TWI812297B - 觸控板組件 - Google Patents

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林偉義
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Abstract

一種觸控板組件包含蓋板以及三維感應元件。三維感應元件與蓋板疊合,並包含第一感測層以及第二感測層。第一感測層沿著第一方向延伸設置,並具有第一電阻率。第一電阻率等於或小於約0.5 ohm/sq。第一感測層作為第一觸控電極及第二觸控電極的一部分。第二感測層沿著第二方向延伸設置,並具有第二電阻率。第二電阻率大於約0.5 ohm/sq,且等於或小於約5 ohm/sq。第二感測層作為第二觸控電極的另一部分及壓力感測電極。

Description

觸控板組件
本揭露是有關於一種觸控板組件。
當前觸控板組件的發展趨勢是從單純觸控功能到觸控與力感測的整合。當前觸控感測器與力感測器是分開製作的。一種習知觸控板組件是採用觸控感測器與分離式應變計的組合,但其缺點厚度較厚,且應變計的貼合流程麻煩。另一種習知觸控板組件是採用觸控感測器與電容式力感測器的組合(如中國專利申請公佈號CN113748403A),但其亦有厚度較厚的問題,以及機構組裝難以符合平整度要求而有整體信號均勻性差的問題。
因此,如何提出一種可解決上述問題的觸控板組件,是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。
有鑑於此,本揭露之一目的在於提出一種可有解決上述問題的觸控板組件。
為了達到上述目的,依據本揭露之一實施方式,一種觸控板組件包含蓋板以及三維感應元件。三維感應元件與蓋板疊合,並包含第一感測層以及第二感測層。第一感測層沿著第一方向延伸設置,並具有第一電阻率。第一電阻率等於或小於約0.5 ohm/sq。第一感測層作為第一觸控電極及第二觸控電極的一部分。第二感測層沿著第二方向延伸設置,並具有第二電阻率。第二電阻率大於約0.5 ohm/sq,且等於或小於約5 ohm/sq。第二感測層作為第二觸控電極的另一部分及壓力感測電極。
於本揭露的一或多個實施方式中,觸控板組件進一步包含基材。第一感測層與第二感測層疊合於基材的一側上。
於本揭露的一或多個實施方式中,第一感測層與第二感測層的交疊處形成架橋結構。
於本揭露的一或多個實施方式中,第二感測層進一步包含應變計圖案。
於本揭露的一或多個實施方式中,第一感測層的材料包含銅或者鉬與鋁的組合。
於本揭露的一或多個實施方式中,第一感測層的材料包含銅鎳合金。銅佔第一感測層的比例大於約95%。
於本揭露的一或多個實施方式中,第二感測層包含高導電率材料以及低導電率材料。高導電率材料佔第二感測層的比例等於或大於約50%。
於本揭露的一或多個實施方式中,高導電率材料為銅。低導電率材料為鎳。銅與鎳的比值為約1.0至約5.0。
於本揭露的一或多個實施方式中,第一感測層與第二感測層中之至少一者為金屬網格。
於本揭露的一或多個實施方式中,金屬網格的線寬為約3微米至約50微米。
於本揭露的一或多個實施方式中,第二電阻率隨著第二感測層所受之力量增加而增加。
為了達到上述目的,依據本揭露之另一實施方式,一種觸控板組件包含蓋板以及三維感應元件。三維感應元件與蓋板疊合,並包含第一感測層以及第二感測層。第一感測層沿著第一方向延伸設置,並具有第一電阻率。第一電阻率等於或小於約0.5 ohm/sq。第一感測層作為第一觸控電極。第二感測層沿著第二方向延伸設置,並具有第二電阻率。第二電阻率大於約0.5 ohm/sq,且等於或小於約5 ohm/sq。第二感測層作為第二觸控電極及壓力感測電極。
於本揭露的一或多個實施方式中,觸控板組件進一步包含基材。第一感測層與第二感測層分別疊合於基材的相反兩側上。
綜上所述,於本揭露的觸控板組件中,藉由三維感應元件的兩層感測層中之一者同時作為其中一個觸控電極與壓力感測電極,即可實現觸控板組件的薄型化,並可降低產品的製造成本與減少製造程序。
