TWI487012B - 電容式觸控面板的電極結構 - Google Patents

Description

電容式觸控面板的電極結構

本發明是有關於一種面板的電極結構，且特別是有關於一種電容式觸控面板的電極結構。

隨著觸碰面板(touch panel)的技術發展，觸碰面板已經廣泛應用電子裝置的螢幕，例如手機、筆記型電腦或平板電腦。觸碰面板可以讓使用者更方便的進行輸入或操作的動作，讓其使用者介面更為人性化與方便。

一般而言，電容式觸控面板的電極結構包括多個接收電極以及多個驅動電極。在實際應用上，驅動電極係用以接收面板控制器所輸入的驅動訊號，以驅動觸控面板對使用者的觸碰進行感測。接收電極係用以產生對應於使用者觸碰的感應訊號。在習知技術中，接收電極與驅動電極的結構通常設計為形狀相同，且大小相等。然而，此種設計方式雖可產生較強的感應訊號，但是當接收電極的區域面積愈大時，相對地也會感應較多的雜訊。

本發明提供一種電容式觸控面板的電極結構，在減少感應訊號雜訊的同時，又可增加輸入訊號，提高訊噪比(Signal to Noise Ratio)。

本發明提供一種電容式觸控面板的電極結構包括多個接收電極以及多個驅動電極。各接收電極具有一六邊形的電極結構。各驅動電極包括一主要區。各主要區具有一四邊形的電極結構。其中，各驅動電極的面積大於各接收電極的面積。

在本發明之一實施例中，上述之各六邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之各四邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之各四邊形電極結構的四個夾角實質上等於90度。

在本發明之一實施例中，上述之六邊形電極結構與四邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之各六邊形電極結構具有多個長邊及多個短邊。在各六邊形電極結構中，相鄰的短邊的夾角小於或等於90度。

在本發明之一實施例中，在上述之各六邊形電極結構中，相鄰的長邊與短邊的夾角大於90度。

在本發明之一實施例中，上述之電極結構更包括多個仿真(dummy)電極。各仿真電極具有一三邊形的電極結構。各仿真電極的面積分別小於各接收電極與各驅動電極的面積。

在本發明之一實施例中，上述之六邊形電極結構、四邊形電極結構與三邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之三邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之各三邊形電極結構其中兩相鄰的邊的夾角實質上等於90度。

在本發明之一實施例中，上述之三邊形電極結構分別與六邊形電極結構以及四邊形電極結構絕緣。

在本發明之一實施例中，上述之各驅動電極更包括多個輔助區。各輔助區具有一三邊形的電極結構。

在本發明之一實施例中，上述之三邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之三邊形電極結構與四邊形電極結構在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。

在本發明之一實施例中，上述之各三邊形電極結構其中兩相鄰的邊的夾角實質上等於90度。

基於上述，本發明之範例實施例在接收區會減少其接收電極的面積，以降低感應訊號的雜訊。在驅動區會增加其驅動電極與接收電極耦合(coupling)的面積，以增加輸入訊號的強度，進而提高訊噪比。

為讓本發明之上述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。

圖1繪示一電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。請參考圖1，此種電極圖樣(pattern) 100包括多個縱向排列的接收電極110以及多個橫向排列的驅動電極120，其實施方式需要兩層的堆疊結構或是單層結構。單層結構的電極圖樣100在縱向上需作縱向電橋130來電性連接同一行的接收電極110。多行接收電極110形成觸碰面板的接收區(Receiving area)。在橫向上，電極圖樣100需作橫向電橋140來電性連接同一列的驅動電極120。多列驅動電極120形成觸碰面板的驅動區(driving area)。在此例中，接收區與驅動區均採用相同面積的菱形電極結構。

第一實施例

圖2A至圖2C繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。請參考圖2A至圖2C，本實施例之觸控面板的電極圖樣200包括多個接收電極210、多個驅動電極220、多個縱向電橋230以及多個橫向電橋240。縱向電橋230用以電性連接同一行的接收電極210。橫向電橋240用以電性連接同一列的驅動電極220。在本實施例中，各接收電極210與各驅動電極220彼此絕緣，並且各驅動電極220的面積大於各接收電極210的面積。各接收電極210具有一六邊形的電極結構。各驅動電極220包括一主要區A1以及多個輔助區A2。主要區A1具有一四邊形的電極結構。各輔助區A2具有一三邊形的電極結構。

