TWI409684B - 電容式觸控結構及其製造方法 - Google Patents

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Description

電容式觸控結構及其製造方法
本發明涉及一種用於資訊輸入裝置的觸控裝置，特別是涉及一種觸控裝置採用的電容式觸控圖形及其製造方法。
目前，通過手指之類觸控物件的觸摸，直接對電子設備進行操作的技術已經普遍應用於日常工作和生活中。這些電子設備一般採用觸控裝置來感應觸摸動作並產生相應電信號以供後續操作。所述觸控裝置於實際生產或使用中常表現為觸控面板、觸控屏等形式。
按照觸控原理的不同，觸控面板主要分為電阻式、電容式、光學式、電磁式、聲波式等。其中，電容式觸控面板已得到廣泛應用。電容式觸控面板由觸控圖形、連接導線和微處理器組成，其中觸控圖形由導線連接至微處理器。電容式觸控面板的工作原理為：使用者以手指或感應筆等可導電的觸控物件觸摸面板表面，導致面板被觸摸的位置產生電壓變化；微處理器根據此電壓變化偵測出被觸摸位置的座標，以達到觸控操作的目的。
為了配合不同的電子設備，業者研發出各種不同的電容式觸控圖形，投射電容式觸控圖形就是其中一種。如圖1、2所示，傳統的一種呈網格狀的投射電容式觸控圖形1包括基板6、第一方向電極2、第二方向電極3、絕緣層4及保護層5。其中，第一方向電極2與第二方向電極3相互交叉分佈於基板6上，且交叉處以絕緣層4隔開。保護層5覆蓋於其他元件上方以起保護作用。此外，一微處理器(圖未示)連接至兩組電 極2、3。當所述觸控圖形1被觸摸時，兩組電極2、3產生的觸控信號通過導線傳送至微處理器，進而偵測出被觸摸位置。
由於上述傳統電容式觸控圖形中，保護塊為平面連續結構，但實際保護的部分僅為兩向電極交叉處相對薄弱的部分。因此，保護層材料的利用率不高，造成一定程度的浪費。當所述投射電容式觸控圖形被用於與顯示器等發光設備相結合使用時，上述觸控圖形中所有部件都為透明，以保證較好的可視性和操作性。由於上述傳統電容式觸控圖形由多層結構組成，且電極圖形結構分佈於整個可視區內，因此受該多層式結構及各層材料折射率的影響，整體光透過率受到一定的限制，導致結合所述電容式觸控面板的顯示器的顯示效果降低。
有鑒於此，本發明實施例的目的之一在於提供一種光透過率適當提高的電容式觸控圖形，以及提供一種光透過率適當提高的電容式觸控圖形的製造方法。
根據本發明實施例所提出的一種電容式觸控圖形，包括一基板，至少一第一方向電極佈設於所述基板表面，一絕緣層佈設於所述至少一第一方向電極表面，以及至少一第二方向電極佈設於所述絕緣層表面，所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互交叉設置，且包括至少一電極交叉處，其中，所述電容式觸控圖形還包括至少一保護塊，所述至少一保護塊佈設於所述第二方向電極表面且定位於所述至少一電極交叉處。
當所述絕緣層為至少一絕緣片，且佈設於所述至少一電極交叉處，所述至少一第二方向電極橫跨於所述至少一絕緣片上時，所述至少一保護塊包覆所述至少一絕緣片和所述至少一第 二方向電極位於所述至少一絕緣片表面的部分，所述至少一保護塊以層疊方式佈設於所述至少一絕緣片上方，並包覆所述至少一第二方向電極位於所述至少一絕緣片表面的部分；當所述絕緣層還包括至少一對通孔，所述至少一對通孔分別設置於所述至少一第一方向電極兩側，所述至少一第二方向電極穿過所述至少一對通孔，使所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互絕緣。所述至少一保護塊包覆所述至少一第二方向電極位於所述至少一對通孔之間的部分。
