CN108803915A - 电容式触控面板及其感应电极 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种电容式触控面板及其感应电极，该电容式触控面板包含有沿不同方向排列的多个第一电极与多个第二电极，并于一感测区域中重叠；各该第一电极及第二电极分别包含有一主干与从该主干的相对二侧延伸出的多个分支部，且位于该主干同一侧的两相邻分支部之间相隔一间距，各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度，且该二相邻第一电极的主干在朝向彼此的二侧上所分别形成的该些分支部之间为相互交错配置；如此，可提高触碰对象的定位精确度。
Description
技术领域
本发明关于一种电容式触控面板结构，尤指一种电容式触控面板的感应电极图案的改良。
背景技术
电容式触控面板主要由多个感应电极构成矩阵排列的触碰感应单元，如图7所示，为其中一种现有电容式触控面板60的态样，其包含有多条X轴电极61及多条Y轴电极62，该多条X轴及Y轴电极61、62为电性绝缘交错设置；其中各该多条X轴及Y轴电极61、62的交错区域即构成一个触碰感应单元600。如图所示，各条该X轴及Y轴电极61、62的宽度为非等宽度的条状电极，且各条该X轴及Y轴电极61、62的宽度Wa对应在交错处窄缩，使其二者之间的耦合电容变小；又，各条该X轴及Y轴电极61、62的宽度Wa自各交错处向外渐扩至宽度Wb，使阻抗减低，更有助于主动式触控笔的感应。
然而，上述电容式触控面板60中该X轴及Y轴电极61、62的图案形状却也造成识别特定触碰位置不精准的问题产生。由于各条该X轴及Y轴电极61、62宽度Wa对应各交错处窄缩，相对也拉大了二相邻的该X轴及Y轴电极61、62之间的间隔d1，以致该X轴及Y轴电极61、62减少了所对应的该触碰感应单元600中的涵盖面积，特别是相对于该触碰感应单元600中的角落位置。在实际使用上，如图7所示，若将该其中一触碰感应单元600的左下角区域A分成25个不同触碰点631进行感测，假设该X轴电极61及该Y轴电极62在检测主动式触控笔时均为接收电极，并对应获得对应前述25个不同触碰点631的25个感应量，并识别其坐标，如图8所示。由图可知，此25个触碰点631识别后的坐标与其对应理想坐标相较，由于在该区域A中远离该X轴电极61的该些触碰点631与其左右侧的该X轴电极61间的距离有所差异，导致该些触碰点631与其左右侧的该X轴电极61间的感应量也有所差异(右侧感应量较大)，导致其坐标偏差值较大，且明显往位在右边的该X轴电极61偏移，而靠近该X轴电极61的该些触碰点631由于其位置感测到的左右侧感应量较为平均，故其位置与对应的理想坐标之间的坐标偏差值明显变小；而且，在该区域A中远离该Y轴电极62的该些触碰点631与其上下侧的该Y轴电极62间的距离也有所差异，导致该些触碰点631与其上下侧的该Y轴电极62间的感应量也有所差异(上方感应量较大)，导致其坐标明显往位在上方的该Y轴电极62偏移，而靠近该Y轴电极62的该些触碰点631由于其位置感测到的上下侧感应量较为平均，故其位置与对应的理想坐标之间的坐标偏差值明显变小，上述结果代表在此种电极图案设计下愈远离该X轴电极61的该些触碰点631的位置准确度越低。
除此之外，在触控笔的倾斜角度(Tilt)识别应用来说，如图7及图9所示，当一主动式触控笔63在该触碰感应单元600的区域A中，以多个不同的倾斜角度(30、45、60、75、90度)且沿着虚线F的二个相反方位角(Orientation)进行测试，并以各倾斜角度(正负号代表两个相互为反向的方位角)的坐标偏差值绘制成一坐标偏差曲线，如图10所示。由于该主动式触控笔63的笔头在图8中的识别后坐标已偏离理想坐标甚远，故当图9中该主动式触控笔63改变其方位角至另一反向方位角时，即便在倾斜角度仍维持30度的情况下，其所对应的坐标偏差值分别有着非常明显的差距(1.1mm/0.1mm)，如此将会严重影响该电容式触控面板60错误判断该主动式触控笔63的坐标位置，而大幅降低其坐标精确度。因此，此一电容式触控面板60仍无法满足对主动式触控笔63的高识别准确度的需求，有必要进一步改良之。
发明内容
有鉴于目前电容式触控面板识别主动式触控笔的坐标位置仍有不准确的技术缺陷，本发明主要目的是提供一种电容式触控面板及其感应电极，可改善此一技术缺陷。
欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该电容式触控面板包含有第一感应层及第二感应层；该第一感应层具有沿着一第一方向排列的多个第一电极，而该第二感应层则具有沿着不同于该第一方向的一第二方向排列的多个第二电极；其中该第一电极及第二电极之间相互绝缘且交错重叠，又各该第一电极及第二电极分别包含有一主干与从该主干的相对二侧延伸出的多个分支部，且位于该主干同一侧的两相邻分支部之间相隔一间距，各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度；其中该二相邻第一电极的主干在朝向彼此的二侧上所分别形成的该些分支部之间为相互交错配置。
由上述说明可知，本发明电容式触控面板的各该第一电极及第二电极主要由一主干的相对二侧延伸有多个分支部，使该第一电极及第二电极之间的重叠区域分布更为均匀且缜密；又加上各该分支部末端的宽度小于其与该主干相接的一连接端的宽度，故能避免该分支部分走过多相邻电极的感应电容；是以，本发明识别主动式触控笔的准确率可相对提升。
欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该电容式触控面板的感应电极包含有一主干及多个自该主干的相对二侧延伸而出的分支部；其中位于该主干同一侧的两相邻分支部之间相隔一间距，且各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度，且该多个分支部在该主干两侧形成不对称交错齿状的分布。
由上述说明可知，本发明电容式触控面板的感应电极主要由一主干的相对二侧延伸有多个分支部，各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度，避免靠近相邻触碰感应单元的分支部的触控点的感应量会被相邻触碰感应单元的分支部分走过多感应电容，而且还能提高自身电极在两侧的感应量比重，除了可有效提升主动式触控笔在坐标位置上的定位精确度外，更可进一步改善在检测主动式触控笔的倾斜角度(Tilt)或方位角(Orientation)时触控面板检测其笔头所产生的坐标偏差值。
附图说明
图1A：本发明一电容式触控面板的一局部剖视图。
图1B：本发明一电容式触控面板的一俯视平面图。
图2A：图1B中部分第一电极的一平面图。
图2B：图1B中部分第二电极的一平面图。
图3A：图1位于其中一触碰感应单元中的第一电极的电极图案。
图3B：图1位于其中一触碰感应单元中的第二电极的电极图案。
图3C：图1位于其中一触碰感应单元中相互重叠的第一电极及第二电极的电极图案。
图3D：触控笔于其中一触碰感应单元感应以不同倾斜角度及不同方位角的使用示意图。
图4A：本发明使用一网格状导电片的一平面示意图。
图4B：本发明使用另一网格状导电片的一平面示意图。
图5：于图3C区域A中不同位置感测并识别出的一坐标位置图。
图6：于图3C区域A中触控笔沿着虚线F感测多个倾斜角度在不同方位角上的坐标偏差值，且依其坐标偏差值绘制成的坐标偏差值曲线图。
图7：现有电容式触控面板中X轴电极与Y轴电极交错排列的一平面示意图。
图8：图7其中一触碰感应单元的区域A的不同位置感测并识别出的一坐标位置图。
图9：触控笔于其中一触碰感应单元感应以不同倾斜角度及不同方位角的使用示意图。
图10：于图7区域A中，触控笔沿着虚线F感测多个倾斜角度在不同方位角上的坐标偏差值，且依其坐标偏差值绘制成的坐标偏差值曲线图。
其中附图标记为：
10电容式触控面板 100触碰感应单元
11盖板 12绝缘层
20第一感应层 21、21’第一电极
211、211’主干 211a部分主干
212、212’分支部 212a、212a’宽端部分
212b’末端部分 22切割道
30第一端子引线 40第二感应层
41、41’第二电极 411、411’主干
211a部分主干 412、412’分支部
412a、412a’宽端部分 412b’末端部分
42切割道
50第二端子引线 51、51’网格状导电片
511、511’第一轴向线 512、512’第二轴向线
60电容式触控面板 600触碰感应单元
61X轴电极 62Y轴电极
63主动式触控笔 631触碰点
