TWI757035B

TWI757035B - 觸控板及其感應單元

Info

Publication number: TWI757035B
Application number: TW110100324A
Authority: TW
Inventors: 簡永烈; 黃書緯; 林昉瑾; 楊東敏; 包天雯
Original assignee: 義隆電子股份有限公司
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-03-01
Also published as: TW202136982A

Abstract

本發明為一種觸控板及其感應單元，該感應單元具有兩電極層及設於兩電極層之間的間隔組件，該間隔組件具有多個形變空間及多個缺口組，形變空間與缺口組相連通，缺口組亦與外界相通，則當位於上側的電極層受力而於形變空間中變形時，形變空間中的氣體將透過缺口組排出，而不累積於其餘未受力之處，以避免產生阻力，進而維持力感應功能正常運行。

Description

觸控板及其感應單元

本發明為一種觸控板，尤指一種使用於電子裝置並具有觸控感應及力電極層的觸控板。

隨著觸控裝置所提供的功能日漸增加，除了原有的觸控感應功能之外，許多觸控裝置也增加了力感應功能，其中觸控裝置具有觸控電極層、力電極層以及可變形的間隔層，可變形的間隔層設置於觸控電極層與力電極層之間，以藉由間隔層之變形來使力電極層進一步判斷觸控裝置電極層所受到之施力大小。

然而，由於間隔層提供了可變形的空間，當間隔層受力變形時，原先存在於間隔層中的氣體將會在間隔層中流竄但無從擴散，進而可能因氣體聚集在其餘周圍的位置，則對使用者下壓產生阻力，故將影響偵測力道的準確度。

有鑑於此，本發明係針對多電極層的觸控裝置之結構加以研發，以期解決現有技術中所產生的氣泡問題。

為達到上述之發明目的，本發明所採用的技術手段為提供一種感應單元，其包含有一第一電極層、一第二電極層、一間隔組件，該間隔組件設於該第一電極層與該第二電極層之間，該第一電極層及該第二電極層上分別設有多個感應電極，該間隔組件為絕緣材質所構成並具有多個形變空間及多個缺口組，所述各缺口組包含有至少一外缺口，該外缺口與所述形變空間及外界相通。

另一方面，本發明亦提供一種觸控板，係包含前述之感應單元，及一基板與一保護層，該感應單元設置於該基板上，該保護層設於該感應單元上。

本發明的優點在於，藉由感應單元之間隔組件的設置，來提供第一電極層與第二電極層之間具有多個形變空間，且透過與所述形變空間相連通的缺口設置，來使得形變時該間隔組件內的氣體可透過缺口排出形變空間外，則可避免氣體累積而產生反向阻力，進而維持力感應的精確度。

以下配合圖式及本發明之實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段，其中圖式僅為了說明目的而已被簡化，並通過描述本發明的元件和組件之間的關係來說明本發明的結構或方法發明，因此，圖中所示的元件不以實際數量、實際形狀、實際尺寸以及實際比例呈現，尺寸或尺寸比例已被放大或簡化，藉此提供更好的說明，已選擇性地設計和配置實際數量、實際形狀或實際尺寸比例，而詳細的元件佈局可能更複雜。

請參閱圖1所示，本發明之觸控板包含有一基板10、一感應單元20及一保護層60，該感應單元20係設置於該基板10與該保護層60之間。

請參閱圖1及圖2所示，該感應單元20包含有一第一電極層21、一第二電極層22、及一間隔組件30。該第一電極層21設於該基板10上，該保護層60設於該第二電極層22上，在一實施例中，該第一電極層21為一力電極層，用以感測使用者之手指或其他觸控物件下壓該保護層60的施力，該第二電極層22為一觸控電極層，用以感測使用者之手指或其他觸控物件於該保護層60上所進行的單指及多指等觸控手勢操作。在一實施例中，該第二電極層22係透過一黏著層61貼合於該保護層60；在另一實施例中，該第二電極層22係成形於該保護層60之下表面。

請參照圖4A，該第一電極層21與該第二電極層22上分別設有多個感應電極，在一實施例中，該第二電極層22為單電極層，該單電極層包含有多個驅動暨接收電極；在另一實施例中（如圖4B所示），該第二電極層22A為雙電極層，該雙電極層係包含有一驅動電極層221A及一感應電極層222A，該驅動電極層221A可位於該感應電極層222A與該間隔組件30之間，由於該驅動電極層221A相對位於該感應電極層222A與該第一電極層21之間，當該驅動電極層221A被提供一驅動訊號時，該驅動電極層221A可協助屏蔽外界雜訊對該第一電極層21的干擾。

