TWI631497B

TWI631497B - 觸控感測結構

Info

Publication number: TWI631497B
Application number: TW106124759A
Authority: TW
Inventors: 邱冠焴; 童騰賦; 李銘軒; 陳逸祺
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2018-08-01
Also published as: CN107608554A; CN107608554B; TW201908937A

Abstract

一種觸控感測結構，包括多條第一電極串、多條第二電極串與多個絕緣層。第二電極串與第一電極串交錯。第一電極串包括多個第一電極與多個電性連接這些第一電極的第一連接部。第一連接部具有一對位於表面上的第一側邊及第一寬度。這些第一側邊之間在表面上的距離等於第一寬度。這些絕緣層分別與這些第一連接部重疊。各個絕緣層凸出於對應之第一連接部之這些第一側邊，並具有一對分別相鄰第一側邊的外側邊緣。這些外側邊緣與這些第一側邊共平面。相鄰的外側邊緣與第一側邊之間在表面上的距離介於10微米與30微米之間。

Description

觸控感測結構

本發明係有關於一種觸控裝置，且特別係關於一種觸控感測結構。

觸控螢幕（touch screen）是現在許多智慧手機以及平板電腦（tablet computer）等電子裝置所具備的常見顯示及輸出/輸入（Input / Output，I/O）元件，而觸控螢幕通常包括顯示器以及裝設在此顯示器上的觸控感測基板。觸控感測基板具有感測線路，其包括多個感測電極。當有物體，例如手指或觸控筆（stylus），碰觸觸控螢幕來操作電子裝置時，這些感測電極能感側上述物體碰觸於觸控螢幕的位置。

觸控感測基板的感測線路通常不宜具有過高的阻抗（resistance），否則會產生不可忽略的信號延遲（signal delay），而此信號延遲有可能會造成觸控感測基板無法感測出物體對觸控螢幕的碰觸，或是不能正確地感測出物體碰觸於觸控螢幕的位置，進而導致觸控螢幕出現運作異常或故障的情形。

本發明之至少一實施例係提供一種觸控感測結構，其所包括的電極串具有較低的阻抗。

本發明之至少一實施例所提供的觸控感測結構，包括多條並列的第一電極串、多條並列的第二電極串以及多個絕緣層。這些第一電極串中之一個包括多個第一電極與多個第一連接部。這些第一電極與這些第一連接部沿著第一方向排列。這些第一連接部中之一個電性連接相鄰兩個第一電極且具有一對彼此相對的第一側邊以及第一寬度，其中這些第一側邊位於一表面上，並沿著第一方向延伸，而第一寬度為等於這些第一側邊之間在表面上的距離之距離。這些絕緣層分別與這些第一連接部重疊，其中各個絕緣層凸出於對應之第一連接部之這些第一側邊，並具有一對分別與對應之第一側邊相鄰的外側邊緣。這些外側邊緣與這些第一側邊實質上共平面，並皆位於表面，而彼此相鄰的外側邊緣與第一側邊之間在表面上的距離介於10微米與30微米之間且小於第一寬度。這些第二電極串位於這些絕緣層上，其中各個第二電極串沿著第二方向延伸，並與這些第一電極串交錯，而第二方向不同於第一方向。

在本發明的一實施例中，這些第二電極串之一包括多個第二電極以及多個第二連接部。這些第二電極與這些第二連接部沿著第二方向排列。這些第二連接部中之一個電性連接相鄰兩個第二電極，其中這些第二連接部分別位於這些絕緣層上。

在本發明的一實施例中，這些第二連接部中之一凸出於對應之絕緣層的這些外側邊緣，並具有多個與這些外側邊緣交錯的第二側邊。各個第二側邊與其相鄰的外側邊緣形成一夾角大於或等於90度。

在本發明的一實施例中，這些第一連接部與這些第二連接部之材質皆為透明導電材料。

在本發明的一實施例中，這些第一電極之一具有一第一鋸齒狀邊緣，而這些第二電極之一具有一第二鋸齒狀邊緣。

在本發明的一實施例中，這些第一電極與這些第二電極共平面。

在本發明的一實施例中，上述第一方向與第二方向實質上垂直。

在本發明的一實施例中，這些第一連接部之一具有兩端部，而相鄰兩個第一電極分別覆蓋同一個第一連接部的這些兩端部。

在本發明的一實施例中，上述觸控感測結構還包括多個虛設電極。這些虛設電極配置於各個第一電極串的兩側以及各個第二電極串的兩側，其中這些虛設電極不接觸這些第一電極串與這些第二電極串。

