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TW201409297A - 觸控感測電極結構及觸控裝置 - Google Patents

觸控感測電極結構及觸控裝置 Download PDF

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TW201409297A
TW201409297A TW101130198A TW101130198A TW201409297A TW 201409297 A TW201409297 A TW 201409297A TW 101130198 A TW101130198 A TW 101130198A TW 101130198 A TW101130198 A TW 101130198A TW 201409297 A TW201409297 A TW 201409297A
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TW
Taiwan
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electrodes
electrode
touch sensing
sensing electrode
touch
Prior art date
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TW101130198A
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Inventor
Ting-Yu Chang
Shiao-Hui Liao
Kun-Chang Ho
Fa-Chen Wu
Kuang-Wei Li
Kuo-Chang Su
Original Assignee
Wintek Corp
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Publication date
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Priority to CN201310356119.8A priority patent/CN103631432A/zh
Priority to US13/970,142 priority patent/US20140054156A1/en
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Abstract

一種觸控感測電極結構，包含複數第一電極以及複數第二電極。每一第一電極包含沿一第一方向延伸的一長形部及連接長形部的複數分支部，複數第二電極設置於每一長形部的至少一側，且每一第二電極至少分佈於每一第一電極的兩相鄰分支部之間。

Description

觸控感測電極結構及觸控裝置
本發明關於一種觸控感測電極結構及觸控裝置。
目前電容式觸控裝置的觸控感測電極結構，通常採用雙面ITO(double-side ITO)或單面ITO(single-side ITO)製程形成。於一雙面ITO製程中，需在玻璃基板兩側分別進行鍍膜及微影蝕刻製程，以於玻璃基板兩側分別形成X、Y軸感測電極，如此不僅製造程序繁瑣且於翻面過程中容易導致良率下降。另外，於一單面ITO製程中，X、Y軸感測電極形成於玻璃基板同一側，因面內需要跨橋結構設計，X、Y軸感測電極容易因有機絕緣層的材料特性不穩定或其他因素導致短路或斷路問題。因此，另一種單層ITO的感測電極架構被提出以改善上述的問題。於單層ITO製程中，因X、Y軸感測電極均形成於同一平面，故製程道數較少而可提高成品良率並降低生產成本。然而，於單層ITO架構中，需具有良好的感測電極佈局，以獲得較佳的電容觸控感應變化量及線性度等電容式觸控之基本特性。再者，單層ITO架構所需通道數非常龐大，故會導致較高的線路阻抗，且X、Y軸感測電極於一軟性電路板上容易形成過大的接合區域。
本發明提供一種具低線路阻抗及良好觸控靈敏度及線性度的觸控感測電極結構及觸控裝置。
本發明的一實施例提供一種觸控感測電極結構，包含複數第一電極以及複數第二電極。每一第一電極包含沿一第一方向延伸的一長形部及連接長形部的複數分支部，複數第二電極設置於每一長形部的至少一側，且每一第二電極至少分佈於每一第一電極的兩相鄰分支部之間。
於一實施例中，每一第一電極的複數分支部於與第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值，且該些寬度值可朝遠離長形部的方向遞減。
於一實施例中，每一第一電極的複數分支部與長形部的夾角可包含複數個不同角度值。
