CN102096538A - 触压装置、透明扫描电极及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种触压装置、透明扫描电极及其几何电极结构制造方法。透明扫描电极结构包括第一透明扫描电极、第二透明扫描电极及绝缘层。第一透明扫描电极包括低电阻区及高电阻区。高电阻区的电阻值大于低电阻区。绝缘层位于第一透明扫描电极及第二透明扫描电极之间。

Description

触压装置、透明扫描电极及其制造方法

技术领域

本发明关于一种触压装置、透明扫描电极及其几何电极结构制造方法，且特别关于一种具有高电阻的触压装置、透明扫描电极及其制造方法。

背景技术

在阵列式触压技术市场中，电容式触压技术及电阻式触压技术为目前多点触压技术的市场主流，被广泛应用到3C消费性电子产品中。电容式触压技术主要利用触压元件本身的静电感应方式，改变了触压元件本身电容值，让后端微控制器可以传感到电荷变化，进而将电荷变化转化为触压信号。而电阻式触压技术主要利用触压元件本身导线内阻与触压导通时的触压点等效电阻，进而将电阻值变化转换为触压信号。

请参照图1，图1所示为传统电阻式阵列触压技术的元件扫描电极结构的示意图。传统电阻式阵列触压面板结构中，透明扫描电极结构1包括列电极12、行电极14及凸点16。列电极12及行电极14为条状电极且上下相互垂直交错，而凸点16设置在列电极12与行电极14之间，作为隔绝上下条状电极电气短路的隔绝层。

请同时参照图2及图3，图2所示为传统电阻式阵列触压面板的传感电路示意图，图3所示为传统电阻式阵列触压面板的触压信号时序图。图2示出的列电极R0至R7例如为前述图1示出的列电极12，而图2示出的行电极C0至C7例如为前述的行电极14。由于电阻式多点触压技术主要的驱动电极是依序进行零电位扫描机制，所以后端可以通过虚拟二维座标内插的计算，辨识到多个触压的位置。但是当多触压点同时存在的时候，在一些情况下会造成后端微控制器误判断无法辨识的情况，此时称之为鬼点残影现象。

如图3示出，在触压点T1、触压点T2及触压点T3同时触压的状态下，触压点T1和触压点T2在同列电极R1，而触压点T2和触压点T3在同行电极C5。当零电位扫描机制扫描到行电极C0时，由于触压点T1的存在，列电极R1的电平被拉到系统低电平，但是由于触压点T2的开关也处于关闭状态，便造成了行电极C0和行电极C5发生短路回路，使得行电极C5的电平瞬间被拉到低电平，即使此时零电位扫描机制并未扫描到行电极C5。同时，与触压点T2所在同一列的触压点T3便使得列电极R5和行电极C5短路，也使得列电极R5电平又被拉到低电平。这样在后端辨识触压位置的演算就在扫描行电极C0的区间辨识到有触压点T1及触压点T2这两个触压点，而其中时序图中的行电极C0与列电极R5检测到的触压点便被称为鬼点残影。此外，传统电阻式触压面板的电阻材料的稳定性并不是很稳定。传统电阻式阵列触压面板的电阻材料会因为电阻特性再现性不佳或稳定度不高，造成后端扫描辨识触压的位置困难，而导致在多点触压(Real-Multi-Touch)的应用上会有触压辨识不正常的鬼点残影现象发生。

发明内容

本发明关于一种触压装置、透明扫描电极及其几何电极结构制造方法。

根据本发明的一方面，提出一种透明扫描电极几何结构。透明扫描电极结构包括第一透明扫描电极、第二透明扫描电极及绝缘层。第一透明扫描电极包括第一低电阻区及第一高电阻区。第一高电阻区的电阻值大于第一低电阻区。绝缘层位于第一透明扫描电极及第二透明扫描电极之间。

根据本发明的另一方面，提出一种触压装置。触压装置包括触压面板及处理单元。触压面板包括第一透明扫描电极及第二透明扫描电极。各第一透明扫描电极包括第一低电阻区及第一高电阻区。第一高电阻区的电阻值大于第一低电阻区。绝缘层位于第一透明扫描电极及第二透明扫描电极之间。处理单元用以三态逻辑扫描方法依序扫描驱动第一透明扫描电极及第二透明扫描电极。其中，被驱动的第一透明扫描电极被设定为高电平输出状态，而未被驱动的其他第一透明扫描电极被设定为低电平输出状态，而被驱动的第二透明扫描电极呈现为高阻抗输入状态传感触压信号，而未被驱动的其他第二透明扫描电极被设定为低电平输出状态。