根據以上本發明至少一個實施例，由於彼此相鄰的絕緣層的外側邊緣與第一連接部的第一側邊之間在表面上的距離小於第一連接部的第一寬度，因此在各個絕緣層凸出於對應之第一連接部的這些第一側邊之條件下，第一連接部可以具有較大的第一寬度，以有助於降低第一連接部的阻抗，從而削弱信號延遲所造成的不良影響，減少觸控螢幕運作異常或故障的機率。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1A是根據本發明一實施例所繪製的觸控感測基板的俯視示意圖。請參閱圖1A，觸控感測基板100包括基底110及觸控感測結構200。觸控感測結構200包括多條並列的第一電極串210與多條並列的第二電極串220，其中這些第一電極串210以及這些第二電極串220皆配置於基底110上，而基底110可為透明板材，例如玻璃板或壓克力板。

各個第一電極串210與各個第二電極串220分別沿著不同方向來延伸。以圖1A為例，各個第一電極串210沿著第一方向D1延伸，而各個第二電極串220沿著第二方向D2延伸，其中第一方向D1不同於第二方向D2，例如第一方向D1與第二方向D2實質上垂直。這些第一電極串210與這些第二電極串220交錯，但各個第一電極串210與各個第二電極串220並沒有彼此接觸，所以第一電極串210不與第二電極串220電性導通。此外，在圖1A所示的實施例中，這些彼此交錯的第一電極串210與第二電極串220可以呈網狀排列。

圖1B是圖1A中觸控感測基板在第一電極串與第二電極串兩者交錯處的放大示意圖。請參閱圖1A與圖1B，這些第一電極串210中之一個包括多個第一電極211以及多個第一連接部212。這些第一電極211與這些第一連接部212皆沿著第一方向D1排列，並且呈交替排列。這些第一連接部212中之一個電性連接相鄰兩個第一電極211，以使同一條第一電極串210中的所有第一電極211能彼此電性連接。此外，在圖1B所示的實施例中，這些第一連接部212之一具有兩端部212e，而相鄰兩個第一電極211分別覆蓋並接觸同一個第一連接部212的這兩個端部212e。如此，第一連接部212能電性連接相鄰兩個第一電極211。

第二電極串220的結構可相似第一電極串210的結構。以圖1A與圖1B為例，這些第二電極串220之一包括多個第二電極221以及多個第二連接部222。這些第二電極221以及這些第二連接部222沿著第二方向D2排列，並呈交替排列。這些第二連接部222中之一個電性連接相鄰兩個第二電極221，以使同一條第二電極串220中的所有第二電極221能彼此電性連接。

在圖1A與圖1B所示的實施例中，第一連接部212與第二連接部222兩者的形狀皆為條狀，其中這些第一連接部212都是朝向第一方向D1而延伸，而這些第二連接部222都是朝向第二方向D2而延伸。這些第一連接部212中之一個具有一對彼此相對且沿著第一方向D1延伸的第一側邊212s，而這些第二連接部222中之一個具有一對彼此相對且沿著第二方向D2延伸的第二側邊222s。

這些第一電極串210與這些第二電極串220之材質可皆為透明導電材料，其例如是銦鋅錫氧化物（Indium Tin Oxide，ITO）或銦鋅氧化物（Indium Zinc Oxide，IZO）。舉例而言，第一電極串210的第一電極211與第一連接部212之材質可皆為透明導電材料，而第二電極串220的第二電極221與第二連接部222之材質也可皆為透明導電材料，其中在同一條第二電極串220中，這些第二電極221與這些第二連接部222可以是蝕刻同一層透明導電材料而形成，所以同一條第二電極串220的第二電極221與第二連接部222可為一體成型，即利用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀測，難以在第二電極221與第二連接部222兩者相連處發現明顯的界面（boundary）。

不過，不同於第二電極串220，在本實施例中，雖然第一電極211與第一連接部212兩者之材質皆為透明導電材料，但是同一條第一電極串210的第一電極211與第一連接部212兩者不是同時形成，而是分別經過先後兩次的蝕刻而形成。也就是說，同一條第一電極串210的第一電極211與第一連接部212並不是一體成型。因此，利用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀測，可以明顯看到形成在第一電極211與第一連接部212兩者相連處的界面。

