TW201541322A

TW201541322A - 電容式觸控裝置

Info

Publication number: TW201541322A
Application number: TW103115610A
Authority: TW
Inventors: Jiann-Liang Chou; Cheng-Yen Yeh; Chun-Ming Huang
Original assignee: Wintek Corp
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-11-01

Abstract

一種電容式觸控裝置，包括一第一基材以及一第一電極。第一基材具有一第一面以及一相反之第二面。第一面具有複數個第一微結構，且各第一微結構包括一凸起或一凹槽。第一電極係設置於第一基材之第一面上，第一電極係至少部分覆蓋第一微結構，且第一電極具有一非平面表面。

Description

電容式觸控裝置

本發明係關於一種電容式觸控裝置，尤指一種具有非平面電極之電容式觸控裝置。

近年來，隨著觸控技術不斷地發展，許多消費性電子產品例如行動電話(mobile phone)、平板電腦(tablet PC)、衛星導航系統(GPS navigator system)、筆記型電腦(laptop PC)以及桌上型電腦(desktop PC)等均有與觸控功能結合的產品問世。目前觸控面板的技術中較常見包括電阻式、電容式以及光學式等。其中電容式觸控面板由於具有高準確率、多點觸控、高耐用性以及高觸控解析度等特點，已逐漸成為目前中高階消費性電子產品使用之主流觸控技術。然而，由於傳統的電容示觸控面板並不具有如同一般電阻式觸控面板所具有之觸覺上的觸控回饋特性，故使得傳統的電容示觸控面板在應用上受到了侷限。

本發明之目的之一在於提供一種電容式觸控裝置，利用非平面電極達到實現多層次電容式觸控效果、提升觸控靈敏度以及降低電極圖案明顯度等目的。

本發明之一實施例提供一種電容式觸控裝置，包括一第一基材以及一第一電極。第一基材具有一第一面以及一相反之第二面。第一面具有複數個第一微結構，且各第一微結構包括一凸起或一凹槽。第一電極係設置於第一基材之第一面上，第一電極係至少部分覆蓋第一微結構，且第一電極具有一非平面表面。

本發明之電容式觸控裝置之第一電極係覆蓋第一基材之第一微結構，藉此增加第一電極進行電容式觸控操作時的有效表面積，故可因此提升觸控靈敏度且實現多層次電容式觸控效果。此外，本發明之電容式觸控裝置更利用第一微結構對光線產生散射效果，藉此降低電極之圖案明顯度並提升電容式觸控裝置的外觀視效。

101-104‧‧‧電容式觸控裝置

111‧‧‧第一基材

111A‧‧‧第一面

111B‧‧‧第二面

111C‧‧‧第一底材

111D‧‧‧第一絕緣層

112‧‧‧第二基材

112A‧‧‧第三面

112B‧‧‧第四面

112C‧‧‧第二底材

112D‧‧‧第二絕緣層

121‧‧‧第一電極

121X‧‧‧第一軸向電極

122‧‧‧第二電極

122Y‧‧‧第二軸向電極

130‧‧‧覆蓋板

130A‧‧‧第五面

130B‧‧‧第六面

131‧‧‧裝飾層

141‧‧‧第一黏合層

142‧‧‧第二黏合層

143‧‧‧第三黏合層

150、151、850‧‧‧顯示器

201-202‧‧‧電容式觸控裝置

301‧‧‧電容式觸控裝置

401-402‧‧‧電容式觸控裝置

501-503‧‧‧電容式觸控裝置

601‧‧‧電容式觸控裝置

701‧‧‧電容式觸控裝置

801‧‧‧電容式觸控裝置

901-903‧‧‧電容式觸控裝置

910‧‧‧可撓式材料層

911‧‧‧輔助凸起

920‧‧‧中心結構

940‧‧‧天線結構

950‧‧‧按壓區

CR‧‧‧參考電容

D‧‧‧距離

H‧‧‧高度

M1‧‧‧第一微結構

M2‧‧‧第二微結構

M3‧‧‧第三微結構

X‧‧‧第一方向

X1‧‧‧第一子電極

Y‧‧‧第二方向

Y1‧‧‧第二子電極

Z‧‧‧垂直投影方向

第1圖繪示了本發明之第一實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第2圖繪示了本發明之第一實施例之電容式觸控裝置的按壓操作示意圖。

第3圖繪示了本發明之第一實施例之電容式觸控裝置的立體示意圖。

第4圖繪示了本發明之第一實施例之第一電極與第二電極之另一型態的示意圖。

第5圖繪示了本發明之第一實施例第一電極與第二電極之又一型態的示意圖。

第6圖繪示了本發明之第二實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第7圖繪示了本發明之第三實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第8圖繪示了本發明之第四實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第9圖繪示了本發明之第五實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第10圖繪示了本發明之第六實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第11圖繪示了本發明之第七實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第12圖繪示了本發明之第八實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第13圖繪示了本發明之第九實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第14圖繪示了本發明之第十實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第15圖繪示了本發明之第十一實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第16圖繪示了本發明之第十二實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第17圖繪示了本發明之第十三實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第18圖繪示了本發明之第十四實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第19圖繪示了本發明之第十五實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第20圖繪示了本發明之第十六實施例之電容式觸控裝置的剖面示意圖。

第21圖繪示了本發明之第十六實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第22圖繪示了本發明之第十七實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

