触控电极模块及其触控装置制造方法
【专利摘要】本发明为一种触控电极模块及其触控装置，该触控电极模块包含多个第一电极、多个第二电极及多个遮蔽电极。该些第一电极相互串接，且每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口；该些第二电极相互串接，且每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，又该些第二电极交错于该些第一电极；及多个遮蔽电极位于该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口。如此，藉由电极缺口的设置，以使该些第一电极及该些第二电极之间的电性状态可以大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。
【专利说明】触控电极模块及其触控装置
【技术领域】
[0001]本发明为一种触控电极模块及其触控装置，尤其是相关于一种提高触控侦测灵敏度与视觉效果(亮度)均匀化的触控电极模块及其触控装置。
【背景技术】
[0002]投射电容式触控技术不只使用在大尺寸面板，在中小尺寸面板如智能型手机以及平板计算机的应用市场更是大势所趋。投射式触控的感应组件是利用两层导电层(ITO)的矩阵排列贴合后构成，当手指或是导电笔接触到电极的时候，会影响且改变电极上的电力线与电容值。藉由电子组件量测因触控而产生的电容改变量，再转换成为Xy坐标以回报至操作系统端。有两种讯号量测的方式，一种是自感式(self capacitance)，另一种为互感式(mutual capacitance)。
[0003]在互感式的讯号扫描方式中，集成电路(Integrated Circuit, IC)会在每个独立的电极中输入电性讯号，以企图在每个电极位置形成一固定量的感应电力线分布状态，此电力线会区域性的与电极本身周围的电极相关联。当手指触控至电极附近时，原本电极周围相互感应的电力线会因为手指触控而改变，集成电路可以计算该电极相对应电容值的改变量而换算成为触控点的位置。
[0004]请参阅图1，其为对象未靠近电极时的感应状态示意图。如图所示，触控装置13包含电极10及电极11，电极10及电极11之间具有一固定量的感应电力线12，此时的感应电力线12为对象未靠近电极时的状态。请参阅图2，其为对象靠近电极时的感应状态示意图。如图所示，当物件14靠近电极10、11时，对象14导致感应电力线12改变，触控装置13即依据感应电力线12的改变，而获得对象14触碰触控装置13的位置。因此，若感应电力线12改变的幅度不足，则触控装置13无法确认对象14所触碰的位置，或产生误判的现象。
[0005]再者，除了感应电力线的变化量之外，电容式触控板的效能亦与一基本电容(C-base)有相关，当基本电容高时，感应电力线的变化量变得不明显，感应不易，因此效能降低，换言之，电容式触控面板的效能正比于AC/C-base，所以，除了可以增加感应电力线的变化量来提升效率之外，另可以降低基本电容来提升效率。
[0006]故，本发明的触控电极模块及其触控装置，其改变电极结构，以降低电极的基本电容而提升电容式触控板的效能，进而增加触控装置的触控侦测灵敏度，并增加多个遮蔽电极而达到视觉效果均匀化的目的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一，在于提供一种触控电极模块及其触控装置，其藉由在多个第一电极与多个第二电极的边缘设置至少一电极缺口，以增进一触控装置的侦测灵敏度。
[0008]本发明的目的之一，在于提供一种触控电极模块及其触控装置，其藉由多个遮蔽电极设置于该些第一电极的电极缺口与该些第二电极的电极缺口，以达到视觉效果均匀化的目的。[0009]为达以上目的，本发明改变触控装置的触控电极模块的结构，该触控电极模块包含多个第一电极、多个第二电极及多个遮蔽电极。该些第一电极相互串接，每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口 ；该些第二电极相互串接，每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，且该些第二电极交错于该些第一电极；及多个遮蔽电极位于该些第一电极的电极缺口及该些第二电极的电极缺口。如此，本发明藉由电极缺口的设置，以使该些第一电极及该些第二电极之间的电性状态可以大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。此外，本发明藉由该些遮蔽电极设置于该些第一电极的电极缺口与该些第二电极的电极缺口，以达到视觉效果均匀化的目的。
