TW201351245A - 觸控感測電極結構及觸控裝置 - Google Patents

Abstract

一種觸控感測電極結構包含複數個感測電極單元，且各個感測電極單元包含至少一第一電極以及至少一第二電極。第二電極形成於未疊合第一電極的區域且將第一電極分隔為一第一部以及一第二部，第二電極鄰近第一電極的第一部且與第一電極的第一部具有至少一第一間距，第一電極的第二部鄰近第二電極且與第二電極具有至少一第二間距，且第一間距與第二間距不相等。

Description

觸控感測電極結構及觸控裝置

本發明關於一種觸控感測電極結構及觸控裝置。

目前電容式觸控裝置的觸控感測電極結構，通常採用雙面ITO(double-side ITO)或單面ITO(single-side ITO)製程形成。於一雙面ITO製程中，需在玻璃基板兩側分別進行鍍膜及微影蝕刻製程，以於玻璃基板兩側分別形成X、Y軸感測電極，如此不僅製造程序繁瑣且於翻面過程中容易導致良率下降。另外，於一單面ITO製程中，X、Y軸感測電極形成於玻璃基板同一側，因面內需要跨橋結構設計，X、Y軸感測電極容易因有機絕緣層的材料特性不穩定或其他因素導致短路或斷路問題。因此，另一種單層ITO的感測電極架構被提出以改善上述的問題。於單層ITO製程中，因X、Y軸感測電極均形成於同一平面，故製程道數較少而可提高成品良率並降低生產成本。然而，於該單層ITO架構中，需具有良好的感測電極佈局，以獲得較佳的電容觸控感應變化量及線性度等電容式觸控之基本特性。

本發明提供一種具高成品良率及良好觸控靈敏度及線 性度的觸控感測電極結構及觸控裝置。

本發明的一實施例提供一種觸控感測電極結構，包含複數個感測電極單元，且各個感測電極單元包含至少一第一電極以及至少一第二電極。第二電極形成於未疊合第一電極的區域且將第一電極分隔為一第一部以及一第二部，第二電極鄰近第一電極的第一部且與第一電極的第一部具有至少一第一間距，第一電極的第二部鄰近第二電極且與第二電極具有至少一第二間距，且第一間距與第二間距不相等。

於一實施例中，第一間距與第二間距的大小係由觸控感測電極結構於對應第一間距及第二間距位置處的電力線強度決定。

於一實施例中，第一電極的第二部圍繞第二電極，且第一電極與第二電極的面積不相等。

於一實施例中，第二電極圍繞第一電極的第一部。

於一實施例中，第一電極為一訊號感測電極且第二電極為一訊號發射電極，且第二電極的面積大於或等於第一電極的面積。

於一實施例中，第一電極為一訊號發射電極且第二電極為一訊號感測電極，且第一電極的面積大於或等於第二電極的面積。

於一實施例中，各個感測電極單元的面積小於或等於一執行觸控操作的觸控體。

於一實施例中，兩相鄰感測電極單元的間距小於或等於各個感測電極單元的尺寸。

於一實施例中，各個感測電極單元更包含至少一第三電極，第三電極形成於未疊合第一電極及第二電極的區域，且第三電極接地或連接一感測訊號。

於一實施例中，第一間距與第二間距均大於30um。

於一實施例中，第二電極具有一缺口，第一電極的第一部經由缺口延伸連接第一電極的第二部，且缺口的寬度可大於30um。

於一實施例中，第一電極及第二電極的至少其中之一具有環狀外形。

於一實施例中，各個感測電極單元具有連接一感測訊號源的至少一走線，且走線連接第一電極及第二電極的其中之一。走線的寬度可大於30um，且兩相鄰走線的間距可大於30um。

本發明另一實施例提供一種觸控裝置，包含一基板、設置於基板上的一單層觸控感測電極結構、以及設置於基板周緣的一裝飾層。觸控感測電極結構，包含複數個感測電極單元，且各個感測電極單元包含至少一第一電極以及至少一第二電極。第二電極形成於未疊合第一電極的區域且將第一電極分隔為一第一部以及一第二部，第二電極鄰近第一電極的第一部且與第一電極的第一部具有至少一第一間距，第一 電極的第二部鄰近第二電極且與第二電極具有至少一第二間距，且第一間距與第二間距不相等。一絕緣層可介設於單層觸控感測電極結構與基板之間，且一保護層可設置於基板上並覆蓋單層觸控感測電極結構及裝飾層。

於一實施例中，裝飾層可包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一，且基板可為玻璃或塑膠材料所構成。

