CN202995690U - 电容式感测结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种电容式感测结构，其包括基板与多个触控单元。每一触控单元包括第一电极与第二电极。第一电极设置在基板的表面，且第一电极的内部具有图案化凹槽。其中，图案化凹槽贯穿第一电极，以形成一开口。第二电极设置在图案化凹槽内，并从图案化凹槽的开口延伸至第一电极的外部。此外，第一电极与第二电极在电性上互不相连。

Description

电容式感测结构
技术领域
本实用新型涉及一种感测结构，且特别是涉及一种电容式感测结构。
背景技术
随着科技技术的日新月异，具有触控功能的触控装置，例如：触控面板(touch panel)或是触控板(touch pad)，已渐渐取代传统的键盘或鼠标，并成为新一代的输入界面。常见的触控装置大致可分为电容式与电阻式，其中电容式触控装置因具有多点触控等特性而备受瞩目。
就电容式触控装置的感测结构而言，可依据电极的配置而区分为单层电极结构与双层电极结构。其中，双层电极结构主要是利用堆叠方式将两电极分别配置在不同的导电层内，而单层电极结构则是将两电极配置在同一导电层内。
因此，相比较于双层电极结构而言，单层电极结构将有助于降低电容式触控装置的生产成本。此外，针对现有的单层电极结构来说，电容式触控装置往往必须针对各个电极进行感测。因此，在搭配现有的单层电极结构的情况下，电容式触控装置必须针对每一电极设置相应的一感测通道，进而造成电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电容式感测结构，其触控单元具有单层电极结构，并有助于降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
本实用新型提出一种电容式感测结构，包括基板与多个触控单元。每一触控单元包括第一电极与第二电极。第一电极设置在基板的表面，且第一电极的内部具有图案化凹槽。其中，图案化凹槽贯穿第一电极，以形成一开口。第二电极设置在图案化凹槽内，并从图案化凹槽的开口延伸至第一电极的外部。此外，第一电极与第二电极在电性上互不相连。
在本实用新型的一实施例中，上述的电容式感测结构还包括第一触控线路。其中，第一触控线路是由所述多个触控单元中的第1至第N个触控单元所构成，且第1至第N个触控单元中的第二电极电性相连，N为正整数。
在本实用新型的一实施例中，上述的电容式感测结构还包括第二触控线路。其中，第二触控线路是由所述多个触控单元中的第(N+1)至第2N个触控单元所构成。此外，第(N+1)至第2N个触控单元中的第二电极电性相连，且第i个触控单元中的第一电极电连接第(i+N)个触控单元中的第一电极，i为整数且1≦i≦N。
基于上述，本实用新型的优点在于，其电容式感测结构中的触控单元具有单层电极结构。此外，本实用新型是将每一触控线路中的第二电极电性相连，并将触控线路中位在相对位置的第一电极也电性相连。由此，本实用新型的电容式感测结构将有助于降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1为本实用新型的一实施例的电容式感测结构的示意图；
图2A为本实用新型的一实施例的触控单元的示意图；
图2B~图2D分别为本实用新型的另一实施例的触控单元的示意图；
图3为本实用新型的另一实施例的电容式感测结构的示意图；
图4为本实用新型的再一实施例的电容式感测结构的示意图；
图5为本实用新型的又一实施例的电容式感测结构的示意图；
图6为本实用新型的另一实施例的电容式感测结构的示意图。
主要元件符号说明
100、300、400、500、600：电容式感测结构
10、30、60：基板
11、31、61：基板的一表面
101~104、301~312、401~424、601~608：触控单元
101a~104a、301a~312a、1~12、601a~608a：第一电极
101b~104b、301b~312b、601b~608b：第二电极
ND1、ND31~ND33：连接节点
210：图案化凹槽
211：图案化凹槽的底部
SD21~SD24：第一电极101a的侧边
320、330、630、640：配线
