触控面板及其触控电极结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种触控面板及其触控电极结构。触控电极结构界定有多个位置单元，包含：多条电极彼此电性绝缘，其中每条该电极涵盖多个该位置单元且包含多种的子电极，该些子电极彼此电性绝缘，每种该子电极包含多个子电极单元，各个该位置单元对应至少一种该子电极中的至少一个子电极单元，且各个该位置单元中的该子电极单元的子电极种类的排列组合不相同。在本实用新型触控电极结构中不须设置跨线与绝缘层即可使各电极电性独立，并同时达到简化制程步骤暨提升良率之功效。
【专利说明】触控面板及其触控电极结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触控【技术领域】，尤其涉及一种触控面板及其触控电极结构。
【背景技术】
[0002]在现今消费性电子产品市场，结合触控功能于显示器已成为携带式电子产品主流发展之趋势。触控面板(touch panel)已应用于多种电子产品，例如智慧型手机、行动电话、平板电脑及笔记型电脑。由于使用者可直接透过屏幕上显示的物件进行操作与下达指令，因此触控面板提供了使用者与电子产品之间的人性化操作介面。
[0003]触控面板一般包含一触控区域以及围绕在触控区域四周的周边区域，触控区域用于产生一感应讯号，而在该周边区域内则设置有复数周边引线，用于将该感应讯号传递至讯号处理器进行运算，藉此可确定触碰位置的坐标。
[0004]就一般电极结构设计而言，请参照图1，其绘示出先前技术中一习知触控面板100的触控电极结构示意图。如图1所示，触控面板100的触控区域102上形成有触控电极图案104，触控电极图案104包含复数条横向电极104a与复数条纵向电极104b，每一条横向电极104a与每一条纵向电极104b皆分别由复数个电极单元104c连接而成。对此设计而言，由于横向电极104a与纵向电极104b会相交之故，电极图案上会使用跨线(jumper) 106与绝缘层108来隔绝横向电极104a与纵向电极104b。
[0005]然而，如要在触控面板上制作跨线与绝缘层，其通常须使用5道以上的微影制程来完成制作，其制程繁复。再者，只要其中的一个跨线出问题，如发生跨线断裂或是静电放电等问题，整条电极即告失效。故此，目前业界仍需要对触控面板习用的触控电极图形加以改良，以期能减少制作工序，并提升良率。
实用新型内容
[0006]有鉴于上述习知问题，本实用新型特此提出了一种新颖的触控电极结构，其结构中不须设置跨线与绝缘层即可使各电极电性独立，并同时达到简化制程步骤暨提升良率之功效。
[0007]根据本实用新型一实施例，其提出了一种触控电极结构，其中界定有多个位置单元。该触控电极结构包含多条电极彼此电性绝缘，每条电极涵盖了多个位置单元且包含多种的子电极，该些子电极彼此电性绝缘，每种子电极包含多个相互电性连接的子电极单元，其中各个位置单元对应至少一种子电极中的至少一个子电极单元，且各个位置单元中的子电极单元的子电极种类的排列组合不相同。
[0008]进一步的，每条电极与该电极包含的该些子电极均沿一第一方向延伸。
[0009]进一步的，该位置单元中的该子电极单元沿着与该第一方向垂直的一第二方向排列。
[0010]进一步的，该触控电极结构包含多种电极区间，每种该电极区间涵盖多个该电极，且不同的该电极区间中的该电极往不同的方向延伸。[0011]进一步的，该些电极彼此相互平行。
[0012]进一步的，该些子电极彼此不相交。
[0013]进一步的，该位置单元的面积等于该位置单元对应的该子电极单元的面积总和。
[0014]进一步的，各个该位置单元对应的子电极单元的数量相同。
[0015]进一步的，各个该位置单元均对应两个该子电极单元。
[0016]根据本实用新型的另一实施例，其提出了一种触控面板，该触控面板包含一基板，其上界定有多个位置单元；多条电极彼此电性绝缘地设置在该基板上，每条电极涵盖多个位置单元且包含多种的子电极，其中每种该子电极包含多个相互电性连接的子电极单元，各个该位置单元对应至少一种该子电极中的至少一个子电极单元，且各个该位置单元中的该子电极单元的子电极种类的排列组合不相同。
[0017]本实用新型提供的触控面板及其触控电极结构，通过不同子电极轴的子电极单元排列组合形成不同的触控位置单元，该结构中无须设置跨线与绝缘层，结构简单，可达到简化制程步骤暨提升良率之功效。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1绘示出习知技术中一触控面板的俯视图；
[0019]图2绘示出根据本实用新型实施例一触控面板的俯视图；
[0020]图3绘示出根据本实用新型另一实施例一触控面板的俯视图；
[0021]图4绘示出根据本实用新型又一实施例一触控面板的俯视图；以及
