触控感测电极结构及触控装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种触控感测电极结构及触控装置，所述触控感测电极结构包含复数个感测电极单元，且各个感测电极单元包含至少一第一电极以及至少一第二电极。第二电极形成于未叠合第一电极的区域，且将第一电极分隔为一第一部以及一第二部，第二电极邻近第一电极的第一部，且与第一电极的第一部具有至少一第一间距，第一电极的第二部邻近第二电极，且与第二电极具有至少一第二间距，且第一间距与第二间距不相等。通过第一电极与第二电极之间相互感应的作用面的大幅增加，进而提高触控感测电极结构的感应电容量及触控操作的灵敏度。
【专利说明】触控感测电极结构及触控装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种触控感测电极结构及触控装置。
【背景技术】
[0002]目前电容式触控装置的触控感测电极结构，通常采用双面ITO(double-side ΙΤ0)或单面ITCKsingle-side ΙΤ0)制成。于一双面ITO制程中，需在玻璃基板两侧分别进行镀膜及微影蚀刻制程，使得玻璃基板两侧分别形成X、Y轴感测电极，这样的话，不仅制造程序繁琐而且在翻面过程中容易导致良品率下降。另外，于一单面ITO制程中，X、Y轴感测电极形成于玻璃基板同一侧，因面内需要跨桥结构设计，Χ、Υ轴感测电极容易因有机绝缘层的材料特性不稳定或其他因素导致短路或断路问题。因此，另一种单层ITO的感测电极架构被提出以改善上述的问题。于单层ITO制程中，因为Χ、Υ轴感测电极均形成于同一平面，所以制程道数较少而可提高成品良率并降低生产成本。然而，于该单层ITO架构中，需要良好的感测电极布局，以获得较佳的电容触控感应变化量及线性度等电容式触控的基本特性。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种具有高成品良率、良好触控灵敏度及线性度的触控感测电极结构及触控装置。
[0004]本发明的一实施例提供一种触控感测电极结构，包含复数个感测电极单元，并且各个感测电极单元包含至少一第一电极以及至少一第二电极。第二电极形成于未叠合第一电极的区域且第一电极分隔为一第一部以及一第二部，第二电极邻近第一电极的第一部且与第一电极的第一部具有至少一第一间距，第一电极的第二部邻近第二电极且与第二电极具有至少一第二间距，且第一间距与第二间距不相等。
[0005]在本发明的实施例中，第一间距与第二间距的大小是由触控感测电极结构中的对应第一间距及第二间距位置处的电场强度决定的。
[0006]在本发明的一实施例中，第一电极的第二部围绕第二电极，且第一电极与第二电极的面积不相等。
[0007]在本发明的一实施例中，第二电极围绕第一电极的第一部。
[0008]在本发明的一实施例中,第一电极为一信号感测电极且第二电极为一信号发射电极，并且第二电极的面积大于或等于第一电极的面积。
[0009]在本发明的一实施例中，第一电极为一信号发射电极且第二电极为一信号感测电极，并且第一电极的面积大于或等于第二电极的面积。
[0010]在本发明的一实施例中，各个感测电极单元的面积小于或等于一执行触控操作的触控体。
[0011]在本发明的一实施例中，两相邻感测电极单元的间距小于或等于各个感测电极单元的尺寸。
[0012]在本发明的一实施例中，各个感测电极单元更包含至少一第三电极，第三电极形成于未叠合第一电极及第二电极的区域，且第三电极接地或连接一感测信号。
[0013]在本发明的一实施例中，第一间距与第二间距均大于30um。
[0014]在本发明的一实施例中，第二电极具有一缺口，第一电极的第一部经由缺口延伸连接第一电极的第二部，且缺口的宽度可大于30um。
[0015]在本发明的一实施例中，第一电极及第二电极的至少其中之一具有环状外形。
[0016]在本发明的一实施例中，各个感测电极单元具有连接一感测信号源的至少一走线，且走线连接第一电极及第二电极的其中之一。走线的宽度可大于30um，且两相邻走线的间距可大于30um。