41、42、501~512、610~620：触控线路
D41、D61：第一方向
D42、D62：第二方向
具体实施方式
图1为依据本实用新型的一实施例的电容式感测结构的示意图。参照图1，电容式感测结构100包括一基板10与多个触控单元101~104。其中，触控单元101~104皆配置在基板10的一表面11上，以形成单层电极结构。换言之，触控单元101~104设置在同一导电层内。
再者，触控单元101包括第一电极101a与第二电极101b，且触控单元102包括第一电极102a与第二电极102b。相似地，触控单元103包括第一电极103a与第二电极103b，且触控单元104包括第一电极104a与第二电极104b。换言之，每一触控单元包括一第一电极与一第二电极，且每一触控单元中两电极的布局方式相似或是相同。
为了致使本领域具有通常知识者能更了解本实施例所列举的电容式感测结构，图2A为依据本实用新型的一实施例的触控单元的示意图，且以下将以图2A所绘示的触控单元101为例来进行说明各个触控单元中第一电极与第二电极的布局方式。
参照图2A，第一电极101a与第二电极101b皆设置在基板10的表面11上。此外，第一电极101a的形状为一矩形，并包括侧边SD21~SD24。再者，第一电极101a的内部具有一图案化凹槽210。其中，图案化凹槽210沿着第一电极101a的侧边SD21~SD24贯穿第一电极101a，以形成一开口。举例来说，在图2A实施例中，图案化凹槽210的开口位在第一电极101a的一角落，且图案化凹槽210依序沿着平行于侧边SD21~SD24的方向贯穿第一电极101a。
再者，第二电极101b的形状为一长条状，并具有多个弯折结构。此外，第二电极101b通过所述多个弯折结构从图案化凹槽210的开口朝向图案化凹槽210的底部211延伸，且第二电极101b与第一电极101a在电性上互不相连。换言之，第二电极101b是设置在图案化凹槽210内，并从图案化凹槽210的开口延伸至第一电极101a的外部。由此，绝大部分的第二电极101b将被第一电极101a所围绕着。此外，第二电极101b的一端将延伸至第一电极101a的外部，且第二电极101b的另一端将延伸至第一电极101a的内部，并相对于图案化凹槽210的底部211。
值得一提的是，虽然图2A实施例列举了图案化凹槽210与第二电极101b的形状，但其并非用以限定本实用新型，且本领域具有通常知识者可依设计所需更改图案化凹槽210与第二电极101b的形状。举例来说，图2B~图2D分别为依据本实用新型的另一实施例的触控单元的示意图。如图2B所示，图案化凹槽210的形状呈现X字形，且第二电极101b位在图案化凹槽210内，并也具有X字形的形状。再者，如图2C所示，图案化凹槽210与第二电极101b的形状呈现类十字形，且如图2D所示，图案化凹槽210与第二电极101b的形状呈现类环状。以此类推，第二电极101b可通过图案化凹槽210而以任意的几何形状配置在第一电极101a的内部。
由此，触控单元101中的第一电极101a与第二电极101b将可形成相应的感测电容，且所述感测电容会随着使用者的触摸而产生相应的变化。换言之，在实际应用上，可通过多个触控单元来形成一触控线路。举例来说，如图1所示，可通过4个触控单元101~104来形成一触控线路。其中，触控单元101~104中的第二电极101b~104b皆电连接至一连接节点ND1，且触控单元101~104成阵列排列并相对于连接节点ND1旋转对称。
值得一提的是，在实际应用上，触控单元101~104中的第一电极101a～104a各自相当于一独立感测器，且触控单元101~104中相互连接的第二电极101b~104b则相当于一区域感测器。因此，当电容式感测结构100应用在触控装置时，触控装置将针对4个第一电极101a~104a设置相对的4个感测通道，并仅需针对第二电极101b~104b设置1个感测通道即可。换言之，由于触控单元101~104中的第二电极101b~104b电性相连，因此可降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
虽然图1实施例列举了触控线路的实施型态，但其并非用以限定本实用新型，且本领域具有通常知识者可依设计所需更改触控线路中触控单元的个数。