[0010]实施本发明产生的有益效果是:本发明的触控电极模块及其触控装置中，该触控电极模块包含多个第一电极、多个第二电极及多个遮蔽电极。该些第一电极相互串接，且每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口 ；该些第二电极相互串接，且每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，又该些第二电极交错于该些第一电极；及多个遮蔽电极位于该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口。如此，藉由电极缺口的设置，以使该些第一电极及该些第二电极之间的电性状态可以大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为对象未靠近电极时的感应状态示意图；
[0012]图2为对象靠近电极时的感应状态示意图；
[0013]图3为本发明的触控电极模块的一实施例的示意图；
[0014]图4为本发明的对象靠近电极时的电性状态示意图；
[0015]图5为为本发明的电极缺口的设置位置的另一实施例的示意图；
·[0016]图6A为本发明的触控电极模块的又一实施例的示意图；
[0017]图6B为本发明的触控电极模块的其它实施例的示意图；及
[0018]图6C为本发明的触控电极模块的其它实施例的示意图。
[0019]【图号对照说明】
[0020]10 电极11电极
[0021]12感应电力线13触控装置
[0022]14物件20第一电极
[0023]21第二电极22感应电力线
[0024]23触控感应电力线 24感应电力线的变化量
[0025]25电极间距26遮蔽电极
[0026]27扫描电路28侦测电路
[0027]29遮蔽电极30遮蔽电极
[0028]A 第一间距B 第二间距
[0029]C 间距D 间距
[0030]V27电性讯号
【具体实施方式】[0031]为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下:
[0032]请参阅图3，其为本发明的触控电极模块的一实施例的示意图。如图所示，本发明的触控电极模块包含多个第一电极20、多个第二电极21与多个遮蔽电极26。该些第一电极20相互串接，并该些第二电极21相互串接，该些第二电极21交错于该些第一电极20，而呈现一矩阵排列。本发明为了使对象14(例如手指或触控笔)触碰触控装置13的该些第一电极20与该些第二电极21 (如图4所示)时，而可以提升该些第一电极20与该些第二电极21之间的触碰效能，所以，本发明的该些第一电极20的边缘及该些第二电极21的边缘分别包含至少一电极缺口 25，于本实施例中，本实施例的该些第一电极20与该些第二电极21的形状为一菱形，并该些第一电极20与该些第二电极21的四个边缘各包含一个电极缺口 25，该些电极缺口 25用于改变该些第一电极20及该些第二电极21的电性状态。电性状态代表该些第一电极20及该些第二电极21的一基本电容(C-base),该些电极缺口 25即用以改变该些第一电极20及该些第二电极21的基本电容。依据电容储存技术，两金属平行板的面积决定电容量，即两金属平行板的面积决定能量储存的多寡，所以，该些第一电极20及该些第二电极21的面积即决定能量储存(即基本电容)的多寡。如此，该些第一电极20及该些第二电极21藉由该些电极缺口 25改变面积，而降低该些第一电极20及该些第二电极21的储存能量，即本发明藉由设置该些电极缺口而降低该些第一电极20及该些第二电极21的基本电容，而对应使该些第一电极20及该些第二电极21之间的感应电力线相对大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。
[0033]再者，由于本发明的触控电极模块系设置于一显示面板的上方，使显示面板透过触控电极模块而显示一影像画面供使用者可以由影像画面而对触控电极模块进行触碰，然而，本发明于该些第一电极20与该些第二电极21的边缘设置电极缺口，所以，使显示面板所提供的影像画面经过触控电极模块后，造成影像画面会有视觉效果不均匀的现象，所以，本发明利用该些遮蔽电极26设置于该些第一电极20与该些第二电极21的电极缺口，则可以达到视觉效果均匀化的现象。
