第三感測電極圖案106與相鄰的第二感測電極圖案104彼此嵌合。
    請參照第5B及5C圖，其中第5B圖係繪示出第3圖中單一第二感測電極圖案平面示意圖，而第5C圖係繪示出第3圖中單一第三感測電極圖案平面示意圖。在本實施例中，第二感測電極圖案104可具有三個碎形邊緣104e、104f及104g，且第三感測電極圖案106可具有二個個碎形邊緣106e及106f。碎形邊緣104e、104f、104g、106e及106f相似於碎形邊緣102e(標示於第5A圖)，由交替排列矩形突出部及矩形凹口所構成。因此，在一些實施例中，每一第二感測電極圖案104的外形輪廓可相同於每一第一感測電極圖案102的局部外形輪廓。舉例來說，第二感測電極圖案104的外形輪廓可相同於第一感測電極圖案102的一半外形輪廓。再者，每一第三感測電極圖案106的外形輪可相同於每一第二感測電極圖案104的局部外形輪廓。舉例來說，第三感測電極圖案106的外形輪廓可相同於第二感測電極圖案104的一半外形輪廓。
    在其他實施例中，第二感測電極圖案104也可具有少於或多於三個碎形邊緣，且第三感測電極圖案106也可具有少於或多於二個碎形邊緣。再者，每一碎形邊緣的突出部及凹口可具有其他輪廓，例如三角形、半圓形或其他幾何形狀。同樣地，可以理解的是當改變第二及第三感測電極圖案104及106的外形輪廓時，需相應改變基底100的感測區101的周圍邊緣部101b及周圍頂角部101c外形輪廓。
    由於感測電極層中第一、第二及第三感測電極圖案102、104以及106彼此嵌合，因此當使用者進行操作時，至少二個的感測電極圖案可感測到來自使用者的輸入信號。如此一來，可有助於外部控制電路(未繪示)辨別輸入位置，進而提升觸控感測裝置200的線性度及靈敏度。
    然而，由於第二及第三感測電極圖案104以及106的感測面積小於第一感測電極圖案102的面積，因此第二及第三感測電極圖案104以及106所感測的信號強度會低於第一感測電極圖案102所感測的信號強度。
    為了提升第二及第三感測電極圖案104以及106所感測的信號強度，感測電極層更包括複數個延伸部104a及106a，如請第3圖所示。延伸部104a位於周圍邊緣部101b且連接至一對應的第二感測電極圖案104，而延伸部106a位於周圍頂角部101c，且連接至一對應的第三感測電極圖案106。在一實施例中，延伸部104a與對應第二感測電極圖案104的面積和相同於第一電極圖案102的面積。再者，延伸部106a與對應第三感測電極圖案106的面積和也相同於第一電極圖案102的面積。
    請參照第6A圖，其繪示出第3圖中區域A的放大示意圖。在一實施例中，相鄰的第一感測電極圖案102之間包括位於感測電極層內的一溝道G，其沿著碎形邊緣102e(標示於第5A圖)延伸，以電性隔離相鄰的第一感測電極圖案102。亦即，溝道G為用以圖案化感測電極層(例如，金屬網孔層)的切割道。在其他實施例中，相鄰的第一感測電極圖案102之間可包括至少二個平行溝道(即，雙重切割道(未繪示))，以防止導電顆粒(未繪示)在觸控感測裝置200製造期間落在單一溝道上所引發感測電極圖案的短路問題，進而增進觸控感測裝置200的良率。
    同樣地，可以理解的是相鄰的第二感測電極圖案104之間、每一第一感測電極圖案102與對應的第二感測電極圖案104之間以及每一第三感測電極圖案106與對應的第二感測電極圖案104之間可包括位於至少二平行溝道，以電性隔離第一、第二及第三感測電極圖案102、104及106。
    請參照第6B圖，其繪示出第3圖中區域B的放大示意圖。感測電極層更包括複數走線，用以電性連接對應的第一電極圖案102至外部電路(未繪示)。此處，為簡化圖式，僅繪示出單一走線107。在一實施例中，走線107沿著第二電極圖案104的其中一個的碎形邊緣延伸至第一電極圖案102的其中一個，使第一電極圖案102電性連接至外部電路(未繪示)。然而在其他實施例中，走線107也可沿著第三電極圖案106的其中一個的碎形邊緣延伸至第一電極圖案102的其中一個。
