CN204740577U - 电容式触控装置 - Google Patents

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吴春蓉
林志祐
林彦劭
谢昌融
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Abstract

本实用新型公开一种电容式触控装置,包含有一衬底;多个第一电极,每一第一电极沿一第一方向延伸且间隔地于一第二方向上设置有复数分支电极;多个第二电极,每一第二电极沿所述第二方向延伸且包含有多个凹槽区域;及多个虚拟区块,设置于所述多个凹槽区域内且不接触所述多个第二电极;其中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直,所述多个第一电极与所述多个第二电极分别设置于所述衬底的不同表面上,且部分所述多个第一电极的投影面积、部分所述复数分支电极的投影面积与部分所述多个第二电极的投影面积形成一交迭投影面积,以进行一互容式触控工作。

Description

电容式触控装置
技术领域
本实用新型涉及一种电容式触控装置,尤其涉及一种通过不同电极结构设计来适性提升灵敏度的电容式触控装置。
背景技术
触控电极能够侦测一主动区域或显示区域内的触控动作,例如侦测是否有一手指按压触控屏幕及其对应的触控位置,部分触控装置还可结合其他触控模块(例如一触控笔)来增加其触控辨识效能。此外,常见的触控装置包含有电阻式、电容式、红外线式、或是表面声波式,其中,电容式的触控装置是现今的主流产品。电容式触控装置的结构常利用透明导电材质,例如氧化铟锡(ITO),且于一衬底上形成特定的感应电极图形,例如通过X轴电极与Y轴电极排列成数组型态并彼此间达到电容耦合,一旦有对象触碰或靠近触控装置时,触控装置于特定位置上的电容值将有所改变,并通过电容值的变化来判断是否有触控工作的产生,同时可定位该触控工作所对应的触控位置。
此外,常见的电容式触控技术可通过互容式(mutual capacitance)感应工作来实现多点触控的功能。不过,对于互容式电极结构而言,其信噪比(SNR)将正比于一发射电极的驱动电压,若想提高信噪比,则需提高发射电极的驱动电压(10V以上),其将对应为高成本的IC制程。另外,常见互容式触控技术多采用缩小电极的节距来增加一感应电极的感测分辨率,然而,这样的作法不仅需增设更多的感应电极,同时也增加感测的反应时间;再者,触控面板上距离感应电极越远的触控位置,由于其所产生的电容信号较弱,其将导致于该些位置上触控装置所提供的定位能力较差,而用于超薄触控面板的设计中更会凸显该问题。
实用新型内容
因此,本实用新型的主要目的即在于提供一种通过不同电极结构设计来适性提升灵敏度的电容式触控装置。
本实用新型公开一种一种电容式触控装置,包含有一衬底;多个第一电极,间隔地设置于所述衬底上,其中每一第一电极是沿一第一方向延伸且间隔地于一第二方向上设置有复数分支电极;多个第二电极,间隔地设置于所述衬底上,其中每一第二电极是沿所述第二方向延伸且包含有多个凹槽区域;以及多个虚拟区块,设置于所述多个凹槽区域内且不接触所述多个第二电极,用来屏蔽至少一噪声信号;其中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直,所述多个第一电极与所述多个第二电极分别设置于所述衬底的不同表面上,且部分所述多个第一电极的投影面积、部分所述复数分支电极的投影面积与部分所述多个第二电极的投影面积形成一交迭投影面积,以进行一互容式触控工作。
附图说明
图1为本实用新型一电容式触控装置的局部示意图。
图2为本实用新型于第一平面上多个第一电极的局部示意图。
图3为本实用新型于第二平面上多个第二电极与多个虚拟区块的局部示意图。
其中,附图标记说明如下:
1                             电容式触控装置
R1~R3                        第一电极
R1_B1~R1_B7、R2_B1~R2_B7、  分支电极
R3_B1~R3_B7
T1~T3                        第二电极
T1_H1~T1_H8                  凹槽区域
H1、H2                        第一凹槽区域