於一實施例中，複數第二電極對稱設置於每一長形部的兩側，每一第二電極包含複數分支部，且第二電極的每一分支部鄰近第一電極的長形部或分支部。每一第二電極的複數分支部於與第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值，且該些寬度值可朝遠離第一電極長形部的方向遞減。
於一實施例中，每一第一電極為一訊號發射電極且每一第二電極為一訊號感測電極。
於一實施例中，第一電極的每一分支部係為一第一電極 區塊，每一第二電極係為一第二電極區塊，且複數第一電極區塊與複數第二電極區塊交錯分佈於每一長形部的兩側而構成三角式配列的電極佈局。
於一實施例中，第二電極將每一第一電極的一電極區塊區隔出複數個第一區域，且複數第一區域於與第一方向實質垂直的一第二方向上的寬度彼此相異。
於一實施例中，第一電極將每一第二電極的一電極區塊區隔出複數個第二區域，且複數第二區域於與第一方向實質垂直的一第二方向上的寬度彼此相異。
本發明另一實施例提供一種觸控裝置，包含一基板、一觸控感測電極結構、複數個導線以及一軟性電路板。觸控感測電極結構設置於基板上且包含複數個第一電極及複數個第二電極，其中觸控感測電極結構區分為複數個彼此相鄰的結構區塊，且每一結構區塊內分佈有至少一第一電極及複數個第二電極。每一導線分別連接第一電極與第二電極的其中之一，且軟性電路板電連接觸控感測電極結構。每一結構區塊內的第一電極及第二電極經由導線連接以於軟性電路板上形成一接合區域，且軟性電路板上的兩相鄰接合區域相對基板的距離不同。
於一實施例中，觸控裝置更包含複數接地線設置於兩相鄰接合區域的交界處。
於一實施例中，各個接合區域形成有複數個銲墊。
於一實施例中，複數匯流排線設置於軟性電路板上，其中複數第二電極可區分為複數個電極群組，每一電極群組係由選取自各個結構區塊內的至少一第二電極所構成，且連接每一電極群組中的複數第二電極的所有導線連接至同一匯流排線。匯流排線例如可由金屬材料所構成。
於一實施例中，一裝飾層可設置於基板的周緣，且裝飾層可包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一。
於一實施例中，一保護層設置於基板上並覆蓋觸控感測電極結構，且保護層例如可為一折射率匹配層。
本發明另一實施例提供一種觸控感測電極結構，包含複數第一電極以及複數第二電極。每一第一電極包含沿一第一方向延伸的一主體部及連接主體部的複數分支部，複數第二電極設置於每一主體部的至少一側，且每一第二電極至少分佈於每一第一電極的兩相鄰分支部之間。每一第一電極的複數分支部於與第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值。
藉由上述各個實施例的設計，因第二電極的多個側面均鄰近第一電極的長形部或分支部，故可增加第一電極與第二電極可相互感應的電力線作用面，進而提高觸控感測電極結構的感應電容量及觸控操作的靈敏度。再者，各個第一電極或第二電極的不同區域可具有相異的寬度以獲得提高觸控 線性度的效果。另外，一軟性電路板上的兩相鄰接合區域可相對基板具有不同的距離以縮小接合區域整體的分佈範圍，且連接同一電極群組的所有導線可連接至同一匯流排線，以降低一單層觸控感測結構的所需通道數及線路阻抗。
本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。為讓本發明之上述和其他目的、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。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。 以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。
圖1為依本發明一實施例的觸控裝置示意圖。如圖1所示，於一觸控裝置10中，一觸控感測電極結構20設置於一基板12上，且一裝飾層14可設置於基板12的周緣。基板12例如可為一覆蓋板(cover lens)，裝飾層14例如可包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一，且基板12可為玻璃或塑膠材料所構成。一絕緣層16可介設於觸控感測電極結構20與基板12之間，且一保護層18可 設置於基板12上並覆蓋觸控感測電極結構20及裝飾層14。於一實施例中，保護層除了提供保護感測電極的效果外，亦可同時具有光學折射率匹配的功效以消除感測電極的餘影現象，且保護層可為單一膜層結構或多層膜結構均可。
依本發明一實施例的設計，觸控感測電極結構20係為一單層(single-layer)電極結構。圖2為依本發明一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。請參考圖2，觸控感測電極結構20可包含複數個第一電極22及複數個第二電極24，各個第一電極22包含沿一方向P延伸的一長形部221及連接長形部221的複數分支部222，且各個第二電極24係為彼此分隔開的電極區塊。於本說明書及隨附之申請專利範圍中，「長形部」之用語僅代表該電極部分於一方向上的整體長度大於其他方向上的整體長度，完全不具任何限制或界定其外形之涵義。於本實施例中，複數個第二電極24對稱分佈於長形部221的兩側，分支部222沿實質垂直方向P的一方向Q延伸，且每一個第二電極24分佈於第一電極22的兩相鄰分支部222之間。藉由本實施例的設計，因第二電極24的三個側面均鄰近第一電極22的長形部221或分支部222，而產生大致被第一電極22包覆的效果，因此第一電極22與第二電極24可相互感應的電力線作用面會大幅增加而提高觸控感測電極結構20的感應電容量及觸控操作的靈敏度。