第23圖繪示了本發明之第十八實施例之電容式觸控裝置的示意圖。

為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容。

請參考第1圖至第3圖。第1圖繪示了本發明之第一實施例之電容式觸控裝置的示意圖。第2圖繪示了本實施例之電容式觸控裝置的按壓操作示意圖。第3圖繪示了本實施例之電容式觸控裝置的立體示意圖。為了方便說明，本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明，其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。如第1圖所示，本實施例之電容式觸控裝置101包括一第一基材111、一第二基材112、第一黏合層141、一第一電極121以及一第二電極122。第二基材112係與第一基材111相對設置，第一基材111具有一第一面111A以及一相反之第二面111B，第二基材112具有一第三面112A以及一相反之第四面112B。第一黏合層141設置於第一基材111與第二基材112之間，於本實施例中，第一黏合層141用以使第二基材112與第一基材111間相黏合固定，並且使相對設置之第一電極121與第二電極122互相電性絕緣。第一基材111之第一面111A具有複數個第一微結構M1，且各第一微結構M1包括一凸起或一凹槽。換句話說，第一微結構M1之表面係定義為第一基材111之第一面111A的至少一部分。第一電極121係設置於第一基材111之第一面111A上，第一電極121係至少部分覆蓋第一微結構M1，故第一電極121具有一非平面表面。第二電極122可為一平面電極或一非平面電極，即第二電極122的表面可為一平整面或一不平整面。舉例來說，本實施例中第二電極122的表面為平整面，但並不以此為限。此外，本實施例中，第二電極122可設置於第二基材112之第三面112A上，且第二基材112之第三面112A係面對第一基材111之第一面111A，但並不以此為限。

利用一成膜製程形成一導電材料層於第一基材111之第一面111A上，可形成第一電極121。其中，可視需要選擇性地再利用一圖案化製程對此導電材料層進行圖案化，使得第一電極121具有特定圖形，例如菱形或直條狀，但不為此限。由於第一基材111的第一面111A具有高低起伏的第一微結構M1，故此導電材料層受到第一微結構M1的形狀影響而形成具有立體效果之第一電極121。第一電極121與第二電極122可分別由透明導電材料例如石墨烯、矽烯、氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)與氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、金屬材料或其他適合之導電材料所形成。上述之導電材料可包括導電粒子、奈米碳管或奈米銀絲，但並不以此為限，且其型態可包括薄膜狀或網格狀，例如導電網格，但並不以此為限。上述之金屬材料可包括鋁、銅、銀、鉻、鈦、鉬之其中至少一者、上述材料之複合層或上述材料之合金，但並不以此為限，且其型態可以為網格狀，例如金屬網格。構成上述金屬網格的金屬線寬可介於0.8微米(micrometer,μm)至10微米之間，並可採用例如黃光微影、噴印、塗佈、填充金屬於壓印溝槽、…等製程方式製作而成。由於金屬材料具有反光性，為了降低其造成視覺的不良影響，於金屬材料所構成的第一電極121或第二電極122中，可以設置抗反射層、低反射率材料層(例如金屬氧化層)或吸光層於靠近使用者的表面。另一方面，第一微結構M1可使反射光在第一電極121或第二電極122表面發生偏折，進而降低反射光的不良影響，此時，即可省略設置抗反射層、低反射率材料層或吸光層等。

值得說明的是，在本實施例中，第一基材111與第二基材112其中至少一者包括一絕緣覆層、一硬質基板或一柔性基板。詳細而言，絕緣覆層為利用鍍膜或塗佈等方式形成之面狀膜層，其材質例如為有機絕緣材料，例如為聚亞醯胺(Polyimide)或有機絕緣光阻等。上述之硬質基板可為一硬質覆蓋板或設置於覆蓋板之下的一玻璃基板或一硬質塑膠基板。其中，顯示器之基板通常亦屬於硬質基板。上述之柔性基板可為一柔性覆蓋板或設置於覆蓋板之下的一柔性塑膠基板。柔性塑膠基板的材料例如為聚亞醯胺(Polyimide)，但不為此限。上述之硬質覆蓋板或柔性覆蓋板上可設置有一裝飾層(未圖示)。上述之顯示器之基板可包括顯示器之上基板，例如一液晶顯示器之彩色濾光基板或一有機發光顯示器之封裝蓋等。第一黏合層141可包括光學膠(optical clear adhesive,OCA)、感壓膠(pressure sensitive adhesive,PSA)、光學樹脂(optical resin)或其他適合之黏合材料。

如第1圖至第3圖所示，藉由將第一電極121形成為非平面結構，第一電極121即具有一特定之立體型態以形成較大的表面積，從而增加第一電極121與第二電極122之間的電容效應(亦即實現出更多的電力線)，從而有利於基於互容式測量原理之控制器的座標運算。因此，當一觸碰物，例如手指，觸碰第一基材111之第二面111B時，可帶走更多的電力線，使得第一電極121與第二電極122之間的電容感應量的變化差異更明顯，藉此達到提升觸控操作靈敏度的效果。