DB                            虚拟区块
SB                            衬底
具体实施方式
在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解,制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区别组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含/包括」为一开放式的用语,故应解释成「包含但不限定于」。此外,「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此,若文中描述一第一装置耦接于一第二装置,则代表该第一装置可直接连接于该第二装置,或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
请参考图1,图1为本实用新型一电容式触控装置1的局部示意图。如图1所示,本实施例中的电容式触控装置1仅示意性绘出局部结构内的代表组件,即电容式触控装置1包含有一衬底SB、第一电极R1~R3、第二电极T1~T3与多个虚拟区块DB,其中第一电极为一感应电极,而第二电极为一发射电极,且两者的数量在此仅为示范性说明,进一步,通过多个感应电极与多个发射电极的矩阵结构设置方式,电容式触控装置1可根据一电容值变化量来进行一互容式触控工作,以对应判断与定位一触控物已接近与按压电容式触控装置1。当然,搭配其他工作方式,本实施例中的电容式触控装置1还可能包含有其他功能性组件,例如一控制模块、一电源驱动器、一暂存模块或所对应的传输线等,该些功能性组件应为本领域所熟知且非本实用新型所欲讨论的实用新型重点,在此不赘述之。当然,于其他实施例中,电容式触控装置1还可与另一显示设备或电子装置相互整合,以进一步包含有一软性电路板、一导光板、一背光模块、一显示面板或其他数字控制模块等,非用以限制本实用新型的范畴。
详细来说,本实施例中的衬底SB设置于一XY平面上,并包含有第一方向平行于Y轴、第二方向平行于X轴,其中第一方向与第二方向为相互垂直,而衬底SB包含有一第一平面与一第二平面,且第一平面与第二平面皆平行于XY平面。据此,本实施例中的感应电极如第一电极R1~R3可间隔地设置于衬底SB的第一平面上,每一第一电极是沿第一方向延伸,且间隔地于第二方向上设置有复数分支电极,例如第一电极R1包含有分支电极R1_B1~R1_B7、第一电极R2包含有分支电极R2_B1~R2_B7与第三电极R3包含有分支电极R3_B1~R3_B7,其中数字7也可适性地修改为其他任意正整数,即本实施例中每两个分支电极的距离可适性地进行调整或改变,非用以限制本实用新型的范畴。
请参考图2,图2为本实用新型于第一平面上多个第一电极的局部示意图。如图2所示,本实施例中的每一第一电极为一主体且形成一长柱区块,而每一第一电极上的多个分支电极为一附体且形成一短柱区块,且每一长柱区块与每一短柱区块皆有一宽度为0.3毫米(mm)。此外,本实施例中每一第一电极所包含的多个分支电极皆包含有不同的一水平长度,即多个第一电极所包含相邻两个分支电极间的水平长度皆不相同,使得本实施例可对应调整该些分支电极的水平长度,以适性地调整电容式触控装置1用于触控工作的灵敏度。
请参考图3,图3为本实用新型于第二平面上多个第二电极与多个虚拟区块的局部示意图。如图1与图3所示,本实施例中的发射电极如第二电极T1~T3可间隔地设置于衬底SB的第二平面上,而每一第二电极是沿第二方向延伸,且包含有多个凹槽区域,例如第二电极T1包含有凹槽区域T1_H1~T1_H8,且每两个凹槽区域还间隔一间隔距离,如凹槽区域T1_H1与凹槽区域T1_H2为上下排列形成第一列与第二列,同时,凹槽区域T1_H3、凹槽区域T1_H5、凹槽区域T1_H7皆间隔地设置于第一列,而凹槽区域T1_H4、凹槽区域T1_H6、凹槽区域T1_H8也间隔地设置于第二列,据此,本实施例中的第一列与第二列支凹槽区域为上下镜射设置,且不同列的凹槽区域间接不接触,而同列不同凹槽区域之间也不接触,以方便制成对称产生第二电极T1~T3,当然,该些第二电极T1~T3的设置方式也可形成非对称结构,非用以限制本实用新型的范畴。