根据本发明的再一方面，提出一种透明扫描电极几何结构的制造方法。几何电极结构制造方法包括：在第一基板形成第一透明扫描电极，第一透明扫描电极包括第一低电阻区及第一高电阻区，且第一高电阻区的电阻值大于第一低电阻区；在第二基板形成第二透明扫描电极；在第一基板形成绝缘层；以及将第一基板与第二基板上下对位贴合。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1所示为传统透明扫描电极结构的示意图。

图2所示为传统电阻式阵列触压面板的电路示意图。

图3所示为传统电阻式阵列触压面板的信号时序图。

图4所示为触压装置的电路示意图。

图5所示为触压面板的电路示意图。

图6所示为透明扫描电极的示意图。

图7所示为透明扫描电极的另一示意图。

图8A至图8D所示为透明扫描电极几何结构的制作流程图。

图9所示为透明扫描电极几何结构的制造方法的流程图。

图10所示为依照第一实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

图11所示为依照第二实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

图12所示为依照第三实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

图13所示为依照第四实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

图14所示为依照第五实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

图15所示为依照第六实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。

主要元件符号说明

1：传统电阻式透明扫描电极结构

2：触压装置

4(1)、4(2)、222、224、530、570、630、670、680、830、870：透明扫描电极

4a、530a、630a：低电阻区

4b、4d、530b、630b、630d：高电阻区

4c、4e、530c、630c、630e：接触电极

12、R0～R7：列电极

14、C0～C7：行电极

16、850：凸点

22：触压面板

24：处理单元

242：控制电路

244、246：扫描驱动电路

510、560、610、660、810、860：基板

820：透明电极薄膜

540、640、840：绝缘层

T1、T2、T3：触压点

R：高阻抗

具体实施方式

请同时参照图4及图5，图4所示为触压装置的传感电路示意图，图5所示为触压面板的结构等校电路示意图。触压装置2包括触压面板22及处理单元24。处理单元24包括控制电路242、扫描驱动电路244及扫描驱动电路246。扫描驱动电路244、扫描驱动电路246及控制电路242例如由微控制器(Microcontroller，MCU)、现场可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)、特定功能集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或嵌入式系统芯片(System on Chip，SoC)所实现。且扫描驱动电路244及扫描驱动电路246可进一步整合于控制电路242。

控制电路242用以控制扫描驱动电路244及扫描驱动电路246执行三态逻辑扫描以依序驱动透明扫描电极222及透明扫描电极224，三态逻辑扫描方法包括高阻抗输入、低电平输出及高电平输出三种扫描状态。触压面板22至少包括第一透明扫描电极222及第二透明扫描电极224。扫描驱动电路244依序扫描驱动透明扫描电极222。被驱动的透明扫描电极222被设定为高阻抗输入状态，而其它未被驱动的透明扫描电极222被设定为低电平输出状态。扫描驱动电路246依序扫描驱动透明扫描电极224。被驱动的透明扫描电极224呈现为高电平输出状态，而其它未被驱动的透明扫描电极224被设定为低电平输出状态。其中前述的低电平状态包括一接地状态或系统最低电平状态。

透明扫描电极222及透明扫描电极224例如为铟锡氧化物(Indium TinOxide，ITO)。当对应于被驱动的透明扫描电极222及透明扫描电极224的触压点T1被施力触摸后，输出传感电压Vo。被施力触摸的触压点T1所对应的透明扫描电极222及透明扫描电极224之间具有一对应于高阻抗输入状态的高阻抗R。由于透明扫描电极222及透明扫描电极224之间具有高阻抗R，因此能改善目前电阻材料因为电阻特性再现性不佳或稳定度不高，造成后端扫描辨识触压的位置困难。

此外，控制电路242用以控制扫描驱动电路244及扫描驱动电路246执行三态逻辑扫描。当触压点T1被施力触摸后，第1行的行电极被设定高电平输出状态，而其余行电极将设为低电平输出状态。第1列的列电极被设定为高阻抗输入状态，并电气连结一用来采集触压点T1的传感信号的采集放大电路。其余列电极设定为低电平输出状态。如此当触压面板22被扫描驱动时，驱动电流将不会经由其他不必要的行电极形成回路漏电流Io通往其他列电极，造成后端电压传感电路电信号干扰而发生鬼点残影的现象。