這些第一電極211之一具有第一鋸齒狀邊緣211e，而這些第二電極221之一具有第二鋸齒狀邊緣221e，如圖1A所示。當觸控感測基板100應用於觸控螢幕時，這些第一電極211的第一鋸齒狀邊緣211e與這些第二電極221的第二鋸齒狀邊緣221e能抑制因為光學干涉（optical interference）所產生的亮紋或光點，以改善觸控螢幕的畫質。此外，觸控感測結構200還包括多個絕緣層230。這些絕緣層230配置於基底110上，而這些第二電極串220位於這些絕緣層230上。

圖1C是圖1B中沿線1C-1C剖面所繪示的剖面示意圖。請參閱圖1B與圖1C，基底110具有表面111，而這些第一電極串210、這些第二電極串220以及這些絕緣層230皆配置於表面111上，其中這些第一電極211與這些第二電極221皆接觸表面，並且共平面。這些絕緣層230分別與這些第一電極串210的第一連接部212重疊，並且覆蓋這些第一連接部212，而這些第二連接部222分別位於這些絕緣層230上且可分別覆蓋這些絕緣層230，所以各個絕緣層230位於一個第一連接部212與一個第二連接部222之間，如圖1C所示。

在圖1B與圖1C所示的實施例中，各個絕緣層230更分別覆蓋其中一個第一連接部212的相對兩第一側邊212s，因此各個絕緣層230凸出於對應之第一連接部212的這些第一側邊212s，以保護絕緣層230底下的第一連接部212。各個絕緣層230具有一對外側邊緣231，而這些絕緣層230的外側邊緣231與這些第一連接部212的第一側邊212s都位於表面111上，並接觸表面111，所以這些外側邊緣231與這些第一側邊212s實質上共平面。

由於絕緣層230凸出於對應之第一連接部212的這些第一側邊212s，因此在彼此重疊的一層絕緣層230與一層第一連接部212中，第一連接部212的這些第一側邊212s會在絕緣層230的外側邊緣231之間，而這些外側邊緣231會分別與對應的第一側邊212s鄰近且實質上共平面，其中彼此相鄰的外側邊緣231與第一側邊212s之間在表面111上的距離G1介於10微米與30微米之間。

另外，這些第一連接部212中之一個具有第一寬度W1，而這些第二連接部222中之一個具有第二寬度W21。第一寬度W1為等於這些第一側邊212s之間在表面111上的距離之距離，其可以介於10微米與30微米之間。第二寬度W21為等於這些第二側邊222s之間在表面111上的距離之距離，其可以介於10微米與30微米之間。從圖1B來看，第一寬度W1實質上相當於第一連接部212在第二方向D2上的寬度，而第二寬度W21實質上也相當於第二連接部222在第一方向D1上的寬度，其中距離G1小於第一寬度W1。

由於距離G1小於第一連接部212的第一寬度W1，所以第一連接部212的第一寬度W1與其對應的絕緣層230寬度之間不會有過大的差距。因此，在各個絕緣層230凸出於對應之第一連接部212的這些第一側邊212s的條件下，可促使第一連接部212具有較大的第一寬度W1，進而增加第一連接部212的截面積。如此，有助於降低第一連接部212的阻抗，從而削弱信號延遲所造成的不良影響。

圖1D是圖1B中的觸控感測基板的立體示意圖。請參閱圖1B與圖1D，各個第二連接部222不僅覆蓋對應的絕緣層230，而且更橫跨（crossing）此絕緣層230，以至於這些第二連接部222中之一會凸出於對應的絕緣層230的這些外側邊緣231，而同一個第二連接部222的這些第二側邊222s會與這些外側邊緣231交錯。各個第二側邊222s與其相鄰的絕緣層230外側邊緣231會形成夾角A1，其位於第二連接部222以及絕緣層230兩者的外面。夾角A1實質上等於90度，以使第二連接部222在絕緣層230的傾斜側面232上所佔據的面積基本上不會從外側邊緣231朝向絕緣層230的頂面233而漸縮，促使第二連接部222能在傾斜側面232上佔據一定的面積，進而幫助維持或增加第二連接部222對傾斜側面232的附著力，減少第二連接部222從傾斜側面232剝落的機率。