    請再參照第6B圖所示，走線107的材質可相同於感測電極層。亦即，可透過圖案化一金屬網孔層而同時定義出第一、第二及第三感測電極圖案102、104及106與走線107。如此一來，可簡化製程及降低製造成本，同時可降低降低感測電極圖案及走線的可視性(visibility)。
    根據上述實施例，由於感測電極圖案交錯排列且具有可彼此嵌合的碎形邊緣，因此觸控感測裝置除了可使用於多點觸控操作之外，至少二個感測電極可同時感測來自使用者的輸入信號。如此一來，無須透過縮小感測電極圖案便可增加觸控感測裝置的線性度，同時防止佈線困難度因感測電極圖案的數量增加而上升。
    再者，在相同的片電阻(sheet resistance)下，由金屬網孔層所形成的感測電極圖案的透光度(transmittance)高於由ITO所形成的感測電極圖案的透光度。因此，觸控感測裝置200的光學特性優於習知具有ITO感測電極的共平面單層式觸控感測裝置。
    第7圖係繪示出根據本發明另一實施例之影像顯示系統方塊示意圖，其可實施於觸控面板顯示器300或電子裝置500，例如：平板電腦(tablet personal computer)、投影機、電子書、筆記型電腦、手機、數位相機、個人數位助理(PDA)、桌上型電腦、電視機、車用顯示器、或攜帶型DVD播放器。根據本發明實施例之觸控感測裝置200可設置於觸控面板顯示器300。在其他實施例中，觸控感測裝置200可設置於電子裝置500。如第7圖所示，電子裝置500包括：觸控面板顯示器300及輸入單元400。輸入單元400係耦接至觸控面板顯示器300，用以提供輸入信號(例如，影像信號)至觸控面板顯示器300，使觸控面板顯示器300顯示影像。
    雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 習知
    10、30．．．透明基底
    12、34．．．三角形感測電極圖案
    14．．．走線
    20、40．．．觸控感測裝置
    32．．．菱形感測電極圖案
    ；及
    g．．．溝道 實施例
    100．．．基底
    101．．．感測區
    101a．．．中心部
    101b．．．周圍邊緣部
    101c．．．周圍頂角部
    102．．．第一感測電極圖案
    102e、104e、104f、104g、106e、106f．．．碎形邊緣
    104．．．第二感測電極圖案
    104a、106a．．．延伸部
    106．．．第三感測電極圖案
    107．．．走線
    200．．．觸控感測裝置
    300．．．觸控面板顯示器
    400．．．輸入單元
    500．．．電子裝置
    A、B．．．區域
    G．．．溝道
    第1圖係繪示出一習知共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖；
    第2圖係繪示出另一習知共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖；
    第3圖係繪示出根據本發明一實施例之影像顯示系統中共平面單層式觸控感測裝置平面示意圖；
    第4圖係繪示出第3圖中觸控感測裝置的基底平面示意圖；
    第5A圖係繪示出第3圖中單一第一感測電極圖案平面示意圖；
    第5B圖係繪示出第3圖中單一第二感測電極圖案平面示意圖；
    第5C圖係繪示出第3圖中單一第三感測電極圖案平面示意圖；
    請參照第6A圖，其繪示出第3圖中區域A的放大示意圖；
    請參照第6B圖，其繪示出第3圖中區域B的放大示意圖；及
    第7圖係繪示出根據本發明另一實施例之影像顯示系統方塊示意圖。
    100．．．基底
    101．．．感測區
    102．．．第一感測電極圖案
    104．．．第二感測電極圖案
    104a、106a．．．延伸部
    106．．．第三感測電極圖案
    200．．．觸控感測裝置
    A、B．．．區域
    权利要求:
    Claims (13)
    [1] 一種影像顯示系統，包括：一觸控感測裝置，包括：一基底，具有一感測區，且該感測區包括一中心部；以及一感測電極層，位於該感測區的該基底上，包括：複數個第一感測電極圖案，位於該中心部，其中每一第一感測電極圖案具有至少一非直線邊緣，並使相鄰的第一感測電極圖案彼此嵌合。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，其中該非直線邊緣為碎形邊緣。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該碎形邊緣包括柯克曲線或明科夫斯基曲線所構成的邊緣。
    [4] 如申請專利範圍第2項所述之影像顯示系統，其中該感測區為矩形，且該感測區更包括複數個周圍邊緣部及複數個周圍頂角部圍繞該中心部，且該感測電極層更包括：複數個第二感測電極圖案，位於該等周圍邊緣部，其中每一第二感測電極圖案具有至少一碎形邊緣，使相鄰的第二感測電極圖案彼此嵌合，且每一第二感測電極圖案與相鄰的第一電極圖案彼此嵌合；以及複數個第三感測電極圖案，位於該等周圍頂角部，其中每一第三感測電極圖案具有至少一碎形邊緣，使每一第三感測電極圖案與相鄰的第二感測電極圖案彼此嵌合。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之影像顯示系統，其中該感測電極層由一圖案化金屬網孔層所構成。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統，其中該等相鄰的第一感測電極圖案之間、該等相鄰的第二感測電極圖案之間、每一第一感測電極圖案與該對應的第二感測電極圖案之間以及每一第三感測電極圖案與該對應的第二感測電極圖案之間包括位於該感測電極層內的至少二平行溝道，以電性隔離該等第一、第二及第三感測電極圖案。
    [7] 如申請專利範圍第5項所述之影像顯示系統，其中該感測電極層更包括至少一走線，沿著該等第二電極圖案或該等第三電極圖案的其中一個的該碎形邊緣延伸至該等第一電極圖案的其中一個。
    [8] 如申請專利範圍第4項所述之影像顯示系統，其中該感測電極層更包括複數個延伸部，位於該等周圍邊緣部及該等周圍頂角部，且分別連接至一對應的第二感測電極圖案或一對應的第三感測電極圖案，使每一延伸部與該對應的第二或第三感測電極圖案的面積和相同於每一第一電極圖案的面積。
    [9] 如申請專利範圍第4項所述之影像顯示系統，其中每一第二感測電極圖案的外形輪廓相同於每一第一感測電極圖案的局部外形輪廓。
    [10] 如申請專利範圍第9項所述之影像顯示系統，其中每一第三感測電極圖案的外形輪廓相同於每一第二感測電極圖案的局部外形輪廓。
    [11] 如申請專利範圍第1項所述之影像顯示系統，更包括：一觸控面板顯示器，包括該觸控感測裝置；以及一輸入單元，耦接至該觸控面板顯示器，用以提供輸入信號至該觸控面板顯示器，使該觸控面板顯示器顯示影像。
    [12] 如申請專利範圍第11項所述之影像顯示系統，其中該影像顯示系統包括一具有該觸控面板顯示器的電子裝置。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述之影像顯示系統，其中該電子裝置包括：一平板電腦、一投影機、一電子書、一筆記型電腦、一手機、一數位相機、一個人數位助理、一桌上型電腦、一電視機、一車用顯示器、或一攜帶型DVD播放器。
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    法律状态:
    2018-06-01| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US13/687,539| US20130141369A1|2011-12-05|2012-11-28|Systems for displaying images|
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