前述透明扫描电极222及透明扫描电极224分别例如为列电极及行电极，而扫描驱动电路244及扫描驱动电路246分别例如为列电极驱动电路及行电极驱动电路。然实施方式亦不局限于此，另一种架构为透明扫描电极222及透明扫描电极224分别例如为行电极及列电极，而扫描驱动电路244及扫描驱动电路246分别例如为行电极驱动电路及列电极驱动电路。

请参照图6，图6所示为透明扫描电极的示意图。图6示出的透明扫描电极4(1)可应用到前述图4示出的透明扫描电极222或透明扫描电极224。透明扫描电极4(1)包括低电阻区4a、高电阻区4b及接触电极4c。低电阻区4a、高电阻区4b及接触电极4c例如为共平面且为同一道制程下所完成。接触电极4c与高电阻区4b电气连接，且接触电极4c上还可设置一凸点增加触压的灵敏度。接触电极4c用以接触与其相对应的透明扫描电极。举例来说，若透明扫描电极4(1)为前述图4示出的透明扫描电极222，则接触电极4c用以接触透明扫描电极224。相反地，若透明扫描电极4(1)为前述图4示出的透明扫描电极224，则接触电极4c用以接触透明扫描电极222。

高电阻区4b的电阻值大于低电阻区4a的电阻值，且高电阻区4b的电阻值例如为低电阻区4a的10至1000倍区间，触压的扫描辨识度可最佳化。高电阻区例如借由拉长电极路径长度、加大电极长度L与电极宽度W的比值或掺杂异质导电材料、高分子导电材料以形成前述图4示出的高阻抗R。其中，高电阻区4b的电极长度L与电极宽度W的比值为一预设值，且预设值使得高电阻区4b的电阻值大于低电阻区4a。

请参照图7，图7所示为透明扫描电极的另一示意图。透明扫描电极4(2)与透明扫描电极4(1)不同之处在于：透明扫描电极4(2)还包括高电阻区4d及接触电极4e。接触电极4e电气连接高电阻区4d且高电阻区4d经低电阻区4a与高电阻区4b电气串联。高电阻区4d的实施方式可与高电阻区4b相同或相异。高电阻区4d与高电阻区4b电气串联后可进一步提高高阻抗R的阻值。其中，低电阻区4a、高电阻区4b、接触电极4c及高电阻区4d例如为共平面且为同一道制程下所完成。

请同时参照图8A、图8B、图8C、图8D及图9，图8A至图8D所示为透明扫描电极几何结构的制作流程图，图9所示为透明扫描电极几何结构的制造方法的流程图。首先如步骤910所示，在基板810上镀上透明电极薄膜820。其中基板810例如为玻璃基板或透明基板(例如像聚酯PET、聚酰亚胺PI、聚碳酸酯PC等材料)。接着如步骤920所示，图案化透明电极薄膜820，以在基板810上形成透明扫描电极830。透明扫描电极830例如为条状电极、前述图6示出的透明扫描电极4(1)或图7示出的透明扫描电极4(2)。跟着如步骤930所示，在基板810上形成绝缘层840及并在透明扫描电极830上形成凸点850。然后如步骤940所示，在基板860上形成透明扫描电极870，并将基板810与基板860上下对位贴合。其中，基板860例如为聚酯(PET)薄膜而透明扫描电极870例如为条状电极、前述图6示出的透明扫描电极4(1)或图7示出的透明扫描电极4(2)。

第一实施例

请参照图10，图10所示为依照第一实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。透明扫描电极结构包括基板510、透明扫描电极530、绝缘层540、透明扫描电极570及基板560。透明扫描电极530介于基板510与绝缘层540之间，而透明扫描电极570介于基板560与绝缘层540之间。在第一实施例中，透明扫描电极570使用条状电极，而透明扫描电极530使用前述图6示出的透明扫描电极4(1)。透明扫描电极530进一步包括低电阻区530a、高电阻区530b及接触电极530c。高电阻区530b包括一几何弯曲状电极，且几何弯曲状电极自低电阻区530a向外延伸并连续弯折以拉长电极路径长度。

第二实施例

请参照图11，图11所示为依照第二实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。第二实施例与第一实施例不同之处在于：透明扫描电极570介于基板510与绝缘层540之间，而透明扫描电极530介于基板560与绝缘层540之间。

第三实施例

请参照图12，图12所示为依照第三实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。第三实施例与第一实施例不同之处在于：第三实施例的透明扫描电极结构采用两个透明扫描电极结构530分别置于基板510与绝缘层540之间及基板560与绝缘层540之间，且位于绝缘层540下方的透明扫描电极结构530的摆放方向为位于绝缘层540上方的透明扫描电极结构530水平旋转九十度。