[0017]本发明另一实施例提供一种触控装置，包含一基板、设置于基板上的一单层触控感测电极结构、以及设置于基板边缘的一装饰层。触控感测电极结构，包含复数个感测电极单元，且各个感测电极单元包含至少一第一电极以及至少一第二电极。第二电极形成于未叠合第一电极的区域并且将第一电极分隔为一第一部以及一第二部，第二电极邻近第一电极的第一部且与第一电极的第一部具有至少一第一间距，第一电极的第二部邻近第二电极且与第二电极具有至少一第二间距，且第一间距与第二间距不相等。一绝缘层可介设于单层触控感测电极结构与基板之间，且一保护层可设置于基板上并覆盖单层触控感测电极结构及装饰层。
[0018]在本发明的一实施例中，装饰层可包含陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一，且基板可为玻璃或塑胶材料所构成。
[0019]本发明在另一实施例中还提供一种触控装置，包含一基板、上述的单层触控感测电极结构、以及一覆盖板。单层触控感测电极结构设置于基板上，且覆盖板接合单层触控感测电极结构或基板。
[0020]在本发明的一实施例中，覆盖板具有一装饰层，且覆盖板的侧边形成有至少一曲面。
[0021]通过上述各个实施例的绘示，因触控感测电极结构中的第一电极与第二电极具有彼此实质上相互包覆的关系，因此第一电极与第二电极可相互感应的作用面会大幅增加，进而提高触控感测电极结构的感应电容量及触控操作的灵敏度。再者，因两相邻的第一电极与第二电极间于不同位置的间距可设为不相等，故可通过调整不同位置的间距的大小来提高触控线性度。另外，感测电极单元可包含一第三电极以提供改善视效、信号屏蔽的效果，且可避免手指划过第三电极时因感应量不足而造成画线感应断线的现象。
[0022]本发明的其他目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例并配合所附图式，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为依本发明一实施例的触控装置示意图；[0025]图2为依本发明一实施例的触控感测电极结构的平面示意图；
[0026]图3为图2的局部放大示意图；
[0027]图4A及图4B为说明电极间距调整的效果的不意图；
[0028]图5为依本发明另一实施例的触控感测电极结构的平面示意图；
[0029]图6为依本发明另一实施例的触控感测电极结构的平面示意图；
[0030]图7为依本发明另一实施例的触控感测电极结构的平面示意图；
[0031]图8为依本发明另一实施例的触控装置示意图；
[0032]图9为依本发明另一实施例的触控装置示意图；
[0033]主要元件标号说明:
[0034]10、50触控装置12 基板
[0035]14装饰层16 绝缘层
[0036]18保护层20、40、40’触控感测电极结构
[0037]22、24、26 电极 22a 电极第一部
[0038]22b 电极第二部 24a电极缺口
[0039]24b电极突出部 24c电极条状部
[0040]24d分支部28 走线
[0041]32 手指52 覆盖版
[0042]52a曲面54 光学胶
[0043]dl 第一间距d2 第二间距
[0044]P 感测电极单元
【具体实施方式】
[0045]以下结合附图对本发明进行详细说明。有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如:上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
[0046]图1为依本发明一实施例的触控装置示意图。如图1所示，在一触控装置10中，一触控感测电极结构20设置于一基板12上，且一装饰层14可设置于基板12的边缘。基板12例如可为一覆盖板(cover lens),装饰层14可包含陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一，且基板12可以是由玻璃或塑胶材料构成。一绝缘层16可设于触控感测电极结构20与基板12之间，且一保护层18可设置在基板12上并覆盖触控感测电极结构20及装饰层14。
