TWI611324B - 觸控結構 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種觸控結構，包括一觸控驅動層、及一觸控感測層。該觸控驅動層具有複數個驅動電極，該複數個驅動電極係依據一第一方向排列，每一個驅動電極係由複數個第一金屬網格所構成。該觸控感測層具有複數個感測電極，該複數個感測電極係依據一第二方向排列，每一個感測電極係由複數個第二金屬網格所構成；其中，該兩相鄰感測電極間的距離不大於該兩相鄰驅動電極間的距離。

Description

觸控結構

本發明係關於觸控結構之技術領域，尤指一種觸控結構。

觸控面板的技術原理是當手指或其他介質接觸到螢幕時，依據不同感應方式，偵測電壓、電流、聲波或紅外線等，進而測出觸壓點的座標位置。例如電阻式觸控面板即為利用上、下電極間的電位差，用以計算施壓點位置檢測出觸控點所在。電容式觸控面板是利用排列之透明電極與人體之間的靜電結合所產生之電容變化，從所產生之電流或電壓來檢測其座標。

圖1係一習知電極結構之示意圖，其係採用三角形圖騰(Pattern)結構的單一感測層。單層電極結構的觸控螢幕優點在於可節省材料成本並簡化製造工序。此種單層電極結構可以實現二維方向的座標識別，但其缺點則為只能偵測到兩個觸碰點，特別是在同一條軸向線上的兩個觸碰點會被判斷成單一個觸碰點。因此，習知電極結構實仍有改善的空間。

本發明之目的主要係在提供一觸控結構，其中，一個感測 電極與另一個相鄰感測電極之間距離約至少小於一外部物體，例如被動筆筆頭的大小，因此被動筆點在觸控電極上時能夠接觸到相鄰的感測電極，不會產生感應盲區(dead zone)，同時感測電極與驅動電極均由金屬網格所構成，驅動電極的第一金屬網格的電力線仍可經由中空區域而抵達至感測電極的第二金屬網格，因此在感測電極中心區域仍能進行觸碰感測。

依據本發明之一特色，本發明提出一種觸控結構，包括一觸控驅動層、及一觸控感測層。該觸控驅動層具有複數個驅動電極，該複數個驅動電極係依據一第一方向排列，每一個驅動電極係由複數個第一金屬網格所構成。該觸控感測層具有複數個感測電極，該複數個感測電極係依據一第二方向排列，每一個感測電極係由複數個第二金屬網格所構成；其中，該兩相鄰感測電極間的距離不大於該兩相鄰驅動電極間的距離。

依據本發明之一特色，本發明提出一種觸控結構，包括一觸控驅動層、及一觸控感測層。該觸控驅動層具有複數個驅動電極，該複數個驅動電極係依據一第一方向排列。該觸控感測層具有複數個感測電極，該複數個感測電極係依據一第二方向排列；其中，該兩相鄰之感測電極間的距離不大於一外部物體與該些感測電極產生感應效應面積的最長距離。

300‧‧‧觸控結構

410‧‧‧驅動電極

411‧‧‧第一金屬網格

510‧‧‧感測電極

511‧‧‧第二金屬網格

413、513‧‧‧中空區域

600‧‧‧被動筆筆頭

d、d”、f‧‧‧距離

100‧‧‧手機

110‧‧‧主動顯示區域

圖1係一習知電極結構之示意圖。

圖2係本發明觸控結構之示意圖。

圖3係本發明之第一金屬網格及第二金屬網格的示意圖。

圖4係本發明觸控結構的一應用示意圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

圖2係示意地顯示本發明之觸控結構300。其中，圖2上半部為本發明觸控結構300的上視圖，圖2下半部為AA’處的剖面示意圖。該觸控結構300包括一具有複數個驅動電極410之觸控驅動層、及一具有複數個感測電極510之觸控感測層。

該觸控驅動層之複數個驅動電極410係依據一第一方向(Y軸方向)排列，每一個驅動電極410係由複數個第一金屬網格411所構成。

該觸控感測層之複數個感測電極510係依據一第二方向(X軸方向)排列，每一個感測電極510係由複數個第二金屬網格511所構成，其中，該第一方向係大致垂直於該第二方向。