第四实施例

请参照图13，图13所示为依照第四实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。透明扫描电极结构包括基板610、透明扫描电极630、绝缘层640、透明扫描电极670及基板660。透明扫描电极630介于基板610与绝缘层640之间，而透明扫描电极670介于基板660与绝缘层640之间。在第四实施例中，透明扫描电极670使用条状电极，而透明扫描电极630使用前述图7示出的透明扫描电极4(2)。透明扫描电极630进一步包括低电阻区630a、高电阻区630b、接触电极630c、高电阻区630d及接触电极630e。高电阻区630b包括一几何弯曲状电极，且几何弯曲状电极自低电阻区630a向外延伸并连续弯折以拉长电极路径长度。低电阻区630a经高电阻区630b连接至接触电极630c。相似地，高电阻区630d包括一几何弯曲状电极，且几何弯曲状电极自低电阻区630a向外延伸并连续弯折以拉长电极路径长度。低电阻区630a经高电阻区630d连接至接触电极630e。

第五实施例

请参照图14，图14所示为依照第五实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。第五实施例与第四实施例不同之处在于：透明扫描电极670介于基板610与绝缘层640之间，而透明扫描电极630介于基板660与绝缘层640之间。

第六实施例

请参照图15，图15所示为依照第六实施例的一种透明扫描电极结构的示意图。第六实施例与第五实施例不同之处在于：第六实施例的透明扫描电极结构680取代第五实施例的透明扫描电极结构670。当透明扫描电极结构680与透明扫描电极结构630接触时，透明扫描电极结构680的高电阻区与透明扫描电极结构630的高电阻区串联，以进一步提高电阻值。

本发明上述实施例所公开的触压装置、透明扫描电极结构及其制造方法，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：

改善目前电阻材料的再现性不佳或稳定性不高的材料特性；

高低电阻区域增加扫描辨识率；

改善鬼点残影现象。

综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。

Claims (44)

1.一种透明扫描电极结构，包括：

一第一透明扫描电极，包括：

一第一低电阻区；

一第一高电阻区，该第一高电阻区的电阻值大于该第一低电阻区；

一第二透明扫描电极；以及

一绝缘层，位于该第一透明扫描电极及该第二透明扫描电极之间。

2.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一透明扫描电极还包括一接触电极，与该第一高电阻区连接，并用以接触该第二透明扫描电极。

3.根据权利要求2所述的透明扫描电极结构，还包括一凸点，设置在该接触电极。

4.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一高电阻区的电阻值为该第一低电阻区的10至1000倍区间。

5.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一高电阻区包括一几何弯曲状电极。

6.根据权利要求5所述的透明扫描电极结构，其中该几何弯曲状电极自该第一低电阻区向外延伸并连续弯折以拉长电极路径长度。

7.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一高电阻区的电极长度与电极宽度的比值为一预设值，该预设值使得该第一高电阻区的电阻值大于该第一低电阻区。

8.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

9.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第二透明电极包括：

一第二低电阻区；以及

一第二高电阻区，该第二高电阻区的电阻值大于该第二低电阻区。

10.根据权利要求9所述的透明扫描电极结构，其中该第二透明扫描电极还包括一接触电极，与该第二高电阻区连接，并用以接触该第一透明扫描电极。

11.根据权利要求10所述的透明扫描电极结构，还包括一凸点，设置在该接触电极。

12.根据权利要求9所述的透明扫描电极结构，其中该第二高电阻区的电阻值为该第二低电阻区的10至1000倍区间。

13.根据权利要求9所述的透明扫描电极结构，其中该第二高电阻区包括一几何弯曲状电极。

14.根据权利要求13所述的透明扫描电极结构，其中该几何弯曲状电极自该第二低电阻区向外延伸并连续弯折以拉长该第二透明扫描电极的路径长度。

15.根据权利要求9所述的透明扫描电极结构，其中该第二高电阻区的电极长度与电极宽度的比值，为一预设值，该预设值使得该第二高电阻区的电阻值大于该第二低电阻区。

16.根据权利要求9所述的透明扫描电极结构，其中该第二高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

