互容式觸控感應裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種互容式觸控感應裝置，包含一感應電極、第一驅(qū)動電極與第二驅(qū)動電極。感應電極具有一電極主干、多個第一電極指及多個第二電極指。該電極主干的平面形狀為長條形且其長邊平行于第一方向。這些第一電極指分別自該電極主干朝與第一方向垂直的第二方向延伸而出。這些第二電極指分別自該電極主干相反于第二方向延伸而出。第一驅(qū)動電極包含第一主體。該第一主體具有與該多個第一電極指相對應且交錯設置的多個第一凹陷部。第二驅(qū)動電極包含第二主體。該第二主體具有與這些第二電極指相對應且交錯設置的多個第二凹陷部。
【專利說明】互容式觸控感應裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明與觸控系統(tǒng)相關，尤其與觸控系統(tǒng)中的電極圖樣設計相關。

【背景技術】
[0002]隨著科技日益進步，近年來各種電子產(chǎn)品的操作介面都愈來愈人性化。舉例而言，透過觸控屏幕，使用者可直接以手指或觸控筆在屏幕上操作程式、輸入訊息/文字/圖樣，省去使用鍵盤或按鍵等輸入裝置的麻煩。實際上，觸控屏幕通常由一感應面板及設置于感應面板后方的顯示器組成。電子裝置根據(jù)使用者在感應面板上所觸碰的位置，以及當時顯示器所呈現(xiàn)的畫面，來判斷該次觸碰的意涵，并執(zhí)行相對應的操作結果。
[0003]現(xiàn)有的電容式觸控技術可分為自容式(self-capacitance)和互容式(mutual-capacitance)兩類。圖1為采用單層電極結構的互容式觸控面板的一種電極配置圖。感應電極Sll?SlN對應于驅(qū)動電極D1，感應電極S21?S2N對應于驅(qū)動電極D2，感應電極S31?S3N對應于驅(qū)動電極D3，感應電極S41?S4N對應于驅(qū)動電極D4。以驅(qū)動電極Dl及其相對應的感應電極Sll為例，當驅(qū)動電極Dl載有驅(qū)動信號時，驅(qū)動電極Dl和感應電極Sll具有不同的電位，因此其間存在一定數(shù)量的電力線。若使用者的手指接近驅(qū)動電極Dl和感應電極Sll構成的單位感應區(qū)域，驅(qū)動電極Dl和感應電極Sll間的電力線會被手指吸引，導致驅(qū)動電極Dl和感應電極Sll間的互容量降低。連接至該感應電極Sll的接收器(未繪示)的輸出信號會反應出此互容變化量。根據(jù)各個感應電極所連接的接收器提供的互容量及發(fā)送驅(qū)動信號的時序，后續(xù)電路可判斷觸碰點的座標。
[0004]圖1呈現(xiàn)的電極配置有兩個缺點。首先，這些感應電極連接至相對應接收器的路徑長度各不相同。舉例而言，連接感應電極Sll的導線長度便遠短于連接感應電極SlN的導線長度。理想上，各感應電極對接收器構成的阻抗值最好相等，才不致造成輸入接收器的信號的變異太大。再者，驅(qū)動電極D1、D2、D3、D4載有驅(qū)動信號的時間各不相同、彼此錯開，這些感應電極則是持續(xù)處于接收信號的狀態(tài)。理想上，驅(qū)動電極D2載有驅(qū)動信號時，可能會出現(xiàn)互容變化量的感應電極應限于感應電極S21?S2N。然而，如圖1所示，由于連接感應電極SlN的導線相當接近驅(qū)動電極D2，驅(qū)動電極D2所載有的驅(qū)動信號極可能會耦合至感應電極S1N，進而造成感應電極SlN亦可能出現(xiàn)些許互容變化量。這個情況將導致后續(xù)電路誤判觸碰點的座標。
[0005]圖2為采用單層電極結構的互容式觸控面板的另一種電極配置圖。如圖2所示，感應電極Sll?SlN和S21?S2N被集中設置在驅(qū)動電極Dl、D2之間，而感應電極S31?S3N和S41?S4N被集中設置在驅(qū)動電極D3、D4之間。這種電極配置的好處在于，驅(qū)動電極D2和感應電極Sll?SlN的距離較遠，因此其驅(qū)動信號不會耦合至感應電極Sll?S1N。另一方面，由于驅(qū)動電極D3可為感應電極S31?S3N提供屏蔽，感應電極S31?S3N因此亦不會受到驅(qū)動電極D2所載有的驅(qū)動信號影響。然而，圖2呈現(xiàn)的電極配置具有線性度不佳的問題。更明確地說，各個驅(qū)動電極的間距并不相同，這些驅(qū)動電極和感應電極構成的單位感應區(qū)域分布亦不平均。此外，圖2呈現(xiàn)的電極配置同樣存在各感應電極對接收器構成的阻抗值變異太大的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提出新的適用于互容式觸控感應裝置的電極圖樣。藉由采取不同于先前技術的電極配置方式，根據(jù)本發(fā)明的互容式觸控感應裝置可避免因感應電極的阻抗值不匹配造成的問題，以及線性度不佳的問題。此外，藉由為各驅(qū)動電極加上屏蔽部，根據(jù)本發(fā)明的互容式觸控感應裝置可降低后續(xù)電路誤判觸碰點座標的機率。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一種互容式觸控感應裝置，其中包含一感應電極、一第一驅(qū)動電極與一第二驅(qū)動電極。