所述至少一第一方向電極由至少兩個彼此分開的第一方向導電單元和至少一連接所述至少兩個第一方向導電單元的第一方向導線組成，所述至少一第二方向電極由至少兩個彼此分開的第二方向導電單元和至少一連接所述至少兩個第二方向導電單元的第二方向導線組成，所述至少一電極交叉處為所述至少一第一方向導線和所述至少一第二方向導線的交叉處。
本發明實施例之另一目的是提供一種電容式觸控圖形的製造方法，包括：在一基板表面佈設至少一第一方向電極；在所述至少一第一方向電極表面佈設至少一絕緣片；在所述基板表面佈設至少一第二方向電極，且使所述至少一第二方向電極橫跨於所述至少一絕緣片表面，使所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互絕緣；在所述至少一第一方向電極和所述至少一第二方向電極的至少一電極交叉處佈設至少一保護塊。所述電容式觸控結構的製造方法可採用光刻方式或印刷方式進行。
採用上述觸控結構，以局部佈設至少一保護塊於至少一第二方向電極與至少一第一方向電極交叉處上方的設計，取代傳統整面佈設保護層的設計，可以節省保護塊材料，進而降低生產成本；同時，當觸控圖形為透明時，也可使觸控圖形整體的 光透過率得到提高。
如圖3、4所示，本發明第一實施例之電容式觸控圖形100包括基板110、第一方向電極120、第二方向電極130、複數個絕緣片140及保護塊150。其中，第一方向電極120佈設於基板110表面；絕緣層佈設於第一方向電極120表面；第二方向電極130佈設於絕緣片140表面；第一方向電極120與第二方向電極130相互交叉設置，形成電極交叉處。保護塊150佈設於第二方向電極130表面且定位於電極交叉處。各絕緣片140分別分佈於各電極交叉處的第一方向電極120與第二方向電極130之間，以使第一方向電極120與第二方向電極130之間相互絕緣。第二方向電極130橫跨於絕緣片140表面。
依照不同的製程需求，保護塊150可以包覆絕緣片140和第二方向電極130位於絕緣片140表面的部分；也可如圖5所示的本發明第二實施例的電容式觸控圖形，保護塊250層疊於絕緣片240上，僅包覆第二方向電極230位於絕緣片240表面的部分。
如圖6和7所示，本發明第三實施例之電容式觸控圖形300包括基板310、第一方向電極320、第二方向電極330、絕緣層340及保護塊350。電容式觸控圖形300與電容式觸控圖形100的區別在於，其絕緣層340還設有一對通孔341。該對通孔341分別設置於第一方向電極320兩側。第二方向電極330穿過該對通孔341，其位於該對通孔341兩側外的部分與第一方向電極320位於絕緣層340的同側，其位於該對通孔341之間的部分與第一方向電極320位於絕緣層340的異側。因此，第一方向電極320與第二方向電極330相互絕緣。保護塊350佈設於絕緣層340上與第一方向電極320和第二方向電極330 相對的另一側表面，且包覆第二方向電極330位於一對通孔341之間的部分。
如圖8、9所示，本發明第四實施例之電容式觸控圖形400包括基板410、第一方向電極420、第二方向電極430、複數個絕緣片440及保護塊450。電容式觸控圖形400與電容式觸控圖形100的區別在於，第一方向電極420由多個第一方向導電單元422和多個第一方向導線421組成；第二方向電極430由多個第二方向導電單元432和多個第二方向導線431組成。其中，多個第一方向導電單元422之間彼此分開，由多個第一方向導線421連接；同理，多個第二方向導電單元432之間彼此分開，由多個第二方向導線431連接。各絕緣片440分佈於各第一方向導線421表面，各第二方向導線431橫跨於各絕緣片440表面，以使第一方向電極420與第二方向電極430之間相互絕緣。
同本發明提供的電容式觸控圖形第一實施例類似，依照不同的製程需求，保護塊450可以包覆絕緣片440和位於絕緣片440上的第二方向導線431；也可層疊於絕緣片440上，僅包覆第二方向導線431位於絕緣片440之上的部分。