另一方面，本發明的電容式觸控裝置101還可實現多次元(或稱為多層次)之觸控操作。詳細而言，本實施例之第一基材111較佳可為柔性基板，而第二基材112可為玻璃基板、硬質塑膠基板或柔性塑膠基板，但並不以此為限。當第二基材112為柔性塑膠基板時，第二基材112可選自與第一基材111具有不同受壓變形量的材質。或者，第二基材112與第一基材111可為相同材質，但第二基材112受到下方顯示器或其他硬質基板支撐。第一黏合層141則為具有彈性的絕緣材質，使第一基材111被下壓後能夠回復，例如光學膠，但不為此限。如第1圖與第2圖所示，本實施例的電容式觸控裝置101的第一電極121與第二電極122之間相隔一可變動距離D，依據手指按壓的力道，第一基材111將產生對應的形變量，並使得第一電極121與第二電極122之間於一垂直投影方向Z上的距離D對應縮小，進而在手指的覆蓋區域中，第一電極121與第二電極122之間的電容感應量將根據距離D的縮小而有對應增加的變化。再者，藉由在電容式觸控裝置101中設置非平面電極(即第一電極121)，觸碰物對電容式觸控裝置101施加的不同力道與其所對應的電容感應變化之間的差異可被突顯出來。換言之，本實施例之電容式觸控裝置101可提高不同力道之間的分辨率，而可實現更多次元(多層次)之觸控操作。換句話說，本實施例之電容式觸控裝置101亦可被視為一按壓式電容觸控裝置。需注意的是，本實施例中雖然繪示以第一基材111的第二面111B作為使用者的操作碰觸面，但本發明不為此限。於不同的實施例中，亦可以以第二基材112的第四面112B作為使用者的操作碰觸面，此時第二基材112較佳可為柔性基板，而第一基材111可為玻璃基板、硬質塑膠基板或柔性塑膠基板。亦即，第一基材111與第二基材112的選用原則與上述相反，使得第一電極121與第二電極122之間的距離D可經受壓對應縮小，並且第二基材112被下壓後能夠回復。

本實施例之第一微結構M1為一弧面凸起，但本發明並不以此為限，第一微結構M1亦可視需要設計為弧面凹槽、錐狀凹槽、錐狀凸起或其他適合形狀之凸起或凹槽結構，用以使得第一電極121可具有適合的立體形狀來產生所需之電性效果。第一微結構M1的形成方式可視第一基材111的材料型態而變化。舉例來說，當第一基材111為一玻璃基板或一玻璃覆蓋板時，可利用熔融壓模的方式直接形成第一微結構M1於表面；或者，第一基材111可由一第一底材111C以及一第一絕緣層111D堆疊設置所構成，且第一面111A包括第一絕緣層111D之表面，藉由對第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式定義出第一微結構M1的圖案。當第一基材111為一塑膠基板或一塑膠覆蓋板時，可利用熱壓、射出、壓鑄、吸塑、擠壓等方式直接形成第一微結構M1於表面。換句話說，在本發明之各實施例中均可視需要使用單一材料之第一基材111或使用由第一底材111C以及第一絕緣層111D所構成之第一基材111。第一底材111C可包括絕緣覆層、硬質基板或柔性基板。此外，當電容式觸控裝置101係用以與顯示器整合時，第一基材為透明絕緣材質，各第一微結構M1之高度H或深度較佳係大於或等於0.5微米且小於或等於1微米，各第一微結構M1之直徑與相鄰第一微結構M1的間距較佳係大於0.8微米，例如第一微結構M1之直徑與間距可為3微米，但並不以此為限。藉此，可使得不同角度的光線進入電容式觸控裝置101時的光路徑有不同的偏折程度而將光線散射開，以降低第一電極121與第二電極122之圖案的可視性。

進一步而言，為了提高不同力道之間的分辨率，如第3圖所示，本實施例之第一電極121可包括複數條第一軸向電極121X沿一第一方向X延伸並彼此互相平行設置，第二電極122可包括複數條第二軸向電極122Y沿一第二方向Y延伸並彼此互相平行設置。第一方向X較佳係大體上垂直第二方向Y，但並不以此為限。第一軸向電極121X係與第二軸向電極122Y互相交錯且絕緣設置。其中，各第一軸向電極121X與對應之一第二軸向電極 122Y相互重疊的面積至少為1毫米平方。進一步地，各第二軸向電極122Y的線寬可至少為對應重疊的第一軸向電極121X的線寬的兩倍。藉由第一微結構M1之設置，可增加第一軸向電極121X之邊緣與第二軸向電極122Y之間的電力線，進而使得觸控操作時的電容變化量更為顯著，而可提升觸控靈敏度。本實施例的第一微結構M1是以固定間隔規則地排列，然而，在不同的應用中，第一微結構M1可視需求而有不同的分布形式。舉例而言，在提升觸控靈敏度的一實施例中，第一微結構M1僅對應分布於第一軸向電極121X的邊緣，更佳地，第一微結構M1僅對應分布於第一軸向電極121X的邊緣中與第二軸向電極122Y重疊的區域，亦即，第一軸向電極121X僅在邊緣的至少一部份具有立體結構而具有非平面表面，而其餘部分則為平面結構。值得說明的是，本實施例之第一電極121與第二電極122的型態並不以上述之第一軸向電極121X與第二軸向電極122Y為限，亦可視需要具有其他形狀之電極分布。