如圖2所示，為了在圖式上可以區別驅動電極410及感測電極510，所以用較粗的線繪示感測電極510，但並非表示驅動電極410的第一金屬網格411及感測電極510的第二金屬網格511之走線寬度。其中，如圖2所示，依據第二方向排列之感測電極510係與依據 第一方向排列之驅動電極410上下交錯疊置但不接觸，且驅動電極410的第一金屬網格411與感測電極510的第二金屬網格511係以差排方式疊置。在一實施例中，第一金屬網格411及第二金屬網格511的區域幾乎為中空區域413、513。

為清楚說明，圖3示意地顯示本發明中以差排方式疊置之第二金屬網格511及第一金屬網格411。在圖3中，第一金屬網格411及第二金屬網格511係正方形且大小相等，但並不以此為限。如圖3所示，第一金屬網格411與該第二金屬網格511以差排方式疊置，亦即，第一金屬網格411並非位於第二金屬網格511之正下方，而是兩者之間偏移有一差排距離。在一實施例中，第一金屬網格411及第二金屬網格511係正方形、且大小相等，其長寬分別以e表示，因此在第一方向(Y軸方向)及第二方向(X軸方向)上，差排距離可以為e/2。第一金屬網格411及第二金屬網格511的走線之線寬W，可以是各約為5微米(um)，但不以此為限。第一金屬網格411及第二金屬網格511的寬度e各約為數百微米(um)到數千微米(um)。在本實施例中，第一金屬網格411及第二金屬網格511係正方形。於其他實施例中，第一金屬網格411及第二金屬網格511也可為長方形、菱形或其它合適的形狀。

再請參照圖2，驅動電極410與感測電極510內的金屬網格之走線的節距(pitch)一樣，走線方向也相同(互相平行)。驅動電極410的第一金屬網格411之走線落在兩個感測電極510的第二金屬網格511走線中間。亦即，複數個第一金屬網格411該複數個第二金屬網格511以差排方式疊置。如圖2所示，該兩相鄰感測電極510間的距離d 不大於該兩相鄰驅動電極410間的距離f。於圖2中，其係繪示成該兩相鄰感測電極510間的距離d等於該兩相鄰驅動電極410間的距離f。於其他實施例中，兩相鄰感測電極510間的距離d可小於該兩相鄰驅動電極410間的距離f。

因為微觀上金屬網格電極與習知實心銦錫氧化物(ITO)電極完全不同，故驅動電極410與感測電極510之間的電力線分布也不同。此處實心銦錫氧化物指整片銦錫氧化物導電層，而非鏤空的設計。基本上，實心銦錫氧化物(ITO)電極靠的是電極邊緣的邊緣場(fringe field)來感測電力線，所以在電極邊緣區域的電場最強，而在實心電極中間處反而是電場最弱、電力線最少的區域。反之，本發明金屬網格電極在電極區域內的電場較強。因為金屬網格走線極細，電場無法有效延伸，因此在電極邊緣處電場弱。所以在兩個感測電極510的中間區域幾乎為無電場區域(dead zone)。如圖2，虛線所示的L區域，幾乎為無電場區域(dead zone)，或者感應盲區(dead zone)。

當使用於被動筆的應用時，因為被動筆的筆頭一般都很小(例如約1mm)，若被動筆的筆頭大小與無電場區域(dead zone)區域相當時，會導致在無電場區域(dead zone)無法正確地偵測是否有觸碰。亦即，當一被動筆在一觸碰平面劃過而經過無電場區域(dead zone)區域時，本應感測到一條線的觸碰，則會因無電場區域(dead zone)的存在，而產生斷線的現象。