以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等,本揭露之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說,在本揭露部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
請參照第1圖,其為繪示根據本發明一實施方式之電子裝置100的立體圖。如第1圖所示,於本實施方式中,電子裝置100包含主機110、顯示器120以及觸控板組件130。觸控板組件130設置於主機110內,並由主機110的殼體的開口暴露出。觸控板組件130是設置於主機110的之輸入裝置,但本發明不以此為限。於實際應用中,觸控板組件130亦可為以觸控板作為輸入或操作介面的電子產品(例如:個人數位助理、包含觸控板之鍵盤…等)。換言之,本發明之觸控板組件130的概念可以應用於任何以觸控板作為輸入或操作介面的電子產品。以下將詳細說明觸控板組件130所包含的部分元件的結構、功能以及這些元件之間的連接與作動關係。
請參照第2圖。第2圖為繪示根據本揭露一實施方式之觸控板組件130的剖面示意圖。如第2圖所示,於本實施方式中,觸控板組件130包含蓋板134、三維感應元件130a、基材133以及連接層135。三維感應元件130a設置基材133的一側。蓋板134設置於三維感應元件130a遠離基材133的一側,並經由連接層135與三維感應元件130a連接。三維感應元件130a包含第一感測層131、第二感測層132以及絕緣層131c。絕緣層131c設置於第一感測層131與第二感測層132之間,以使第一感測層131與第二感測層132絕緣。第一感測層131沿著第一方向A1(可參見第4圖或第5圖)延伸設置,並具有第一電阻率。第一電阻率等於或小於約0.5 ohm/sq。第一感測層131作為第一觸控電極及第二觸控電極的一部分。第二感測層132沿著第二方向A2(可參見第4圖或第5圖)延伸設置,並具有第二電阻率。第二電阻率大於約0.5 ohm/sq,且等於或小於約5 ohm/sq。需說明的是,第二感測層132的第二電阻率可隨著第二感測層132所受之力量改變而改變。若第二電阻率小於約0.5 ohm/sq,則阻抗性無法展現。若第二電阻率大於約5 ohm/sq,則無法達到觸控功能。
詳細來說,請參照第3圖,其為繪示根據本揭露一實施方式之第二感測層132的力量-電壓曲線圖。如第3圖所示,於本實施方式中,隨著第二感測層132所受之力量增加時,在第二感測層132上所量測到的電壓值越高。由此可推知,第二感測層132的第二電阻率係隨著第二感測層132所受之力量增加而增加。藉此,即可藉由量測第二感測層132的電壓值而得知第二感測層132所受之力量的大小。
藉由前述結構配置,三維感應元件130a的第二感測層132即可同時作為其中一個觸控電極與壓力感測電極,從而可實現觸控板組件130的薄型化,並可降低產品的製造成本與減少製造程序。
於一些實施方式中,基材133為電路板或薄膜基板,但本揭露並不以此為限。
於一些實施方式中,蓋板134的材料包含玻璃或塑料。於一些實施方式中,塑料包含聚酯薄膜(Mylar),但本揭露並不以此為限。此外,由於蓋板134設置於第1圖之觸控板件區,可以為不透明之材質。
於一些實施方式中,連接層135為感壓膠(Pressure Sensitive Adhesive,PSA),其為在被施以輕壓時即可黏著到物體表面的黏著劑,但本揭露並不以此為限。
於一些實施方式中,第一感測層131的材料包含銅或者鉬與鋁(例如鉬-鋁-鉬)的組合,但本揭露並不以此為限。
於一些實施方式中,第一感測層131的材料包含銅鎳合金。銅佔第一感測層131的比例(例如重量百分比)大於約95%,藉以使得第一感測層131的第一電阻率等於或小於約0.5 ohm/sq。
