TWI585639B - 觸控模組 - Google Patents

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Description

觸控模組
本發明涉及一種觸控模組。
隨著電子技術的不斷發展，手機、可擕式電腦、個人數位助理(PDA)、平板電腦、媒體播放機等消費性電子產品大多都採用觸控模組作為輸入裝置，以使產品具有更友好的人機對話模式。
根據其觸控原理的不同，觸控模組包括電阻式觸控模組、電容式觸控模組、紅外式觸控模組以及聲波式觸控模組等。目前，應用較為廣泛的觸控模組包括電阻式、電容式、光學式、音波式等觸控模組。其中，尤以電容式觸控模組的應用更為廣泛。電容式觸控模組由於其觸控靈敏度好、使用壽命長、不易被外界訊號干擾等優點，被廣泛應用於各種消費性電子產品。
目前，被廣泛使用的電容式觸控模組，大多包括複數個感應電極以及處理器。複數個感應電極平行且間隔一定距離設置。當使用者用手指觸碰面板時，手指的接近與觸碰會導致感測電極本身電容以及耦合電容變化，依據感測電極結構電容的變化確定手指觸碰的位置。為了提升觸控靈敏度，需要減小相鄰兩個感應電極之間的距離並增加感應電極的數量。
有鑒於此，有必要提供一種提高觸控靈敏度之觸控模組。
一種觸控模組包括排列設置的複數個感測電極單元。感測電極單元包括複數個感測電極以及與感測電極對應的訊號線。相鄰兩個感測電極交叉設置。感測電極包括主感測區、第一次感測區和第二次感測區。第一次感測區和第二感測區分別設置與主感測區相對兩側，且均與主感測區電性連接。第一次感測區包括第一實體部和第一空缺部。第二次感測區包括第二實體部和第二空缺部。第一實體部與第二空缺部相對應，第二實體部與第一空缺部相對應。感測電極的第一實體部收容於與其相鄰的另一感測電極的第二空缺部內，且感測電極的第二實體部收容與其相鄰的另一感測電極的第一空缺部。
一種觸控模組，包括第一觸控層和第二觸控層。第一觸控層和第二觸控層重疊設置。第一觸控層包括第一感測電極單元。第二觸控層包括第二感測電極單元。第一感測電極單元包括複數個感測電極以及與感測電極對應的訊號線。第一感測電極單元內的複數個感測電極沿第一方向部分交叉設置。感測電極包括主感測區、第一次感測區和第二次感測區。第一次感測區和第二感測區分別設置與主感測區相對兩側，且均與主感測區電性連接。訊號線與主感測區電性連接。第一次感測區包括第一實體部和第一空缺部。第二次感測區包括第二實體部和第二空缺部。第一實體部與第二空缺部相對應，第二實體部與第一空缺部相對應。感測電極的第一實體部收容於與其相鄰的另一感測電極的第二空缺部內，且感測電極的第二實體部收容與與其相鄰的另一感測電極的第一空缺部。
採用上述之驅動模組及觸控模組，在處理第一脈寬調變訊號的同時利用第一脈寬調變訊號驅動背光模組發光，並在完成第一脈寬調變訊號處理後根據處理後的驅動訊號驅動背光模組發光，提高了背光模組的啟動時間，並維持背光模組的發光亮度不變。
100‧‧‧觸控裝置
10‧‧‧玻璃蓋板
20，60‧‧‧觸控模組
30‧‧‧顯示模組
40‧‧‧光學膠
50‧‧‧殼體
200‧‧‧觸控單元
23‧‧‧觸控電極
231‧‧‧主感測區
232‧‧‧第一次感測區
233‧‧‧第一實體部
2331‧‧‧第一次感測部
2332‧‧‧第二次感測部
2334‧‧‧第三次感測部
2336‧‧‧第四次感測部
235‧‧‧第一空缺部
2351‧‧‧第一空腔
2352‧‧‧第二空腔
236‧‧‧第二次感測區
237‧‧‧第二實體部
2371‧‧‧第五次感測部
2372‧‧‧第六次感測部
238‧‧‧第二空缺部
2381‧‧‧第三空腔
2383‧‧‧第四空腔
2385‧‧‧第五空腔
2387‧‧‧第六空腔
28‧‧‧訊號線
20a‧‧‧第一觸摸層
20b‧‧‧第二觸摸層
200a‧‧‧第一觸控單元
200b‧‧‧第二觸控單元
圖1為一種較佳實施方式之觸控裝置之立體圖。
圖2為圖1所示之觸控裝置之分解圖。
圖3為圖2所示之感測電極之平面示意圖。
圖4為圖2所示之觸控模組之示意圖。
圖5為圖3所示之觸控裝置之訊號波形圖。
圖6為圖4所示之觸控模組之第二實施方式之示意圖。
請參閱圖1和圖2，圖1是本發明具體實施例的觸控顯示裝置100的立體示意圖，圖2是圖1中沿V-V切線的剖面示意圖。該觸控顯示裝置100包括蓋板10、觸控模組20、顯示模組30以及殼體50。所述蓋板10、觸控模組20及顯示模組30彼此層疊設置。所述觸控模組20可藉由光學膠40與所述蓋板10及顯示模組30黏合在一起。所述光學膠40可以是，但不限於，光學透明膠黏劑(Optical Clear Adhesive，OCA)或光學透明樹脂(Optical Clear Resin，OCR)等具有高透光率的膠黏劑。在本實施方式中，顯示模組30可為液晶顯示結構或有機電致發光結構。在其他實施方式中，觸控模組20可以直接形成在蓋板10上或者顯示模組30內。
