CN202649986U - 电容式触控装置 - Google Patents

Abstract

一种电容式触控装置，包含触控感应电路，其具有多个各包括一触控感应电路的感应数组，该触控感应电路具有一沿第一方向设置的主导体和多个第一种分支导体，任意二个第一种分支导体之间可共同界定出一第一种绝缘空间；以及至少一第二感应电极，具有一沿第一方向设置的主导体和至少一沿第二方向延伸设置的第二种分支导体，该任意二个第二种分支导体之间共同界定出一第二种绝缘空间；使第二种分支导体分别呈电性绝缘地设置在各个第一种绝缘空间内，以及使第一种分支导体分别呈电性绝缘地设置在各个第二种绝缘空间内，并使第一、二感应电极的主导体分别电性连接至一感应信号处理回路。本实用新型可改善视觉效果，可节省加工程序与制造成本。

Description

电容式触控装置

技术领域

本实用新型涉及一种电容式触控装置，且特别是有关于一种交互电容式(mutual capacitance)的触控装置。 

背景技术

由于电容式触摸板可用手指进行输入，操作便利性好，且具有近侧感应、多点触控感应等优点，而其输入操作不需经过触压，不会让触摸板承受反复应力，导致磨损及变形损害，所以目前已被广泛应用于各种电子设备，配置在显示屏前作为输入设备使用。一般电容式触摸板大致是在一基板的上、下表面分别设置X轴感应电极及Y轴感应电极；当触摸板表面在受到物体(如手指)的碰触或接近之后，电容会相应产生改变，由量测该变化来得知触点的位置；然而，由于X、Y轴感应电极设在二个不同的平面上，在触摸板的生产制程中，常发生叠接组合时二轴感应电极设对位不准确现象，导致降低电容感应的敏感度及精确度，且这种多叠层的组合结构会形成一较厚的板体，不仅减损透光率，且各别形成在一层的X、Y轴感应电极，因其图案的线迹部及非线迹部(即镂空部)的具有不同的透光率，以致造成穿透面板的光线折射不均，导致屏幕影像变形、模糊失真的困扰；此外，现有电容式触摸板也较容易产生手影效应以及受到电磁干扰，影响触点侦测之精准度。 

中国台湾发明公开TW201120717A1「触控显示设备与触控装置」(Touch Display Device and Touch Sensing Device)发明申请案，在其图1公开一种设置于显示面板上的触控感测组件，其包括多个感应电极与多个驱动电极，该些电极都呈栅栏状造型，感应电极与驱动电极交错设置，形成矩形数组状排列的多个电容感测单元；虽然上述发明申请案的感应电极与驱动电极可直接制作在同一层的导电薄膜上，但在同一排列方向的各个驱动电极之间仍须利用桥接线将彼此电性串连，以便使驱动电极可正交地横跨于感应电极；为安装前述桥接线，除了必须增加许多加工步骤之外，该触控感测组件至少必须额外增加设置一绝缘层及桥接线的导电层。 

发明内容

本实用新型提供一种改进的交互电容式触控装置，可将X、Y轴感应电极以及信号传输线等触控感应电路的组件全部设置在同一导电层上，使各感应电极的布设定位精准，增进触控感应功能的敏感度及准确度，而且该触控感应电路可直接制作在一薄膜(Film)上，可进一步薄化的触摸板结构，以提升触摸板的透光率及透光均一性，改善视觉效果，且其不须再额外设置金属材质的信号传输线(metal trace)，可节省加工程序与制造成本。 

为达上述目的，本实用新型所提供的电容式触控装置包含：在一基底层的一表面设置一触控感应电路，该触控感应电路具有多个感应数组，各感应多组包括：一第一感应电极，其具有一沿第一方向延伸设置的主导体，以及多个沿第二方向延伸设置的第一种分支导体，并令该等第一种分支导体连接至该主导体，使该主导体与任意二个第一种分支导体之间共同界定出一第一种绝缘空间；以及至少一第二感应电极，第二感应电极具有一沿第一方向延伸设置的主导体，以及至少一沿第二方向延伸设置的第二种分支导体，并令该第二种分支导体连接至该主导体，使该主导体与任意二个第二种分支导体之间共同界定出一第二种绝缘空间；使各个第二感应电极的第二种分支导体分别呈电性绝缘地 设置在各个第一种绝缘空间内，以及使第一感应电极的第一种分支导体分别呈电性绝缘地设置在各个第二种绝缘空间内，并使第一、二感应电极的主导体分别电性连接至一感应信号处理回路。 

特别是，第二种分支导体的外形与第一种绝缘空间的外形呈互补对应，以及第一种分支导体的外形与第二种绝缘空间的外形呈互补对应。特别是，在第二种分支导体的外周缘与第一种绝缘空间的内周缘之间具有间隙，以及在第一种分支导体的外周缘与第二种绝缘空间的内周缘之间具有间隙，前述间隙的宽度约为20μm-80μm。 