圖3為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面 示意圖。如圖3所示，於觸控感測電極結構20a中，各個第一電極22包含沿方向P延伸的一長形部221，及連接長形部221並分佈於長形部221兩側的複數分支部222a、222b。於本實施例中，分支部222a於實質垂直方向P的方向Q上具有寬度d1，分支部222b於方向Q上具有寬度d2，且分支部222b的寬度d2與分支部222a的寬度d1不相等。於一實施例中，設於長形部221一側的多個分枝部222a、222b的寬度可朝遠離長形部221的方向遞減但不限定，舉例而言，分支部222b的寬度d2例如可小於分支部222a的寬度d1(d2<d1)。藉由此一設計，因分支部222b的寬度d2與分支部222a的寬度d1不相等，故可藉由調整分支部222a、222b的寬度值提高觸控靈敏度與線性度。再者，於本實施例中，各個第二電極24亦可具有多個分支部24a、24b、24c，且分支部24a、24b、24c中的任一個均鄰近第一電極22的長形部221或分支部222，故可進一步提高觸控感測電極結構20a的感應電容量。再者，分支部24a、24b、24c可分別具有彼此不相等的寬度d3、d4、d5且亦可朝遠離第一電極長形部221的方向遞減(d5<d4<d3)但不限定。因為當不同位置的分支部24a、24b、24c其寬度不同時，電力線強度即不相同，故可調整對應不同位置的分支部寬度，使不同位置的電容變化量一致，同樣可獲得提高觸控靈敏度與線性度的效果。
依本發明各個實施例的設計，第一電極22的複數分支 部222與長形部221的夾角的量值並不限定且可包含多個角度值。如圖4所示，觸控感測電極結構20b的各個第一電極22包含沿一方向P延伸的一長形部221，及連接長形部221並分佈於長形部221兩側的複數分支部222a、222b，其中分支部222a及分支部222b分別與長形部221所夾的角度可不相同。
圖5為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。如圖5所示，於觸控感測電極結構20c中，各個第一電極22包含沿方向P延伸的一長形部221及連接長形部221的複數分支部222，於本實施例中，每個分支部222係為一電極區塊M，各個第二電極24同樣為彼此分隔開的電極區塊N，且第一電極22的複數電極區塊M與第二電極24的複數電極區塊N交錯分佈於長形部221的兩側而構成三角式配列(delta topology)的電極佈局。藉由本實施的設計，每一電極區塊M的周圍均圍繞三個電極區塊N，故第一電極22與第二電極24可相互感應的電力線作用面同樣可大幅增加而提高觸控感測電極結構20c的感應電容量及觸控操作的靈敏度。如圖6所示，於另一實施例中，觸控感測電極結構20d的第二電極24可將每一電極區塊M區隔出複數第一區域M’，且第一電極22可將每一電極區塊N區隔出複數第二區域N’，該些第一區域M’鄰近該些第二區域N’而可增加感應電容量。於一實施例中，複數第一區域M’於與方向P實質 垂直的方向Q上的寬度可彼此相異，且複數第二區域N’於方向Q上的寬度可彼此相異以獲得提高觸控線性度的效果。
如圖7所示，於另一實施例中，觸控感測電極結構20e的各個第一電極22包含沿一方向P延伸的一長形部221及連接長形部221的複數分支部222，且複數第二電極24可僅分佈於各個長形部221的同一側(例示為右側)。再者，分支部222a、222b可具有不同寬度值，例如分支部222a、222b個別寬度可朝遠離長形部221的方向遞減但不限定。另外，於上述各個實施例中，具有沿一特定方向延伸的長形部221的第一電極22例如可作為一訊號發射電極，且第二電極24例如可作為一訊號感測電極。
需注意上述各個實施例中相對設置的長形部及分支部僅為例示而不限定，任何電極圖案如實質上可判斷出具有一主體部及從屬於主體部之分支部的關係，均涵蓋於本發明各個實施例的範圍內。