請一併參閱圖3及圖4，觸控模組20包括並排設置的複數個感測電極單元200。每個感測電極單元200包括複數個觸控電極23、連接感測電極23與外部電路的訊號線28。其中，相鄰兩個觸控電極23之間部分交叉設置(如圖4所示)。在本實施方式中，觸控模組20為自感電容觸控模組。
觸控電極23包括主感測區231、第一次感測區232以及第二次感測區234。第一次感測區232以及第二次感測區234分別設置於主感測區231相對兩側，且與主感測區231電性連接。其中，第一次感測區232、第二次感測區 234相互間為互補結構。第一次感測區232包括第一實體部233和第一空缺部235，第二感測區234第二實體部237及第二空缺部238。第一實體部233與第二空缺部238對應；第一空缺部235與對應第二實體部237對應。其中，定義任意四個相鄰的觸控電極23為依序排列的第一觸控電極23a、第二觸控電極23b、第三觸控電極23c及第四觸控電極23d，第一、第二、第三、第四觸控電極23a-d的主感測區231相互對齊且間隔設置。本實施例中，四個主感測區231平行設置，第二觸控電極23b的第一實體部233位於第一觸控電極23a的第二空缺部238，第三觸控電極23c的第一實體部位於第二觸控電極23b的第二空缺部238。
主感測區231大致呈長方體條狀。第一次感測區232的第一實體部233包括第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334、第四次感測部2336。第一次感測部2331和第二次感測部2332分別與主感測區231的相對端部對齊且電性連接。第一次感測部2331和第二次感測部2332相隔一定距離。第一次感測部2331和第二次感測部2332之間的連線與主感測區231平行設置。第三次感測部2334和第四次感測部2336分別設置於第一次感測部2331和第二次感測部2332遠離主感測區231的一側。第三次感測部2334和第四次感測部2336分別與第一次感測部2331和第二次感測部2332相背的端部對齊且電性連接。第三次感測部2334和第四次感測部2336相隔一定距離，即第三次感測部2334和第四次感測部2336之間的連線與主感測區231平行設置。第一空缺部235包括第一空腔2351以及第二空腔2352。第一空腔2351和第二空腔2352呈兩列設置，且二者相互連通。第一空腔2351由主感測區231、第一次感測部2331以及第二次感測部2332圍成，且具有開口。第二空腔2352由第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334、第四次感測部2336圍成，且具有開口。其中，第一空腔2325與第二空腔2352相連通。第一次感測部2331和第二次感測部2332到主感測區231之間的距離等於第三次感測部2334和第四次感測 部2336第一次感測部2331和第二次感測部2332之間的距離。在本實施方式中，第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334及第四次感測部2336的寬度相等，且小於主感測區231的寬度。在其他實施方式中，第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度相等，且小於主感測區231的寬度。第三次感測部2334和第四次感測部2336的寬度相等，且小於第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度。
第二次感測區234設置於主感測區231下方。第二實體部237包括依次設置的第五次感測部2371及第六次感測部2372。第五次感測部2372的中部與主感測區231的中部電性連接。第六次感測部2381設置於第五次感測部2371遠離主感測區231的一側。第六次感測部2381的中部與第五次感測部2371的中部電性連接。第二空缺部238包括相互隔離的第三空腔2381、第四空腔2383、第五空腔2385以及第六空腔2387。第三空腔2381和第四空腔2383由第五次感測部2372與主感測區231圍成，且開口方向相背設置。第五空腔2385和第六空腔2387由第六次感測部2381和第五次感測部2372圍成，且開口方向相背設置。第五次感測部2371和第六次感測部2372的寬度相等，且小於主感測區231的寬度。在本實施方式中，第五次感測部2371的寬度與第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度相等，第六次感測部2372的寬度與第三次感測部2334和第四次感測部2336的寬度相等。在其他實施方式中，主感測區231、第五次感測部2371及第六次感測部2372的寬度呈遞減變化。