請參閱圖2及圖3所示，該間隔組件30為絕緣材質且設於該第一電極層21與該第二電極層22之間，其具有間隔層，該間隔層具有多個形變空間40與至少一缺口組50，各缺口組50包含有一外缺口333、一內缺口334及一氣體通道335，該內缺口334與所述形變空間40相連通，該外缺口333與外界相通，該內缺口334與該外缺口333不相對齊而透過該氣體通道335相連通。

當使用者透過手指或其他觸控物件按壓該保護層60，使該第二電極層22受力而導致該間隔組件30之間隔層產生壓縮形變，此時藉由所述缺口組50的設置，而使得該間隔層形變時位於該間隔層對應被壓縮處的形變空間40內之氣體可透過該缺口組50排出，以避免氣體受迫累積於其餘形變空間40之處，也進而減少累積的氣體相對形成下壓阻力，藉此維持本發明偵測下壓力道的準確度。該間隔組件30具有多種實施態樣，以下列舉數種具體實施例，但不以此為限。

請參閱圖2、圖3及圖4A所示，在間隔組件30之第一實施例中，該間隔組件30包含有一中介層31、一第一間隔層32、及一第二間隔層33，該第一間隔層32設於該中介層31與該第一電極層21之間，該第二間隔層33設於該中介層31與該第二電極層22之間，該中介層31設於該第一間隔層32與該第二間隔層33之間。該中介層31係為可形變之材質，例如：聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等。該第一間隔層32包含有多個第一中心間隔單元321及一第一周緣間隔組件322，所述多個第一中心間隔單元321分散排列而其之間構成所述形變空間40，該第一周緣間隔組件322則圍繞於所述第一中心間隔單元321之外。該第二間隔層33包含有多個第二中心間隔單元331及一第二周緣間隔組件332，所述多個第二中心間隔單元331分散排列而其之間構成所述形變空間40，該第二周緣間隔組件332圍繞於所述第二中心間隔單元331之外。另外，該第一及第二中心間隔單元321、331係對應分布於該第一及第二電極層21、22的感應區域內，而該第一及第二周緣間隔組件322、332則相對位於該第一及第二電極層21、22的感應區域之外。再者，配合可形變之該中介層31的配置，該第一、第二中心間隔單元321、331與該第一、第二周緣間隔組件322、332可選擇為不可形變之硬質材料。

於本實施例中，該第一周緣間隔組件322具有多個側邊，各側邊分別對應該觸控板之周緣，該至少一側邊具有所述缺口組50，各缺口組50包含有一外缺口323及一內缺口324，該外缺口323與該內缺口324不相對齊且透過一氣體通道325相連通，該外缺口323與外界相通，該內缺口324與所述形變空間40相連通；該第二周緣間隔組件332具有多個側邊，各側邊同樣分別對應該觸控板之周緣，該至少一側邊具有所述缺口組50，各缺口組50包含有一外缺口333及一內缺口334，該外缺口333與該內缺口334不相對齊且透過一氣體通道335相連通，該外缺口333與外界相通，該內缺口334與所述形變空間40相通。當外部之水氣欲流入所述形變空間40中時，水氣必須通過所述氣體通道325、335才可能流入所述形變空間40中，本發明藉由所述氣體通道325、335的設置延長水氣的流動路徑，進而使水氣不直接進入所述形變空間40中，以避免水氣存在於該第一電極層21及該第二電極層22之間而影響觸控感應的效果。於本實施例中，位於對應側邊之各外缺口323、333及各內缺口324、334分別位於所在側邊之兩端。

於本實施例中，該第一周緣間隔組件322與該第二周緣間隔組件332相對應的同一側邊之內缺口324、334相對齊，且該第一周緣間隔組件322與該第二周緣間隔組件332相對應的同一側邊之外缺口323、333亦相對齊。

於本實施例中，所述第一中心間隔單元321與所述第二中心間隔單元331之尺寸相同且分別呈矩陣排列於該形變空間40內，但所述第一中心間隔單元321與所述第二中心間隔單元331之間在縱向成錯位設置，即二者在縱向位置上不相互重疊。