[0022]图5绘示出根据本实用新型实施例一具有多个电极区域的触控面板的俯视图。
[0023]符号说明:
[0024]100触控面板
[0025]102触控区域
[0026]104触控电极图案
[0027]104a横向电极
[0028]104b纵向电极
[0029]104c电极单元
[0030]106 跨线
[0031]108绝缘层
[0032]200触控面板
[0033]201 基板
[0034]203 电极
[0035]203a, 203b, 203d, 203c, 203d, 203e, 203f 子电极
[0036]205, 205a, 205b, 205c 位置单元
[0037]207子电极单元
[0038]209a, 209b 电极区间
[0039]Dl 第一方向
[0040]D2 第二方向【具体实施方式】
[0041]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0042]首先请参照图2，其绘示出根据本实用新型实施例一触控面板的俯视图。如图2所示，本实用新型的触控面板200包含一基板201，其用以承载并保护设置在其上的元件，此夕卜，基板201还可为一盖板(cover glass),其相对于设置有电极的另一面可作为使用者的触碰面。基板201可为硬材质或可挠材质透明绝缘材料，例如玻璃、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。基板201上界定有多个位置单元205，每个位置单元205即代表该触控面板所能达到的最小感应单位，所有的位置单元205可以阵列排列方式共同组成触控面板的触控区域。
[0043]请再参照图2，基板201上设置有多条彼此电性绝缘的电极203，其沿着一第一方向Dl延伸，且较佳彼此平行排列，并涵盖了基板上界定出的多个位置单元205。电极203可使用透明的导电材料，如氧化铟锡(ΙΤ0)、氧化铟锌(ΙΖ0)、奈米碳管(CNT)、奈米银(NanoSilver)等材质，在基板201上采用印制、微影蚀刻或雷射蚀刻等方式而成。本实用新型的一大特点在于，单一条电极203由数条子电极所构成，各子电极彼此电性绝缘，如图中所示的四条子电极203a?203d。每条子电极203a?203d复由多个子电极单元207沿着第一方向Dl电性连接而成，连接方式可采用透明或不透明的导线(图未标)连接，导线可采用与子电极单元207相同的透明导电材料，亦可采用金属包括铜、钥、铝等。更具体言之，在本实用新型中，为了达到判定触碰位置的功能，如图2所示，每个位置单元205会涵盖或对应至少一个以上的子电极单元207，且更重要地，各位置单元205所涵盖或对应的子电极单元207种类是由不同子电极203a?203d中的子电极单元207排列组合而成，此部分的细节将在下文中说明。
[0044]以图2中所示的三个不同位置单元205a，205b, 205c为例，位置单元205a涵盖了三个不同种类的子电极单元207，该三个不同种类的子电极单元207分属于子电极203a?203c，且沿着与第一方向Dl垂直的一第二方向D2排列；位置单元205b仅涵盖了单个子电极203c的子电极单元，而位置单元205c则涵盖了子电极203a与203d的子电极单元。位置单元205中的子电极单元207的面积总和约略等于该位置单元的面积，故各位置单元205所涵盖的子电极单元207的数量和面积并不完全相同。在本实用新型中，因为各位置单元205对应的子电极中的子电极单元的组合不同，故此设计将可赋予各位置单元205独特、唯一的识别性，也即各位置单元205唯一对应不同子电极中的子电极单元的组合，以达到判定触碰位置的功效。举例言之，在实作中，当使用者用手指或其它触控物体触碰或靠近基板上的位置单兀205a时,该处的电讯号(例如互电容引起的电压或电流)会发生改变。由于位置单元205a涵盖了子电极203a?203c的子电极单元，故此电讯号的改变会导致子电极203a?203c的扫描输出的感测讯号产生改变,而另一方面来说，从子电极203d输出的感测讯号则不会受到任何影响或者发生的改变与子电极203a?203c的感测讯号产生改变相比很小。故此，系统可从哪些子电极输出的感测讯号受到改变或该变量的大小来判定触碰位置。例如，当系统同步地输入驱动讯号至子电极203a?203d时,再分别扫描子电极203a?203d，若侦测到其中从子电极203a?203c输出的感测讯号发生了改变，此即代表触碰位置是发生在同时且刚好具有子电极203a?203c的子电极单元的位置单元205a。故此，以上述本实用新型之判定机制，只要各位置单元205所涵盖对应的子电极单元207种类的排列组合不同，系统就可以从各子电极的感测信号的改变来判定触碰是发生在哪个位置单元205。
