TW201337695A - 位於觸控感測元件上的電極單元 - Google Patents

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Abstract

一種位於一觸控感測元件上之電極單元包含有一第一電極以及一第二電極。該第一電極包含有一第一導電元件以及複數個第二導電元件。該複數個第二導電元件於一特定範圍中，自該第一導電元件沿平行一第一方向之方向向外延伸。該第二電極包含有一第三導電元件以及複數個第四導電元件。該複數個第四導電元件於該特定範圍中，自該第三導電元件沿平行一第二方向之方向向外延伸。

Description

位於觸控感測元件上的電極單元
本發明係有關於一種位於一觸控感測元件上之電極單元的設計，尤指一種可以提高位於觸控面板邊緣之觸控感測元件的感應電容值的電極單元。
對於單層結構電容式觸控面板來說，觸控面板上的觸控感測元件通常會使用透明的導電物質(例如，氧化銦錫(ITO)等)來製作縱方向的電極與橫方向的電極，當手指觸碰縱方向的電極與橫方向的電極時，會使得縱方向的電極與橫方向的電極之間的感應電容產生變化，再利用觸碰前後感應電容值的差異便可計算出手指的觸碰點。
請參考第1圖，第1圖為傳統觸控面板TP上之電極單元之感測圖樣之一實施例的示意圖。觸控面板TP包含有複數個觸控感測元件TU，並且每一觸控感測元件TU上具有一電極單元100，而電極單元100至少包含有一橫方向的第一電極110與一縱方向的第二電極120。如第1圖所示，複數個觸控感測元件TU係彼此交錯排列成一規則的矩形圖樣，並且位於同一列上的每一第一電極110係串聯耦接成一感測線(trace)，以及位於同一行上的每一第二電極120係串聯耦接成一感測線。如此一來，觸控面板TP上便具有複數條橫方向的感測線T1～TN以及複數條縱方向的感測線S1～SM。此外，電極單元100另會具有由絕緣物質所構成的分隔單元，設置於所對應之第一電極110與第二電極120交錯的位置，以使得感測線T1～TN與感測線S1～SM不會電性連接。
然而，由於位於觸控面板TP邊緣的觸控感測元件TU上的兩相鄰電極(亦即，第一電極110與第二電極120)之間所能產生感應電容的區域較位於觸控面板TP中間的觸控感測元件TU上的兩相鄰電極(亦即，第一電極110與第二電極120)之間所能產生感應電容的區域小，因此當手指由邊緣進入時，邊緣電極所感應的感應電容值也較有效感應區域中的電極所感應的感應電容值來的小，故容易產生誤判。
因此，有需要一種可以提高位於觸控面板邊緣之觸控感測元件的感應電容值的電極單元，以減少手指在觸控面板邊緣發生位置誤判的可能。
依據本發明之實施例，其提出一種可以提高位於觸控面板邊緣之觸控感測元件的感應電容值的電極單元，以解決上述之問題。
依據本發明之實施例，其揭示一種位於一觸控感測元件上之電極單元。該電極單元包含有一第一電極以及一第二電極。該第一電極包含有一第一導電元件以及複數個第二導電元件。該複數個第二導電元件於一特定範圍中，自該第一導電元件沿平行一第一方向之方向向外延伸。該第二電極包含有一第三導電元件以及複數個第四導電元件。該複數個第四導電元件於該特定範圍中，自該第三導電元件沿平行一第二方向之方向向外延伸。
本發明透過增加第一電極以及一第二電極所形成的感測圖案的周長來提高所感測到的感應電容值，以減少在觸控面板邊緣發生位置誤判的可能。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電氣連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該第二裝置。
當一物件(object)觸碰一電極單元以及相鄰的觸控感測元件上的電極單元時，透過計算觸碰前後感應電容C之電容值的差異，並且與相鄰的觸控感測元件上的電極單元的感應電容C’的電容值進行比較，便可決定出該物件的觸碰位置。因此，本發明之精神在於透過增加位於觸控感測元件上的電極單元中可產生感應電容C的接觸面積來增加位於一觸控面板邊緣的觸控感測元件所感測到的感應電容C的電容值，進而提高判斷在觸控面板邊緣的位置的準確度。更明確地說，由於電極本身具有一定的厚度，本發明係透過增加電極單元所形成的感測圖案的周長來增加可擴大感應電容C的接觸面積。
請參考第2圖，第2圖為本發明電極單元200之感測圖樣之一第一實施例的示意圖。電極單元200係設置於一觸控感測元件20上，而本實施例中，觸控感測元件20為一電容式觸控感測元件，位於一MxN觸控感測元件矩陣之邊緣(M與N可為任意正整數)。在第2圖中，電極單元200包含有一第一電極210與一第二電極220。此外，另有一個由絕緣物質所構成的分隔單元(未顯示於第2圖中)設置於第一電極210與第二電極220之交錯的位置，且介於第一電極210與第二電極220中間，以使得第一電極210與第二電極220之間彼此不會電性連接。因此，第一電極210與第二電極220之間便可據以產生一感應電容。
在本實施例中，第一電極210包含有(但不侷限於)一第一導電元件212以及複數個第二導電元件214_1、214_2。第一導電元件212為一長條帶狀，具有複數個第一漏斗狀缺口H1_1與H1_2分別位於其兩側。第二導電元件214_1～214_2為帶狀，於一特定範圍E中，自第一導電元件212沿平行一第一方向D1之方向向外延伸。每一第二導電元件214_1、214_2皆包含有一第一區段L1以及一第二區段L2，第一區段L1沿平行第一方向D1之方向向外延伸，並且第二區段L2不平行於第一區段L1。換句話說，第二導電元件214_1、214_2的第一區段L1與第二區段L2相交之處係構成一彎曲部。
第二電極220包含有一第三導電元件222以及複數個第四導電元件224_1～224_4。第三導電元件222為一長條帶狀，且具有複數個第二漏斗狀缺口H2_1與H2_2分別位於其兩側。第四導電元件214_1～214_4為帶狀，並於特定範圍E中，自第三導電元件222沿平行一第二方向D2之方向向外延伸(本實施例中，第一方向D1係正交於第二方向D2，然而，此僅作為範例說明之用)。每一第四導電元件224_1～224_4皆包含有一第一區段L1’以及一第二區段L2’，第一區段L1’沿平行第二方向D2之方向向外延伸，並且第二區段L2’不平行於第一區段L1。換句話說，第四導電元件224_1～224_4的第一區段L1’與第二區段L2’相交之處係構成一彎曲部。