具體而言，以其中一接收電極210為例，其為一六邊形的電極結構。從邊界排列的方式來看，請參考圖2B，此六邊形電極結構包括三組在不同方向X、XY、YX上排列的對邊。此三組對邊在其各自的排列方向上實質上彼此平行。舉例而言，在YX方向上，對邊組L11、L12實質上彼此平行；在XY方向上，對邊組L21、L22實質上彼此平行；在X方向上，對邊組L31、L32實質上彼此平行。

從角度的觀點來看，請參考圖2C，此六邊形電極結構的兩短邊L11、L21的夾角θ1實質上等於兩短邊L22、L12的夾角θ2。並且，兩長邊與其相鄰短邊的夾角θ3至θ6的大小實質上相等，但本發明並不限於此。另外，在此例中，夾角θ1及θ2的大小可以是小於或實質上等於90度。並且，夾角θ3至θ6各為一鈍角，即大於90度。

在本範例實施例中，對各接收電極210而言，六邊形電極結構的各組對邊的排列方式係以在不同方向上實質上彼此平行來例示說明，但本發明並不限於此。在其他實施例中，各六邊形電極結構在同一方向上排列的對邊也可不平行。在對邊不平行的實施態樣中，六邊形電極結構的各鄰邊所夾的角度也會隨結構的改變而有所調整，本發明並不加以限制。

從面積大小的觀點來看，相較於圖1的菱形接收電極110的面積，本實施例之六邊形結構的接收電極210的面積相對較小，因此可降低其感應訊號的雜訊。另外，相較於本實施例之驅動電極220的面積，接收電極210的面積也相對較小。

另一方面，以其中一驅動電極220為例，請參考圖2A，其包括一主要區A1以及多個輔助區A2。主要區A1為一四邊形的電極結構。從邊界排列的方式來看，請參考圖2B，主要區A1的四邊形電極結構包括兩組在不同方向XY、YX上排列的對邊。此兩組對邊在其各自的排列方向上實質上彼此平行。舉例而言，在YX方向上，對邊組S11、S12實質上彼此平行；在XY方向上，對邊組S21、S22實質上彼此平行。在此例中，主要區A1的四個邊S11、S12、S21、S22的長度可以實質上相等或不相等，本發明並不加以限制。在主要區A1的四個邊S11、S12、S21、S22的長度實質上相等的實施態樣中，驅動電極220係為一菱形的電極結構。

從角度的觀點來看，請參考圖2C，本實施例的主要區A1其夾角φ1實質上等於夾角φ2，而夾角φ3實質上等於夾角φ4，但本發明並不限於此。在其他實施例中，主要區A1的四個邊S11、S12、S21、S22的夾角φ1至φ4也可實質上相等，且其大小實質上等於90度。

另外，請參考圖2A，在本實施例中，驅動電極220包括四個輔助區A2，其大小實質上相等。惟應注意者係，輔助區A2的數目及其大小關係並不用以限制本發明。在此例中，各輔助區A2為一三邊形的電極結構。從邊界排列的方式來看，請參考圖2B，若合併觀察四個輔助區A2，其在不同方向上排列的邊實質上彼此平行。也就是說，在Y方向上，四個輔助區A2的鄰邊組S41、S51、S61、S71實質上彼此平行；在X方向上，四個輔助區A2的鄰邊組S42、S52、S62、S72實質上彼此平行；在XY方向上，斜邊對S53、S63實質上彼此平行；在YX方向上，斜邊對S43、S73實質上彼此平行。在此例中，輔助區A2的八個鄰邊S41、S51、S61、S71、S42、S52、S62、S72的長度可以實質上相等或不相等，以及輔助區A2的四個斜邊S43、S53、S63、S73的長度也可以實質上相等或不相等，本發明並不加以限制。