如第4圖所示，各第一軸向電極121X可包括複數個第一子電極X1沿第一方向X排列並互相電性連接，而各第二軸向電極122Y可包括複數個第二子電極Y1沿第二方向Y排列並互相電性連接。至少第一子電極X1的邊緣覆蓋第一微結構M1，用以增加第一子電極X1與第二子電極Y1之間的邊緣電力線，進而使得觸控操作時的電容變化量更為顯著，藉以提升觸控靈敏度。本實施例中，第一子電極X1與第二子電極Y1為菱形，且第一子電極X1與第二子電極Y1於垂直投影方向Z不相互重疊，但不為此限。此外，如第5圖所示，第一電極121與第二電極122亦可皆設置於第一基材111的第一面111A上而共平面且互相電性絕緣，而至少第一電極121的邊緣覆蓋第一微結構M1，用以增加第一電極121與第二電極122之間的邊緣電力線，但並不以此為限。

藉由第一電極121與第二電極122，如果有導電物體(例如手指)接近或接觸電容式觸控裝置101的表面，物體將與相靠近的第一電極121與第二電極122之間形成耦合電容，從而在物體接近或接觸區域發生電容效應的變化，以偵測物體的位置或移動等。另外，關於電容式觸控裝置的觸點座標相關測量方法可參考目前熟知的觸點座標測量方法，例如互電容測量方法，然而本發明並不受特定測量方法所限制。

本發明之電容式觸控裝置並不以上述實施例為限。下文將依序介紹本發明之其它較佳實施例之電容式觸控裝置，且為了便於比較各實施例之相異處並簡化說明，在下文之各實施例中使用相同的符號標注相同的元件，且主要針對各實施例之相異處進行說明，而不再對重覆部分進行贅述。

請參考第6圖。第6圖繪示了本發明之第二實施例之電容式觸控裝置102的示意圖。如第6圖所示，與上述第一實施例不同的地方在於，第二基材112之第三面112A係面對第一基材111之第二面111B，且電容式觸控裝置102更包括一覆蓋板130、一裝飾層131以及一第二黏合層142。覆蓋板130具有一第五面130A以及一相反之第六面130B，第一基材111與第二基材112係設置於第六面130B之一側，且第一基材111係設置於覆蓋板130與第二基材112之間。覆蓋板130係用以保護第一電極121以及第二電極122。裝飾層131係設置於覆蓋板130之第六面130B上，由於使用者係從覆蓋板130之第五面130A之一側觀看與操作，藉此可提供電容式觸控裝置102裝飾與遮蔽效果。根據裝飾層131的設置位置，電容式觸控裝置102可具有一透光區與一遮光區。裝飾層131對應遮光區。遮光區與透光區鄰接。透光區可與例如液晶顯示元件或有機發光二極體顯示元件等顯示元件對應配置，而遮光區則可與非用以顯示而需遮蔽的元件對應配置，此類元件例如為可視的訊號導線121T。第二黏合層142係設置於覆蓋板130與第一基材111之間，用以黏合覆蓋板130與第一基材111。覆蓋板130可為硬質或柔性，其材質為透明材料，但不以此為限。舉例而言，覆蓋板130可為強化玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate)；PMMA)與聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)的複合疊層、紫外線固化型樹脂(例如ORGA樹脂)或其他硬質透光材質以具備耐刮、高機械強度等保護特性。其中，若欲使電容式觸控裝置102可實現多次元(多層次)之觸控操作，覆蓋板130應選擇柔性覆蓋板。另外，覆蓋板130的第五面130A還可以選擇性地配置有例如抗眩膜或抗反射膜等膜層，上述膜層的厚度小於覆蓋板130。進一步地，覆蓋板130連接第五面130A的側表面可以具有弧面(即2.5D Cover lens)，以增加覆蓋板130的邊緣強度。裝飾層131係由抗光材質所構成，所述抗光材質定義為光通過其介面會發生損失的材質，以用於遮蔽裝置中不欲被看到的元件或光。舉例而言，裝飾層131可用以遮蔽設置於遮光區中的複數條可視的訊號導線121T。

值得說明的是，上述第一實施例之電容式觸控裝置亦可視需要設置如本實施例之覆蓋板130、裝飾層131以及第二黏合層142。其中，若欲使電容式觸控裝置可實現多次元(多層次)之觸控操作，覆蓋板130應選擇柔性覆蓋板，且於其他以第一基材111作為覆蓋板的實施例中，裝飾層131亦可選擇性設置於第一基材111上。此外，本實施例之電容式觸控裝置102可更包括一顯示器150以及一第三黏合層143，以構成外掛式觸控顯示裝置。第三黏合層143係設置於第二基材112與顯示器150之間，用以黏合第二基材112與顯示器150。進一步地，於一未繪示的變化實施例中，第二基材112可為顯示器150之上基板，例如彩色濾光基板，且第三黏合層143可以被省略。第二黏合層142與第三黏合層143可包括固態光學膠(optical clear adhesive,OCA)、感壓膠(pressure sensitive adhesive,PSA)、光學樹脂(optical resin)或其他適合之黏合材料。顯示器150可包括液晶顯示面板、有機發光二極體(OLED) 顯示面板、電濕潤(electro-wetting)顯示面板、電子墨水(e-ink)顯示面板、電漿(plasma)顯示面板或場發射(FED)顯示面板，但並不以此為限。值得說明的是，後續或前述之本發明其他實施例之電容式觸控裝置亦可視需要與本實施例之顯示器150結合，藉以具有觸控顯示的功能。