特别是，该基底层是采用高透光率的绝缘性薄层材料，其材料是选自于聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酯(Polythylene terephthalate，PET)的薄膜材料，或是聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、环烯烃共聚合物(Cyclic Olefin Copolymer)、玻璃的薄板材料；该基底层也可以是用油墨、光硬化树脂(UV胶)或光学胶(OCA胶)所形成的薄膜，但实施的材料范围不以前述材料为限。 

特别是，前述触控感应电路可采用一透明导电膜，利用蚀刻、雷射手段以划设出所需的电路图案，而该透明导电薄膜的材料可选自氧化铟锡(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化铟锌(Indium Zinc Oxide，IZO)、氧化锌铝(Aluminum Zinc Oxide，AZO)或聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)等，但实施的范围不以前述材料为限；也可利用印刷手段将导电性油墨材料印刷在该基底层上以形成所需的电路图案。 

在一实施例中，第一种分支导体具有面状外形，可为四边形、三角形、多边形或圆形之一，或前述一种以上几何形组成的面状外形；或是，第一种分支导体具有线条状外形，可为连续的直线条、折线条或曲线条之一，或前述一种以上连续线条组成的线条状外形，但实施的外形范围不以前述为限。 

在另一实施例中，第二种分支导体具有面状外形，可为四边形、三角形、多边形或圆形之一，或前述一种以上几何形组成的面状外形；或是，第二种分支导体具有线条状外形，可为连续的直线条、折线条或曲线条之一，或前述一种以上连续线条组成的线条状外形，但实施的外形范围不以前述为限。 

于其他实施例中，本实用新型的电容式触控装置还包含一表面层，使前述触控感应电路被夹设于该表面层与基底层之间，使触控感应电路获得较好的保护；该表面层可为一坚硬材质的透明薄板，其材料是选自于玻璃或聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯或环烯烃共聚合物等，但实施的材料范围不以前述材料为限。 

此将于下文中进一步阐明本实用新型的其他功能及技术特征，熟习本技术者熟读文中的说明后即可据以实现本实用新型。 

附图说明

图1为本实用新型实施例的侧面剖示图； 

图2为本实用新型实施例的触控感应电路的布局示意图； 

图3为图2D部的放大图； 

图4为图2D部的驱动电极的布局示意图； 

图5为图2D部的感应电极的布局示意图； 

图6为本实用新型另一实施例的感应数组的布局示意图； 

图7为本实用新型再一实施例的感应数组的布局示意图；以及 

图8为本实用新型又一实施例的感应数组的布局示意图。 

附图说明： 

100，基底层；200导电层； 

250，感应数组；300，表面层； 

10，驱动电极；10a，主导体； 

10b，分支导体；10c，绝缘空间； 

20，感应电极；20a，主导体； 

20b，分支导体；20c，绝缘空间； 

30，接点；G，间隙； 

具体实施方式：

如图1至图5所示是本实用新型的一较好实施例，其在基底层100与表面层300之间具一导电层200，该导电层上设有触控感应电路的图案，该触控感应电路由数排感应数组250组成，而各感应数组250包括一驱动电极10及多层的感应电极20，其中，驱动电极10大致上沿Y轴向延伸设置于基底层100上，在驱动电极10的主导体10a一侧具有多数沿X轴向平行设置的分支导体10b，由该主导体10a与任意二分支导体10b共同界定出一绝缘空间10c(请参阅图4)；感应电极20大致上沿Y轴向且与驱动电极10平行设置于基底层100上，在感应电极20的主导体20a一侧具有多个沿X轴向延伸设置的分支导体20b，由该主导体20a与任意二分支导体20b可共同界定出一绝缘空间20c(请参阅图5)；驱动电极10与感应电极20互呈互补对应设置，使驱动电极10的分支导体10b分别设置在感应电极20的绝缘空间20c内，同样的，感应电极20的分支导体20b分别设置在驱动电极10的绝缘空间10c内，即，使驱动电极10的分支导体10b与感应电极20的分支导体20b彼此交错设置；如图3所示，分支导体10b、20b设置在绝缘空间20c、10c内，使分支导体10b、20b的外周缘与绝缘空间20c、10c的内周缘之间形成宽度约为20μm-80μm的间隙G，以确保彼此电性绝缘，较好的，该间隙宽度为30μm-50μm之间，以兼顾电极之间的电性绝缘及触摸板的透光均一性；驱动电极10的主导体10a与感应电极20的主导体20a可用以输出或输入感应信号，因此将各主导体10a、20a分别电性连接至在面板边缘部位的接点30，然后经由一信号总线连接至感应信号处理回路(未显示于图面)，用以处理感应信号而算出感应位置；前述电路结构，一驱动电极10可搭配设置一个或一个以上的感应电极20，以共同形成一感应数组250，而利用多个感应数组250以组成一触控感应电路(如图2所示)。 