17.根据权利要求1所述的透明扫描电极结构，其中该第一透明扫描电极还包括：

一第二高电阻区，与该第一高电阻区串联。

18.一种触压装置，包括：

一触压面板，包括：

多个第一透明扫描电极，各该些第一透明扫描电极包括：

一第一低电阻区；

一第一高电阻区，该第一高电阻区的电阻值大于该第一低电阻区；

多个第二透明扫描电极；以及

一绝缘层，位于该些第一透明扫描电极及该些第二透明扫描电极之间；以及

一处理单元，用以依序扫描驱动该些第一透明扫描电极及该些第二透明扫描电极，其中，被驱动的第一透明扫描电极被设定为高电平输出状态，而未被驱动的第一透明扫描电极被设定为低电平输出状态，被驱动的第二透明扫描电极呈现为高阻抗输入状态，而未被驱动的第二透明扫描电极被设定为低电平输出状态。

19.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第一透明扫描电极还包括一接触电极，与该第一高电阻区连接，并用以接触该第二透明扫描电极。

20.根据权利要求19所述的触压装置，还包括一凸点，设置在该接触电极。

21.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第一高电阻区的电阻值为该第一低电阻区的10至1000倍区间。

22.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第一高电阻区包括一几何弯曲状电极，该几何弯曲状电极自该第一低电阻区向外延伸并连续弯折以拉长电极路径长度。

23.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第一高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

24.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第二透明电极包括：

一第二低电阻区；以及

一第二高电阻区，该第二高电阻区的电阻值大于该第二低电阻区。

25.根据权利要求24所述的触压装置，其中该第二透明扫描电极还包括一接触电极，与该第二高电阻区连接，并用以接触该第一透明扫描电极。

26.根据权利要求25所述的触压装置，还包括一凸点，设置在该接触电极。

27.根据权利要求24所述的触压装置，其中该第二高电阻区的电阻值为该第二低电阻区的10至1000倍区间。

28.根据权利要求24所述的触压装置，其中该第二高电阻区包括一几何弯曲状电极，该几何弯曲状电极自该第二低电阻区向外延伸并连续弯折以拉长该第二透明扫描电极的路径长度。

29.根据权利要求24所述的触压装置，其中该第二高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

30.根据权利要求18所述的触压装置，其中该第一透明扫描电极还包括：

一第二高电阻区，与该第一高电阻区串联。

31.根据权利要求18所述的触压装置，其中该处理单元包括：

一第一扫描驱动电路，用以依序扫描驱动该些第一透明扫描电极，其中，被驱动的第一透明扫描电极被设定为高电平输出状态，而未被驱动的第一透明扫描电极被设定为低电平输出状态；

一第二扫描驱动电路，用以依序扫描驱动该些第二透明扫描电极，其中，被驱动的第二透明扫描电极呈现为高阻抗输入状态，而未被驱动的第二透明扫描电极被设定为低电平输出状态；以及

一控制电路，用以控制该第一扫描驱动电路及该第二扫描驱动电路。

32.一种透明扫描电极结构的制造方法，包括：

在一第一基板形成一第一透明扫描电极，该第一透明扫描电极包括一第一低电阻区及一第一高电阻区，且该第一高电阻区的电阻值大于该第一低电阻区；

在一第二基板形成一第二透明扫描电极；

在该第一基板形成一绝缘层；以及

将该第一基板与该第二基板上下对位贴合。

33.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第一透明扫描电极还包括一接触电极，与该第一高电阻区连接，并用以接触该第二透明扫描电极。

34.根据权利要求33所述的制造方法，还包括：

在该接触电极设置一凸点。

35.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第一高电阻区包括一几何弯曲状电极。

36.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第一高电阻区的电极长度与电极宽度的比值为一预设值，该预设值使得该第一高电阻区的电阻值大于该第一低电阻区。

37.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第一高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

38.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第二透明电极包括：

一第二低电阻区；以及

一第二高电阻区，该第二高电阻区的电阻值大于该第二低电阻区。

39.根据权利要求37所述的制造方法，其中该第二透明扫描电极还包括一接触电极，与该第二高电阻区连接，并用以接触该第一透明扫描电极。

40.根据权利要求39所述的制造方法，还包括：

在该接触电极设置一凸点。

41.根据权利要求44所述的制造方法，其中该第二高电阻区包括一几何弯曲状电极。

42.根据权利要求38所述的制造方法，其中该第二高电阻区的电极长度与电极宽度的比值，为一预设值，该预设值使得该第二高电阻区的电阻值大于该第二低电阻区。

43.根据权利要求38所述的制造方法，其中该第二高电阻区被掺杂异质导电材料或高分子导电材料。

44.根据权利要求32所述的制造方法，其中该第一透明扫描电极还包括：

一第二高电阻区，与该第一高电阻区串联。

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