請參考第7圖。第7圖繪示了本發明之第三實施例之電容式觸控裝置103的示意圖。如第7圖所示，與上述第二實施例不同的地方在於，本實施例之第二基材112之第四面112B係面對第一基材111之第一面111A，且第二基材112係設置於第一基材111與覆蓋板130之間。第二黏合層142設置於覆蓋板130與第二基材112之間。值得說明的是，本實施例之第一基材111較佳係為顯示器151之上基板。藉此，不需設置上述之第三黏合層而有利於整體裝置的輕薄化。舉例來說，當顯示器151為液晶顯示器時，第一基材111較佳可為一彩色濾光基板或一薄膜電晶體陣列基板；當顯示器151為有機發光顯示器時，第一基材111較佳可為一封裝蓋，但並不以此為限。

請參考第8圖。第8圖繪示了本發明之第四實施例之電容式觸控裝置104的示意圖。如第8圖所示，與上述第三實施例不同的地方在於，本實施例之第二基材112之第三面112A具有複數個第二微結構M2，各第二微結構M2包括一凸起或一凹槽，換句話說，第二微結構M2之表面係定義為第二基材112之第三面112A的至少一部分。第二電極122係至少部分覆蓋第二微結構M2。也就是說，本實施例之第二電極122具有非平面表面。本實施例中，各第二微結構M2之凸起與各第一微結構M1之凸起相對應，但不以此為限。於一些不同的應用中，各第二微結構M2之凸起與各第一微結構M1之凸起係相互錯開。第二微結構M2的結構特徵以及形成方式係與上述第一微結構M1相似，故在此並不再贅述。

請參考第9圖。第9圖繪示了本發明之第五實施例之電容式觸控裝置201的示意圖。如第9圖所示，與上述第二實施例不同的地方在於，本實施例之第二電極122係設置於第一基材111之第二面111B上，且第一基材111之第二面111B係面對覆蓋板130。也就是說，本實施例之電容式觸控裝置201可省略上述之第二基材，直接將第一電極121與第二電極122分別形成於第一基材111之第一面111A與第二面111B上，再藉由第二黏合層142黏合覆蓋板130與第一基材111而形成電容式觸控裝置201。此外，本實施例之第一微結構M1較佳係藉由直接對第一基材111進行加工而形成，但並不以此為限。需注意的是，本實施例中雖然以第一基材111之第二面111B面對覆蓋板130，但本發明不限於此。在一未繪示的變化實施例中，第一基材111之第一面111A係面對覆蓋板130，而第一電極121係設置於覆蓋板130與第二電極122之間。另外，若欲使電容式觸控裝置201可實現多次元(多層次)之觸控操作，第一基材111較佳為具有彈性的絕緣材質。

請參考第10圖。第10圖繪示了本發明之第六實施例之電容式觸控裝置202的示意圖。如第10圖所示，與上述第五實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111的第二面111B更具有複數個第三微結構M3，各第三微結構M3包括一凸起或一凹槽。第一基材111之第一面111A係面對覆蓋板130，而第一電極121係設置於覆蓋板130與第二電極122之間。第二電極122係至少部分覆蓋第二面111B的第三微結構M3。也就是說，本實施例之第二電極122具有非平面表面。舉例而言，第二面111B的各第三微結構M3之凸起可與各第一微結構M1之凸起相對應，但不以此為限。於一些不同的應用中，第二面111B的各第三微結構M3之凸起與各第一微結構M1之凸起係相互錯開。第三微結構M3的結構特徵以及形成方式係與上述第一微結構M1相似，故在此並不再贅述。

請參考第11圖。第11圖繪示了本發明之第七實施例之電容式觸控裝置301的示意圖。如第11圖所示，與上述第五實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111可由第一底材111C以及第一絕緣層111D堆疊設置所構成，第一底材111C可為玻璃基板、硬質塑膠基板、柔性塑膠基板或顯示器之基板，且第一微結構M1係藉由對於第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A。本實施例中，第一微結構M1可為凹槽。第一絕緣層111D與第一底材111C的結合不需透過黏膠，其可藉由鍍膜或塗佈等方式形成於第一底材111C上，第一絕緣層111D可包括無機材料例如氮化矽(silicon nitride)、氧化矽(silicon oxide)與氮氧化矽(silicon oxynitride)、有機材料例如丙烯酸類樹脂(acrylic resin)或其它適合之絕緣材料。本實施例雖然以第一基材111之第二面111B面對覆蓋板130，但本發明不以此為限。於一未繪示的變化實施例中，第一基材111之第一面111A係面對覆蓋板130，而第一電極121係設置於覆蓋板130與第二電極122之間。另外，於另一未繪示的變化實施例中，與上述第六實施例雷同地，第一基材111之第二面111B可具有第三微結構，各第三微結構包括一凸起或一凹槽。各第三微結構的製作方式如同第一微結構M1，故在此並不再贅述。第二電極122係至少部分覆蓋第二面111B的第三微結構，使第二電極122具有非平面表面。舉例而言，第一微結構M1可為凹槽，第三微結構可為凸起，且第三微結構之凸起可與各第一微結構M1之凹槽相對應，但不以此為限。於一些不同的應用中，各第三微結構之凸起與各第一微結構M1之凹槽係相互錯開。