從角度的觀點來看，請參考圖2C，在四個輔助區A2中，鄰邊對S41、S42的夾角ω1、鄰邊對S51、S52的夾角ω2、鄰邊對S61、S62的夾角ω3以及鄰邊對S71、S72的夾角ω4可以實質上相等或不相等。在夾角ω1至ω4相等的實施態樣中，其大小例如實質上等於90度，但本發明並不加以限制。

從面積大小的觀點來看，相較於圖1的菱形驅動電極120的面積，本實施例之多邊形結構的驅動電極220的面積相對較大，且驅動電極220的邊界數目較多，因此與接收電極210的耦合區域A3也較大。此較大的耦合面積可有效增加輸入訊號的強度，進而提高訊噪比。另外，驅動電極220的結構為主要區A1加上在其上下兩側的輔助區A2，因此相較於本實施例之接收電極210的面積，驅動電極220的面積也相對較大。另外，在本範例實施例中，雖然驅動電極220被區分為主要區A1與輔助區A2兩個部份，但在實際製作上，各驅動電極220是一體成型的多邊形結構，並非分成兩個部份來製作完成。

圖3繪示圖2A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。請參考圖3，圖3繪示一組5x6電極的電容式觸碰面板。此電極可分成兩個區域，分別為包括多個驅動電極220的驅動區以及多個接收電極210的接收區。在驅動區內，同一行上係以6個多邊形的驅動電極220來例示說明，各驅動電極220之多邊形的幾何結構則如圖2A所揭露的驅動電極220，在此不再贅述。在接收區內，同一行上係以5個六邊形的接收電極210來例示說明，各接收電極210之六邊形的幾何結構則如圖2A所揭露的接收電極210，在此不再贅述。在本實施例中，驅動區的驅動電極結構為主要區A1加上在其上下兩側的輔助區A2，以增加與接收電極210的耦合區域A3，而接收區的接收電極結構為減小感應之雜訊而減少其面積。

第二實施例

圖4A繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖，圖4B繪示圖4A之電極結構的部分區域的放大示意圖。請參考圖2A及圖4A至圖4B，本實施例之觸控面板的電極圖樣400類似於第一實施例的電極圖樣200，惟兩者之間主要的差異例如在於電極圖樣400更包括多個仿真電極450，以及驅動電極420僅包括主要區A1的電極結構。有關驅動電極420的主要區A1，其電極結構如第一實施例的驅動電極220的主要區A1，在此不再贅述。底下說明本實施例之仿真電極450的電極結構。

具體而言，本實施例之電極圖樣400包括四個仿真電極450，其大小實質上相等，並且位於驅動電極420的上下兩側。惟應注意者係，仿真電極450的數目及其大小關係並不用以限制本發明。並且，本實施例的上側、下側僅是參考附加圖式的方向，所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。本實施例之仿真電極450各為一三邊形的電極結構，其面積分別小於各接收電極410與各驅動電極420的面積，並且分別與各接收電極410與各驅動電極420絕緣。仿真電極450配置的目的至少包括為了增加接收電極410、驅動電極420及仿真電極450三者之間的耦合區域A4，如圖4A所示。

從邊界排列的方式來看，請參考圖4B，圖4B繪示電極圖樣400的部分區域601的放大示意圖。若合併觀察四個仿真電極450，其在不同方向上排列的邊實質上彼此平行。舉例而言，在Y方向上，四個仿真電極450的鄰邊組K41、K51、K61、K71實質上彼此平行；在X方向上，四個仿真電極450的鄰邊組K42、K52、K62、K72實質上彼此平行；在XY方向上，斜邊對K53、K63實質上彼此平行；在YX方向上，斜邊對K43、K73實質上彼此平行。在此例中，仿真電極450的八個鄰邊K41、K51、K61、K71、K42、K52、K62、K72的長度可以實質上相等或不相等，以及仿真電極450的四個斜邊K43、K53、K63、K73的長度也可以實質上相等或不相等，本發明並不加以限制。