請參閱圖5至圖7所示，該間隔組件30之第二實施例與前述第一實施例大致相同，但於本實施例中，該第一周緣間隔組件322與該第二周緣間隔組件332相對應的同一側邊之內缺口324、334不相對齊，且該第一周緣間隔組件322與該第二周緣間隔組件332相對應的同一側邊之外缺口323、333亦不相對齊。具體而言，若以圖6的方向為例（配合圖5觀看），在上側邊的該第一周緣間隔組件322之外缺口323位於右側而該內缺口324位於左側，在上側邊的該第二周緣間隔組件332之外缺口333則位於左側而該內缺口334係位於右側，而不相對齊。

請參閱圖8A及8B所示，該間隔組件30A之第三實施例與前述第一實施例大致相同，但於本實施例中，該第一周緣間隔組件322A之各側邊具有一外缺口326A，該第二周緣間隔組件332A之各側邊具有一外缺口336A，且該第一周緣間隔組件322A與該第二周緣間隔組件332A相對應的側邊之外缺口326A、336A不相對齊。

請參閱圖9及圖10所示，該間隔組件30B之第四實施例與前述第一實施例大致相同，但於本實施例中，所述第一中心間隔單元321B與所述第二中心間隔單元331B之尺寸不同。

請參閱圖11及圖12所示，該間隔組件30C之第五實施例包含有多個中心間隔單元34C及一周緣間隔組件35C，該周緣間隔組件35C之結構等同於前述第一實施例之第一周緣間隔組件，在此不再贅述。所述中心間隔單元34C夾設於該第一電極層21及該第二電極層22之間，且所述中心間隔單元34C呈矩陣排列以構成所述形變空間，其中所述中心間隔單元34C係為可形變材質構成，並具彈性復位能力。

請參閱圖13及圖14所示，該間隔組件30D之第六實施例包含有一中心間隔單元36D及一周緣間隔組件37D，該周緣間隔組件37D之結構等同於前述第一實施例之第一周緣間隔組件，在此不再贅述。該中心間隔單元36D為一可形變元件，其夾設於該第一電極層21及該第二電極層22之間，且具有多個縱橫交錯的氣孔361D作為所述形變空間，所述氣孔361D相互連通。當該中心間隔元件36D受力壓縮時，空氣於各氣孔361D中流動以由所述外缺口50流出於外界。在一實施例中，該中心間隔單元36D可為泡綿或其他多孔隙材質。

請參閱圖15A及15B所示，該間隔組件30E之第七實施例與前述第一實施例大致相同，但於本實施例中，該第一周緣間隔組件322E具有多個第一周緣間隔單元327E，所述第一周緣間隔單元327E分別對應該觸控板之周緣設置，且圍繞於所述第一中心間隔單元321E之外，相鄰的所述第一周緣間隔單元327E之間具有一外缺口326E，而該第一周緣間隔組件322E對應該觸控板周緣的任一側邊，且該第一周緣間隔組件322E的各側邊具有一個前述之缺口組，各缺口組形成有至少二個外缺口326E；該第二周緣間隔組件332E具有多個第二周緣間隔單元337E，所述第二周緣間隔單元337E分別對應該觸控板之周緣設置，且圍繞於所述第二中心間隔單元331E之外，相鄰的所述第二周緣間隔單元337E之間具有一外缺口336E，而該第二周緣間隔組件332E對應該觸控板周緣的任一側邊，且該第二周緣間隔組件332E的各側邊具有一個前述之缺口組，各缺口組形成有至少二個外缺口336E。各該第一周緣間隔單元327E對齊該其中一第二周緣間隔單元337E，使該第一周緣間隔組件322E之各外缺口326E與該第二周緣間隔組件332E相對應的側邊之該其中一外缺口336E相對齊。

以上所述僅是本發明的實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以實施例揭露如上，然而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，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10:基板 20:感應單元 21:第一電極層 22:第二電極層 221A:驅動層 222A:感應層 30、30A、30B、30C、30D、30E:間隔組件 31:中介層 32:第一間隔層 321、321B:第一中心間隔單元 322、322A:第一周緣間隔組件 323:外缺口 324:內缺口 325:氣體通道 326A、326E:外缺口 327E:第一周緣間隔單元 33:第二間隔層 331、331B:第二中心間隔單元 332、332A:第二周緣間隔組件 333:外缺口 334:內缺口 335:氣體通道 336A、336E:外缺口 337E:第二周緣間隔單元 34C:中心間隔單元 35C:周緣間隔組件 36D:中心間隔單元 361D:氣孔 37D:周緣間隔組件 40:形變空間 50:缺口組 60:保護層 61:黏著層