圖8為依本發明一實施例的觸控裝置的平面示意圖。如圖8所示，觸控裝置30的觸控感測電極結構20可形成於一基板12上且區分為複數個彼此相鄰的結構區塊A1、A2、A3，且每一結構區塊可例如圖2所示包含至少一第一電極22及複數個第二電極24。請同時參考圖2及圖8，複數個導線32電連接觸控感測電極結構20及一軟性電路板34，且每一個導線32分別連接一個第一電極22或一個第二電極24， 軟性電路板34經由導線32電連接觸控感測電極結構20，結構區塊A1、A2、A3中的第一電極22及第二電極24經由導線32連接至軟性電路板34而形成多個接合區域B(例如對應結構區塊A1、A2、A3分別形成接合區域B1、B2、B3)，且各個接合區域B內分佈多個銲墊36。於本實施例中，因為將接合區域B2於軟性電路板34上的位置下移，故接合區域B1與接合區域B3兩者可靠攏以縮減所有接合區域B整體的總橫距，亦即軟性電路板34上的兩相鄰接合區域B相對基板12的距離可設為不同，藉以縮小接合區域B整體的分佈範圍。再者，於每兩相鄰接合區域B的交界處可設置一接地線38以提供降低訊號干擾的效果。
於另一實施例中，複數個第二電極24可區分為複數個電極群組，且每一電極群組係由選取自各個結構區塊A1-A3內的至少一第二電極24所構成。舉例而言，如圖9所示，結構區塊A1包含第二電極C1-H1，結構區塊A2包含第二電極C2-H2，且結構區塊A3包含第二電極C3-H3，第一電極群組可包含第二電極C1、C2、C3，第二電極群組可包含第二電極D1、D2、D3，餘此類推。於本實施例中，連接每一電極群組中的複數第二電極24的所有導線32連接至同一匯流排線42，舉例而言，連接第一電極群組(包含第二電極C1、C2、C3)的導線連接至一匯流排線42a，連接第二電極群組(包含第二電極D1、D2、D3)的導線連接至一匯流排線42b，餘 此類推，且各個匯流排線42再連接至軟性電路板34上的一IC44。藉由本實施例的設計，可解決單層觸控感測結構通道數過多及線路阻抗過高的問題。匯流排線42的材質並不限定，例如可由金屬材料所構成。
藉由上述各個實施例的設計，因第二電極的多個側面均鄰近第一電極的長形部或分支部，故可增加第一電極與第二電極可相互感應的電力線作用面，進而提高觸控感測電極結構的感應電容量及觸控操作的靈敏度。再者，各個第一電極或第二電極的不同區域可具有相異的寬度以獲得提高觸控線性度的效果。另外，一軟性電路板上的兩相鄰接合區域可相對基板具有不同的距離以縮小接合區域整體的分佈範圍，且連接同一電極群組的所有導線可連接至同一匯流排線，以降低一單層觸控感測結構的所需通道數及線路阻抗。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。
10、30‧‧‧觸控裝置
12‧‧‧基板
14‧‧‧裝飾層
16‧‧‧絕緣層
18‧‧‧保護層
20、20a-20e‧‧‧觸控感測電極結構
22‧‧‧第一電極
221‧‧‧第一電極長形部
222、222a、222b‧‧‧第一電極分支部
24‧‧‧第二電極
24a、24b、24c‧‧‧第二電極分支部
32‧‧‧導線
34‧‧‧軟性電路板
36‧‧‧銲墊
38‧‧‧接地線
42、42a、42b‧‧‧匯流排線
44‧‧‧IC
A1-A3‧‧‧結構區塊
B、B1-B3‧‧‧接合區域
C1-C3、D1-D3、E1-E3、F1-F3、G1-G3、H1-H3‧‧‧第二電極
d1-d5‧‧‧寬度
M、N‧‧‧電極區塊
M’、N’‧‧‧區域
P、Q‧‧‧方向
圖1為依本發明一實施例的觸控裝置示意圖。
圖2為依本發明一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖3為依本發明一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖4為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖5為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖6為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖7為依本發明另一實施例的觸控感測電極結構的平面示意圖。
圖8為依本發明另一實施例的觸控裝置示意圖。
圖9為依本發明另一實施例的觸控裝置示意圖。
20c‧‧‧觸控感測電極結構
22‧‧‧第一電極
221‧‧‧第一電極長形部
222‧‧‧第一電極分支部
24‧‧‧第二電極
M、N‧‧‧電極區塊
P‧‧‧方向

Claims (23)

  1. 一種觸控感測電極結構，包含：複數第一電極，每一該第一電極包含沿一第一方向延伸的一長形部及連接該長形部的複數分支部；以及複數第二電極，設置於每一該長形部的至少一側，且每一該第二電極至少分佈於每一該第一電極的兩相鄰分支部之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電極結構，其中每一該第一電極的該些分支部於與該第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之觸控感測電極結構，其中該第一電極的該些分枝部的該些寬度朝遠離該長形部的方向遞減。