請參考第12圖。第12圖繪示了本發明之第八實施例之電容式觸控裝置401的示意圖。如第12圖所示，與上述第七實施例不同的地方在於，電容式觸控裝置401更包括第二基材112形成於第一電極121上，且第二基材112與第一電極121的結合不需藉由額外的黏合層。即，第二基材112的第四面112B與第一電極121接觸。第一電極121與第二電極122均位於第一基材111與覆蓋板130之間。第一微結構M1係藉由對於第一基材111中的第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A。本實施例中，第一微結構M1為凸起。第一電極121的至少一部分係設置於表面不平整的第一面111A上，使第一電極121具有不平整表面。本實施例之第二基材112可由一第二底材112C以及一第二絕緣層112D堆疊設置所構成。第二底材112C為絕緣覆層所構成。進一步地，若欲使電容式觸控裝置401可實現多次元(多層次)之觸控操作，第二底材112C可為具有彈性的絕緣材質，使第二基材112被下壓後能夠回復，例如聚亞醯胺(Polyimide)，但不為此限。第二微結構M2係藉由對於第二絕緣層112D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第二基材112具有表面不平整的第三面112A。第一電極121被第二底材112C所覆蓋，第二電極122的至少一部分形成於第二絕緣層112D構成的第二微結構M2上，使第二電極122具有不平整表面。其中，第二底材112C的厚度可大於第一微結構M1的高度或深度，以供設置第二絕緣層112D。第二電極122藉由第二黏合層142與覆蓋板130相黏合，以構成電容式觸控裝置401。需注意的是，於一變化實施例中，第二電極122的表面可為平整面，此時上述的第二絕緣層112D可被省略，第二基材112可平坦化第一電極121而提供一平坦表面給後續形成的第二電極122。進一步地，為了更輕薄化，在一未繪示的變化實施例中，第二電極122係設置於覆蓋板130之第六面130B上，即，將覆蓋板130作為第二基材，且形成有第二電極122之覆蓋板130與形成有第一電極121之第一基材111藉由第二黏合層142進行結合與電絕緣，而形成電容式觸控裝置。其中，第一基材111可為一塑膠基板，且第一微結構M1可藉由熱壓、射出、壓鑄、吸塑、擠壓等方式直接形成於第一基材111的表面。藉此，可省略前述第一絕緣層與第二基材，從而簡化工藝與降低厚度及重量。

請參考第13圖。第13圖繪示了本發明之第九實施例之電容式觸控裝置402的示意圖。如第13圖所示，與上述第八實施例不同的地方在於，第一基材111係設置於第二基材112之第三面112A之一側。在本實施例中，第二基材112較佳係為一玻璃基板、一硬質塑膠基板、一柔性塑膠基板或一顯示器之基板。第二電極122、第一基材111、第一微結構M1以及第一電極121係依序形成於第二基材112上之第三面112A之一側，且第一底材111C係為一絕緣覆層直接形成在第二電極122與第二基材112上，即第一底材111C與第二基材112不須經由額外的黏合層相固定。即，第一基材111的第二面111B與第二電極122接觸。第一微結構M1係藉由對於第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A。較佳地，第一底材111C可為正型光阻有機絕緣材料，而用以形成第一微結構M1之第一絕緣層111D可為負型光阻有機絕緣材料，以良好地製作出第一微結構M1，但本發明不為所限。最後，利用第二黏合層142黏合覆蓋板130以及第二基材112上形成有第一電極121之一側，以構成電容式觸控裝置402。本實施例的第二基材112的表面平整，從而形成在第二基材112上的第二電極122的表面亦平整，但本發明不以此為限。於一未繪示的變化實施例中，第二基材112之第三面112A亦可以具有第二微結構，各第二微結構包括一凸起或一凹槽。各第二微結構的製作方式可如同上述第八實施例中的記載，故在此並不再贅述。第二電極122係至少部分覆蓋第三面112A的第二微結構，使第二電極122也具有非平面表面。舉例而言，第一基材111上的第一微結構M1與第二基材112之第三面112A的第二微結構可均為凸起，且各第二微結構之凸起可與各第一微結構M1之凸起相對應，但不以此為限。於一些不同的應用中，第二微結構之凸起與各第一微結構M1之凸起係相互錯開。進一步地，若欲使電容式觸控裝置402可實現多次元(多層次)之觸控操作，第一底材111C可為具有彈性的絕緣材質，使第一基材111 被下壓後能夠回復，例如聚亞醯胺(Polyimide)，但不為此限。

請參考第14圖。第14圖繪示了本發明之第十實施例之電容式觸控裝置501的示意圖。如第14圖所示，與上述第五實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111並未藉由黏合層與覆蓋板130相結合。更明確地說，本實施例之第一基材111係為一絕緣覆層，而第二電極122、第一基材111以及第一電極121較佳係依序形成於覆蓋板130上以形成電容式觸控裝置501。即，第一基材111的第二面111B與第二電極122接觸。本實施例之第一微結構M1係由直接對第一基材111加工所形成，但於本發明之其他實施例中，第一基材111可由一第一底材(第14圖未示)與一第一絕緣層(第14圖未示)所構成，第一微結構M1亦可藉由對於第一絕緣層進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A。較佳地，第一底材可為正型光阻有機絕緣材料，而用以形成第一微結構M1之第一絕緣層可為負型光阻有機絕緣材料，以良好地製作出第一微結構M1，但本發明不為所限。