前述实施例中，驱动电极10的分支导体10b与感应电极20的分支导体20b是沿Y轴向平行设置，但不限于此，实际上它们也可以是沿着X轴向或任意轴向而设置；而各电极的主导体20a、40a是与分支导体20b、40b是彼此垂直，但不限于此，实际上二者可用任意角度相交。 

前述基底层100、导电层200与表面层300是由高透光率的材质所构成，以便组成一可透光的板体；基底层100与表面层300是选用为具透光性的绝缘性薄层，可以为玻璃、聚碳酸酯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯或环烯烃共聚合物等材料制成的薄板或薄膜，较好的，基底层100是采用具有可挠性的聚酯或聚碳酸酯薄膜；用于形成触控感应电路图案的导电层200可以为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌铝或聚乙撑二氧噻吩等材质的透明薄膜，较佳的，使导电层200直接设置在基底层100上，可利用蚀刻或雷射手段直接划设出所需的电路图案。 

如所知的，驱动电极10与感应电极20之间的交互电容(mutual capacitance)越大，则触控时所引起的耦合感应信号的改变量会越大，可以提供较高的触控灵敏度；本实施例的驱动电极10与感应电极20均呈梳子形状且彼此相互交错的结构，使彼此相对的电极面积增加，因此可大幅增加交互电容，达到提升触控灵敏度的效果；事实上，电极的分支导体的设置形状也会对交互电容产生影响；分支导体10b、20b可为面状外形，例如，在前述公开的实施例中的分支导体10b、20b是由一矩形面与多数三角形面组合而成的，在图6显示的分支导体10b、20b是三角形面，在图7显示的分支导体10b、20b是呈长条 状的矩形面；分支导体除了前的面状外形之外，还可为四边形、三角形、多边形或圆形之一或前述二种以上的几何形组合而成的面。分支导体10b、20b也可为线条状外形，例如，在图8显示的分支导体10b、20b为一折线状的线条，在其他实施例中，分支导体的线条状外形可为连续的直线条、折线条或曲线条之一，或前述一种以上连续线条组成的线条状外形；当驱动电极10或感应电极20使用不同外形的分支导体时，随之会界定出不同外形的绝缘空间，可以理解的，此时搭配设置在该绝缘空间内的分支导体，也必须调整设计成与该绝缘空间相对应的外形；驱动电极及感应电极的分支导体的形状、数量与配置均可视产品设计而调整，而不需受前述实施列所局限。 

尤其需要注意的是，驱动电极及感应电极的主导体10a、20a的宽度宜尽量的细小，因此可缩小二相邻平行设置的感应多组之间的间隔，以减少相邻感应多组所无法侦测到感应信号的区域，能有效改善感应灵敏度与准确度。 

上述所列举的实施例，仅用为方便说明本实用新型并非加以限制，在不离本实用新型的精神范畴，熟悉此一行业技艺人士依本实用新型的专利范围及发明说明所作的各种简易变形与修饰，均仍应含括在申请专利范围中。 

Claims (8)

1.一种电容式触控装置，其特征在于，包含；

一基底层，为高透光率的绝缘性薄层；

一触控感应电路，其被设置前述基底层的一表面上，具有多组感应数组，而各感应数组包括：

一第一感应电极，其具有一沿第一方向延伸设置的主导体，以及多组沿第二方向延伸设置的第一种分支导体，并令该等第一种分支导体连接至该主导体，使该主导体与任意二个第一种分支导体之间共同界定出一第一种绝缘空间；以及

至少一第二感应电极，第二感应电极具有一沿第一方向延伸设置的主导体，以及至少一沿第二方向延伸设置的第二种分支导体，并令该第二种分支导体连接至该主导体，使该主导体与任意二个第二种分支导体之间共同界定出一第二种绝缘空间；使各个第二感应电极的第二种分支导体分别呈电性绝缘地设置在各个第一种绝缘空间内，以及使第一感应电极的第一种分支导体分别呈电性绝缘地设置在各个第二种绝缘空间内，并使第一、二感应电极的主导体分别电性连接至一感应信号处理回路。

2.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，第二种分支导体的外形与第一种绝缘空间的外形呈互补对应。

3.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，第一种分支导体的外形与第二种绝缘空间的外形呈互补对应。

4.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，在第二种分支导体的外周缘与第一种绝缘空间的内周缘之间具有间隙，以及在第一种分支导体的外周缘与第二种绝缘空间的内周缘之间具有间隙。

5.如权利要求4所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，所述间隙的宽度为20μm-80μm。

6.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，第一种分支导体或第二种分支导体具有面状外形，可为四边形、三角形、多边形或圆形之一，或所述一种以上几何形组成的面状外形。

7.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，第一种分支导体或第二种分支导体具有线条状外形，可为连续的直线条、折线条或曲线条之一，或所述一种以上连续线条组成的线条状外形。

8.如权利要求1所述的电容式触控装置，其特征在于，其中，还包含一表面层，为高透光率的绝缘性薄层，可将所述触控感应电路夹设于该表面层与基底层之间。 

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