在本實施方式中，第一空腔2325和第二空腔2326分別用於收容相鄰感測部23的第五感測部2371和第六感測部2372。第三空腔2381和第四空腔2383分別用於收容相鄰感測部23的第三次感測部2334和第四次感測部2336。第五空腔2385和第六空腔2387分別用於收容相鄰感測部23的第一次感測部2331和第二次感測部2332。
請參閱圖5，當觸碰觸控顯示裝置100時，根據觸碰區域與不同觸控電極23之間的重疊面積的不同，使得與觸碰區域具有重疊部分的感測電極23對應之訊號線28感測到電容值不同的訊號。當手指觸碰由4個交叉設置的感測電極23a-23d組成的觸控單元20上的區域A時，與觸碰區域A對應的感測部23b-23d的電容同時發生變化。根據觸碰區域A與感測部23c、23b及23d之間重疊面積依次遞減，訊號線28c、訊號線28b、訊號線28d上感測到的訊號變化幅度呈遞減變化，進而實現觸摸位置的精確定位。
請一併參閱圖3和圖6，在一種替代方式中，觸控模組20’包括第一觸控層20a和第二觸控層20b。第一觸控層20a和第二觸控層20b重疊設置，第一觸控層20a包括第一觸控單元200a，第二觸控層20b包括第二觸控單元200b。第一觸控單元200a和第二觸控單元200b均包括複數個觸控電極23、連接感測電極23與外部電路的訊號線28。其中，第一觸控單元200a內的感測電極23沿第一方向(例如X方向)部分交叉設置，第二觸控單元200b內的感測電極23沿與第一方向垂直的第二方向(例如Y方向)部分交叉設置。在本實施方式中，觸控模組20’為互感式觸控模組。第一觸控單元200a和對應的第二觸控單元200b分別用於感測與當前位置對應的觸摸點。在一種替代方式中，第二觸控單元200b感測電極也可採用傳統的條形結構。
觸控電極23包括主感測區231、第一次感測區232以及第二次感測區234。第一次感測區232以及第二次感測區234分別設置於主感測區231相對兩側，且與主感測區231電性連接。其中，第一次感測區232、第二次感測區234相互間為互補結構。第一次感測區232包括第一實體部233和第一空缺部235，第二感測區234第二實體部237及第二空缺部238。第一實體部233與第二空缺部238對應；第一空缺部235與對應第二實體部237對應。其中，定義任意四個相鄰的觸控電極23為依序排列的第一觸控電極23a、第二觸控電極23b、第三觸 控電極23c及第三觸控電極23d，第一、第二、第三、第四觸控電極23a-d的主感測區231相互對齊且間隔設置。本實施例中，四個主感測區231平行設置，第二觸控電極23b的第一實體部233位於第一觸控電極23a的第二空缺部238，第三觸控電極23c的第一實體部位於第二觸控電極23b的第二空缺部238。
主感測區231大致呈長方體條狀。第一次感測區232的第一實體部233包括第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334、第四次感測部2336。第一次感測部2331和第二次感測部2332分別與主感測區231的相對端部對齊且電性連接。第一次感測部2331和第二次感測部2332相隔一定距離。第一次感測部2331和第二次感測部2332之間的連線與主感測區231平行設置。第三次感測部2334和第四次感測部2336分別設置於第一次感測部2331和第二次感測部2332遠離主感測區231的一側。第三次感測部2334和第四次感測部2336分別與第一次感測部2331和第二次感測部2332相背的端部對齊且電性連接。第三次感測部2334和第四次感測部2336相隔一定距離，即第三次感測部2334和第四次感測部2336之間的連線與主感測區231平行設置。第一空缺部235包括第一空腔2351以及第二空腔2352。主感測區231、第一次感測部2331以及第二次感測部2332圍成一具有開口的第一空腔2351。第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334、第四次感測部2336圍成一具有開口的第二空腔2352。其中，第一空腔2325與第二空腔2352相連通。第一次感測部2331和第二次感測部2332到主感測區231之間的距離等於第三次感測部2334和第四次感測部2336第一次感測部2331和第二次感測部2332之間的距離。在本實施方式中，第一次感測部2331、第二次感測部2332、第三次感測部2334及第四次感測部2336的寬度相等，且小於主感測區231的寬度。在其他實施方式中，第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度相等，且小於主感測區 231的寬度。第三次感測部2334和第四次感測部2336的寬度相等，且小於第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度。