請注意，在本實施例中，每一第二導電元件214_1、214_2的第一區段L1與相對應的第二區段L2係成正交，並且每一第二導電元件214_1、214_2僅具有一彎曲部。此外，每一第四導電元件224_1～224_4的第一區段L1’與相對應的第二區段L2’係成正交，並且每一第四導電元件224_1～224_4僅具有一彎曲部。然而，此僅作為說明範例之用，並非作為本發明之限制條件。舉例來說，在另一實施例中，第二導電元件214_1、214_2中至少一導電元件可包含有一第一區段、一第二區段以及一第三區段，並且第一區段不平行於第二區段，且第二區段也不平行於第三區段，此時包含有第一區段、第二區段以及第三區段的導電元件便會具有兩個彎曲部。也就是說，第二導電元件214_1、214_2中之每一導電元件具有至少一彎曲部。另外，第一電極210可另包含有複數個第五導電元件226_1～226_N(其係為選擇性/非必要的(optional)元件)，自第一導電元件212沿平行第一方向D1之方向向外直線延伸。
簡單來說，本發明之精神在於透過複數個帶狀(例如，第二導電元件、第四導電元件及/或第五導電元件)的導電元件在特定範圍E中自主要導電元件(例如，第一導電元件及/或第三導電元件)向外延伸，以增加可產生感應電容的接觸面積。也就是說，所延伸的導電元件可以不具有彎曲部或是具有不同個數的彎曲部。請注意，在本實施例中，所有的導電元件皆可以使用氧化銦錫(ITO)來實現，此外，本實施例所使用之第二導電元件、第四導電元件及/或第五導電元件的個數僅作為範例說明之用，但此非作為本發明之限制條件，熟悉本領域之技藝者當可根據實際設計需求而增加/減少第二導電元件、第四導電元件及/或第五導電元件的數量。
另外，特定範圍E係由第一導電元件212、第三導電元件222以及一觸碰有效區A之邊緣所決定。觸碰有效區A為一觸控面板上分布有觸碰感測元件的區域(亦即，MxN矩陣所包含的區域)。舉例來說，請參考第3圖，第3圖為特定範圍E之一說明範例的示意圖。若是電極單元200的上緣即為觸碰有效區A的邊緣(如本實施例)，此時特定範圍E可定義為第一導電元件212與觸碰有效區A的邊緣之間的區域E1，如附圖(C)所示。相似地，若是電極單元200的下緣為觸碰有效區A的邊緣，此時特定範圍E亦可定義為第一導電元件212與觸碰有效區A的邊緣之間的區域E2，如附圖(D)所示。在相同的概念下，若是電極單元200的右緣/左緣為觸碰有效區A的邊緣，此時特定範圍E可定義為第三導電元件222與觸碰有效區A的邊緣之間的區域E3/E4，如附圖(A)、(B)所示。
請參考第4圖，第4圖為本發明電極單元400之感測圖樣之一第二實施例的示意圖。電極單元400係設置於一觸控感測元件40上，本實施例中，觸控感測元件40為一電容式觸控感測元件，位於觸控感測元件矩陣之一角落位置(例如，左上角、右上角、左下角與右下角)。在第4圖中，電極單元400包含有一第一電極410與一第二電極420。此外，另有一個由絕緣物質所構成的分隔單元(未顯示於第4圖中)設置於第一電極410與第二電極420之交錯的位置，且介於第一電極410與第二電極420中間，以使得第一電極410與第二電極420之間彼此不會電性連接。因此，第一電極410與第二電極420之間便可據以產生一感應電容。
在本實施例中，第一電極410包含有一第一導電元件412以及複數個第二導電元件414_1、414_2。第一導電元件412為一長條帶狀，並具有複數個第一漏斗狀缺口H1_1與H1_2分別位於其兩側。第二導電元件414_1、414_2於一特定範圍E’中，自第一導電元件412沿平行一第一方向D1之方向向外延伸。每一第二導電元件414_1、414_2皆包含有一第一區段L1以及一第二區段L2，第一區段L1沿平行第一方向D1之方向向外延伸，並且第二區段L2不平行於第一區段L1。換句話說，第二導電元件414_1、414_2的第一區段L1與第二區段L2相交之處係構成一彎曲部。
第二電極420包含有一第三導電元件422以及複數個第四導電元件424_1～424_4。第三導電元件422為一長條帶狀，並具有複數個第二漏斗狀缺口H2_1與H2_2分別位於其兩側。第四導電元件414_1～414_4於特定範圍E’中，自第三導電元件422沿平行一第二方向D2之方向向外延伸(本實施例中，第一方向D1係正交於第二方向D2，然而，此僅作為範例說明之用)。每一第四導電元件424_1～424_4皆包含有一第一區段L1’以及一第二區段L2’，第一區段L1’沿平行第二方向D2之方向向外延伸，並且第二區段L2’不平行於第一區段L1。換句話說，第四導電元件424_1～424_4的第一區段L1’與第二區段L2’相交之處係構成一彎曲部。每一第二導電元件414_1、414_2的第一區段L1與相對應的第二區段L2係成正交，並且每一第二導電元件414_1、414_2僅具有一彎曲部。此外，每一第四導電元件424_1～424_4的第一區段L1’與相對應的第二區段L2’係成正交，並且每一第四導電元件424_1～424_4僅具有一彎曲部。另外，第一電極410可另包含有複數個第五導電元件426_1～426_6(其係為選擇性/非必要的元件)，自第一導電元件412沿平行第一方向D1之方向向外直線延伸。
請注意，第4圖所示之特定範圍E’為第3圖所示之區域E1與區域E3之聯集。熟習本領域技術者當可於閱讀上述關於電極單元200之段落後輕易地了解第4圖中的電極單元400的操作，詳細說明及變化可參考前述，為簡潔起見，故於此不再贅述。
綜上所述，本發明之電極單元200/400可透過增加第一電極210/410與第二電極220/420所形成的感測圖案的周長來增加可用以產生感應電容C的接觸面積，以提高位於觸控面板邊緣之觸控感測元件的感應電容值，因此可以減少在觸控面板邊緣發生位置誤判的可能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、400．．．電極單元
110、120、210、220、410、420．．．電極
212、214_1～214_2、222、224_1～224_4、226_1～226_2、412、414_1～414_2、422、424_1～424_4、426_1～426_6．．．導電元件
TP．．．觸控面板
TU、20、40．．．觸控感測元件
第1圖為傳統觸控面板上之電極單元之感測圖樣之一實施例的示意圖。
第2圖為本發明電極單元之感測圖樣之一第一實施例的示意圖。
第3圖為特定範圍E之一說明範例的示意圖。
第4圖為本發明電極單元之感測圖樣之一第二實施例的示意圖。
200．．．電極單元
210、220．．．電極
212、214_1～214_2、222、224_1～224_4、226_1～226_2．．．導電元件
20．．．觸控感測元件