如圖10、11所示，本發明第五實施例之電容式觸控圖形500包括基板510、第一方向電極520、第二方向電極530、絕緣層540及保護塊550。電容式觸控圖形500與電容式觸控圖形300的區別在於，第一方向電極520由多個第一方向導電單元522和多個第一方向導線521組成，多個第一方向導電單元522之間彼此分開，由多個第一方向導線521連接；同理，第二方向電極530由多個第二方向導電單元532和多個第二方向導線531組成，多個第二方向導電單元532之間彼此分開，由多個第二方向導線531連接。第一方向導電單元522、第一方向導 線521和第二方向導電單元532位於絕緣層540同側。絕緣層540設有一對通孔541，分佈於第一方向導線521兩側，且對應於第二方向導電單元532，使每個第二方向導電單元532有部分裸露。第二方向導線531佈設於絕緣層540另一側，連接第二導電單元532，使第一方向電極520與第二方向電極530相互絕緣。保護塊550佈設於絕緣層540表面，且包覆第二方向導線531。
本發明提供的電容式觸控圖形中各個元件依據實際需要不同，可以由透明材料製成，也可以由不透明材料製成。其中不透明導電材料可以是銅、鋁、金等金屬；透明導電材料可以是氧化銦錫(ITO)等；絕緣材料可以是樹脂、玻璃等。例如，當觸控圖形為不透明時，可應用於筆記本電腦等設備的觸控操作面板；當觸控圖形為透明時，可應用於顯示器等發光顯示設備的表面做成觸控操作螢幕，由於保護塊以局部佈設於第二方向電極與第一方向電極交叉處上方的設計，取代傳統整面佈設保護塊，使觸控圖形整體的光透過率得到提高。同時，不論選用透明材料還是不透明材料，都能大大節省保護塊的使用材料，進而降低生產成本。
如圖12a-12d所示，本發明第一實施例之電容式觸控圖形100的製造方法包括四個步驟：第一，在基板110表面佈設第一方向電極120，如圖12a所示；第二，在第一方向電極120表面佈設絕緣片140，如圖12b所示；第三，在基板110表面佈設第二方向電極130，且第二方向電極130橫跨於絕緣片140表面，使第一方向電極120與第二方向電極130相互絕緣，如圖12c所示；第四，在第一方向電極120與第二方向電極130的電極交叉處佈設保護塊150，使保護塊150包覆絕緣片140和橫跨於絕緣片140表面的第二方向電極120，如圖12d所示。
如圖13a-13d為本發明第四實施例之電容式觸控圖形400的製造方法包括四個步驟：第一，在基板400表面佈設多個第一方向導電單元422、多個第一方向導線421和多個第二方向導電單元432，使多個第一方向導線連接多個第一方向導電單元，如圖13a所示；第二，在多個第一方向導線421表面佈設絕緣片440，如圖13b所示；第三，在絕緣片440表面佈設多個第二方向導線431，使多個第二方向導線431連接多個第二方向導電單元432，如圖13c所示；第四，在多個第二方向導線431表面佈設保護塊450，使保護塊450包覆絕緣片440和位於絕緣片440上的第二方向導線431，如圖13d所示。
如圖14a-14d所示，本發明第四實施例之電容式觸控圖形400的另一種製造方法包括四個步驟：第一，在基板400表面佈設多個第一方向導線421，如圖14a所示；第二，在多個第一方向導線421表面佈設絕緣片440，如圖14b所示；第三，在基板410表面佈設多個第一方向導電單元422和多個第二方向導電單元432，同時在絕緣片440表面佈設多個第二方向導線431，使多個第一方向導線421連接多個第一方向導電單元422，多個第二方向導線431連接多個第二方向導電單元432，如圖14c所示；第四，在多個第二方向導線431表面佈設保護塊450，使保護塊450包覆絕緣片440和位於絕緣片440上的第二方向導線431，如圖14d所示。