從角度的觀點來看，在四個仿真電極450中，鄰邊對K41、K42的夾角σ1、鄰邊對K51、K52的夾角σ2、鄰邊對K61、K62的夾角σ3以及鄰邊對K71、K72的夾角σ4可以實質上相等或不相等。在夾角σ1至σ4相等的實施態樣中，其大小例如實質上等於90度，但本發明並不加以限制。

圖5繪示圖4A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。請參考圖5，圖5繪示一組5x6電極的電容式觸碰面板。此電極可分成兩個區域，分別為包括多個驅動電極420的驅動區以及多個接收電極410的接收區。在驅動區內，同一行上係以6個多邊形的驅動電極420來例示說明，各驅動電極420之多邊形的幾何結構則如圖4A所揭露的驅動電極420，在此不再贅述。在接收區內，同一行上係以5個六邊形的接收電極410來例示說明，各接收電極410之六邊形的幾何結構則如圖4A所揭露的接收電極410，在此不再贅述。在本實施例中，各驅動電極420例如是一菱形的電極結構，其上下兩側分別增加了兩對仿真電極450，以增加與接收電極410的耦合區域A4，而接收區的接收電極結構為減小感應之雜訊而減少其面積。

第三實施例

圖6A繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖，圖6B繪示圖6A之電極結構的部分區域的放大示意圖。請參考圖4A及圖6A至圖6B，本實施例之觸控面板的電極圖樣600類似於第二實施例的電極圖樣400，惟兩者之間主要的差異例如在於電極圖樣600的驅動電極620僅包括兩個位在其上側的仿真電極650。應注意的是，本實施例的上側僅是參考附加圖式的方向，所使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

具體而言，本實施例之電極圖樣600包括兩個仿真電極650，其大小實質上相等。惟應注意者係，仿真電極450的數目及其大小關係並不用以限制本發明。本實施例之仿真電極650各為一三邊形的電極結構，其面積分別小於各接收電極610與各驅動電極620的面積，並且分別與各接收電極610與各驅動電極620絕緣。仿真電極650配置的目的至少包括為了增加接收電極610、驅動電極620及仿真電極650三者之間的耦合區域A5，如圖6A所示。。

從邊界排列的方式來看，請參考圖6B，圖6B繪示電極圖樣600的部分區域601的放大示意圖。若合併觀察兩個仿真電極650，其在不同方向上排列的邊實質上彼此平行。舉例而言，在X方向上，兩個仿真電極650的斜邊組H43、H53實質上彼此平行；在XY方向上，鄰邊對H41、H52實質上彼此平行；在YX方向上，鄰邊對H42、H51實質上彼此平行。在此例中，仿真電極650的四個鄰邊H41、H51、H42、H52的長度可以實質上相等或不相等，以及仿真電極650的四個斜邊H43、H53的長度也可以實質上相等或不相等，本發明並不加以限制。

從角度的觀點來看，在兩個仿真電極650中，鄰邊對H41、H42的夾角ρ1、鄰邊對H51、H52的夾角ρ2可以實質上相等或不相等。在夾角ρ1及ρ2相等的實施態樣中，其大小例如實質上等於90度，但本發明並不加以限制。

圖7繪示圖6A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。請參考圖7，圖7繪示一組5x6電極的電容式觸碰面板。此電極可分成兩個區域，分別為包括多個驅動電極620的驅動區以及多個接收電極610的接收區。在驅動區內，同一行上係以6個多邊形的驅動電極620來例示說明，各驅動電極620之多邊形的幾何結構則如圖6A所揭露的驅動電極620，在此不再贅述。在接收區內，同一行上係以5個六邊形的接收電極610來例示說明，各接收電極610之六邊形的幾何結構則如圖6A所揭露的接收電極610，在此不再贅述。在本實施例中，各驅動電極620例如是一菱形的電極結構，其上側增加了一對仿真電極650，以增加與接收電極610的耦合區域A5，而接收區的接收電極結構為減小感應之雜訊而減少其面積。