本發明另一實施例提供一種觸控裝置，包含一基板、上述的單層觸控感測電極結構、以及一覆蓋板。單層觸控感測電極結構設置於基板上，且覆蓋板接合單層觸控感測電極結構或基板。

於一實施例中，覆蓋板具有一裝飾層，且覆蓋板的側邊形成有至少一曲面。

藉由上述各個實施例的設計，因觸控感測電極結構中的第一電極與第二電極具有彼此實質上相互包覆的關係，因此第一電極與第二電極可相互感應的電力線作用面會大幅增加，進而提高觸控感測電極結構的感應電容量及觸控操作的靈敏度。再者，因兩相鄰的第一電極與第二電極間於不同位置的間距可設為不相等，故可藉由調整不同位置的間距的大小來提高觸控線性度。另外，感測電極單元可包含一第三電極以提供改善視效、訊號屏蔽的效果，且可避免手指劃過第 三電極時因感應量不足而造成畫線感應斷線的現象。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。 以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

圖1為依本發明一實施例的觸控裝置示意圖。如圖1所示，於一觸控裝置10中，一觸控感測電極結構20設置於一基板12上，且一裝飾層14可設置於基板12的周緣。基板12例如可為一覆蓋板(cover lens)，裝飾層14可包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一，且基板12可為玻璃或塑膠材料所構成。一絕緣層16可介設於觸控感測電極結構20與基板12之間，且一保護層18可設置於基板12上並覆蓋觸控感測電極結構20及裝飾層14。

依本發明一實施例的設計，觸控感測電極結構20係為 一單層(single-layer)電極結構。圖2為依本發明一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖，圖3為圖2的局部放大示意圖。請同時參考圖2及圖3，觸控感測電極結構20可包含複數個規則排列的感測電極單元P。每一感測電極單元P包含至少一第一電極22以及至少一第二電極24，第二電極24形成於未疊合第一電極22的區域且將第一電極22分隔為一第一部22a以及一第二部22b，亦即第一電極22的第二部22b與第一部22a間隔第二電極24。第二電極24圍繞第一電極22的第一部22a且與第一電極22的第一部22a具有至少一第一間距d1，第一電極22的第二部22b鄰近第二電極24並與第二電極24具有至少一第二間距d2，且第二間距d2可設為與第一間距d1不相等。

於本實施例中，第一電極22的第一部22a可為例如六角形的多邊形，第二電極24可具有一環狀外形(如圖2例示的六角環)，且第一電極22其被第二電極24分隔開的第二部22b可包含多個相連的電極區塊。再者，第二電極24可形成有一缺口24a，第一電極22的第一部22a經由缺口24a延伸連接第一電極22的第二部22b。於本實施例中，沿同一軸向排列(例如圖示為鉛直方向)的感測電極單元P的第二電極24可彼此相連以作為一訊號發射電極，且第一電極22可作為一訊號感測電極。

藉由上述實施例的設計，第二電極24圍繞第一電極22 的第一部22a且第一電極22的第二部22b鄰近第二電極24，亦即第一電極22與第二電極24具有彼此實質上相互包覆的關係，因此第一電極22與第二電極24可相互感應的電力線作用面會大幅增加而提高觸控感測電極結構20的感應電容量及觸控操作的靈敏度。再者，因第二間距d2可設為與第一間距d1不相等，故可藉由調整第一間距d1及第二間距d2的量值提高觸控靈敏度與線性度。舉例而言，如圖4A及圖4B所示，假設第二間距d2大於第一間距d1，則第一間距d1兩側的電極22、24的電力線束縛力會大於第二間距d2兩側的電極22、24的電力線束縛力，因此當手指32接近電極22、24時，手指32影響電力線的多寡會產生差異，亦即手指接近第二間距d2時的電容變化量會大於接近第一間距d1時的電容變化量。因為電極22、24於對應第一間距d1及第二間距d2兩個不同位置的電力線強度即不相同，故可調整對應兩個不同位置的間距大小，使兩個位置的電容變化量一致，獲得提高觸控線性度的效果。

請再參考圖2，於本實施例中，感測電極單元P可另包含至少一第三電極26，第三電極26可形成於未疊合第一電極22及第二電極24的區域，以提供改善視效的功用。再者，第三電極26可接地以提供兩相鄰感測電極單元P間的訊號屏蔽效果，或者第三電極26亦可連接一感測訊號源而作為輔助的感測訊號線，當例如手指32的感測體劃過兩相鄰感 測電極單元P之間時，可利用第三電極26判斷手指32是否通過兩相鄰感測電極單元P之間以改善畫線感應的斷線問題。