本發明提供的電容式觸控圖形的第五實施例的製造方法流程同第四實施例的製造方法，不同之處在於第二步驟中，佈設的絕緣層540還包括一對通孔541設置於電極交叉處，一對通孔541分別設置於第一方向導線521兩側。
鑒於製造設備、應用環境或工藝要求的不同，以上四種電容式觸控圖形的實施例的製造方法可以採用光刻方式實現，也 可以採用印刷方式實現，或者採用其他能形成本發明所提供的電容式觸控圖形的製造方式。
如圖15所示，其為具有本發明提供的電容式觸控圖形的觸控設備10的剖面圖。觸控設備10包括電容式觸控圖形11、若干導線12、一處理器13及一外殼14。其中，外殼14用於收容電容式觸控圖形11、導線12及處理器13。電容式觸控圖形11貼近外殼14的一側14a，且其第一方向電極和第二方向電極分別由若干導線12連接至處理器13。當觸控物體觸摸外殼14的一側14a時，電容式觸控圖形11產生一電壓信號，電壓信號通過若干導線12傳送至處理器13，處理器13將計算出觸控物體的觸摸位置的座標。
另一種具有本發明提供的電容式觸控圖形的觸控設備20，如圖16所示，包括：一具有一偏光片24的顯示單元25、電容式觸控圖形21、若干導線22及一處理器23；電容式觸控圖形21為透明，設置於顯示單元25內部，且位於偏光片24內表面24a。電容式觸控圖形21的第一方向電極和第二方向電極分別由若干導線22連接至處理器23。觸控物體可以直接觸摸偏光片進行觸控操作。顯示單元可以為液晶顯示單元。
再一種具有本發明提供的電容式觸控圖形的觸控設備30，如圖17所示，包括：一顯示單元35，電容式觸控圖形31，若干導線32以及一處理器33；電容式觸控圖形31為透明，設置於顯示單元35外表面35a，電容式觸控圖形31的第一方向電極和第二方向電極分別由若干導線32連接至處理器33。顯示單元可以為液晶顯示單元。
上述觸控設備中的採用的觸控圖形可以是本發明的電容式觸控圖形所列舉的實施例中的任意一種，其中保護塊的應用可 以減小材料的浪費，同時提高觸控圖形的整體的光透過率，減小此觸控電容式觸控圖形對所結合的顯示器的顯示效果的影響。
本發明提供的電容式觸控圖形中第一方向電極和第二方向電極包括至少一條電極，絕緣層、絕緣層上一對通孔和保護塊的數目由第一方向電極和第二方向電極的數目決定。第一方向電極和第二方向電極的數目由所應用的電容式觸控設備的觸控解析度和尺寸大小而定。一般解析度要求越高，電極數目越多；尺寸越大，電極數目也越多。
以上，僅為本發明較佳實施例而已，故不能以此限定本發明的範圍，即依本發明申請專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
1、100、200、300、400、500‧‧‧電容式觸控圖形
6、110、210、310、410、510‧‧‧基板
2、120、220、320、420、520‧‧‧第一方向電極
421、521‧‧‧第一方向導線
422、522‧‧‧第一方向導電單元
3、130、230、330、430、530‧‧‧第二方向電極
431、531‧‧‧第二方向導線
432、532‧‧‧第二方向導電單元
4、340、540‧‧‧絕緣層
140、240、440‧‧‧絕緣片
341、541‧‧‧通孔
5‧‧‧保護層
150、250、350、450、550‧‧‧保護塊
10、20、30‧‧‧觸控設備
11、21、31‧‧‧電容式觸控圖形
12、22、32‧‧‧導線
13、23、33‧‧‧處理器
14‧‧‧外殼
14a‧‧‧外殼一側
24‧‧‧偏光片
24a‧‧‧偏光片之內表面
25、35‧‧‧顯示單元
35a‧‧‧顯示單元之外表面
