CN104850282B - 触控电极结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种触控电极结构，其结构包含：一基板、一第一电极设置在该基板上并沿一第一轴向排列、一第二电极设置在该基板上沿一第二轴向排列且与该第一电极相隔设置、以及一第一电容补偿部，设置在该第一电极上表面上。本发明另外提供了一种触控电极结构的制造方法。藉此，本发明通过增加了触控电极之间的正对面积或减小了触控电极之间的间距从而增加整体的触控电容值变化量，进而使得触控信号容易被后端IC识别，提高了触控侦测的精确度。

Description

触控电极结构及其制造方法

技术领域

本发明系有关于一种触控技术，且特别有关于触控电极结构及其制造方法。

背景技术

在消费性电子产品领域，结合触控功能的显示器已成为了携带式电子产品主流发展之趋势。对此，现今触控面板（touch panel）已广泛应用于多种的电子产品中，例如智能型手机、移动电话、平板计算机及笔记本电脑。由于用户可直接透过屏幕上显示的对象进行操作与下达指令，因此触控面板提供了用户与电子产品之间的人性化操作接口。

随着现今触控面板制程与材料的开发及演进，触控电极的厚度不断减小。例如，一般习用的触控电极材质多为氧化铟锡（Indium tin oxide,ITO），其电极厚度约为但如果使用现今较为先进的电极材料，如石墨烯（Graphene）或奈米金属等，电极厚度可以微缩至数个

然而，当触控情事发生时，由于触控电极的厚度的减小会引起俩个触控电极之间的电容值变化量也相应减小，从而导致触控讯号不易被后端IC识别。

发明内容

本发明提出了一种创新的触控电极结构，能够增加触控时整体电容值变化量，进而使得触控信号容易被后端IC识别，增加触控侦测精确度。

根据本发明一态样，其提出了一种触控电极结构，包含：一基板、一第一 电极设置在该基板上并沿一第一轴向排列、一第二电极设置在该基板上并沿一第一轴向排列且该第二电极与该第一电极相隔设置、以及一第一电容补偿部设置在该第一电极上表面上。

根据本发明的又一态样，其提出了一种触控电极结构的制造方法，包含下列步骤：提供一基板、在该基板上形成沿着一第一轴向平行排列的一第一电极以及沿着一第二轴向平行排列的一第二电极，其中该第一电极与该第二电极间距设置、在该基板上覆盖一层图形化光阻，其中该图形化光阻具有开口裸露出部分的该第一电极、以及在该图形化光阻的开口中形成一第一电容补偿部。

藉此，本发明由于采用了电容补偿部，通过增加了触控电极之间的正对面积或减小了触控电极之间的间距从而在触控情事发生时，增加了整体的触控电容值变化量，进而使得触控信号容易被后端IC识别，提高了触控侦测的精确度。

无疑地，本发明的这类目的与其他目的在阅者读过下文以多种图示与绘图来描述的较佳实施例细节说明后将变得更为显见。

附图说明

本说明书含有附图并于文中构成了本说明书之一部分，俾使阅者对本发明实施例有进一步的了解。该些图示系描绘了本发明一些实施例并连同本文描述一起说明了其原理。在该些图示中：

图1绘示出根据本发明第一实施例一触控电极结构的俯视图；

图2绘示出根据本发明第一实施例中触控电极结构的截面示意图；

图3绘示出根据本发明第二实施例一触控电极结构的截面示意图；

图4绘示出根据本发明第三实施例一触控电极结构的截面示意图；

图5绘示出根据本发明第四实施例一触控电极结构的俯视图；以及

图6至图8绘示出根据本发明实施例触控电极结构的制造方法流程图。

具体实施方式

在下文的细节描述中，组件符号会标示在随附的图示中成为其中的一部份，并且以可实行该实施例之特定范例描述方式来表示。这类实施例会说明足够的细节俾使该领域的一般技艺人士得以具以实施。阅者须了解到本发明中亦可利用其他的实施例或是在不悖离所述实施例的前提下作出结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文之细节描述将不欲被视为是一种限定，反之，其中所包含的实施例将由随附的申请专利范围来加以界定。此外，下文中所述的「正对」（opposite）一词，其有可能指的是两平面呈水平正对之位向，亦有可能是指两平面呈垂直正对之位向。下文所述的「正对面积」是指从一个面发射出垂直于另外一个面的射线，接收射线的面上射线所占的面积。

首先请参照图1，其绘示出根据本发明第一实施例一触控电极结构的俯视图。如图1所示，本实施例的触控电极结构100包含一基板101，基板101可采用例如玻璃等透明的材质，并且基板101具有相对的下表面101a及上表面101b。下表面101a作为接受使用者触碰的表面，上表面101b上则用来形成触控电极结构100的各个部件，详细态样将会在后续内容中加以说明。此外，在本实施例中，基板101的下表面101a可例如已先经过强化、防刮、抗眩、抗菌及/或抗反射等表面处理，以使基板101兼具承载及保护的功能。其用以承载并保护设置在其上的层结构或组件。