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電極結構，其中每一該第一電極的該些分支部與該長形部的夾角包含複數個不同角度值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電極結構，其中該些第二電極對稱設置於每一該長形部的兩側。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控感測電極結構，其中每一該第二電極包含複數分支部，且該第二電極的每一該分支部鄰近該第一電極的該長形部或該分支部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控感測電極結構，其中該每一該第二電極的該些分支部於與該第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控感測電極結構，其中該第二電極的該些分枝部的該些寬度朝遠離該第一電極長形部的方向遞減。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電極結構，其中每一該第一電極為一訊號發射電極且每一該第二電極為一訊號感測電極。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感測電極結構，其中該第一電極的每一該分支部係為一第一電極區塊，每一該第二電極係為一第二電極區塊，且該些第一電極區塊與該些第二電極區塊交錯分佈於每一該長形部的兩側。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測電極結構，其中該些第一電極區塊與該些第二電極區塊構成三角式配列(delta topology)的電極佈局。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測電極結構，其中該第二電極將每一該第一電極的一電極區塊區隔出複數個第一區域，且該些第一區域於與該第一方向實質垂直的一第二方向上的寬度彼此相異。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之觸控感測電極結 構，其中該第一電極將每一該第二電極的一電極區塊區隔出複數個第二區域，且該些第二區域於與該第一方向實質垂直的一第二方向上的寬度彼此相異。
  14. 一種觸控裝置，包含：一基板；一觸控感測電極結構，設置於該基板上且包含複數個第一電極及複數個第二電極，其中該觸控感測電極結構區分為複數個彼此相鄰的結構區塊，且每一該結構區塊內分佈有至少一第一電極及複數個第二電極；複數個導線，每一該導線分別連接該些第一電極與該些第二電極的其中之一；以及一軟性電路板，電連接該觸控感測電極結構，其中每一該結構區塊內的該些第一電極及該些第二電極經由該些導線連接以於該軟性電路板上形成一接合區域，且該軟性電路板上的兩相鄰該接合區域相對該基板的距離不同。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，更包含：複數接地線，設置於兩相鄰該接合區域的交界處。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，其中各該接合區域形成有複數個銲墊。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，更包含：複數匯流排線，設置於該軟性電路板上，其中該些第二電極區分為複數個電極群組，每一該電極群組係由選取自各 該結構區塊內的至少一第二電極所構成，且連接每一該電極群組中的該些第二電極的所有導線連接至同一匯流排線。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之觸控裝置，其中該匯流排線係由金屬材料所構成。
  19. 如申請專利範圍第14項所述之觸控裝置，更包含：一裝飾層，設置於該基板的周緣。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之觸控裝置，其中該裝飾層包含陶瓷、類鑽碳、顏色油墨、光阻以及樹脂材料的至少其中之一。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之觸控裝置，更包含：一保護層，設置於該基板上並覆蓋該觸控感測電極結構。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之觸控裝置，其中該保護層為一折射率匹配層。
  23. 一種觸控感測電極結構，包含：複數第一電極，每一該第一電極包含沿一第一方向延伸的一主體部及連接該主體部的複數分支部；以及複數第二電極，設置於每一該主體部的至少一側，且每一該第二電極至少分佈於每一該第一電極的兩相鄰分支部之間，其中每一該第一電極的該些分支部於與該第一方向實質垂直的一第二方向上具有複數個不同寬度值。
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