於一些實施方式中,第二感測層132包含高導電率材料以及低導電率材料。高導電率材料佔第二感測層132的比例(例如重量百分比)等於或大於約50%,請請留意較佳為60%。
於一些實施方式中,第二感測層132所包含的高導電率材料為銅。第二感測層132所包含的低導電率材料為鎳。銅與鎳的比值(例如重量百分比)為約1.0至約5.0,較佳係為介於1.5至4.0,藉以使得第二感測層132的第二電阻率大於約0.5 ohm/sq,且等於或小於約5 ohm/sq。
於一些實施方式中,第一感測層131與第二感測層132中之至少一者為金屬網格。藉此,本實施方式的三維感應元件130a除了可具有較佳的防手掌誤觸性能之外,還可支援採用任意協定的主動式觸控筆。
請參照第4圖以及第5圖。第4圖為繪示根據本揭露一實施方式之三維感應元件130a的局部剖面示意圖。第5圖為繪示根據本揭露另一實施方式之三維感應元件130a的局部正視圖。如第4圖與第5圖所示,於本實施方式中,第一感測層131包含複數個第一觸控電極圖案131a以及複數個第二觸控電極圖案131b。第一觸控電極圖案131a沿著第一方向A1延伸,並間隔排列。換言之,第一觸控電極圖案131a可視為第一軸向電極。第二觸控電極圖案131b沿著第一方向A1與第二方向A2排列成矩陣。第二感測層132包含複數個架橋結構132a以及複數個應變計圖案132b。每一架橋結構132a跨越下方的第一觸控電極圖案131a以連接在第二方向A2上相鄰排列的兩第二觸控電極圖案131b。換言之,在同一直線上依序串接的第二觸控電極圖案131b架橋結構132a可視為第二軸向電極。另外,應變計圖案132b位於第二感測層132除了架橋結構132a之外的其他空餘位置。應變計圖案132b配置以感應應變而實現力感測。需留意,每一架橋架橋結構132a兩端通過絕緣層131c的開孔131c1穿越絕緣層131c以使兩第二觸控電極圖案131b得以電性連接,且架橋結構132a與複數個應變計圖案132b為同一層電極,為實心金屬層非金屬網格,此係基於本案觸控板組件130設置於非螢幕顯示區因此無需考慮透光度。
於一些實施方式中,第二感測層132的應變計圖案132b可以四個為一組呈矩形排列且繞線,藉以感應第一方向A1與第二方向A2上的不同應變,從而實現力感測。並且,藉由前述排列與連接方式,四個應變計圖案132b可實現溫度變化的平衡,從而在消除溫度影響的同時最大限度地降低對觸控訊號的干擾。
請參照第6圖,其為繪示根據本揭露另一實施方式之觸控板組件330的剖面示意圖。如第6圖所示,於本實施方式中,觸控板組件330包含蓋板134、三維感應元件330a、基材133以及連接層135,其中蓋板134、基材133與連接層135相同或相似於第2圖所示之實施方式,因此可參照前述相關說明,在此述不贅述。相較於第2圖所示之實施方式,本實施方式的三維感應元件330a的第一感測層331與第二感測層332分別疊合於基材133的相反兩側上。具體來說,第一感測層331設置於基材133遠離蓋板134的一側上。第二感測層332設置於基材133朝向蓋板134的一側上,並經由連接層135與蓋板134連接。第一感測層331包含彼此分隔的複數個第一軸向電極。第二感測層332包含彼此分隔的複數個第二軸向電極。第一感測層331與第二感測層332之間藉由基材133電性絕緣。前述「第一軸」與「第二軸」例如分別沿著第一方向A1與第二方向A2延伸。換言之,第一軸向電極為沿著第一方向A1延伸的導電線路,並間隔排列。第二軸向電極為沿著第二方向A2延伸的導電線路,並間隔排列。另,第一感測層331與第二感測層332中之至少一者為金屬網格;亦即例如,使用業界觸控態樣金屬網格一體化電容式觸控式螢幕(OGM) 。
由以上對於本揭露之具體實施方式之詳述,可以明顯地看出,於本揭露的觸控板組件中,藉由三維感應元件的兩層感測層中之一者同時作為其中一個觸控電極與壓力感測電極,即可實現觸控板組件的薄型化,並可降低產品的製造成本與減少製造程序。