具体实施方式
本发明针对电容式触控面板的电极结构进行改良，使电容式触控面板具有主动式触控笔的高识别度；以下谨配合图式详细说明本发明技术内容。
首先请参阅图1A及图1B所示，为本发明一电容式触控面板10的一实施例，该电容式触控面板10包含有一盖板11、一绝缘层12、一第一感应层20、一第二感应层40及一感测区域S，该第一感应层20及第二感应层40分别设置于该绝缘层12的上、下表面，且该第一感应层20位于该盖板11及绝缘层12之间。其中，该第一感应层20及第二感应层40分别为一网格状导电片51，如图4A所示，该网格状导电片51是由相互平行的多个第一轴向线511与相互平行的多个第二轴向线512交错排列构成；于本实施例，各该第一轴向线511及第二轴向线512可为直线，或可如图4B所示，为另一网格状导电片51’，其中各该第一轴向线511’及第二轴向线512’可为连续曲线。于本实施例，该绝缘层12可为一绝缘基板、一绝缘薄膜或一介电层，概依不同形式的电容式触控面板使用相应的绝缘材料(例如：PET等)，本实施例是以单片双层透明导电薄膜式(Glass/DITO或GF2)作为实施样态说明，但不以此为限；本发明可应用于其他不同形式电容式触控面板，例如：保护玻璃暨双薄膜传感器式GFF(Cover GlassFilm/Film)、嵌入式(In-cell/On-cell)、单片玻璃式(One Glass Solution；OGS)、保护玻璃暨传感器式(Cover Glass/Sensor Glass；G/G)或其类似的触控面板。
如图2A及图2B所示，该第一感应层20具有断开该第一轴向线51及第二轴向线52(如图4A所示)的多条切割道22，并藉以在该第一感应层20上形成多个第一电极21，其中该多个第一电极21等间距沿着一第一方向Y排列；该第二感应层40具有断开该第一轴向线51及第二轴向线52(如图4A所示)的多条切割道42，并藉以在该第二感应层40上形成多个第二电极41，其中该多个第二电极41等间距沿着不同于该第一方向Y的一第二方向X排列，使得该第一电极21及第二电极41在该感测区域S中重叠且彼此电性绝缘，以构成多个触碰感应单元100。又，各该触碰感应单元100具有一宽度D，以本实施例来说，各该触碰感应单元100的宽度D即为各该第一电极21之间的间距(Sensor Pitch)。
如图1B所示，该多个第一电极21的一侧分别连接有一第一端子引线30。请配合参阅图2A所示，各该第一电极21、21’包含有一呈长矩形的主干211、211’以及多个呈梯形的分支部212、212’；其中该多个分支部212、212’分别从该主干211、211’的相对二侧横向延伸而出；其中位于该主干211、211’同一侧的两相邻分支部212、212’之间相隔一间距，且该多个分支部212、212’在该主干211、211’两侧形成左右不对称交错齿状的分布设计；又，各该分支部212、212’与该主干211、211’相接的一连接端的宽度W3大于该分支部212、212’的末端的宽度W2。该第一电极21的分支部212延伸至与其相邻的该另一第一电极21’的二个分支部212’之间，故该宽度W2相当于该二个相邻分支部212’宽端部分212a’之间的最短距离。
如图1B所示，该多个第二电极41的一侧分别连接有一第二端子引线50。再如图2B所示，各该第二电极41、41’包含有一呈长矩形的主干411、411’以及多个呈梯形的分支部412、412’；其中该多个分支部412、412’分别从该主干411、411’的相对二侧横向延伸而出；其中位于该主干411、411’同一侧的两相邻分支部412、412’之间相隔一间距，且该多个分支部412、412’在该主干411、411’两侧形成左右不对称交错齿状的分布设计；又，各该分支部412、412’与该主干411、411’相接的一连接端的宽度W3大于该分支部412、412’的末端的宽度W2；该第二电极41的分支部412延伸至与其相邻的该另一第二电极41’的二个分支部412’之间，故该宽度W2相当于该二个相邻分支部412’宽端部分412a’之间的最短距离。