第二次感測區234設置於主感測區231下方。第二實體部237包括依次設置的第五次感測部2371及第六次感測部2372。第五次感測部2372的中部與主感測區231的中部電性連接。第六次感測部2381設置於第五次感測部2371遠離主感測區231的一側。第六次感測部2381的中部與第五次感測部2371的中部電性連接。第二空缺部238包括第三空腔2381、第四空腔2383、第五空腔2385以及第六空腔2387。第三空腔2381和第四空腔2383由第五次感測部2372與主感測區231圍成，且兩個開口方向相對設置。第五空腔2385和第六空腔2387由第六次感測部2381和第五次感測部2372圍成，且兩個開口方向相對設置。第五次感測部2371和第六次感測部2372的寬度相等，且小於主感測區231的寬度。在本實施方式中，第五次感測部2371的寬度與第一次感測部2331和第二次感測部2332的寬度相等，第六次感測部2372的寬度與第三次感測部2334和第四次感測部2336的寬度相等。在其他實施方式中，主感測區231、第五次感測部2371及第六次感測部2372的寬度呈遞減變化。上述觸控裝置100在維持相同觸控電極數量不變的前提下增加了觸控感測面積，使得至少兩個相鄰的觸控電極根據觸摸動作產生訊號變化，根據訊號不同變化精確定位在觸控裝置100上的觸控位置，進而提高了觸控裝置100的觸控靈敏度。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。
23‧‧‧觸控電極
231‧‧‧主感測區
232‧‧‧第一次感測區
233‧‧‧第一實體部
2331‧‧‧第一次感測部
2332‧‧‧第二次感測部
2334‧‧‧第三次感測部
2336‧‧‧第四次感測部
235‧‧‧第一空缺部
2351‧‧‧第一空腔
2352‧‧‧第二空腔
234‧‧‧第二次感測區
237‧‧‧第二實體部
2371‧‧‧第五次感測部
2372‧‧‧第六次感測部
238‧‧‧第二空缺部
2381‧‧‧第三空腔
2383‧‧‧第四空腔
2385‧‧‧第五空腔
2387‧‧‧第六空腔
28‧‧‧訊號線

Claims (14)

  1. 一種觸控模組，包括排列設置的複數個感測電極單元；該感測電極單元包括複數個感測電極以及與感測電極對應的訊號線；該相鄰兩個感測電極交叉設置；該感測電極包括主感測區、第一次感測區和第二次感測區；該第一次感測區和第二感測區分別設置與主感測區相對兩側，且均與主感測區電性連接；該第一次感測區包括第一實體部和第一空缺部；該第二次感測區包括第二實體部和第二空缺部；該第一實體部與第二空缺部相對應，該第二實體部與該第一空缺部相對應；該感測電極的第一實體部收容於與其相鄰的另一感測電極的第二空缺部內，且該感測電極的第二實體部收容與其相鄰的另一感測電極的第一空缺部，該第一次感測區設置於主感測區上方；該第一實體部包括依次設置的第一次感測部、第二次感測部、第三次感測部、第四次感測部；該第一次感測部和第二次感測部間隔設置，分別與主感測區相對的端部對齊且電性連接；該第三次感測部和第四次感測部間隔設置，且位於第一次感測部和第二次感測部遠離主感測區的一側；該第三次感測部和第四次感測部分別與第一次感測部和第二次感測部相背端部對齊且電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中，該第一空缺部包括第一空腔和第二空腔；該第一空腔呈兩列設置，且二者相互連通；該第一空腔和第二空腔用於收容相鄰感測電極的第二實體部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中，該第一次感測部和第二次感測部的寬度相等，該第三次感測部和第四次感測部的寬度相等；該主感測區、第一感測部以及第三感測部的寬度依次呈遞減變化。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控模組，其中，該第二次感測區設置於主感測區下方，該第二實體部包括依次設置的第五次感測部和第六次感測部；第五次感測部的中部與主感測區的中部電性連接；該第六次感測部設置於 第五次感測部遠離主感測區的一側；該第六次感測部的中部與第五次感測部的中部電性連接。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控模組，其中，該主感測區、第五次感測部及第六次感測部的寬度依次呈遞減變化。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控模組，其中，該第二空缺部包括相互隔離的第三空腔、第四空腔、第五空腔以及第六空腔；該第三空腔和第四空腔由第五次感應部和主感測區圍成，且開口方向相背設置；該第五空腔和第六空腔由第五次感應部和第六次感測部圍成，且開口方向相背設置；該第三空腔、第四空腔、第五空腔以及第六空腔相配合以收容相鄰感測電極的第一實體部。