第1圖係顯示傳統投射電容式觸控圖形之俯視示意圖；第2圖係顯示第1圖中傳統投射電容式觸控圖形沿A-A線之剖面示意圖；第3圖係顯示本發明提供的電容式觸控圖形之第一實施例之俯視示意圖；第4圖係顯示第3圖中第一實施例電容式觸控圖形沿B-B線之剖面示意圖；第5圖係顯示本發明提供之電容式觸控圖形之第二實施例之剖面示意圖；第6圖係顯示本發明提供之電容式觸控圖形之第三實施例之俯視示意圖；第7圖係顯示第6圖中第三實施例電容式觸控圖形沿C-C線之剖面示意圖；第8圖係顯示本發明提供之電容式觸控圖形之第四實施例 之俯視示意圖；第9圖係顯示第8圖所示第四實施例電容式觸控圖形沿D-D線之剖面示意圖；第10圖係顯示本發明提供之電容式觸控圖形之第五實施例之俯視示意圖；第11圖係顯示第10圖所示第五實施例電容式觸控圖形沿E-E線之剖面示意圖；第12a-12d圖係顯示本發明之第一實施例之製造方法流程示意圖；第13a-13d圖係顯示本發明之第四實施例之製造方法流程示意圖；第14a-14d圖係顯示本發明之第四實施例之另一製造方法流程示意圖；第15圖係顯示一種具有本發明提供之電容式觸控圖形之觸控設備示意圖；第16圖係顯示另一種具有本發明提供之電容式觸控圖形之觸控設備示意圖；以及第17圖係顯示再一種具有本發明提供之電容式觸控圖形之觸控設備示意圖。
100‧‧‧電容式觸控圖形
110‧‧‧基板
120‧‧‧第一方向電極
130‧‧‧第二方向電極
140‧‧‧絕緣片
150‧‧‧保護塊

Claims (20)

  1. 一種電容式觸控結構，包括一基板，至少一第一方向電極佈設於所述基板表面，一絕緣層佈設於所述至少一第一方向電極表面，以及至少一第二方向電極佈設於所述絕緣層表面，所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互交叉設置，且包括至少一電極交叉處，其特徵在於，所述電容式觸控圖形還包括至少一保護塊，所述至少一保護塊佈設於所述第二方向電極表面且定位於所述至少一電極交叉處。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構，其中所述絕緣層為至少一絕緣片，且位於所述至少一電極交叉處，所述至少一第二方向電極橫跨於所述至少一絕緣片。
  3. 如專利申請範圍第2項所述之電容式觸控結構，其中所述至少一保護塊包覆所述至少一絕緣片和所述至少一第二方向電極位於所述至少一絕緣片表面的部分。
  4. 如專利申請範圍第2項所述之電容式觸控結構，其中所述至少一保護塊以層疊方式佈設於所述至少一絕緣片上方，並包覆所述至少一第二方向電極位於所述至少一絕緣片表面的部分。
  5. 如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構，其中所述絕緣層還包括至少一對通孔，所述至少一對通孔分別設置於所述至少一第一方向電極兩側，所述至少一第二方向電極穿過所述至少一對通孔，使所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互絕緣。
  6. 如專利申請範圍第5項所述之電容式觸控結構，其中所述至少一保護塊包覆所述至少一第二方向電極位於所述至少一對通孔之間的部分。
  7. 如專利申請範圍第2項或第5項所述之電容式觸控結構，其中所述至少一第一方向電極由至少兩個彼此分開的第一方向導電單元和至少一連接所述至少兩個第一方向導電單元的第一方向導線組成，所述至少一第二方向電極由至少兩個彼此分開的第二方向導電單元和至少一連接所述至少兩個第二方向導電單元的第二方向導線組成，所述至少一電極交叉處為所述至少一第一方向導線和所述至少一第二方向導線的交叉處。
  8. 如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構，其中所述至少一保護塊由透明材料製成。