圖1為本發明之觸控板的側視剖面圖；圖2為本發明第一實施例之感應單元的元件分解圖；圖3為本發明第一實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖4A為感應單元沿圖3之A-A割面線的側視剖面圖；圖4B為本發明第一實施例之感應單元的另一實施態樣之側視剖面圖；圖5為本發明第二實施例之感應單元的元件分解圖；圖6為本發明第二實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖7為感應單元沿圖6之B-B割面線的側視剖面圖；圖8A為本發明第三實施例之感應單元的元件分解圖；圖8B為本發明第三實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖9為本發明第四實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖10為感應單元沿圖9之C-C割面線的側視剖面圖；圖11為本發明第五實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖12為感應單元沿圖11之D-D割面線的側視剖面圖；圖13為本發明第六實施例之感應單元的元件分解圖；圖14為本發明第六實施例之感應單元的側視剖面圖；圖15A為本發明第七實施例之感應單元的間隔組件之俯視圖；圖15B為感應單元沿圖15A之E-E割面線的側視剖面圖。

30E:間隔組件

321E:第一中心間隔單元

322E:第一周緣間隔組件

326E:外缺口

331E:第二中心間隔單元

Claims

一種觸控板，其包括：一基板；一感應單元，其設置於該基板上，該感應單元包含有一第一電極層、一第二電極層、一間隔組件，該第一電極層設於該基板上，該間隔組件設於該第一電極層與該第二電極層之間，該第一電極層及該第二電極層上分別設有多個感應電極，該間隔組件為絕緣材質所構成並具有多個中心間隔單元、一周緣間隔組件、多個形變空間及多個缺口組，所述中心間隔單元呈矩陣排列，該周緣間隔組件圍繞於所述中心間隔單元之外，該形變空間形成於各該中心間隔單元之間，所述缺口組設置於該周緣間隔組件，所述各缺口組包含有至少一外缺口，所述外缺口與所述形變空間及外界相通；及一保護層，其設於該感應單元之第二電極層上。
如請求項1所述之觸控板，其中該間隔組件包含有一中介層、一第一間隔層及一第二間隔層，該第一間隔層設於該中介層與該第一電極層之間，該第二間隔層設於該第二電極層與該中介層之間，該中介層設於該第一間隔層與該第二間隔層之間，所述中心間隔單元包含有多個第一中心間隔單元及多個第二中心間隔單元，所述周緣間隔組件包含有一第一周緣間隔組件及一第二周緣間隔組件，所述第一中心間隔單元及所述第一周緣間隔組件設於該第一間隔層，該第一周緣間隔組件圍繞於所述第一中心間隔單元之外，所述第二中心間隔單元及所述第二周緣間隔組件設於該第二間隔層，該第二周緣間隔組件圍繞於所述第二中心間隔單元之外，所述第一中心間隔單元與所述第二中心間隔單元分散排列以構成所述形變空間，所述缺口組設置於該第一周緣間隔組件與該第二周緣間隔組件。
如請求項2所述之觸控板，其中該第一周緣間隔組件包含多個第一周緣間隔單元，該第二周緣間隔組件包含多個第二周緣間隔單元，該第一周緣間隔組件之各側邊具有一個前述之缺口組，該第二周緣間隔組件之各側邊具有一個前述之缺口組，所述各缺口組包含多個外缺口，所述第一周緣間隔單元分散圍繞於所述第一中心間隔單元之外，相鄰的所述第一周緣間隔單元之間具有其中一所述外缺口，所述第二周緣間隔單元分散圍繞於所述第二中心間隔單元之外，相鄰的所述第二周緣間隔單元之間具有其中一所述外缺口。
如請求項3所述之觸控板，其中各所述第一周緣間隔單元對齊於其中一所述第二周緣間隔單元，則位於所述第一周緣間隔單元之間的各外缺口對齊於位於所述第二周緣間隔單元之間的其中一外缺口。
如請求項2至4中任一項所述之觸控板，其中所述第一中心間隔單元呈矩陣排列，所述第二中心間隔單元呈矩陣排列，且各所述第一中心間隔單元與各所述第二中心間隔單元在縱向位置呈錯位設置。