复数个第一电极102设置在基板101的上表面101b上，并沿一第一轴向 排列，第一轴向为X轴方向。但第一轴向的方向并不以此为限，在其他实施列中，第一轴向也可以为其他方向。在本实施例中，更包括复数个连接部102X用来连接相邻的第一电极102。

复数个第二电极103设置在基板101的上表面101b上，并沿一第二轴向排列，第二轴向为Y轴方向。但第一轴向的方向并不以此为限，在其他实施列中，第二轴向也可以为其他方向。在本实施例中，更包括复数个跨接部103X用来连接电性连接相邻的第二的电极103,其中跨接部103X位于连接部102X上方，且在跨接部103X与连接部102X之间设有一绝缘部103X，该绝缘部103Y主要起到电性绝缘跨接部103X和连接部102X的作用。

请一并参照图2，其绘示出根据本发明第一实施例一触控电极结构的截面示意图，该截面图是以图1中的截线I-I’所作出的。其中，第一电极102与第二电极103间隔设置，且两者相隔一间距d1。第一电极102与第二电极103相邻的表面上的边缘位置分别设置有一第一电容补偿部104与一第二电容补偿部105。详细态样将会在后续内容中加以说明。此外，如图2所示，第一电极102与第二电极103分别具有一正对面102a与103a，则第一电极102与第二电极103俩者正对面积为S1。上述两触控电极的间距d1与正对面积S1会影响到电极之间的电容值C大小。根据电容计算公式：

C=εS/4πkd

可知，两电极间的间距d1越小以及正对面积S1越大，其所产生的电容值C就越大。

复参照图2，第一电极102与第二电极103相邻的表面上的边缘位置分别设置有一第一电容补偿部104与一第二电容补偿部105。在本实施例中，第一电容补偿部104与第二电容补偿部105之间的间距d2可与d1相同，且两者 具有互相正对的表面104a与105a，其有效正对面积为S2。在本实施例中，由于第一电极102与第二电极103上分别设有第一电容补偿部104与第二电容补偿部105，两触控电极间的有效正对面积从S1变为S1+S2，亦即增加了两触控电极间的电容值。故本发明可以藉由如此增设电容补偿部的方式来有效地增加触控时电容值，以因应超薄触控电极之设计。

在其他实施列中，第一电容补偿部104也可以不设置在第一电极102的表面边缘位置上，而是可以相对应的内缩一段距离或者外伸一段距离。同理第二电容补偿部105基于第二电极103的位置关系也可以进行相应的变换。藉此第一电容补偿部104与第二电容补偿部105之间的间隔也可以不限于d1,而也可以大于d1或小于d1。

接着请参照图3，其即绘示出根据本发明第二实施例一触控电极结构的截面示意图。图3所示结构为本发明触控电极的另一种态样。于本实施列中，一第一电极202与一第二电极203设置在基板201上，两者相隔一间距d1。第一电极202与第二电极203系作为触控电极，其分别具有一正对面202a与203a，两者共同达到一有效正对面积S1。第一电极202边缘处表面上设置有一第一电容补偿部204。第一电容补偿部204更具有一搭接部204a及一延伸部204b，其中该搭接部204a与该第一电极202电性连接，延伸部204b延伸至与第一电极202相邻的第二电极203上方。且本实施例中更包括一第一绝缘块206，用以使得第一电容补偿部204与该第二电极203达到电性绝缘的效果。第一绝缘块206亦同时会填满第一电极202与第二电极203之间的空隙。

在本实施例中，通过增设第一电容补偿部204，使得第一电容补偿部204与第二电极203之间形成新的互相正对的正对面积S2。使得两触控电极间的 有效正对面积从S1变为S1+S2，亦即增加了两触控电极间的触控电容值。更进一步的，在本实施例中第一电容补偿部204与第二电极203之间的间距d2也属于可控的变量，实践中可以通过控制位于第一电容补偿部204与第二电极203之间的第一绝缘块206的厚度大小来达到控制d2的大小。根据电容计算公式可知，第一绝缘块206厚度越小时，d2越小，第一电极102与第二电极103之间的触控电容值越大。故本发明可以藉由如此增设电极补偿部的方式来有效地增加触控时电容值，以因应超薄触控电极之设计。