請參考第15圖。第15圖繪示了本發明之第十一實施例之電容式觸控裝置502的示意圖。如第15圖所示，與上述第八實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111之第一底材111C係為覆蓋板130。本實施例中，第一微結構M1為凹槽，且第一微結構M1可藉由第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A，然而本發明不為所限。在一變化實施例中，當第一基材111為一玻璃覆蓋板時，第一微結構M1亦可利用熔融壓模的方式直接形成於第一基材111的表面，從而構成具有不平整表面的第一面111A；或者，當第一基材111為一塑膠基板或一塑膠覆蓋板時，可利用熱壓、射出、壓鑄、吸塑、擠壓等方式直接形成第一微結構M1於表面。本實施例之第二基材112係為一絕緣覆層，即第二基材112並未藉由額外的黏合層與第一基材111相結合。即，第二基材112之第四面112B與第一電極121接觸。更明確地說，本實施例中，第一絕緣層111D、第一電極121、第二基材112與第二電極122係依序堆疊於第一底材111C上以形成電容式觸控裝置502。第二基材112構成一平坦表面使後續形成於其上的第二電極122亦具有平坦表面，且第二基材112更用以使第一電極121與第二電極122相互電絕緣。藉此，省略黏合步驟並且降低系統的厚度與重量。

請參考第16圖。第16圖繪示了本發明之第十二實施例之電容式觸控裝置503的示意圖。如第16圖所示，與上述第十一實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111為一絕緣覆層，形成在覆蓋板130上，且第一基材111的第一面111A具有複數個第一微結構M1。第二基材112之第三面112A具有複數個第二微結構M2，且第二電極122係至少部分覆蓋第二微結構M2，使第二電極122具有非平面表面。詳細而言，藉由在第二底材112C上形成一第二絕緣層112D上並利用黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式定義出第二微結構M2，可使第二基材112具有不平整表面。較佳地，第二底材112C可為正型光阻有機絕緣材料，而用以形成第二微結構M2之第二絕緣層112D可為負型光阻有機絕緣材料，以良好地製作出第二微結構M2，但本發明不為所限。各第二微結構M2包括一凸起或一凹槽。舉例而言，第一微結構M1可為凹槽，而第二微結構M2可為凸起，且各第二微結構M2之凸起可與各第一微結構M1之凹槽相對應，但不以此為限。於一些不同的應用中，各第二微結構M2之凸起與各第一微結構M1之凹槽係相互錯開。

請參考第17圖。第17圖繪示了本發明之第十三實施例之電容式觸控裝置601的示意圖。如第17圖所示，與上述第十一實施例不同的地方在於，本實施例之第二基材112較佳係為一玻璃基板、一硬質塑膠基板、一柔性塑膠基板或一顯示器之基板。第一絕緣層111D、第一電極121係依序形成於第一基材111上，而形成有第一電極121之第一基材111係藉由第一黏合層141與形成有第二電極122之第二基材112結合且相絕緣而形成電容式觸控裝置601。本實施例之第二基材112的第三面112A具有複數個第二微結構M2，且第二電極122係至少部分覆蓋第二微結構M2，使第二電極122具有非平面表面，而與第一電極121的非平面表面對應設置。舉例而言，第二電極122的表面凸起可與第一電極121的凹下處對應。本實施例中，第二基材112可為一塑膠基板，第二微結構M2為凸起，且第二微結構M2可藉由熱壓、射出、壓鑄、吸塑、擠壓等方式直接形成於第二基材112的表面，但本發明不為此限。需注意的是，於一未繪示的變化實施例中，第二基材112的第三面112A可為平面而不具有第二微結構M2，從而第二電極122為平面結構。

請參考第18圖。第18圖繪示了本發明之第十四實施例之電容式觸控裝置701的示意圖。如第18圖所示，與上述第十二實施例不同的地方在於，本實施例之電容式觸控裝置701係利用第一電極121進行二維平面的觸控感測操作甚至是懸浮(hover)觸控感測，也就是採用自容式觸控偵測原理來感測導電物體(例如手指)，藉此根據第一電極121與物體之間的電容效應變化而感測出物體位置。另一方面，第二電極122設置於第二基材112上，第二基材112例如為顯示器150中的彩色濾光基板，第二電極122可為顯示器150之共通電極(common electrode)，藉此可遮蔽顯示器150的訊號，避免顯示器150的訊號影響第一電極121的觸控偵測。本實施例中，第二基材112與第一電極121經由第一黏合層141相結合。第一黏合層141可為彈性的絕緣材質，用以使第一電極121與第二電極122之間相隔一可變動距離。第二電極122可用以與第一電極121之間形成一參考電容CR，隨著使用者的按壓力道漸增，第一黏合層141可被壓縮而使第二電極122與第一電極121之間的距離愈近，且參考電容CR愈大，藉此可感測施加於電容式觸控裝置701的壓力，而可實現多次元之觸控操作。需注意的是，本實施例並不用以限制第二電極122與第二基材112。在其他變化實施例中，第二電極122亦可直接設置於顯示器150上或設置於顯示器150之外。即，第二基材112可不屬於顯示器150的一部份，而第二電極122設置於第二基材112上且位於第一電極121與顯示器150之間，第二電極122係電性接地以遮蔽顯示器150的訊號。

請參考第19圖。第19圖繪示了本發明之第十五實施例之電容式觸控裝置801的示意圖。如第19圖所示，與上述第三實施例不同的地方在於，本實施例之第一底材111C為一顯示器850之上基板，第二電極122係形成在第一基材111的第二面111B，且不需要設置第二基材。詳細而言，顯示器850之上基板例如為一彩色濾光基板，且第一基材111的第二面111B設置有RGB光阻，而第二電極122係形成在具有RGB光阻的第二面111B上。第一微結構M1可藉由對於第一基材111中的第一絕緣層111D進行黃光製程、蝕刻製程或雷射加工等方式而被定義出，使第一基材111具有表面不平整的第一面111A，且第一面111A與第二面111B相對。第一電極121係至少部分覆蓋這些第一微結構M1，形成有第一電極121以及第二電極122之顯示器850可藉由第二黏合層142與覆蓋板130結合而形成電容式觸控裝置801。本實施例之顯示器850的特徵與上述第三實施例中的顯示器相似，故在此並不再贅述。