一般而言，若感測電極單元P設計過大會降低解析度，但若感測電極單元P設計過小則會增加通道(channel)數，因此於一實施例中，各個感測電極單元P的面積可設計為小於或等於執行觸控操作的一觸控體(例如手指32)的面積。另外，於一實施例中，兩相鄰感測電極單元P的間距可設為小於或等於感測電極單元P本身的尺寸，以避免間距過大導致不足的電容感應量並提高手指劃線時的線性度。

另外，各個第一電極22經由至少一走線28連接一感測訊號源(例如IC)。複數走線28的分佈方式並不限定，舉例而言，走線28可分佈於每一感測電極單元P的同一側(如圖2例示均為右側)或不同側(如圖5例示沿水平方向交替分佈於右側及左側)均可。

圖6為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。如圖6所示，觸控感測電極結構40可包含複數個規則排列的感測電極單元P，每一感測電極單元P包含至少一第一電極22以及至少一第二電極24，第二電極24形成於未疊合第一電極22的區域且將第一電極22分隔為一第一部22a以及一第二部22b。第二電極24圍繞第一電極22的第一部22a，且第一電極22的第二部22b圍繞第二電極24。於本 實施例中，第一電極22的第一部22a例如可為圓形且第二部22b例如可為多邊形，第二電極24可具有一環狀外形且形成有複數個突出部24b，且第二電極24具有於第一電極22一側沿鉛直方向延伸的一條狀部24c，突出部24b及條狀部24c均可用以提高感應電容量。再者，第二電極24形成有一缺口24a，第一電極22的第一部22a經由缺口24a延伸連接第一電極22的第二部22b。於本實施例中，沿同一軸向排列(例如圖示為鉛直方向)的感測電極單元P的第一電極22可彼此相連以作為一訊號發射電極，且第二電極24可作為一訊號感測電極。另外，感測電極單元P同樣可包含一第三電極26以提供改善視效、訊號屏蔽或避免斷線問題的功用，各個第二電極24經由一走線28連接一感測訊號源(例如IC)，且複數走線28的分佈方式同樣不限定。

於一實施例中，第二電極24的缺口24a的寬度大於30um，當第一電極22為一訊號感測電極且第二電極24為一訊號發射電極時，第二電極24的面積大於或等於第一電極22的面積，且當第一電極22為一訊號發射電極且第二電極24為一訊號感測電極，第一電極22的面積大於或等於該第二電極24的面積。於一實施例中，各個感測電極單元P的走線寬度可大於30um，且兩相鄰走線的間距可大於30um。另外，上述實施例關於第一電極第一部22a、第一電極第二部22b、第二電極24以及第三電極26的外形僅為例示而完 全不限定。

圖7為依本發明另一實施例的觸控裝置示意圖。如圖7所示，觸控感測電極結構20可先設置於一基板12上後，再與一覆蓋板(cover lens)52結合以構成一觸控裝置50。覆蓋板52可利用例如光學膠54接合觸控感測電極結構20，或者覆蓋板52亦可如圖8所示接合設有觸控感測電極結構20的基板12。覆蓋板52可具有一裝飾層14，且可採用機械加工例如磨邊與導角方式於覆蓋板52的側邊形成至少一曲面52a。

藉由上述各個實施例的設計，因觸控感測電極結構中的第一電極與第二電極具有彼此實質上相互包覆的關係，因此第一電極與第二電極可相互感應的電力線作用面會大幅增加，進而提高觸控感測電極結構的感應電容量及觸控操作的靈敏度。再者，因兩相鄰的第一電極與第二電極間於不同位置的間距可設為不相等，故可藉由調整不同位置的間距的大小來提高觸控線性度。另外，感測電極單元可包含一第三電極以提供改善視效、訊號屏蔽的效果，且可避免手指劃過第三電極時因感應量不足而造成畫線感應斷線的現象。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此 外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10、50‧‧‧觸控裝置

12‧‧‧基板

14‧‧‧裝飾層

16‧‧‧絕緣層

18‧‧‧保護層

20、40‧‧‧觸控感測電極結構

22、24、26‧‧‧電極

22a‧‧‧電極第一部

22b‧‧‧電極第二部

24a‧‧‧電極缺口

24b‧‧‧電極突出部

24c‧‧‧電極條狀部

28‧‧‧走線

32‧‧‧手指

52‧‧‧覆蓋板

52a‧‧‧曲面

54‧‧‧光學膠

d1‧‧‧第一間距

d2‧‧‧第二間距

P‧‧‧感測電極單元

圖1為依本發明一實施例的觸控裝置示意圖。

圖2為依本發明一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖，圖3為圖2的局部放大示意圖。

圖4A及圖4B為說明電極間距調整的效果的示意圖。

圖5為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。

圖6為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。

圖7為依本發明另一實施例的觸控裝置示意圖。

圖8為依本發明另一實施例的觸控裝置示意圖。

22、24、26‧‧‧電極

22a‧‧‧電極第一部

22b‧‧‧電極第二部

d1‧‧‧第一間距

d2‧‧‧第二間距

P‧‧‧感測電極單元

Claims (24)