此外,本实施例中的多个虚拟区块DB可设置于第二电极T1~T3的多个凹槽区域,且多个虚拟区块DB不接触多个第二电极。换言之,本实施例中的多个虚拟区块DB与其相邻的多个凹槽区域还距离另一间隔距离,使得多个虚拟区块DB可电性隔离于第二电极T1~T3,据此,本实施例可利用第二电极T1~T3与多个虚拟区块DB,用来屏蔽来自于其他功能性组件的至少一噪声信号,而无须额外设置一隔离层来增加电容式触控装置1的一实体厚度。较佳地,本实施例中多个虚拟区块相邻多个凹槽区域的间隔距离为0.3mm,而每一凹槽区域内还可设置一或多个虚拟区块,且每两个虚拟区块间有另一间隔距离也为0.3公厘。
在此情况下,本实施例中电容式触控装置1的多个第一电极(如第一电极R1~R3)与多个第二电极(如第二电极T1~T3)分别设置于衬底SB的不同表面上,且部分多个第一电极(如第一电极R1~R3)的投影面积、部分复数分支电极(如分支电极R1_B2、R2_B2、R3_B2)的投影面积与部分多个第二电极(如第二电极T1~T3)的投影面积形成一交迭投影面积,以进行一互容式触控工作。换句话说,本实施例中每三个分支电极中一者(如分支电极R1_B2)的投影面积交迭于多个第二电极的投影面积,而其他两者(如分支电极R1_B1、R1_B3)的投影面积交迭于相邻两个第二电极(如第二电极T1~T2)间所包含的一第一凹槽区域H1、H2的投影面积,使得多个第一电极、多个分支电极与多个第二电极间相互交迭的投影面积范围可大幅缩小,来适性低缩小感应电极与发射电极间的互容值。当有一触控物按压电容式触控装置1时,由于触控物的按压将会导致一互容值变化量急剧增加,使得电容式触控装置1的触控工作灵敏度可对应大幅提高。
此外,于本实施例中,为了加强感应电极与发射电极间的互容式触控工作,相比较于其他投影面积未能交迭于多个第二电极的投影面积的分支电极,该投影面积可交迭于多个第二电极的投影面积的分支电极将具有较长的水平长度,即分支电极R1_B2的水平长度长于分支电极R1_B1、R1_B3的水平长度,此设计也可适性增加电容式触控装置1的触控工作灵敏度,至于分支电极间的长度差异非用以限制本实用新型的范畴。
请再参考图1与图3,本实施例中相邻两个发射电极包含有第一凹槽区域H1、H2,且第一凹槽区域H1、H2的投影面积交迭于分支电极R1_B1、R1_B3的投影面积,使得分支电极R1_B1、R1_B3与发射电极(如第二电极T1~T3)间的投影交迭面积可对应减少。此外,每一第二电极(如第二电极T1)的多个凹槽区域还包含有第二凹槽区域(即凹槽区域T1_H1、T1_H2、T1_H7、T1_H8)与第三凹槽区域(即凹槽区域T1_H3、T1_H4、T1_H5、T1_H6),其中每一第二凹槽区域内仅设置有单一虚拟区块DB,而每一第三凹槽区域设置有两个虚拟区块DB,使得设置于第二凹槽区域与第三凹槽区域内的多个虚拟区块DB可交迭大部分第二凹槽区域的面积与第三凹槽区域的面积,且该些虚拟区块DB不接触第二凹槽区域与第三凹槽区域。换言之,本实施例中的虚拟区块DB尽可能地填满每一凹槽区域所对应的面积,使得一使用者工作电容式触控装置1时,不会因为该些凹槽区的透光来干扰或影响其相关工作。当然,本实施例中所举例的凹槽区域的设置数量与设置方式或虚拟区块的设置数量与大小等仅为示范性说明,本领域技术人员也可对应修改该些凹槽区域与虚拟区块的数量与设置方式,而非用以限制本实用新型的范畴。
在此情况下,通过这些投影面积可相互交迭的多个第一电极、多个分支电极与多个第二电极,当触控物按压电容式触控装置1时,本实施例除了可利用交迭投影面积内感应电极与发射电极对应产生的互容值变化量来进行互容式触控工作外,由于本实施例中电容式触控装置1的触控工作灵敏度已为大幅提升,本实施例中的电容式触控装置1还可预先进行一预判工作,即电容式触控装置1的触控工作灵敏度已用来侦测是否有一物体正接近该电容式触控装置1。若有物体正接近电容式触控装置1,则预判工作还可对应启动电容式触控装置1的互容式触控工作,以增加电容式触控装置1的反应时间与提高相关定位工作的精确度,此也属于本实用新型的范畴。
再者,由于本实施例中第一电极与其分支电极的宽度仅为0.3mm,使得相邻两个第一电极所对应的一感应间距(Sensor Pitch)可适性地进行调整,例如调整为4.0mm~4.3mm时,即可让电容式触控装置1与一尖端宽度等于1.0mm的一触控模块(例如一触控笔)进行互容式触控工作,而当调整为4.0mm以下时,电容式触控装置1即可与一尖端宽度小于1.0mm的触控模块进行互容式触控工作,使得电容式触控装置1的应用范围也可藉由感应间距的调整来对应弹性改变,此也属于本实用新型的范畴。