需注意的是，本發明並不限制第一基材與第二基材的形狀。前述的實施例的第一基材與第二基材亦可具有曲面結構，例如第20圖所示。另一方面，根據不同的需求，當本發明之電容式觸控裝置並非用以與顯示器整合使用時，電容式觸控裝置中所使用的元件，例如第一基材、第二基材、第一電極、第二電極與黏合層等可以不是選自透明材料。

請參考第20圖與第21圖。第20圖繪示了本發明之第十六實施例之電容式觸控裝置901的剖面示意圖，第21圖繪示了本實施例之觸控裝置901的示意圖。本實施例之電容式觸控裝置901為一球形控制器。本實施例之第一基材111與第二基材112係分別為球形基材而包覆一中心結構920。其中，本實施例之外側基材(例如第二基材112)係為一柔性基材，藉此，當使用者以手掌握住電容式觸控裝置901時，可藉由電容式觸控裝置901的形變對各手指按壓電容式觸控裝置901的不同力道程度進行偵測。本實施例之中心結構920亦可視需要包括一觸控感應處理裝置、一無線發射裝置或一微陀螺儀裝置，藉以使得電容式觸控裝置901可另具有感測旋轉方向以及與其他外部裝置進行數據傳遞的功能。此外，電容式觸控裝置901亦可另包括具有複數個輔助凸起911的一可撓式材料層910。可撓式材料層910係覆蓋且包覆第一基材111與第二基材112，且輔助凸起911面向第二基材112。藉由設置輔助凸起911，可用以加強觸壓的效果，藉此提升觸控按壓感應的靈敏度，但並不以此為限。電容式觸控裝置901的第一電極121與第二電極122可佈置為例如為第3圖或第4圖的型態，但本發明不為所限。如第21圖所示，其透視出電容式觸控裝置901的第一電極121、第二電極122以及一天線結構940，第一電極121可分布於第一基材111之第一面111A上，第二電極122可分布於第二基材112之第三面112A上，第一電極121面對第二電極122，第一電極121與第二電極122之間的距離D可經受壓對應縮小，並且第二基材112被下壓後能夠回復，藉由本實施例的球形控制器，可對按壓位置與力道進行偵測判斷。藉由本實施例的球形控制器，透過偵測旋轉方向、按壓力道、手指的移動方式或手指按壓位置的不同，可提供更多元化的操作模式。各第一電極121與第二電極122可為一多邊形例如五邊形或六邊形，但並不以此為限。天線結構940則係設置於此球形控制器的表面而不受到第一電極121與第二電極122的遮蔽，藉此進行訊號的接收與傳遞。

請參考第20圖與第22圖。第22圖繪示了本發明之第十七實施例之電容式觸控裝置902的示意圖。第20圖可視為沿第22圖中的A-A’剖線所繪示之剖面圖。如第20圖與第22圖所示，與上述第十六實施例不同的地方在於，本實施例之第一基材111與第二基材112係分別為包覆中心結構920的一柱狀基材，故本實施例之電容式觸控裝置902可被視為一柱狀的握把形控制器。此柱狀的握把控制器上可設置有複數個按壓區950，各按壓區950可設計成與不同的手指位置互相對應，用以使不同位置被按壓時的狀況可被區分，而不同按壓區950可對應不同的引發功能，藉此達到控制器的效果。

請參考第23圖。第23圖繪示了本發明之第十八實施例之電容式觸控裝置903的示意圖。如第23圖所示，本實施例之電容式觸控裝置903可為一開關控制器，例如水龍頭的開關控制器。由於按壓時會改變第一電極121與第二電極122之間的距離D，第一電極121與第二電極122之間的電容感應量將根據距離D的縮小而有對應增加的變化。換言之，本實施例之電容式觸控裝置903可提高不同力道之間的分辨率，而可實現更多次元(多層次)之觸控操作。因此，即使當此水龍頭的開關控制器上有水滴而可能影響電容式感測的狀況，但仍可藉由按壓的方式來確認此開關被按之動作。此外，亦可藉由按壓力道來決定水流量，增加此開關控制器的穩定性與多功能性。此外，本實施例之第一電極121與第二電極122的細部結構特徵可與上述第1圖相似，也就是第一電極121可為非平面電極，使得觸碰物對電容式觸控裝置施加的不同力道所造成的電容感應變化之間的差異可被突顯出來，進而實現更多次元(多層次)之觸控操作。

綜上所述，本發明之電容式觸控裝置係利用覆蓋第一微結構之第一電極增加進行電容式觸控操作時的有效表面積，藉此提升觸控靈敏度且實現多層次電容式觸控效果。此外，本發明之電容式觸控裝置更利用第一微結構對光線產生散射效果，藉此降低電極之圖案明顯度並提升電容式觸控裝置的外觀視效。本發明之電容式觸控裝置除了可當作一般的觸控面板與觸控顯示器外，亦可適用於日常生活中的按壓控制器、握把形控制器以及球形控制器等多元化應用。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

101‧‧‧電容式觸控裝置