请参照图4，图4绘示出根据本发明第三实施例一触控电极结构的截面示意图。本实施例的结构与图2以及图3所示结构类似，但结合了两实施例的优点，具有可同时提供额外的水平正对面积与垂直正对面积来改善电容的发明观念。如图4所示，一第一电极302与一第二电极303设置在基板301上，两者相隔一间距d1。第一电极302与第二电极303系作为触控电极，其分别具有一正对面302a与303a，两者共同达到一有效正对面积S1。与图3或所示实施例不同的是，图4电极结构中的第一电极302与第二电极303相邻的边缘处上分别设有一第一电容补偿部304与一第二电容补偿部305，第一电容补偿部304更具有一搭接部304a及一延伸部304b，其中该搭接部304a与该第一电极302电性连接，延伸部304b延伸至与第一电极302相邻的第二电极303上方。且本实施例中更包括一第二绝缘块307，用以使得第一电容补偿部304与该第二电容补偿部305达到电性绝缘的效果，第二绝缘块307亦同时会填满第一电极302与第二电极303之间的空隙。如此，第一电容补偿部304其延伸部304b与第二电容补偿部305之间所形成的有效正对面积为S3且俩者的间距为d2。另一方面，第一电容补偿部304的搭接部304a与第二电容补偿部305之间也会具有互相正对的表面，其有效正对面积为S2且俩者间距 为d3。在本实施例中，上述的额外有效正对面积S2与S3、间距d2与d3的大小皆可视发明的实际需求调整。

在本实施例中，由于原先的电极上加设有第一电容补偿部304与第二电容补偿部305之故，两触控电极间的有效正对面积从S1变为S1+S2+S3，其中包含了第一电容补偿部304与第二电容补偿部305之间的水平正对面积S2与垂直正对面积S3，亦即增加了两触控电极间的电容值，故本发明可以藉由如此增设电极延伸部的方式来有效地增加电容值，以因应超薄触控电极之设计。

在本实施例中，还可以通过采用第一实施列或者第二实施列中的方式对间距d2及d3的大小做出相应的变化。根据电容计算公式可知，当间距d2或者d3越小时，第一电极302与第二电极303之间的触控电容值越大。

接下来请参照图5，其绘示出根据本发明第四实施例一触控电极结构400的俯视图。本实施例与第一实施列中触控电极结构100的不同之处在于，第一电极401与第二电极402上分别设置有四组相对设置的电容补偿部。值得注意的是，电容补偿部的数量并不以此为限，在其他实施列中，电容补偿部得组数可以是根据所需要增加的电容值的大小而做相应的变化。另外，本实施中电容补偿部得在电极上的设置位置统一以电容补偿部设置在电极上的边缘位置。从而使得相对设置的一组电容补偿部之间的间距等于相对设置的第一电极与第二电极之间的间距。然，电容补偿部在电极上的设置位置也不以本实施列中的设置位置为限，在其他实施列中，电容补偿部也可以设置在除了电极边缘外的其他位置，从而使得相对设置的一组电容补偿部之间的间距大于或小于相对设置的第一电极与第二电极之间的间距。

在本实施例中，假设一个第一电极402与相邻的一个第二电极403之间的电容值为C1，而一个连接部402X与一个跨接部403X之间的电容值为C2， 则在此设置态样下，当发生触控情事时，每个第一电极402即有4*C1+2*C2的固有电容值。再者，由于每个第一电极402上皆设置有四个额外的第一电容补偿部404，而与之相对应的，每个第二电极403上也相对的设置有四个额外的第二电容补偿部405。每一组相邻的电容补偿部（如图所示的第一电容补偿部403与第二电容补偿部404）可以形成的电容值为C3，如此，对单个第一电极而言就会多出的电容值为4*C3，整体电容值会变为4*C1+2*C2+4*C3。

值得注意的是，经过实验证明，当触控引起的整体电容变化值达到1.5PF时，才能导致触控讯号容易被后端IC识别从而较为精确的找到触控点。因此对新增的电容补偿部所增加的电容值可以根据具体需求来做相应的改变，而这种改变前述已经进行相关的描述，因此在此不做赘述。

接下来请参照图6至图8，其例示第二实施例触控电极结构200的制造方法流程图。首先请参照图5，提供一基板201作为电极结构的设置基础。基板201之材质可为硬材质或可挠材质透明绝缘材料，例如玻璃、聚酰亚胺（PI）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚四氟乙烯（PTFE）等。基板201亦可为一盖板（cover glass），其相对于设置有电极的另一面可作为使用者的触碰面。接下来，在基板201上形成一第一电极202以及与第一电极202相隔一间距d1的一第二电极203。在此步骤中，两电极的厚度以及彼此间的间距d1都会影响到两电极间的固有电容值大小。在本实施例中，第一电极102与第二电极103可使用传统的氧化铟锡材料来制作（厚度约为或者是使用石墨烯、奈米金属等可达成超薄设计的材质（厚度约为数个