[0047]依照本发明一实施例的绘示,触控感测电极结构20为一单层(single-layer)电极结构。图2为依照本发明一实施例的触控感测电极结构的平面示意图，图3为图2的局部放大示意图。请同时参考图2及图3，触控感测电极结构20可包含复数个规则排列的感测电极单元P。每一感测电极单元P包含至少一第一电极22以及至少一第二电极24，第二电极24形成于未叠合第一电极22的区域,且可将第一电极22分隔为一第一部22a以及一第二部22b，亦即第一电极22的第二部22b与第一部22a间隔第二电极24。第二电极24围绕第一电极22的第一部22a且与第一电极22的第一部22a具有至少一第一间距dl，第一电极22的第二部22b邻近第二电极24并与第二电极24具有至少一第二间距d2，且第二间距d2可设为与第一间距dl不相等。
[0048]在本实施例中，第一电极22的第一部22a可为例如六角形的多边形，第二电极24可具有一环状外形(如图2例示的六角环)，且第一电极22其被第二电极24分隔开的第二部22b可包含多个相连的电极区块。再者，第二电极24可形成有一缺口 24a，第一电极22的第一部22a经由缺口 24a延伸连接第一电极22的第二部22b。在本实施例中，沿同一轴向排列(例如图示为铅直方向)的感测电极单元P的第二电极24可彼此相连以作为一信号发射电极，且第一电极22可作为一信号感测电极。
[0049]通过上述实施例的绘示，第二电极24围绕第一电极22的第一部22a且第一电极22的第二部22b邻近第二电极24，亦即第一电极22与第二电极24具有彼此实质上相互包覆的关系，因此第一电极22与第二电极24可相互感应的作用面会大幅增加而提高触控感测电极结构20的感应电容量及触控操作的灵敏度。再者，因第二间距d2可设为与第一间距dl不相等，故可通过调整第一间距dl及第二间距d2的量值提高触控灵敏度与线性度。举例而言，如图4A及图4B所示，假设第二间距d2大于第一间距dl，则第一间距dl两侧的电极22、24的电场束缚力会大于第二间距d2两侧的电极22、24的电场束缚力，因此当手指32接近电极22、24时，手指32影响电力线的多寡会产生差异，亦即手指接近第二间距d2时的电容变化量会大于接近第一间距dl时的电容变化量。因为电极22、24于对应第一间距dl及第二间距d2两个不同位置的电力线强度即不相同，故可调整对应两个不同位置的间距大小，使两个位置的电容变化量一致，获得提高触控线性度的效果。
[0050]请再参考图2，在本实施例中，感测电极单元P可另包含至少一第三电极26，第三电极26可形成于未叠合第一电极22及第二电极24的区域，以提供改善视效的功用。再者，第三电极26可接地，以提供两相邻感测电极单元P间的信号屏蔽效果，或者第三电极26亦可连接一感测信号源而作为辅助的感测信号线，当例如手指32的感测体划过两相邻感测电极单元P之间时，可利用第三电极26判断手指32是否通过两相邻感测电极单元P之间，以改善画线感应的断线问题。
[0051 ] 一般而言，若感测电极单元P设计过大会降低解析度，但若感测电极单元P设计过小则会增加通道(channel)数，因此于一实施例中，各个感测电极单元P的面积可设计为小于或等于执行触控操作的一触控体(例如手指32)的面积。另外，于一实施例中，两相邻感测电极单元P的间距可设为小于或等于感测电极单元P本身的尺寸，以避免间距过大导致不足的电容感应量，并提高手指划线时的线性度。
[0052]另外，各个第一电极22经由至少一走线28连接一感测信号源(例如IC)。复数个走线28的分布方式并不限定，举例而言，走线28可分布于每一感测电极单元P的同一侧(如图2例示均为右侧)或不同侧(如图5例示沿水平方向交替分布于右侧及左侧)均可。
[0053]图6为依照本发明另一实施例的触控感测电极结构的平面示意图。如图6所示，触控感测电极结构40可包含复数个规则排列的感测电极单元P,每一感测电极单元P包含至少一第一电极22以及至少一第二电极24，第二电极24形成于未叠合第一电极22的区域，且第一电极22可分隔为一第一部22a以及一第二部22b。第二电极24围绕第一电极22的第一部22a,且第一电极22的第二部22b围绕第二电极24。于本实施例中,第一电极22的第一部22a例如可为圆形且第二部22b例如可为多边形，第二电极24可具有一环状外形且形成有复数个突出部24b，且第二电极24具有于第一电极22 —侧沿铅直方向延伸的一条状部24c，突出部24b及条状部24c均可用以提高感应电容量。