如請求項5所述之觸控板，其中所述第一中心間隔單元具有至少兩種不同尺寸，所述第二中心間隔單元具有至少兩種不同尺寸。
如請求項5所述之觸控板，其中所述第一中心間隔單元之尺寸不同於所述第二中心間隔單元之尺寸。
如請求項1所述之觸控板，其中所述中心間隔單元呈單層矩陣排列。
一種觸控板，其包括：一基板；一感應單元，其設置於該基板上，該感應單元包含有一第一電極層、一第二電極層、一間隔組件，該第一電極層設於該基板上，該間隔組件設於該第一電極層與該第二電極層之間，該第一電極層及該第二電極層上分別設有多個感應電極，該間隔組件為絕緣材質所構成並包含有一中心間隔單元、一周緣間隔組件、多個形變空間及多個缺口組，該中心間隔單元具有多個縱橫交錯的氣孔作為所述形變空間，所述氣孔相互連通，所述缺口組設於該周緣間隔組件上，所述各缺口組包含有至少一外缺口，所述外缺口與所述形變空間及外界相通；及一保護層，其設於該感應單元之第二電極層上。
一種感應單元，其包含有一第一電極層、一第二電極層及一間隔組件，該間隔組件設於該第一電極層與該第二電極層之間，該第一電極層及該第二電極層上分別設有多個感應電極，該間隔組件為絕緣材質所構成並具有多個中心間隔單元、一周緣間隔組件、多個形變空間及多個缺口組，所述中心間隔單元呈矩陣排列，該周緣間隔組件圍繞於所述中心間隔單元之外，該形變空間形成於各該中心間隔單元之間，所述缺口組設置於該周緣間隔組件，所述各缺口組包含有至少一外缺口，所述外缺口與所述形變空間及外界相通。
如請求項10所述之感應單元，其中該間隔組件包含有一中介層、一第一間隔層及一第二間隔層，該第一間隔層設於該中介層與該第一電極層之間，該第二間隔層設於該第二電極層與該中介層之間，該中介層設於該第一間隔層與該第二間隔層之間，所述中心間隔單元包含有多個第一中心間隔單元及多個第二中心間隔單元，所述周緣間隔組件包含有一第一周緣間隔組件及一第二周緣間隔組件，所述第一中心間隔單元及所述第一周緣間隔組件設於該第一間隔層，該第一周緣間隔組件圍繞於所述第一中心間隔單元之外，所述第二中心間隔單元及所述第二周緣間隔組件設於該第二間隔層，該第二周緣間隔組件圍繞於所述第二中心間隔單元之外，所述第一中心間隔單元與所述第二中心間隔單元分散排列設置以構成所述形變空間，所述缺口組設置於該第一周緣間隔組件與該第二周緣間隔組件。
如請求項11所述之感應單元，其中該第一周緣間隔組件包含多個第一周緣間隔單元，該第二周緣間隔組件包含多個第二周緣間隔單元，該第一周緣間隔組件之各側邊具有一個前述之缺口組，該第二周緣間隔組件之各側邊具有一個前述之缺口組，所述各缺口組包含多個外缺口，所述第一周緣間隔單元分散圍繞於所述第一中心間隔單元之外，相鄰的所述第一周緣間隔單元之間具有其中一所述外缺口，所述第二周緣間隔單元分散圍繞於所述第二中心間隔單元之外，相鄰的所述第二周緣間隔單元之間具有其中一所述外缺口。
如請求項12所述之感應單元，其中各所述第一周緣間隔單元對齊於其中一所述第二周緣間隔單元，則位於所述第一周緣間隔單元之間的各外缺口對齊於位於所述第二周緣間隔單元之間的其中一外缺口。
如請求項11至13中任一項所述之感應單元，其中所述第一中心間隔單元呈矩陣排列，所述第二中心間隔單元呈矩陣排列，且各所述第一中心間隔單元與各所述第二中心間隔單元在縱向位置呈錯位設置。
如請求項14所述之感應單元，其中所述第一中心間隔單元具有至少兩種不同尺寸，所述第二中心間隔單元具有至少兩種不同尺寸。
如請求項14所述之感應單元，其中所述第一中心間隔單元之尺寸不同於所述第二中心間隔單元之尺寸。
如請求項10所述之感應單元，其中所述中心間隔單元呈單層矩陣排列。
一種感應單元，其包含有一第一電極層、一第二電極層及一間隔組件，該間隔組件設於該第一電極層與該第二電極層之間，該第一電極層及該第二電極層上分別設有多個感應電極，該間隔組件為絕緣材質所構成並包含有一中心間隔單元、一周緣間隔組件、多個形變空間及多個缺口組，該中心間隔單元具有多個縱橫交錯的氣孔作為所述形變空間，所述氣孔相互連通，所述缺口組設於該周緣間隔組件上所述各缺口組包含有至少一外缺口，所述外缺口與所述形變空間及外界相通。