举例来说，图3为依据本实用新型的另一实施例的电容式感测结构的示意图。参照图3，电容式感测结构300包括基板30与12个触控单元301~312。其中，触控单元301~312皆配置在基板30的一表面31上。此外，每一触控单元包括一第一电极与一第二电极。换言之，在图3实施例中，12个触控单元301~312包括12个第一电极301a~312a与12个第二电极301b~312b。
此外，图3实施例是利用12个触控单元301~312来形成一触控线路。具体而言，图3所列举的触控线路是以4个触控单元为一个子触控线路，并依序延伸出3个子触控线路。举例来说，触控单元301~304将形成第一子触控线路，且触控单元301~304的布局方式与图1中触控单元101~104的布局方式相同。亦即，触控单元301~304中的第二电极301b~304b皆电连接至一连接节点ND31，且触控单元301~304相对于连接节点ND31旋转对称。
相似地，触控单元305~308将形成第二子触控线路，且触控单元309~312将形成第三子触控线路。此外，触控单元305~308的布局方式与触控单元309~312的布局方式也都与图1中触控单元101~104的布局方式相同。亦即，触控单元305~308中的第二电极305b~308b皆电连接至一连接节点ND32，且触控单元305~308相对于连接节点ND32旋转对称。此外，触控单元309~312中的第二电极309b~312b皆电连接至一连接节点ND33，且触控单元309~312相对于连接节点ND33旋转对称。此外，为了致使触控线路中的第二电极皆电性相连，电容式感测结构300还包括第一配线320与第二配线330。其中，第一配线320电连接在连接节点ND31与ND32之间，且第二配线330电连接在连接节点ND32与ND33之间。
再者，当电容式感测结构300应用在触控装置时，触控装置将针对第一电极301a~312a设置相对的12个感测通道，并仅需针对第二电极301b~312b设置1个感测通道即可。换言之，由于触控单元301~312的第二电极301b~312b电性相连，因此可降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
虽然图1与图3实施例所列举的电容式感测结构都仅包括单一的触控线路，但其并非用以限定本实用新型，且本领域具有通常知识者可依设计所需更改触控线路的个数。
举例来说，图4为依据本实用新型的再一实施例的电容式感测结构的示意图。参照图4，电容式感测结构400包括一基板(未绘示出)与24个触控单元401~424。其中，触控单元401~424依序排列在基板的同一表面上，以形成单层电极结构。此外，电容式感测结构400以12个触控单元为一个单位群组，依序形成2个触控线路41与42。
具体而言，触控单元401~412用以构成第一触控线路41，且第一触控线路41中触控单元401~412的布局方式，与图3中触控单元301~312的布局方式相同。相似地，触控单元413~424用以构成第二触控线路42，且第二触控线路42中触控单元401~412的布局方式，与图3中触控单元301~312的布局方式相同。此外，第一触控线路41与第二触控线路42沿着第一方向41依序排列，且第一触控线路41与第二触控线路42对称于垂直于第一方向41的第二方向42。
值得注意的是，与图3实施例相似地，第一触控线路41中的第二电极皆电性相连，且第二触控线路42中的第二电极皆电性相连。此外，两触控线路41与42中相互对应的两触控单元中的第一电极也电性相连。举例来说，倘若24个触控单元401~424依序被视为第1至第24个触控单元401~424，则第1个触控单元401中的第一电极电连接第13个触控单元413中的第一电极，第2个触控单元402中的第一电极电连接第14个触控单元414中的第一电极，且第3个触控单元403中的第一电极电连接第15个触控单元415中的第一电极。以此类推，第i个触控单元中的第一电极电连接第(i+12)个触控单元中的第一电极，i为整数且1≦i≦12。