圖2是根據本發明另一實施例所繪製的觸控感測基板的俯視示意圖。請參閱圖2，本實施例的觸控感測基板300相似於前述實施例的觸控感測基板100。以下將主要描述觸控感測基板300與100之間的差異，相同技術特徵不再重複敘述。

有別於前述的觸控感測基板100，圖2所示的觸控感測基板300還包括多個虛設電極341、342及343。這些虛設電極341、342及343配置於各個第一電極串210的兩側以及各個第二電極串220的兩側，其中這些虛設電極341、342及343的構成材料可相同於第一電極串210與第二電極串220，即虛設電極341、342及343之材質可皆為透明導電材料。

在圖2所示的實施例中，彼此交錯的第一電極串210與第二電極串220呈網狀排列，以使相鄰兩條第一電極串210以及相鄰兩條第二電極串220圍繞出一個網格區域（lattice area，圖2未標示），而這些虛設電極341、342及343中的每一個配置在其中一個網格區域內。這些虛設電極341、342及343皆不接觸這些第一電極串210與這些第二電極串220，並可接地，形成保護第一電極串210與第二電極串220免於遭受靜電破壞的保護電路。

在圖2的實施例中，觸控感測基板300包括多種形狀不同的虛設電極341、342及343，但在其他實施例中，觸控感測基板300可包括多個單一種形狀的虛設電極，例如虛設電極341。所以，圖2所示的虛設電極341、342及343僅供舉例說明，不限定觸控感測基板300所包括的虛設電極的形狀。

圖3是根據本發明另一實施例所繪製的的觸控感測基板的俯視示意圖。請參閱圖3，本實施例的觸控感測基板400相似於前述實施例的觸控感測基板100。以下將主要描述觸控感測基板400與100之間的差異，相同技術特徵不再重複敘述。

在圖3所示的觸控感測基板400中，第二電極串420包括多個第二電極221與多個電性連接這些第二電極221的第二連接部422（圖3僅繪示一個）。有別於前述實施例的第二連接部222，單一個第二連接部422具有鋸齒狀的一對彼此相對的第二側邊422s。雖然同一個第二連接部422的這些第二側邊422s也會與絕緣層230的這些外側邊緣231交錯，但各個第二側邊422s與其相鄰的外側邊緣231之間所形成的夾角A2大於90度，其中夾角A2位於第二連接部422以及絕緣層230兩者的外面。由於夾角A2大於90度，所以第二連接部422在絕緣層230的傾斜側面232上所佔據的面積會從外側邊緣231朝向絕緣層230的頂面233（請參閱圖1D）而漸增。

第二連接部422覆蓋部分外側邊緣231，而這些外側邊緣231之一被第二連接部422覆蓋的長度為長度W23。比較圖1B與圖3，在圖3的長度W23相等於圖1B的第二寬度W21之條件下，由於第二連接部422在傾斜側面232上所佔據的面積是從外側邊緣231朝向頂面233而漸增，因此圖3中的第二連接部422在傾斜側面232上所佔據的面積會大於圖1B中的第二連接部222在傾斜側面232上所佔據的面積，即第二連接部422能在傾斜側面232上佔據較多的面積，從而有效地減少第二連接部222從傾斜側面232剝落的機率。

在圖3所示的實施例中，觸控感測基板400未包括虛設電極（例如圖2中的虛設電極341、342及343），但在其他實施例中，觸控感測基板400也可包括多個單一種形狀的虛設電極（例如虛設電極341）或是多個形狀不同的虛設電極（例如虛設電極341、342及343）。所以，上述虛設電極並不限地只存在於觸控感測基板300中。

綜上所述，在本發明至少一個實施例中，由於彼此相鄰的絕緣層的外側邊緣與第一連接部的第一側邊之間在表面上的距離小於第一連接部的第一寬度，因此在各個絕緣層凸出於對應之第一連接部的這些第一側邊之條件下，第一連接部可以具有較大的第一寬度，以有助於降低第一連接部的阻抗，從而削弱信號延遲所造成的不良影響，減少觸控螢幕運作異常或故障的機率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、300、400‧‧‧觸控感測基板