再者，第二电极24形成有一缺口 24a，第一电极22的第一部22a经由缺口 24a延伸连接第一电极22的第二部22b。在本实施例中，沿同一轴向排列(例如图示为铅直方向)的感测电极单元P的第一电极22可彼此相连以作为一信号发射电极，且第二电极24可作为一信号感测电极。另外，感测电极单元P同样可包含一第三电极26以提供改善视效、信号屏蔽或避免断线问题的功用，各个第二电极24经由一走线28连接一感测信号源(例如IC)，且复数走线28的分布方式同样不限定。另外，上述实施例关于第一电极第一部22a、第一电极第二部22b、第二电极24以及第三电极26的外形仅为例示而完全不限定。举例而言，如图7的另一实施例所示，触控感测电极结构40的每一第二电极24可具有多个延伸出的分支部24d，且这些分支部24d具有比图6的突出部24b更长的长度。
[0054]在一实施例中，第二电极24的缺口 24a的宽度大于30um,当第一电极22为一信号感测电极且第二电极24为一信号发射电极时,第二电极24的面积大于或等于第一电极22的面积，且当第一电极22为一信号发射电极且第二电极24为一信号感测电极,第一电极22的面积大于或等于该第二电极24的面积。在一实施例中，各个感测电极单元P的走线宽度可大于30um，且两相邻走线的间距可大于30um。
[0055]图8为依照本发明另一实施例的触控装置示意图。如图8所示，触控感测电极结构20可先设置于一基板12上后,再与一覆盖板(cover lens) 52结合以构成一触控装置50。覆盖板52可利用例如光学胶54接合触控感测电极结构20，或者覆盖板52亦可如图9所示接合设有触控感测电极结构20的基板12。覆盖板52可具有一装饰层14，且可采用机械加工(例如磨边与导角)方式于覆盖板52的侧边形成至少一曲面52a。
[0056]根据上述各个实施例的绘示，因触控感测电极结构中的第一电极与第二电极具有彼此实质上相互包覆的关系，因此第一电极与第二电极可相互感应的作用面会大幅增加，进而提高触控感测电极结构的感应电容量及触控操作的灵敏度。再者，因两相邻的第一电极与第二电极间于不同位置的间距可设为不相等，故可根据调整不同位置的间距的大小来提高触控线性度。另外，感测电极单元可包含一第三电极以提供改善视效、信号屏蔽的效果，且可避免手指划过第三电极时因感应量不足而造成画线感应断线的现象。
[0057]惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，都仍然属本发明专利涵盖的范围内。另外本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻用处，并非用来限制本发明的权利范围。
【权利要求】
1.一种触控感测电极结构，包含复数个感测电极单元，其特征在于，所述感测电极单元包含: 至少一第一电极；以及 至少一第二电极，形成于未叠合所述第一电极的区域且所述第一电极分隔为一第一部以及一第二部，所述第二电极邻近所述第一电极的所述第一部且与所述第一电极的所述第一部具有至少一第一间距，所述第一电极的所述第二部邻近所述第二电极且与所述第二电极具有至少一第二间距，且所述第一间距与所述第二间距不相等。
2.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一间距与所述第二间距的大小是由所述触控感测电极结构于对应该第一间距及该第二间距位置处的电场强度决定。
3.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第二电极围绕所述第一电极的第一部，且所述第一电极的第二部围绕所述第二电极。
4.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极的面积不相等。
5.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一电极为一信号感测电极，且所述第二电极为一信号发射电极，且所述第二电极的面积大于或等于所述第一电极的面积。