于本实施例，本发明的各该第一电极21、21’及第二电极41、41’的主干211、211’、411、411’的宽度W1与各分支部212、212’、412、412’的长度L及末端的宽度W2之间的尺寸设计关系可选择为：L>W1≧W2，其中该宽度W1又可为1～3倍的该宽度W2，即W1＝1～3W2，且该长度L可为1.5～4倍的该宽度W1；即L＝1.5～4W1。又，倘若本发明用以配合主动式触控笔使用的设计情况，则各该第一电极21、21’及第二电极41、41’的主干211、211’、411、411’的宽度W1亦可为0.5～1.5倍主动式触控笔的笔头直径，且其分支部212、212’、412、412’的长度L可为0.5～3倍主动式触控笔的笔头直径；各该分支部212、212’、412、412’与该主干211、211’、411、411’相接的一连接端的宽度W3可为0.5～1.5倍主动式触控笔的笔头直径，各该分支部212、212’、412、412’的末端的宽度W2可为0.25～0.8倍主动式触控笔的笔头直径。
再请配合参阅图1B、图2A及图2B所示，该多个第一电极21及第二电极41重叠于感测区域S中，以构成多个个呈一矩阵排列的触碰感应单元100；又，各该触碰感应单元100对应该其中一第一电极21与该其中一第二电极41重叠的位置，如图3A、图3B及图3C所示，即该触碰感应单元100对应具有该第一电极21及第二电极41的部份主干211a、411a、该至少一分支部212、412的一宽端部分212a、412a，以及相邻的该第一电极21’及第二电极41’的多个分支部212’、412’的一末端部分212b’、412b’，且本发明触碰感应单元100的间距(sensorpitch)D小于一主干211、411的宽度W1加上其两侧分支部211、411长度2L。另外，如图3A所示，在各该触碰感应单元100中的该第一电极21可被一对称线Y1分成二个相邻且对称的图案单元P1、P1’，在本实施例中该对称线Y1与该第一方向Y相互平行；以及，如图3B所示，在各该触碰感应单元100中的该第二电极41可被一对称线X1分成二个相邻且对称的图案单元P2、P2’，在本实施例中该对称线X1与该第二方向X相互平行。由于本发明所设计的电极图案具前述特征，使得各该触碰感应单元100内的电极图案的分布对称且均匀，不论是以该第一或第二电极21、41来作为感应电极，其获得的感应量分布情况将更为均匀。
综上所述，本发明电容式触控面板10的各该第一电极21及第二电极41主要由主干211、41的相对1二侧延伸有多个分支部412、412，二相邻的第一电极21及第二电极41之间仅保持一切割道22、42的宽度；又加上各该分支部212、412末端的宽度W2小于其与该主干211、411相接的一连接端的宽度W3。由于本发明的电极图案的分支部212、412宽度朝相邻电极方向为渐缩设计，故各该分支部212、412延伸进入相邻的该分支部212’、412’的电极面积也相对减少，能避免该分支部212、412分走过多相邻电极的感应电容；又，由于该分支部212、412在连接该主干211、411的宽度W3相对大于末端宽度W2，故还能提高自身电极在两侧的感应量比重，除了可有效提升主动式触控笔在坐标位置上的定位精确度外，更可进一步改善在检测主动式触控笔的倾斜角度(Tilt)或方位角(Orientation)时所产生的坐标偏差值。
请参阅图3C及图5所示，取与图7及图8相同的25个触碰点631位置进行本发明感测，即对图3C所示的触碰感应单元100的左下角区域A进行不同的25个触碰点631位置的识别，如图5所示，本发明依据各触碰点631感应量识别其坐标位置，明显较先前技术的电容式触控面板来得更贴近理想坐标位置。再如图3D所示，当一主动式触控笔63在该触碰感应单元100的区域A中，以多个不同的倾斜角度(30、45、60、75、90度)且沿着虚线F的二个相反方位角(Orientation)进行测试，如图6所示，以各倾斜角度(正负号代表两个相互为反向的方位角)的坐标偏差值绘制成一坐标偏差曲线。由图6与图10相较可明显看出，由于该主动式触控笔63的笔头在图5中的识别后坐标已贴近理想坐标，故当图3D中该主动式触控笔63改变其方位角至另一反向方位角并同样维持30度的倾斜角，测得的坐标偏差值相当接近，代表当感应不同XY平面的位置上不同倾斜角度的主动式触控笔63的感应量时，该主动式触控笔63在相同的倾斜角度下所造成的坐标偏差值一致，不会因为方位角的改变而导致坐标偏差值大幅变动，容易据此特性加以修正补偿后，不再因使用者握持主动式触控笔63的角度不同，均可正确地识别触碰点的坐标位置。是以，本发明识别主动式触控笔的准确率可相对提升。