复参照图6，在形成第一电极202与第二电极203后，接着在第一电极 202与第二电极203上形成一层光阻207。光阻207会盖住整个第一电极202与第二电极203，并填满两电极间的间距d1。在此实施例中，光阻207可以通过涂布等方式形成在电极上。

现在请参照图7，在覆盖光阻207之后，接着进行曝光显影制程图案化光阻207。此步骤会使光阻207形成开口212并裸露出下方的第一电极202边缘部分。在本实施例中，形成开口212的用意在于让后续预定形成的第一电容补偿部得以与第一电极202电连接，以作为一可提供额外正对面积的电极延伸部。在一实施例中，也可以通过曝光显影制程将位于第一电极上的光阻207去除。

现在请参照图8，在图案化光阻207后，接着在光阻207上形成一第一电容补偿部204。在本实施例中，第一电容补偿部204经由开口212与下方的第一电极202电连接。第一电容补偿部204可使用适合的透明导电材料来制作，如氧化铟锡、石墨烯或奈米金属等，其可以采用印刷等方式将电极图形印制在光阻207上。第一电容补偿部204会具有一搭接部204a以及一延伸部204b，其中延伸部204b会跨越两电极间的间距d1并延伸至第二电极203上方。其中，位于第二电极203上方之光阻207其厚度例如为d2。如此，第一电容补偿部204其延伸部204b与第二电极203相隔一间距d2，且两者共同达到一有效正对面积S3。

上述流程为本发明第二实施例所示触控电极结构（参图3）的制作步骤，第一实施例以及第三实施例所示触控电极结构（参图2与图4）亦可实行类似的步骤来制作，于此不再多加赘述。

综上，本发明由于采用了电容补偿部，通过增加了触控电极之间的正对面积或减小了触控电极之间的间距从而增加整体的触控电容值变化量，进而使得 触控信号容易被后端IC识别，提高了触控侦测的精确度。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神与范围内，所作的更动及润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种触控电极结构，包含：

一基板；

一第一电极，设置在该基板上并沿一第一轴向排列；

一连接部，用来连接相邻的该第一电极；

一第二电极，设置在该基板上并沿一第二轴向排列，且该第二电极与该第一电极相隔设置；

一跨接部，用来电性连接相邻的该第二电极，其中该跨接部位于该连接部的上方，且在该跨接部和该连接部之间设有一绝缘部；以及

一第一电容补偿部，设置在该第一电极上表面上，其中，该第一电极与第一电容补偿部的组合与相邻的第二电极之间形成电容效应而产生一电容值，该电容值大于该第一电极与相邻的该第二电极之间所产生的电容值；

一第二电容补偿部，设置在该第二电极上表面上，其中该第一电容补偿部与该第二电容补偿部电性绝缘，且第一电容补偿部与第二电容补偿部在基板上的投影不重叠；

其中，该第一电极与相邻的该第二电极之间有一第一电容值，该连接部与该跨接部之间具有一第二电容值，该第一电容补偿部与该第二电容补偿部之间具有一第三电容值，当进行触控时，该第一、第二及第三电容值的整体电容值变化大于等于1.5PF。

2.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于：该第一电极、该第二电极、该第一电容补偿部以及该第二电容补偿部的材质为透明导电材料。

3.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于：该第一电极与该第二电极的材质为石墨烯、氧化铟锡、或是奈米金属。

4.一种触控电极结构的制造方法，其包含下列步骤：

提供一基板；

在该基板上形成沿着一第一轴向平行排列的一第一电极以及沿着一第二轴向平行排列的一第二电极，其中该第一电极与该第二电极间距设置；其中，

一连接部，用来连接相邻的该第一电极；

一跨接部，用来电性连接相邻的该第二电极，其中该跨接部位于该连接部的上方，且在该跨接部和该连接部之间设有一绝缘部；

在该基板上覆盖一层图形化光阻，其中该图形化光阻具有开口裸露出部分的该第一电极；以及

在该图形化光阻的开口中形成一第一电容补偿部，其中，该第一电极与第一电容补偿部的组合与相邻的第二电极之间形成电容效应而产生一电容值，该电容值大于该第一电极与相邻的该第二电极之间所产生的电容值；

更包含设置一第二电容补偿部在该第二电极上表面上，其中该第一电容补偿部与该第二电容补偿部电性绝缘，且第一电容补偿部与第二电容补偿部在基板上的投影不重叠；

其中，该第一电极与相邻的该第二电极之间有一第一电容值，该连接部与该跨接部之间具有一第二电容值，该第一电容补偿部与该第二电容补偿部之间具有一第三电容值，当进行触控时，该第一、第二及第三电容值的整体电容值变化大于等于1.5PF。