再者，在实际应用上，第一触控线路41相对于第一感测区域，且第二触控线路42相对于第二感测区域。此外，第一感测区域与第二感测区域主要是由触控单元401~424中的该些第一电极所填满。因此，触控单元401~424中的每一个第一电极相当于一独立感测器。此外，由于两触控线路41与42中相对位置的两触控单元的第一电极电性相连，因此两触控线路41与42中相对位置的两独立感测器将可共用同一感测通道。换言之，当电容式感测结构400应用在触控装置时，触控装置仅需针对24个第一电极设置相对的12个感测通道即可。
此外，第一触控线路41中的第二电极将相当于一区域感测器，且第二触控线路42中的第二电极将相当于另一区域感测器。因此，触控装置也仅需针对24个第二电极设置2个感测通道即可。换言之，由于每一触控线路中的第二电极电性相连，且两触控线路中相互对应的两触控单元中的第一电极也电性相连，因此可降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
此外，在单点触控的情况下，例如当触控单元401被按压时，触控单元401的第一电极将贡献相应的感测电容C11，且与触控单元401共用同一感测通道的触控单元413的第一电极也将贡献相应的感测电容C12。此外，此时第一触控线路41中的第二电极将贡献相应的区域电容CG1。由此，当触控单元401被按压时，C11+CG1≠C12。相似地，当触控单元413被按压时，触控单元401的第一电极将贡献相应的感测电容C11，且触控单元413的第一电极也将贡献相应的感测电容C12。此外，此时第二触控线路42中的第二电极将贡献相应的区域电容CG2。由此，当触控单元402被按压时，C12+CG2≠C11。换言之，第二电极所贡献的区域电容CG1与CG2将可用以作为感测区域的判别因子。
在多点触控的情况下，例如当触控单元401与413同时被按压时，则
Figure BDA00002390071700071
换言之，两触控点的感测结果相同，符合多点触控的条件。值得一提的是，由于两触控线路41与42中相对位置的两触控单元的第一电极共用一个感测通道，因此在触控点的辨识上，当第一电极共用同一通道的两触控单元同时被按压时，将采用多点触控方式进行辨识。相对地，当第一电极互不相连的两触控单元同时被按压时，例如当触控单元401与418同时被按压时，依旧采用单点触控方式进行辨识。
在本实用新型的另一实施例中，电容式感测结构也可包括2个以上的触控线路。举例来说，图5为依据本实用新型的又一实施例的电容式感测结构的示意图。参照图5，电容式感测结构500包括一基板(未绘示出)与12个触控线路501~512。其中，每一触控线路501~512的布局方式与图4实施例中触控线路41的布局方式相同。亦即，触控线路501~512各自包括12个第一电极与12个第二电极，以由此形成12个触控单元。此外，每一触控线路501~512中的12个第二电极皆电性相连。此外，为了说明方便起见，每一触控线路501~512中的12个第一电极皆分别以标号1~12来表示之。
值得注意的是，触控线路501~512中位在相对位置的第一电极将电性相连。例如，触控线路501~512中标示为1的第一电极皆电性相连，且标示为2的第一电极皆电性相连。以此类推，在图5实施例中，具有相同标号的第一电极将电性相连。如此一来，当电容式感测结构500应用在触控装置时，触控装置仅需针对144个第一电极设置相对的12个感测通道即可。此外，由于每一触控线路中的第二电极电性相连，因此触控装置也仅需针对144个第二电极设置相对的12个感测通道即可。换言之，由于每一触控线路中的第二电极电性相连，且触控线路中位在相对位置的第一电极也电性相连，因此可降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。
图6为依据本实用新型的另一实施例的电容式感测结构的示意图。参照图6，电容式感测结构600包括基板60与触控单元601~608。其中，触控单元601~608皆配置在基板60的一表面61上。此外，每一触控单元包括一第一电极与一第二电极。例如，触控单元601包括第一电极601a与第二电极601b，且触控单元602包括第一电极602a与第二电极602b。以此类推，电容式感测结构600中的第一电极603a~608a与第二电极603b~608b。此外，每一触控单元的布局方式与图2A所列举的触控单元101的布局方式相同。