為了避免因無電場區域(dead zone)的存在而導致斷線的現象，於本發明中，如圖2所示，一個感測電極510與另一個相鄰感測電極510之間距離約d至少要小於一被動筆筆頭600的大小。亦即，該兩相鄰之感測電極間510的距離d不大於一外部物體(被動筆筆頭 600)與該些感測電極510產生感應效應面積的最長距離。在一實施例中，該外部物體感應效應面積的最長距離為1公釐(mm)時，該兩相鄰之感測電極間的距離係不大於0.5公釐(mm)。亦即，以1公釐(mm)被動筆筆頭600為例，一個感測電極510與另一個相鄰感測電極510之間距離約d較佳在0.5mm以下。於本實施例中，金屬網格電極的大小可以儘量做大，不會因為電極太大而會產生無電場區域(dead zone)。亦即，在習知技術，當將感測電極的寬度加寬時，感測電極中心距離邊緣太遠，抵達的電力線更少，而使觸碰感測能力變得更小。然而於本發明中，感測電極510的寬度變大時，由於感測電極510係由複數個第二金屬網格511所構成，除走線外其餘係中空區域513，因此金屬網格411的電力線仍可經由中空區域513而抵達至第二金屬網格511，不會產生如習知感測電極中心區域觸碰感測能力變小的問題。

如圖2所示，一個感測電極510與另一個相鄰感測電極510之間距離d約等於一個第二金屬網格511的寬度d’。於本發明另一實施例中，第二金屬網格511的寬度d’亦可大於一個感測電極510與另一個相鄰感測電極510之間距離d。

圖4係本發明觸控結構的一應用示意圖，其係運用於一電子裝置。該電子裝置可為筆記型電腦、工業量測儀器、手機、平板電腦等。圖3中係顯示本發明觸控結構應用於一手機100的示意圖。如圖4所示，本發明的驅動電極410及感測電極510係設置於該手機100螢幕的一主動顯示區域110。同時，需說明的是，本發明觸控結構不僅可應用於筆記型電腦的顯示螢幕上，亦可應用於該筆記型電腦的觸控板上。

於本發明中，一個感測電極510與另一個相鄰感測電極510之間距離d約至少要小於或等於一被動筆筆頭600的大小，因此被 動筆點在觸控電極上時能夠接觸到相鄰的感測電極510，即接觸兩個感測電極510。根據被動筆與不同感測電極510的接觸面積的變化，可以精確的感應被動筆位置和移動軌跡。不會像習知電極圖案那樣存在感應盲區，因此本發明之線性度和精度都會大大提高。

同時，由於感測電極510與驅動電極410均由金屬網格所構成，第一金屬網格411的電力線仍可經由中空區域而抵達至第二金屬網格511，因此在感測電極510中心區域仍能進行觸碰感測，不會像習知技術中感測電極中心區無法進行觸碰感測的問題。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

300‧‧‧觸控結構

410‧‧‧驅動電極

411‧‧‧第一金屬網格

510‧‧‧感測電極

511‧‧‧第二金屬網格

413、513‧‧‧中空區域

600‧‧‧被動筆筆頭

Claims (8)

1. 一種觸控結構，包括：一觸控驅動層，具有複數個驅動電極，該複數個驅動電極係依據一第一方向排列，每一個驅動電極係由複數個第一金屬網格所構成；以及一觸控感測層，具有複數個感測電極，該複數個感測電極係依據一第二方向排列，每一個感測電極係由複數個第二金屬網格所構成；其中，該兩相鄰感測電極間的距離不大於該兩相鄰驅動電極間的距離且該兩相鄰之感測電極間的距離不大於一外部物體與該些感測電極產生感應效應面積的最長距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中，該外部物體包括一被動式觸控筆。
3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控結構，其中，該外部物體感應效應面積的最長距離為1公釐時，該兩相鄰之感測電極間的距離係不大於0.5公釐。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中，該複數個第一金屬網格與該複數個第二金屬網格以差排方式疊置。
5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中，該第一方向係大致垂直於該第二方向。
6. 如申請專利範圍第4項所述之觸控結構，其中，該複數個第一金屬網格與該複數個第二金屬網格包括長方形、正方形或菱形。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控結構，其中，該兩相鄰感測電極之間距離等於或大於一個第二金屬網格的寬度。
8. 一種使用如申請專利範圍第1項之觸控結構的電子裝置。