雖然本揭露已以實施方式揭露如上,然其並不用以限定本揭露,任何熟習此技藝者,在不脫離本揭露的精神和範圍內,當可作各種的更動與潤飾,因此本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:電子裝置
110:主機
120:顯示器
130,330:觸控板組件
130a,330a:三維感應元件
131,331:第一感測層
131a:第一觸控電極圖案
131b:第二觸控電極圖案
131c:絕緣層
131c1:開孔
132,332:第二感測層
132a:架橋結構
132b:應變計圖案
133:基材
134:蓋板
135:連接層
A1:第一方向
A2:第二方向
為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下: 第1圖為繪示根據本揭露一實施方式之電子裝置的立體圖。 第2圖為繪示根據本揭露一實施方式之觸控板組件的剖面示意圖。 第3圖為繪示根據本揭露一實施方式之第二感測層的力量-電壓曲線圖。 第4圖為繪示根據本揭露一實施方式之三維感應元件的局部剖面示意圖。 第5圖為繪示根據本揭露另一實施方式之三維感應元件的局部正視圖。 第6圖為繪示根據本揭露另一實施方式之觸控板組件的剖面示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
130:觸控板組件
130a:三維感應元件
131:第一感測層
131c:絕緣層
132:第二感測層
133:基材
134:蓋板
135:連接層

Claims (13)

  1. 一種觸控板組件,包含:一蓋板;以及一三維感應元件,與該蓋板疊合,並包含:一第一感測層,沿著一第一方向延伸設置,並具有一第一電阻率,該第一電阻率等於或小於約0.5ohm/sq,該第一感測層作為一第一觸控電極及一第二觸控電極的一部分;以及一第二感測層,沿著一第二方向延伸設置,並具有一第二電阻率,該第二電阻率大於約0.5ohm/sq,且等於或小於約5ohm/sq,該第二感測層作為該第二觸控電極的另一部分及一壓力感測電極。
  2. 如請求項1所述之觸控板組件,進一步包含一基材,其中該第一感測層與該第二感測層疊合於該基材的一側上。
  3. 如請求項2所述之觸控板組件,其中該第一感測層與該第二感測層的交疊處形成架橋結構。
  4. 如請求項3所述之觸控板組件,其中該第二感測層進一步包含應變計圖案。
  5. 如請求項1所述之觸控板組件,其中該第一感測層的材料包含銅或者鉬與鋁的組合。
  6. 如請求項5所述之觸控板組件,其中該第一感測層的材料包含銅鎳合金,且銅佔該第一感測層的比例大於約95%。
  7. 如請求項1所述之觸控板組件,其中該第二感測層包含一高導電率材料以及一低導電率材料,且該高導電率材料佔該第二感測層的比例等於或大於約50%。
  8. 如請求項7所述之觸控板組件,其中該高導電率材料為銅,該低導電率材料為鎳,且銅與鎳的一比值為約1.0至約5.0。
  9. 如請求項1所述之觸控板組件,其中該第一感測層與該第二感測層中之至少一者為金屬網格。
  10. 如請求項9所述之觸控板組件,其中該金屬網格的一線寬為約3微米至約50微米。
  11. 如請求項1所述之觸控板組件,其中該第二電阻率隨著該第二感測層所受之力量增加而增加。
  12. 一種觸控板組件,包含:一蓋板;以及一三維感應元件,與該蓋板疊合,並包含:一第一感測層,沿著一第一方向延伸設置,並具有一第一電阻率,該第一電阻率等於或小於約0.5ohm/sq,該第一感測層作為一第一觸控電極;以及一第二感測層,沿著一第二方向延伸設置,並具有一第二電阻率,該第二電阻率大於約0.5ohm/sq,且等於或小於約5ohm/sq,該第二感測層作為一第二觸控電極及一壓力感測電極。
  13. 如請求項12所述之觸控板組件,進一步包含一基材,其中該第一感測層與該第二感測層分別疊合於該基材的相反兩側上。
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