[0045]以图2所示单条电极203由四种子电极203a?203d所组成为例，且在每个位置单元205至多可涵盖4个子电极单元207的前提下，其子电极单元207的排列组合(包含单个子电极单元情况)可有G + g + Cl + Cj = 4 + 6 + 4 +1 = 15种。以如此设计，每条电极203在沿着第一方向Dl上将可接连设置15个位置单元205。如因实用新型需求之故电极列需要涵盖更多的位置单元205，增加组成电极203的子电极种类将可以增加排列组合的数量。另外，本实用新型之设计利用多个子电极的子电极单元的排列组合的方式对应触碰各位置单元，与一般习知的每一触碰位置单元单独引出引线连接至控制器的方式相比，可减少与控制器的连接的引线数量，从而可减少引线占用的周边区域的面积，有利于触控面板窄边框的设计。
[0046]现在请参照图3，其绘示出根据本实用新型另一实施例一触控面板的俯视图。图2与图3所示的触控电极图形差别在于，图3中的电极203是由五种子电极203a?203e共同组成，而非四种，且其位置单元205至多仅涵盖两个子电极单元207。以这样的设置方式，
其子电极单元207共会有+ C:=5 + 10 = 15组排列组合，其数量与图2相同。可以理解
的是，在本实施中五种子电极203a?203e中的子电极单元之排列组合也可以采用与图2所示的方式，由于增加了一个子电极的数量，子电极203a?203e中的子电极单元的排列组合方式也会相应增加，所以单一条电极203所包含的位置单元205数量也会相应增加,可适用不同尺寸的触控面板设计。
[0047]接下来请参照图4，其绘示出根据本实用新型又一实施例一触控面板的俯视图。图4与图3所示的触控电极图形差别在于，图4中的电极203是由六种子电极203a?203f共同组成，而非五种，且各个位置单元205对应的子电极单元207的数量相同，在此以各个位置单元205均对应两个子电极单元为例说明。以如此设置，其子电极单元的排列组合共有
C62 = 15种，其数量与图2与图3的电极图形相同。
[0048]以图4中所示的三个不同位置单元205a，205b, 205c为例说明，位置单元205a, 205b, 205c分别涵盖了两个不同种类的子电极单元207，其中，位置单元205a涵盖了分属于子电极203c与203f的子电极单元207 ;位置单元205b涵盖了分属于子电极203e和203f的子电极单元207，而位置单元205c则涵盖了分属于子电极203a与203b的子电极单元。在本实用新型中，因为各位置单元205对应的子电极中的子电极单元的组合不同，故此设计将可赋予各位置单元205独特、唯一的识别性，也即各位置单元205唯一对应一种不同子电极中的子电极单元的组合，以达到判定触碰位置的功效。举例言之，在实行触控感测时，对每一条电极203分别驱动扫描，不同触控点的纵坐标可根据位于不同行位置的电极203的感测信号变化得到,而触碰点的横坐标(对应于每一位置单兀205的横坐标)则可根据位置单元205所涵盖的不同种类的子电极的子电极单元来确定，例如不同位置单元205a，205b, 205横坐标的确定可参照以下方式，每两条子电极分别组合驱动扫描，例如驱动子电极203a，分别扫描子电极203b、203c、203d、203e、203f，驱动子电极203b，分别扫描203a、203c、203d、203e、203f，依此类推。如果触碰位置在位置单元205a，因为位置单元205a涵盖的子电极单元207分属于电极203c与203f，故只有在驱动子电极203c，扫描子电极203f得到的感测信号会发生改变，而其他的组合扫描方式例如驱动子电极203c，扫描203a、203b、203d、203e、203f得到的感测信号均不会发生变化；如果触碰位置在位置单元205b，因为位置单元205b涵盖的子电极单元207分属于电极203e与203f，故只有在驱动子电极203e，扫描子电极203f得到的感测信号会发生改变，而其他的组合扫描方式例如驱动子电极203e，扫描203a、203b、203c、203d、203f得到的感测信号均不会发生变化；如果触碰位置在位置单元205c,因为位置单元205c涵盖的子电极单元207分属于电极203a与203b,故只有在驱动子电极203a，扫描子电极203b得到的感测信号会发生改变，而其他的组合扫描方式例如驱动子电极203a，扫描203c、203d、203e、203f得到的感测信号均不会发生变化；如此可区分不同触碰位置的横坐标。前述仅为其中一种扫描感测方式，本实用新型并不以此为限。相较于图2所示实施例而言，在本实施例中，不同位置单元205所涵盖对应的子电极单元207数量较少且相等，可减少不同子电极之间的讯号干扰，提高触控面板精确度。