[0034]请一并参阅图4，其为本发明的对象靠近电极时的电性状态示意图。如图所示，图4为图3的ZZ’方向的剖面图。触控装置13包含该些第一电极20及该些第二电极21，该些第一电极极20及该些第二电极21具有电性状态。对象14触碰触控装置13时，对象14与第一电极20和第二电极21之间的部份感应电力线22被对象14所影响而降低产生一触碰感应电力线23，由图4比较图2可知，本发明因为该些电极缺口 25而降低了该些第一电极20与该些第二电极21的基本电容，而使对象14触碰该些第一电极20与该些第二电极21时，其感应电力线22的变化量大于昔知技术的电极10与电极11之间感应电力线12的变化量，而提升触控装置的侦测灵敏度，因此，本发明藉由设置该些电极缺口 25而降低该些第一电极20及该些第二电极21的基本电容，而对应使该些第一电极20及该些第二电极21之间的感应电力线相对大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。
[0035]承接上述，当第一电极20未包含电极缺口 25时，第一电极20的面积为100%，然而，当第一电极20包含一个电极缺口 25时,第一电极20的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20的面积的90?95%,电极缺口 25的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20的面积的5%至10%。同样地，第二电极21的面积为未包含电极缺口 25的第二电极21的面积的90?95%，电极缺口 25的面积为未包含电极缺口 25的第二电极21的面积的5%至10%。此外,若第一电极20包含四个电极缺口 25时,第一电极20的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20的面积的60?80%,电极缺口 25的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20的面积的20%至40%。
[0036]承接上述，依据第一电极20及第二电极21分别包含四个电极缺口 25，且，第一电极20(第二电极21)的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20(第二电极21)的面积的60%，电极缺口 25的面积为未包含电极缺口 25的第一电极20 (第二电极21)的面积的40%。故,第一电极20及第二电极21尚未包含该些电极缺口 25时,第一电极20及第二电极21的面积分别为100%，并储存100%的能量。但是，第一电极20及第二电极21包含该些电极缺口 25时，第一电极20及第二电极21的面积分别为原本未包含该些电极缺口 25的第一电极20与第二电极21的60%，所以，有电极缺口 25的第一电极20与第二电极21储存60%的能量。换言之，该些电极缺口 25占未包含该些电极缺口 25的第一电极20的面积的40%，同样地该些电极缺口 25也占未包含该些电极缺口 25的第二电极21的面积的40%。如此，该些第一电极20及该些第二电极21分别被降低40%的储存能量。故，若第一电极20及第二电极21尚未包含该些电极缺口 25时,对象14与第一电极20之间的感应电力线的变化量24，假设其占整体感应电力线22的比例为10%，换言之，对象14与第一电极20之间的感应电力线的变化量24固定占整体感应电力线22的比例为10%，即物件14未触碰触控装置13时感应电力线22为100%，物件14触碰触控装置13后感应电力线的变化量24为10%，而感应电力线22剩下90%，故感应电力线的变化量24占整体感应电力线22为10/100 = 10%。然而，若第一电极20及第二电极21包含该些电极缺口 25时，对象14与第一电极20之间的感应电力线的变化量24，其占整体感应电力线22的比例则提升为16.7%，即对象14未触碰触控装置13时感应电力线22为60% (此为相较于未包含电极缺口 25的触控电极模块的感应电力线22的权重)，对象14触碰触控装置13后感应电力线的变化量24 —样为10%，而感应电力线22剩下50%，故感应电力线的变化量24占整体感应电力线22提升为10/60 = 16.7%。换言之，对象14与第一电极20之间的感应电力线的变化量24固定占整体感应电力线22的比例提升为16.7%。因此，藉由电极缺口25的设置而增加感应电力线的变化量24的权重，而增加触控装置13侦测触碰位置的灵敏度。然而，上述的说明仅为本发明的一举例，本发明并未限制触控电极模块的设计范畴，即本发明未限制感应电力线的变化量24占整体感应电力线22的权重。