綜上所述，本發明之範例實施例在接收區會減少其接收電極的面積，以降低感應訊號的雜訊。在驅動區會增加其驅動電極與接收電極耦合的面積，以增加輸入訊號的強度，進而提高訊噪比。在本發明之範例實施例中，增加耦合面積的方式包括利用在驅動電極增加輔助區來擴大其面積，或者在驅動電極的周邊增加多個仿真電極。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、200、400、600．．．電極圖樣

110、210、410、610．．．接收電極

120、220、420、620．．．驅動電極

130、140、230、240、430、440、630、640．．．電橋

401、601．．．電極圖樣的部分區域

A1．．．驅動電極的主要區

A2．．．驅動電極的輔助區

A3、A4、A5．．．耦合區域

S11、S12、S21、S22．．．驅動電極的主要區的邊

S41、S51、S61、S71、S42、S52、S62、S72、S43、S53、S63、S73．．．驅動電極的輔助區的邊

L11、L12、L21、L22、L31、L32．．．接收電極的邊

K41、K51、K61、K71、K42、K52、K62、K72、K43、K53、K63、K73、H41、H42、H43、H51、H52、H53．．．仿真電極的邊

φ1、φ2、φ3、φ4．．．驅動電極的主要區的邊的夾角

ω1、ω2、ω3、ω4．．．驅動電極的輔助區的鄰邊的夾角

θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6．．．接收電極的邊的夾角

σ1、σ2、σ3、σ4、ρ1、ρ2．．．仿真電極的鄰邊的夾角

X、Y、XY、YX．．．方向

圖1繪示一電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。

圖2A至圖2C繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。

圖3繪示圖2A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。

圖4A繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。

圖4B繪示圖4A之電極結構的部分區域的放大示意圖。

圖5繪示圖4A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。

圖6A繪示本發明一實施例之電容式觸控面板的電極結構的概要示意圖。

圖6B繪示圖6A之電極結構的部分區域的放大示意圖。

圖7繪示圖6A之電極結構在電容式觸控面板上實施的概要示意圖。

200．．．電極圖樣

210．．．接收電極

220．．．驅動電極

230、240．．．電橋

A1．．．驅動電極的主要區

A2．．．驅動電極的輔助區

A3．．．耦合區域

X、Y、XY、YX．．．方向

Claims (16)

1. 一種電容式觸控面板的電極結構，包括：多個接收電極，各該接收電極具有一六邊形的電極結構；以及多個驅動電極，各該驅動電極包括一主要區，各該主要區具有一四邊形的電極結構，其中各該驅動電極的面積大於各該接收電極的面積。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中各該接收電極在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中各該驅動電極的該主要區在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中各該驅動電極的該主要區的四個夾角實質上等於90度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中該些接收電極與該些驅動電極的該些主要區在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中各該接收電極具有多個長邊及多個短邊，在各該接收電極中，相鄰的該些短邊的夾角小於或等於90度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電極結構，其中在各該接收電極中，相鄰的該長邊與該短邊的夾角大於90度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，更包括：多個仿真電極，各該仿真電極具有一三邊形的電極結構，其中各該仿真電極的面積分別小於各該接收電極與各該驅動電極的面積。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電極結構，其中該些仿真電極在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電極結構，其中該些接收電極、該些驅動電極的該主要區與該些仿真電極在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電極結構，其中各該仿真電極其中兩相鄰的邊的夾角實質上等於90度。
12. 如申請專利範圍第10項所述之電極結構，其中該些仿真電極分別與該些接收電極以及該些驅動電極的該些主要區絕緣。
13. 如申請專利範圍第1項所述之電極結構，其中各該驅動電極更包括：多個輔助區，各該輔助區具有一三邊形的電極結構。
14. 如申請專利範圍第13項所述之電極結構，其中該些驅動電極的該些輔助區在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
15. 如申請專利範圍第13項所述之電極結構，其中該些驅動電極的該些輔助區與該些驅動電極的該些主要區在同一方向上排列的邊實質上彼此平行。
16. 如申請專利範圍第13項所述之電極結構，其中該些驅動電極的各該輔助區的其中兩相鄰的邊的夾角實質上等於90度。