1. 一種觸控感測電極結構，包含複數個感測電極單元，且各該感測電極單元包含：至少一第一電極；以及至少一第二電極，形成於未疊合該第一電極的區域且將該第一電極分隔為一第一部以及一第二部，該第二電極鄰近該第一電極的該第一部且與該第一電極的該第一部具有至少一第一間距，該第一電極的該第二部鄰近該第二電極且與該第二電極具有至少一第二間距，且該第一間距與該第二間距不相等。
2. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一間距與該第二間距的大小係由該觸控感測電極結構於對應該第一間距及該第二間距位置處的電力線強度決定。
3. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第二電極圍繞該第一電極的該第一部，且該第一電極的該第二部圍繞該第二電極。
4. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一電極與該第二電極的面積不相等。
5. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一電極為一訊號感測電極且該第二電極為一訊號發射電極，且該第二電極的面積大於或等於該第一電極的面積。
6. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一電 極為一訊號發射電極且該第二電極為一訊號感測電極，且該第一電極的面積大於或等於該第二電極的面積。
7. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中各該感測電極單元的面積小於或等於一執行觸控操作的觸控體的面積。
8. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中兩相鄰該感測電極單元的間距小於或等於各該感測電極單元的尺寸。
9. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中各該感測電極單元更包含至少一第三電極，該第三電極形成於未疊合該第一電極及該第二電極的區域，且該第三電極接地或連接一感測訊號。
10. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一間距與該第二間距均大於30um。
11. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第二電極具有一缺口，且該第一電極的該第一部經由該缺口延伸連接該第一電極的該第二部。
12. 如請求項11所述之觸控感測電極結構，其中該缺口的寬度大於30um。
13. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中該第一電極及該第二電極的至少其中之一具有環狀外形。
14. 如請求項1所述之觸控感測電極結構，其中各該感測電極單元具有連接一感測訊號源的至少一走線，且該走線 連接該第一電極及該第二電極的其中之一。
15. 如請求項14所述之觸控感測電極結構，其中該走線的寬度大於30um。
16. 如請求項14所述之觸控感測電極結構，其中兩相鄰該走線的間距大於30um。
17. 一種觸控裝置，包含：一基板；一單層觸控感測電極結構，設置於該基板上，該單層觸控感測電極結構包含複數個感測電極單元，且各該感測電極單元包含至少一第一電極以及至少一第二電極，其中該第二電極形成於未疊合該第一電極的區域且將該第一電極分隔為一第一部以及一第二部，該第二電極鄰近該第一電極的該第一部且與該第一電極的該第一部具有至少一第一間距，該第一電極的該第二部鄰近該第二電極且與該第二電極具有至少一第二間距，且該第一間距與該第二間距不相等；以及一裝飾層，設置於該基板的周緣。
18. 如請求項17所述之觸控裝置，其中該裝飾層包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一。
19. 如請求項17所述之觸控裝置，其中該基板為玻璃或塑膠材料所構成。
20. 如請求項17所述之觸控裝置，更包含：一絕緣層，介設於該單層觸控感測電極結構與該基板之 間；以及一保護層，設置於該基板上並覆蓋該單層觸控感測電極結構及該裝飾層。
21. 一種觸控裝置，包含：一基板；一單層觸控感測電極結構，設置於該基板上，該單層觸控感測電極結構包含複數個感測電極單元，且各該感測電極單元包含至少一第一電極以及至少一第二電極，其中該第二電極形成於未疊合該第一電極的區域且將該第一電極分隔為一第一部以及一第二部，該第二電極鄰近該第一電極的該第一部且與該第一電極的該第一部具有至少一第一間距，該第一電極的該第二部鄰近該第二電極且與該第二電極具有至少一第二間距，且該第一間距與該第二間距不相等；以及一覆蓋板，接合該單層觸控感測電極結構或該基板。
22. 如請求項21所述之觸控裝置，其中該覆蓋板具有一裝飾層。
23. 如請求項22所述之觸控裝置，其中該裝飾層包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一。
24. 如請求項21所述之觸控裝置，其中該覆蓋板的側邊形成有至少一曲面。