[0037]复参阅图3，并请另参阅图5，其为本发明的电极缺口的设置位置的另一实施例的示意图。如图3所示，本实施例的该些电极缺口 25的设置为相互对应，即该些第一电极20的电极缺口 25相对该些第二电极21的电极缺口 25，除此之外，如图5所示，该些第一电极20的电极缺口 25与该些第二电极21的电极缺口 25的设置也可以不相互对应，也就是说，该些第一电极20的电极缺口 25并不相对于该些第二电极21的电极缺口 25，所以，本发明可设置该些电极缺口 25于该些第一电极20的边缘的任意位置，及本发明亦可设置该些电极缺口 25于该些第二电极21的边缘的任意位置。此外，该些遮蔽电极29的形状也随着该些电极缺口 25的形状的改变而改变。
[0038]此外，本发明的该些第一电极20及该些第二电极21可以为一菱形、一四边形或一多边形等形状，而本发明的图3是以一四边形作为实施例的说明，但是，本发明并未限定触控电极模块仅应用于四边形的电极形状。
[0039]再者，该些遮蔽电极26与该些第一电极20之间具有一第一间距A，及该些遮蔽电极26与该些第二电极21之间具有一第二间距B。本发明将第一间距A设计为30 μ m，及第二间距B也设计为30 μ m,然而，第一间距A及第二间距B的设计可以依据需求而变更，本实施例仅是一举例，并未限定第一间距A及第二间距B仅为30 μ m。另外，遮蔽电极26的形状是随着该些电极缺口 25的形状而改变，如图3所示，该些电极缺口 25为一直角三角形的缺口，所以，遮蔽电极26依据两个直角三角形的形状，而为一个四边形的电极形状。
[0040]此外，如图3所示，该些第一电极20为纵向排列，且该些第一电极20为包含四个电极缺口 25，该些第一电极20的上侧边缘包含两个电极缺口 25，该些第一电极20的下侧边缘包含两个电极缺口 25，上侧边缘的两个电极缺口 25之间的间距大于上侧边缘的电极缺口 25与下侧边缘的电极缺口 25之间的间距。再者，该些第二电极21为横向排列，且该些第二电极21为包含四个电极缺口 25，该些第二电极21的上侧边缘包含两个电极缺口 25，该些第二电极21的下侧边缘包含两个电极缺口 25，上侧边缘的两个电极缺口 25之间的间距小于上侧边缘的电极缺口 25与下侧边缘的电极缺口 25之间的间距。
[0041]举例来说，第一电极20的间距C大于第一电极20的间距D，而本实施例将间距C设计为大于间距D的一比例，此比例为2.5倍。但是，本实施例也可以将间距C设计为大于间距D的3倍，所以，间距C与间距D之间的比例，可以为2.5倍至3倍之间，但是，第二电极21的设计方向与第一电极20的设计方向互为相反，即第二电极21是将纵向的电极缺口25的间距,设计为大于横向电极缺口 25的间距。同样地,于本实施例的其它第一电极20及其它第二电极21的间距设计方式与上述相同。然而，本发明仅以2.5倍至3倍为一举例，并未限定间距C与间距D之间的设计范畴。
[0042]复参阅图3及图4，本发明的触控装置13更包含一扫描电路27及一侦测电路28。扫描电路27用于分别输出一电性讯号V27至该些第二电极21。侦测电路28用于侦测每一第一电极20及每一第二电极21之间的感应电力线22，即侦测电路28用于侦测该些第一电极20及该些第二电极21之间的多个感应电力线22。如此，当对象14触碰触控装置13时，该些第二电极21的一与周遭该些第一电极20之间的整体电性状态而大幅降低而改变为触控感应电力线23。如此，侦测电路28侦测感应电力线22改变为触控感应电力线23后，侦测电路28即可以依据改变后的触控感应电力线23，而判断对象14触碰触控装置13的触控位置。此外，本发明于上述虽以互感式的触控装置为一实施例的说明，但是，本发明的触控电极模块亦可以应用在自感式的触控装置，而自感式的触控装置即为触控电极模块的该些第一电极20及该些第二电极21分别耦接至侦测电路28，且触控装置不需设置扫描电路27，如此，自感式的触控装置亦可以应用本发明的触控电极模块而提升触控灵敏度，及达到视觉效果均匀化的目的。然而，上述仅针对自感式的触控装置作一简述，其余的耦接关系及结构非本发明的重点因此不进行详述。
[0043]请参阅图6A，其为本发明的触控电极模块的又一实施例的示意图。如图所示，该些第一电极20及该些第二电极21的形状更可以有图6A所示的变化。同样地，该些电极缺口25也可以有图6A所示的变化。此外，该些遮蔽电极30也随着该些电极缺口 25而改变形状，以达到透光均匀的需求。此外，请参阅图6B，其为本发明的触控电极模块的其它实施例的示意图，及请参阅图6C，其为为本发明的触控电极模块的其它实施例的示意图。如图6B及图6C所示，该些第一电极20及该些第二电极21的形状更可以为多种形状。再者，电极缺口 25及遮蔽电极30也随着上述的电极形状，而改变形状。