  7. 一種觸控模組，包括第一觸控層和第二觸控層；該第一觸控層和第二觸控層重疊設置；該第一觸控層包括第一感測電極單元，該第二觸控層包括第二感測電極單元；該第一感測電極單元包括複數個感測電極以及與感測電極對應的訊號線；該第一感測電極單元內的複數個感測電極沿第一方向部分交叉設置；該感測電極包括主感測區、第一次感測區和第二次感測區；該第一次感測區和第二感測區分別設置與主感測區相對兩側，且均與主感測區電性連接；該訊號線與該主感測區電性連接；該第一次感測區包括第一實體部和第一空缺部；該第二次感測區包括第二實體部和第二空缺部；該第一實體部與第二空缺部相對應，該第二實體部與該第一空缺部相對應；該感測電極的第一實體部收容於與其相鄰的另一感測電極的第二空缺部內，且該感測電極的第二實體部收容與與其相鄰的另一感測電極的第一空缺部。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控模組，其中，該第一空缺包括第一空腔和第二空腔；該第一空腔和第二空腔呈兩列設置，且二者相互連通；該第一空腔和第二空腔用於收容相鄰感測電極的第二實體部。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控模組，其中，該第一次感測部區設置於主感測區上方；該第一實體部包括依次設置的第一次感測部、第二次感測部、第三次感測部、第四次感測部；該第一次感測部和第二次感測部間隔設置，分別與主感測區的相對端部對齊且電性連接；該第三次感測部和第四次感測部間隔設置，且位於第一次感測部和第二次感測部遠離主感測區的一側；該第三次感測部和第四次感測部分別與第一次感測部和第二次感測部相背端部對齊且電性連接。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之觸控模組，其中，該第一次感測部和第二次感測部的寬度相等，該第三次感測部和第四次感測部的寬度相等；該主感測區、第一感測部以及第三感測部的寬度依次呈遞減變化。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之觸控模組，其中，該第二次感測區設置於主感測區下方，其包括依次設置的第五次感測部和第六次感測部；第五次感測部的中部與主感測區的中部電性連接；該第六次感測部設置於第五次感測部遠離主感測區的一側；該第六次感測部的中部與第五次感測部的中部電性連接。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之觸控模組，其中，該主感測區、第五次感測部及第六次感測部的寬度依次呈遞減變化。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之觸控模組，其中，該第二空缺部包括相互隔離的第三空腔、第四空腔、第五空腔以及第六空腔；該第三空腔和第四空腔由第五次感應部和主感測區圍成，且開口方向相背設置；該第五空腔和第六空腔由第五次感應部和第六次感測部圍成，且開口方向相背設置；該第三空腔、第四空腔、第五空腔以及第六空腔相配合以收容相鄰感測電極的第一實體部。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之觸控模組，其中，該該第二感測電極單元包括複數個感測電極以及與感測電極對應的訊號線；該第二感測電極單元內的感測電極沿與第一方向垂直的第二方向部分交叉設置，且與第一觸控單元內的感測電極垂直；該第二感測電極單元內的感測電極感測電極包括主感測區、第一次感測區和第二次感測區；該第一次感測區和第二感測區分別設置與主感測區相對兩側，且均與主感測區電性連接；該訊號線與該主感測區電性連接；該第一次感測區包括第一實體部和第一空缺部；該第二次感測區包括第二實體部和第二空缺部；該第一實體部與第二空缺部相對應，該第二實體部與該第一空缺部相對應；該第一實體部收容於相鄰感測電極的第二空缺部內，且該第二實體部收容與相鄰感測電極的第一空缺部。
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