Claims (10)

  1. 一種位於一觸控感測元件上之電極單元，包含有：一第一電極，包含有：一第一導電元件；以及複數個第二導電元件，於一特定範圍中，自該第一導電元件沿平行一第一方向之方向向外延伸；以及一第二電極，包含有：一第三導電元件；以及複數個第四導電元件，於該特定範圍中，自該第三導電元件沿平行一第二方向之方向向外延伸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該第一電極與該第二電極不電性連接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該特定範圍係由該第一導電元件、第三導電元件以及一觸碰有效區之邊緣所決定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該第一導電元件具有複數個漏斗形缺口。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電極單元，其中該複數個第二導電元件為帶狀，且每一第二導電元件包含一第一區段以及一第二區段，該第一區段沿平行該第一方向之方向向外延伸，並且該第二區段不平行於該第一區段。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之電極單元，另包含有：複數個第五導電元件，自該第一導電元件沿平行該第一方向之方向向外直線延伸。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該第三導電元件具有複數個漏斗形之缺口。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之電極單元，其中該複數個第四導電元件為帶狀，每一第四導電元件包含一第一區段以及一第二區段，該第一區段沿平行該第二方向之方向向外延伸，並且該第二區段不平行於該第一區段。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該觸控感測元件係為一電容式觸控感測元件。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電極單元，其中該第一電極與該第二電極為氧化銦錫(ITO)。
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