值得注意的是，电容式感测结构600是以4个触控单元为一个单位群组，依序形成2个触控线路610与620。此外，触控线路610中的4个触控单元601~604依序沿着第一方向D61排列，且4个触控单元601~604中的第二电极601b~604b皆电连接至第一配线630。相似地，触控线路620中的4个触控单元605~608依序沿着第一方向D61排列，且4个触控单元605~608中的第二电极605b~608b皆电连接至第二配线640。此外，触控线路610与620依序沿着垂直于第一方向D61的第二方向D62排列。
此外，触控线路610~620中位在相对位置的第一电极将电性相连。例如，触控线路610中的第一电极601a电连接触控线路620中的第一电极605a，且触控线路610中的第一电极602a电连接触控线路620中的第一电极606a。以此类推，第一电极603a~604a与第一电极607a~608a的连接关系。由此，电容式感测结构600将有助于降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。此外，电容式感测结构600可例如是应用在触控键盘上。
综上所述，本实用新型的电容式感测结构中的触控单元具有单层电极结构。此外，本实用新型是将每一触控线路中的第二电极电性相连，并将触控线路中位在相对位置的第一电极也电性相连。由此，本实用新型的电容式感测结构将有助于降低电容式触控装置的感测通道的个数，进而降低电容式触控装置在布线上的复杂度与困难度。

Claims (8)

1.一种电容式感测结构，其特征在于，该电容式感测结构包括：
基板；以及
多个触控单元，其中每一该些触控单元包括：
第一电极，设置在该基板的一表面，其中该第一电极的内部具有一图案化凹槽，且该图案化凹槽贯穿该第一电极，以形成一开口；以及
第二电极，设置在该图案化凹槽内，并从该图案化凹槽的该开口延伸至该第一电极的外部，且该第一电极与该第二电极在电性上互不相连。
2.如权利要求1所述的电容式感测结构，其特征在于，该电容式感测结构还包括：
第一触控线路，由该些触控单元中的第1至第N个触控单元所构成，且第1至第N个触控单元中的该些第二电极电性相连，N为正整数。
3.如权利要求2所述的电容式感测结构，其特征在于，该电容式感测结构还包括：
第二触控线路，由该些触控单元中的第(N+1)至第2N个触控单元所构成，其中第(N+1)至第2N个触控单元中的该些第二电极电性相连，且第i个触控单元中的该第一电极电连接第(i+N)个触控单元中的该第一电极，i为整数且1≦i≦N。
4.如权利要求3所述的电容式感测结构，其特征在于，该第一触控线路与该第二触控线路沿着一第一方向依序排列，且该第一触控线路与该第二触控线路对称于垂直于该第一方向的一第二方向。
5.如权利要求3所述的电容式感测结构，其特征在于，该第一触控线路中的第1至第N个触控单元沿着一第一方向依序排列，该第二触控线路中的第(N+1)至第2N个触控单元沿着该第一方向依序排列，且该第一触控线路与该第二触控线路沿着垂直于该第一方向的一第二方向依序排列。
6.如权利要求2所述的电容式感测结构，其特征在于，第1至第N个触控单元中的该些第二电极皆电连接至一连接节点，且第1至第N个触控单元成阵列排列并相对于该连接节点旋转对称。
7.如权利要求2所述的电容式感测结构，其特征在于，N=3*M，M为正整数，且第1至第M个触控单元中的该些第二电极皆电连接至一第一连接节点，第(M+1)至第2*M个触控单元中的该些第二电极皆电连接至一第二连接节点，第(2*M+1)至第3*M个触控单元中的该些第二电极皆电连接至一第三连接节点，且该第一连接节点通过一第一配线电连接至该第二连接节点，该第二连接节点通过一第二配线电连接至该第三连接节点。
8.如权利要求7所述的电容式感测结构，其特征在于，第1至第3*M个触控单元成阵列排列，且第1至第M个触控单元相对于该第一连接节点旋转对称，第(M+1)至第2*M个触控单元相对于该第二连接节点旋转对称，第(2*M+1)至第3*M个触控单元相对于该第三连接节点旋转对称。
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