由于本实施例通过适性修改第一电极与其分支电极、第二电极与其凹槽区域以及虚拟区块间的设置方式与使用数量,已可让本实施例的电容式触控装置的触控工作灵敏度大幅提升,同时藉由发射电极与虚拟区块的隔离工作,也可阻绝来自其他模块的噪声信号,以对应减少电容式触控装置的实体厚度。另外,由于感应电极与其分支电极的宽度可缩小至0.3mm,再对应调整每两个感应电极间的感应间距为4.0mm以下,即可让本实施例的电容式触控装置搭配使用尖端宽度小于1.0mm的触控笔,以增加使用者触控工作时的感应效果与工作便利性。
综上所述,本实用新型实施例提供一种电容式触控装置,藉由缩小位于不同层感应电极与发射电极的交迭投影面积,同时,感应电极也包含有长度与数量可调整的分支电极,使得电容式触控装置的触控工作灵敏度可大幅提高,同时已提高的触控工作灵敏度也可用来进行是否有一触控物正接近的侦测工作;此外,本实施例中发射电极的凹槽区域还设置有数量与大小可调整的虚拟区块,使得电容式触控装置的抗噪声能力也可对应提高,同时也不影响用户的视觉效果,进而大幅提高电容式触控装置的触控工作与产品应用。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电容式触控装置,其特征在于,包含有:
一衬底;
多个第一电极,间隔地设置于所述衬底上,其中每一第一电极是沿一第一方向延伸且间隔地于一第二方向上设置有复数分支电极;
多个第二电极,间隔地设置于所述衬底上,其中每一第二电极是沿所述第二方向延伸且包含有多个凹槽区域;以及
多个虚拟区块,设置于所述多个凹槽区域内且不接触所述多个第二电极,用来屏蔽至少一噪声信号;
其中,所述第一方向与所述第二方向相互垂直,所述多个第一电极与所述多个第二电极分别设置于所述衬底的不同表面上,且部分所述多个第一电极的投影面积、部分所述复数分支电极的投影面积与部分所述多个第二电极的投影面积形成一交迭投影面积,以进行一互容式触控工作。
2.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,所述交迭投影面积还利用一互容值变化量,以侦测是否有一物体接近所述电容式触控装置。
3.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,所述多个第一电极形成一长柱区块而所述复数分支电极形成一短柱区块,且每一长柱区块与每一短柱区块皆有一宽度为0.3毫米。
4.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,于所述第二方向上间隔设置的所述复数分支电极具有不同的水平长度。
5.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,每三个分支电极中一者的投影面积交迭于所述多个第二电极的投影面积,而其他两者的投影面积交迭于相邻两个第二电极间所包含的一第一凹槽区域的投影面积。
6.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,所述多个虚拟区块相邻所述多个凹槽区域一间隔距离为0.3毫米,而每一凹槽区域内还设置有多个虚拟区块,且每两个虚拟区块相距另一间隔距离为0.3毫米。
7.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,相邻两个第二电极之间包含有一第一凹槽区域,而每一第二电极的所述多个凹槽区域包含有多个第二凹槽区域与多个第三凹槽区域,其中所述多个第一凹槽区域的投影面积交迭于所述多个分支电极的投影面积,每一第二凹槽区域设置有单一虚拟区块,每一第三凹槽区域设置有两个虚拟区块,而设置于所述多个第二凹槽区域与所述多个第三凹槽区域内的所述多个虚拟区块交迭大部分所述多个第二凹槽区域的面积与所述多个第三凹槽区域的面积且不接触所述多个第二凹槽区域与所述多个第三凹槽区域。
8.如权利要求1所述的电容式触控装置,其特征在于,还与一尖端宽度小于1.0毫米的一触控模块进行所述互容式触控工作。
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