  9. 如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構，其特徵在於，所述基板、所述至少一第一方向電極、所述至少一第二方向電極和所述絕緣層為透明。
  10. 一種電容式觸控結構之製造方法，包括下列步驟：a).在一基板表面佈設至少一第一方向電極；b).在所述至少一第一方向電極表面佈設至少一絕緣片；c).在所述基板表面佈設至少一第二方向電極，且使所述至少一第二方向電極橫跨於所述至少一絕緣片表面，使所述至少一第一方向電極與所述至少一第二方向電極相互絕緣；d).在所述至少一第一方向電極和所述至少一第二方向電極的至少一電極交叉處佈設至少一保護塊。
  11. 一種電容式觸控結構之製造方法，包括下列步驟：a).在一基板表面佈設至少兩個第一方向導電單元、至少兩個第二方向導電單元以及至少一第一方向導線，使所述至少一第一方向導線連接所述至少兩個第 一方向導電單元；b).在所述至少一第一方向導線表面佈設一絕緣層；c).在所述絕緣層表面佈設至少一第二方向導線，使所述至少一第二方向導線連接所述至少兩個第二方向導電單元；d).在所述至少一第二方向導線表面佈設至少一保護塊。
  12. 一種電容式觸控結構之製造方法，包括下列步驟：a).在一基板表面佈設至少一第一方向導線；b).在所述至少一第一方向導線表面佈設一絕緣層；c).在所述絕緣層上佈設至少兩個第一方向導電單元、至少兩個第二方向導電單元以及至少一第二方向導線，使所述至少一第一方向導線連接所述至少兩個第一方向導電單元，使所述至少一第二方向導線位於所述絕緣層表面，並連接所述至少兩個第二方嚮導點單元；d).在所述至少一第二方向導線表面佈設至少一保護塊。
  13. 如專利申請範圍第11項或第12項所述之電容式觸控結構之製造方法，其中所述絕緣層為至少一絕緣片。
  14. 如專利申請範圍第11項或第12項所述之電容式觸控結構之製造方法，其中所述絕緣層還包括至少一對通孔分別設置於所述至少一第一方向導線兩側。
  15. 如專利申請範圍第10項、第11項或第12項所述之電容式觸控結構之製造方法，其中所述製造方法採用光刻方式。
  16. 如專利申請範圍第10項、第11項或第12項所述之電容式觸控結構之製造方法，其中所述製造方法採用印刷方式。
  17. 一種具有如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構的觸控設備，包括：所述電容式觸控圖形，若干導線，一處理器以及一外殼；所述電容式觸控圖形貼近所述外殼的一內表面，所述若干導線和所述處理器設置於所述外殼內，所述電容式觸控圖形的所述至少一第一方向電極和所述至少一第二方向電極分別由所述若干導線連接至所述處理器。
  18. 一種具有如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構的觸控設備，包括：一具有偏光片的顯示單元，所述電容式觸控圖形，若干導線以及一處理器；所述電容式觸控圖形為透明，設置於所述顯示單元內部，且位於所述偏光片內表面，所述電容式觸控圖形的所述至少一第一方向電極和所述至少一第二方向電極分別由所述若干導線連接至所述處理器。
  19. 一種具有如專利申請範圍第1項所述之電容式觸控結構的觸控設備，包括：一顯示單元，所述電容式觸控圖形，若干導線以及一處理器；所述電容式觸控圖形為透明，設置於所述顯示單元外表面，所述電容式觸控圖形的所述至少一第一方向電極和所述至少一第二方向電極分別由所述若干導線連接至所述處理器。
  20. 如專利申請範圍第18項或第19項所述之觸控設備，其中所述顯示單元為液晶顯示單元。
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