6.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一电极为一信号发射电极，且所述第二电极为一信号感测电极，且所述第一电极的面积大于或等于所述第二电极的面积。
7.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述感测电极单元的面积小于或等于一执行触控操作的触控体的面积。
8.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，两相邻所述感测电极单元的间距小于或等于各所述感测电极单元的尺寸。
9.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，各所述感测电极单元更包含至少一第三电极，所述第三电极形成于未叠合所述第一电极及所述第二电极的区域，且所述第三电极接地或连接一感测信号。
10.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一间距与所述第二间距均大于30um。
11.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第二电极具有一缺口，且所述第一电极的所述第一部经由该缺口延伸连接所述第一电极的所述第二部。
12.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述第一电极及所述第二电极的至少其中之一具有环状外形。
13.根据权利要求1所述的触控感测电极结构，其特征在于，各所述感测电极单元具有连接一感测信号源的至少一走线，且所述走线连接所述第一电极及所述第二电极的其中之
O
14.根据权利要求13所述的触控感测电极结构，其特征在于，所述走线的宽度大于30um,且两相邻走线的间距大于30um。
15.一种触控装置，其特征在于，所述触控装置包含:一基板； 一单层触控感测电极结构，设置于该基板上，所述单层触控感测电极结构包含复数个感测电极单元，且各所述感测电极单元包含至少一第一电极以及至少一第二电极，其中所述第二电极形成于未叠合所述第一电极的区域，且所述第一电极分隔为一第一部以及一第二部，所述第二电极邻近所述第一电极的第一部，且与所述第一电极的第一部具有至少一第一间距，所述第一电极的第二部邻近第二电极，且与所述第二电极具有至少一第二间距，且所述第一间距与所述第二间距不相等；以及 一装饰层，设置于该基板的边缘。
16.根据权利要求15所述的触控装置，其特征在于，所述装饰层包含陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
17.根据权利要求15所述的触控装置，其特征在于，所述基板为玻璃或塑胶材料所构成。
18.根据权利要求15所述的触控装置，其特征在于，所述触控装置包含: 一绝缘层，设于所述单层触控感测电极结构与所述基板之间；以及 一保护层，设置于所述基板上并覆盖所述单层触控感测电极结构及所述装饰层。
19.一种触控装置，其特征在于，所述触控装置包含: 一基板； 一单层触控感测电极结构，设置于所述基板上，所述单层触控感测电极结构包含复数个感测电极单元，且各所述感测电极单元包含至少一第一电极以及至少一第二电极，其中所述第二电极形成于未叠合所述第一电极的区域，且所述第一电极分隔为一第一部以及一第二部，所述第二电极邻近第一电极的第一部，且与所述第一电极的第一部具有至少一第一间距，所述第一电极的第二部邻近第二电极，且与所述第二电极具有至少一第二间距，且所述第一间距与该第二间距不相等；以及 一覆盖板，接合所述单层触控感测电极结构或所述基板。
20.根据权利要求19所述的触控装置，其特征在于，所述覆盖板具有一装饰层。
21.根据权利要求20所述的触控装置，其特征在于，所述装饰层包含陶瓷、类钻碳、颜色油墨、光刻胶以及树脂材料的至少其中之一。
22.根据权利要求19所述的触控装置，其特征在于，所述覆盖板的侧边形成有至少一曲面。
【文档编号】G06F3/044GK103455223SQ201310215197
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2012年6月4日
【发明者】陈国兴, 陈昱廷, 苏振豪, 苏国彰 申请人:胜华科技股份有限公司