以上所述仅是本发明的实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (18)
1.一种电容式触控面板，包括：
一第一感应层，具有沿着一第一方向排列的多个第一电极；以及
一第二感应层，具有沿着不同于该第一方向的一第二方向排列的多个第二电极，且该第一电极及第二电极之间相互绝缘且交错重叠；
其中，该多个第一电极的其中一第一电极及多个第二电极的其中一第二电极分别包含有一主干与从该主干的相对二侧延伸出的多个分支部，且位于该主干同一侧的两相邻分支部之间相隔一间距，各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度；
其中，该二相邻第一电极的主干在朝向彼此的二侧上所分别形成的该些分支部之间为相互交错配置。
2.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该第一电极的多个分支部在该第一电极的主干两侧形成不对称交错齿状的分布；该第二电极的多个分支部在该第二电极的主干两侧形成不对称交错齿状的分布。
3.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，相互绝缘且交错重叠的该第一电极及第二电极构成一触碰感应单元，该触碰感应单元包含二相重叠的第一电极及第二电极的部分主干及该至少一分支部的一宽端部分。
4.如权利要求3所述的电容式触控面板，其特征在于，该触碰感应单元进一步包含相邻的该第一电极及第二电极的多个分支部的一末端部分。
5.如权利要求3或4所述的电容式触控面板，其特征在于，该触碰感应单元具有一宽度，且该宽度小于该第一或第二电极的主干宽度与该主干左右侧的两分支部的长度的加总。
6.如权利要求3或4所述的电容式触控面板，其特征在于，位于该触碰感应单元中的该第一电极或第二电极被分成相互对称的二个图案单元。
7.如权利要求1至4中任一项所述的电容式触控面板，其特征在于，各该第一或第二电极的各分支部的长度大于该主干的宽度，而该主干的宽度大于或等于各该分支部的末端宽度。
8.如权利要求7所述的电容式触控面板，其特征在于，：
各该第一或第二电极的的主干的宽度为该分支部的末端宽度的1～3倍；及
各该第一或第二电极的各分支部的长度为该主干的宽度的1.5～4倍。
9.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，该第一感应层及第二感应层分别为一网格状导电片。
10.如权利要求9所述的电容式触控面板，其特征在于，该网格状导电片由相互平行的多个第一轴向线与相互平行的多个第二轴向线交错排列构成。
11.如权利要求10所述的电容式触控面板，其特征在于，该第一轴向线为直线或连续曲线，该第二轴向线为直线或连续曲线。
12.如权利要求1所述的电容式触控面板，其特征在于，进一步包括一盖板及一绝缘层，其中该第一电极及第二感应层分别设置于该绝缘层的上、下表面，且该第一感应层设置于该盖板与该绝缘层之间。
13.一种电容式触控面板的感应电极，其特征在于，包括：
一主干；以及
多个分支部，从该主干的相对二侧延伸出，且位于该主干同一侧的两相邻分支部之间相隔一间距；
其中，各该分支部与该主干相接的一连接端的宽度大于该分支部的末端的宽度，且该多个分支部在该主干两侧形成不对称交错齿状的分布。
14.如权利要求13所述的感应电极，其特征在于，各该分支部的长度大于该主干的宽度，而各该主干的宽度大于或等于各该分支部的末端宽度。
15.如权利要求14所述的感应电极，其特征在于，
该主干的宽度为1～3倍的该分支部的末端宽度；及
各该分支部的长度为1.5～4倍的该主干的宽度。
16.如权利要求13至15中任一项所述的感应电极，其特征在于，为一网格状导电片切割而成。
17.如权利要求16所述的感应电极，其特征在于，该网格状导电片由相互平行的多个第一轴向线与相互平行的多个第二轴向线交错排列构成。
18.如权利要求17所述的感应电极，其特征在于，该第一轴向线为直线或连续曲线，该第二轴向线为直线或连续曲线。
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