110‧‧‧基底

111‧‧‧表面

200‧‧‧觸控感測結構

210‧‧‧第一電極串

211‧‧‧第一電極

211e‧‧‧第一鋸齒狀邊緣

212‧‧‧第一連接部

212e‧‧‧端部

212s‧‧‧第一側邊

220、420‧‧‧第二電極串

221‧‧‧第二電極

221e‧‧‧第二鋸齒狀邊緣

222、422‧‧‧第二連接部

222s、422s‧‧‧第二側邊

230‧‧‧絕緣層

231‧‧‧外側邊緣

232‧‧‧傾斜側面

233‧‧‧頂面

341、342、343‧‧‧虛設電極

A1、A2‧‧‧夾角

D1‧‧‧第一方向

D2‧‧‧第二方向

G1‧‧‧距離

W1‧‧‧第一寬度

W21‧‧‧第二寬度

W23‧‧‧長度

圖1A是根據本發明一實施例所繪製的觸控感測基板的俯視示意圖。圖1B是圖1A中觸控感測基板在第一電極串與第二電極串兩者交錯處的放大示意圖。圖1C是圖1B中沿線1C-1C剖面所繪示的剖面示意圖。圖1D是圖1B中的觸控感測基板的立體示意圖。圖2是根據本發明另一實施例所繪製的觸控感測基板的俯視示意圖。圖3是根據本發明另一實施例所繪製的的觸控感測基板的俯視示意圖。

Claims

一種觸控感測結構，包括：多條並列的第一電極串，其中該些第一電極串中之一個包括：多個第一電極，沿著一第一方向排列；以及多個第一連接部，沿著該第一方向排列，該些第一連接部中之一個電性連接相鄰兩個第一電極且具有一對彼此相對的第一側邊以及一第一寬度，其中該些第一側邊沿著該第一方向延伸，而該第一寬度為該對彼此相對的第一側邊之間之距離；多個絕緣層，分別與該些第一連接部重疊，其中各該絕緣層凸出於對應之第一連接部之該些第一側邊，並具有一對分別與該對應之第一側邊相鄰的外側邊緣，該些外側邊緣與該些第一側邊實質上共平面，而彼此相鄰的該外側邊緣與該第一側邊之間的距離介於10微米與30微米之間且小於該第一寬度；以及多條並列的第二電極串，其中各該第二電極串沿著一第二方向延伸，並與該些第一電極串交錯，該第二方向不同於該第一方向，其中該些第二電極串之一包括：多個第二電極，沿著該第二方向排列；以及多個第二連接部，沿著該第二方向排列，該些第二連接部中之一個電性連接相鄰兩個第二電極，其中該些第二連接部分別位於該些絕緣層上，該些第二連接部中之一凸出於對應之該絕緣層的該些外側邊緣，並具有多個與該些外側邊緣交錯的第二側邊，其中各該第二側邊與其相鄰的該外側邊緣形成一夾角大於90度。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該些第一連接部與該些第二連接部之材質皆為透明導電材料。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該些第一電極之一具有一第一鋸齒狀邊緣，而該些第二電極之一具有一第二鋸齒狀邊緣。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該些第一電極與該些第二電極共平面。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該第一方向與該第二方向實質上垂直。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該些第一連接部之一具有兩端部，而相鄰兩個第一電極分別覆蓋同一個第一連接部的該些兩端部。
如請求項1所述之觸控感測結構，還包括多個虛設電極，該些虛設電極配置於各該第一電極串的兩側以及各該第二電極串的兩側，其中該些虛設電極不接觸該些第一電極串與該些第二電極串。
如請求項1所述之觸控感測結構，其中該第一寬度介於10微米與30微米之間。
一種觸控感測結構，包括：多條並列的第一電極串，其中該些第一電極串中之一個包括：多個第一電極，沿著一第一方向排列；以及多個第一連接部，沿著該第一方向排列，該些第一連接部中之一個電性連接相鄰兩個第一電極且具有一對彼此相對的第一側邊以及一第一寬度，其中該些第一側邊沿著該第一方向延伸，而該第一寬度為該對彼此相對的第一側邊之間之距離，並介於10微米與30微米之間；多個絕緣層，分別與該些第一連接部重疊，其中各該絕緣層凸出於對應之第一連接部之該些第一側邊，並具有一對分別與該對應之第一側邊相鄰的外側邊緣，該些外側邊緣與該些第一側邊實質上共平面，而彼此相鄰的該外側邊緣與該第一側邊之間的距離介於10微米與30微米之間；以及多條並列的第二電極串，其中各該第二電極串沿著一第二方向延伸，並與該些第一電極串交錯，該第二方向不同於該第一方向。