[0044]综上所述，本发明为一种触控电极模块及其触控装置，该触控电极模块包含多个第一电极、多个第二电极及多个遮蔽电极。该些第一电极相互串接，且每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口 ；该些第二电极相互串接，且每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，又该些第二电极交错于该些第一电极；及多个遮蔽电极位于该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口。如此，藉由电极缺口的设置，以使该些第一电极及该些第二电极之间的电性状态可以大幅变化，而提升触控装置的侦测灵敏度。
[0045]上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种触控电极模块，其特征在于，其包含: 多个第一电极，该些第一电极相互串接，每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口 ； 多个第二电极，该些第二电极相互串接，每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，且该些第二电极交错于该些第一电极；及 多个遮蔽电极，位于该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口。
2.如权利要求1所述的触控电极模块，其特征在于，其中该些第一电极及该些第二电极，可以为一菱形、一四边形或一多边形。
3.如权利要求2所述的触控电极模块，其特征在于，该多边形可以如图6B及图6C所示的形状。
4.如权利要求1所述的触控电极模块，其特征在于，其中该第一电极的该至少一电极缺口与该第二电极的该至少一电极缺口相对。
5.如权利要求1所述的触控电极模块，其特征在于，其中，该些遮蔽电极的形状随着该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口的形状而改变。
6.如权利要求1所述的触控电极模块，其特征在于，其中，该些遮蔽电极与该些第一电极的该至少一电极缺口之间具有一第一间距，该些遮蔽电极与该些第二电极的该至少一电极缺口之间具有一第二间距。
7.如权利要求1的触控电极模块，其特征在于，其中，该些第一电极的该至少一电极缺口的面积为每一第一电极的面积的5%至10%，该些第二电极的该至少一电极缺口的面积为每一第二电极的面积的5%至10%。
8.如权利要求1的触控电极模块，其特征在于，其中，该些第一电极为纵向排列，且该些第一电极更包含四个电极缺口，该些第一电极的上侧边缘包含两个电极缺口，该些第一电极的下侧边缘包含两个电极缺口，上侧边缘的两个电极缺口之间的间距大于上侧边缘的电极缺口与下侧边缘的电极缺口之间的间距。
9.如权利要求1的触控电极模块，其特征在于，其中，该些第二电极为横向排列，且该些第二电极更包含四个电极缺口，该些第二电极的上侧边缘包含两个电极缺口，该些第二电极的下侧边缘包含两个电极缺口，上侧边缘的两个电极缺口之间的间距，小于上侧边缘的电极缺口与下侧边缘的电极缺口之间的间距。
10.一种具有触控电极模块的触控装置，其特征在于，其包含: 多个第一电极，该些第一电极相互串接，每一第一电极的边缘包含至少一电极缺口 ； 多个第二电极，该些第二电极相互串接，每一第二电极的边缘包含至少一电极缺口，且该些第二电极交错于该些第一电极； 多个遮蔽电极，位于该些第一电极的该至少一电极缺口及该至少一第二电极的该些电极缺口 ；及 一侦测电路，侦测该些第一电极及该些第二电极之间的多个电性状态，以判断该触控装置被触碰的位置。
11.如权利要求10所述的具有触控电极模块的触控装置，其特征在于，其中，该些遮蔽电极的形状随着该些第一电极的该至少一电极缺口及该些第二电极的该至少一电极缺口的形状而改变。
【文档编号】G06F3/044GK103631462SQ201310182413
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】徐烜龙, 孙士强, 郭晓璋, 林志佑 申请人:矽创电子股份有限公司