[0049]从上述图2至图4的实施例说明可以了解到，在本实用新型中，单列电极203所涵盖对应的位置单元205数量可由组成电极203的子电极数目以及单个位置单元205所能涵盖的子电极单元207数目来决定。增加组成的子电极数目以及所涵盖的子电极单元可以增加位置单元的数量，但单个位置单元205所涵盖的子电极单元207数目越多，子电极单元207的面积势必要缩小，如此将会降低触控的灵敏度。故对于本实用新型而言，可视实际所需设置的位置单元数量以及所需达到的触控灵敏度来决定每条电极203要使用几种子电极以及每个位置单元205可涵盖的子电极单元207数目。
[0050]本实用新型所提供的触控电极结构及触控面板优点在于，由于各电极203以及各子电极彼此不相交，故电路设计中不须如一般作法般使用跨线来连接同一电极的电极单元，仅使用单层的导电层就可以图形化完成整个触控电极结构。这样的电路设计结构简单，所须的制程步骤较少，且可靠性佳，无惯常会发生的跨线断裂以及静电放电等问题。
[0051]另一方面，请参照图5，其绘示出根据本实用新型一实施例一具有多种电极区域的触控面板的俯视图。在实作中，为了因应较大尺寸的面板设计，基板201上可以界定出多个电极区间来设置不同延伸方向的电极。举例言之，如图5所示，设置在电极区间209a中的电极往第一方向Dl延伸，设置在电极区间209b中的电极则往与第一方向Dl垂直的第二方向D2延伸。这样的设计将可有效减少每条电极所须涵盖的位置单元数目，避免需要用到太多种类的子电极进而增加电路设计的复杂度。须注意本实用新型中的电极延伸方向并不限于图中所示的水平与垂直两种方向，其亦有可能与基板周缘呈斜角设置。
[0052]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
【权利要求】
1.一种触控电极结构，其界定出多个位置单元，其特征在于，该触控电极结构包含: 多条电极彼此电性绝缘，其中每条该电极涵盖多个该位置单元且包含多种的子电极，该些子电极彼此电性绝缘，每种该子电极包含多个相互电性连接的子电极单元，各个该位置单元对应至少一种的该子电极中的至少一个子电极单元，且各个该位置单元中的该子电极单元的子电极种类的排列组合不相同。
2.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，每条电极与该电极包含的该些子电极均沿一第一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的触控电极结构，其特征在于，该位置单元中的该子电极单元沿着与该第一方向垂直的一第二方向排列。
4.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该触控电极结构包含多种电极区间，每种该电极区间涵盖多个该电极，且不同的该电极区间中的该电极往不同的方向延伸。
5.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该些电极彼此相互平行。
6.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该些子电极彼此不相交。
7.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，该位置单元的面积等于该位置单元对应的该子电极单元的面积总和。
8.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各个该位置单元对应的子电极单元的数量相同。
9.根据权利要求1所述的触控电极结构，其特征在于，各个该位置单元均对应两个该子电极单元。
10.一种触控面板，其特征在于，包含: 一基板，其上界定有多个位置单元； 多条电极，彼此电性绝缘地设置在该基板上，其中每条该电极涵盖多个该位置单元且包含多种的子电极，该些子电极彼此电性绝缘，且每种该子电极包含多个相互电性连接的子电极单元，各个该位置单元对应至少一种该子电极中的至少一个子电极单元，且各个该位置单元中的该子电极单元的子电极种类的排列组合不相同。
11.根据权利要求10所述的触控面板，其特征在于，每条电极与该电极包含的该些子电极均沿一第一方向延伸。
12.根据权利要求11所述的触控面板，其特征在于，该位置单元中的该子电极单元沿着与该第一方向垂直的一第二方向排列。
13.根据权利要求10所述的触控面板，其特征在于，该基板上界定有多种电极区间，每种该电极区间涵盖多个该电极，且各种该电极区间中的该电极往不同的方向延伸。
14.根据权利要求10所述的触控面板，其特征在于，该位置单元的面积等于该位置单元对应的该子电极单元的面积总和。
【文档编号】G06F3/041GK203588227SQ201320670322
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】谢燕俊, 江耀诚, 赖彬 申请人:宸鸿科技(厦门)有限公司