該感應電極具有一電極主干、多個第一電極指(electrode finger)及多個第二電極指。該電極主干的平面形狀大致為一長條形且其長邊大致平行于一第一方向。該多個第一電極指各自的平面形狀大致為一矩形且分別自該電極主干朝一第二方向延伸而出。該多個第二電極指各自的平面形狀大致為一矩形且分別自該電極主干相反于該第二方向延伸而出。該第一方向與該第二方向大致垂直。該第一驅(qū)動電極包含一第一主體。該第一主體具有與該多個第一電極指相對應且交錯設置的多個第一凹陷部，與該多個第一電極指構成一第一感應區(qū)域。該第二驅(qū)動電極包含一第二主體。該第二主體具有與該多個第二電極指相對應且交錯設置的多個第二凹陷部，與該多個第二電極指構成一第二感應區(qū)域。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施例為一種互容式觸控感應裝置，其中包含一感應電極、一第一驅(qū)動電極與一第二驅(qū)動電極。該感應電極包含一第一感應區(qū)段及一第二感應區(qū)段。該第一驅(qū)動電極包含一第一主體，與該第一感應區(qū)段相對應并構成一第一感應區(qū)域。該第二驅(qū)動電極包含一第二主體，與該第二感應區(qū)段相對應并構成一第二感應區(qū)域。該第一感應區(qū)域與該第二感應區(qū)域彼此相鄰且具有一鄰接地帶。該第一驅(qū)動電極進一步包含自該第一主體朝該鄰接地帶延伸而出的一屏蔽部。
[0009]關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以藉由以下發(fā)明詳述及附圖得到進一步的了解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為先前技術中采用單層電極結構的互容式觸控面板的一種電極配置圖。
[0011]圖2為先前技術中采用單層電極結構的互容式觸控面板的另一種電極配置圖。
[0012]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例中的單層互容式觸控系統(tǒng)的局部電極配置圖。
[0013]圖3B重繪圖3A中的感應電極和數(shù)個驅(qū)動電極，以說明單位感應區(qū)域的定義。
[0014]圖3C繪示的電極圖樣重復排列多個如圖3A所示的電極組合的結果。
[0015]圖3D繪示令驅(qū)動電極進一步包含屏蔽部的范例。
[0016]圖3E繪示為圖3D所示的電極組合中各驅(qū)動電極加上連接導線的范例。
[0017]圖3F繪示另一種為圖3D所示的電極組合中各驅(qū)動電極加上連接導線的范例。
[0018]圖4A和圖4B用以呈現(xiàn)本發(fā)明的一實施例中增加屏蔽部之前和增加屏蔽部之后的電極圖樣。
[0019]符號說明
[0020]Sll?S4N、SI?S4:感應電極
[0021]SlA:電極主干
[0022]SlB:電極指
[0023]Dl?D6:驅(qū)動電極
[0024]Ul?U3:感應區(qū)域
[0025]D1A、D2A:屏蔽部
[0026]R:曲折部
[0027]B:鄰接地帶

【具體實施方式】
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一單層互容式觸控系統(tǒng)，其局部電極配置圖呈現(xiàn)于圖3A。標號為SI的電極為感應電極，而標號為Dl?D6的電極為各自獨立的驅(qū)動電極。如圖3A所示，感應電極SI的主干SlA的平面形狀大致為一長條形且其長邊大致平行于Y方向。感應電極SI亦包含多個電極指(electrode finger),例如電極指S1B。這些平面形狀大致為矩形的電極指分別自電極主干SlA朝著X方向或相反于X方向延伸而出。如圖3A所示，驅(qū)動電極Dl?D6的主體各自具有多個凹陷部，與感應電極SI的多個電極指相對應且交錯。
[0029]理論上，會受到使用者觸碰影響的電力線主要分布在驅(qū)動電極和感應電極相鄰的間隙附近。以重繪于圖3B的感應電極SI和驅(qū)動電極D1、D2、D3為例，驅(qū)動電極Dl的凹陷部和感應電極SI中相對應的電極指構成以虛線框示的一感應區(qū)域U1，驅(qū)動電極D2的凹陷部和感應電極SI中相對應的電極指構成另一感應區(qū)域U2，而驅(qū)動電極D3的凹陷部和感應電極SI中相對應的電極指構成另一感應區(qū)域U3。依此類推，圖3A中每個與感應電極SI相鄰的驅(qū)動電極都會各自對應于一個單位感應區(qū)域。
[0030]由圖3A可看出，感應電極SI的左側(cè)和右側(cè)的驅(qū)動電極在Y方向上并未對稱排列。以驅(qū)動電極D1、D2、D5為例，對應于驅(qū)動電極D5的一部份電極指與對應于驅(qū)動電極Dl的一部份電極指在X方向上位置相同，而對應于驅(qū)動電極D5的另一部份電極指與對應于驅(qū)動電極D2的一部份電極指在X方向上位置相同。相較于左右對稱排列，這種做法的好處在于能提升感應結果的解析度。
[0031]圖3C繪示的電極圖樣為于X方向上重復排列多個如圖3A所示的電極組合。為保持圖面清晰，圖3C中僅標示出做為各電極組合的中心的感應電極SI?S4。比較圖3C和圖1、圖2可看出，不同于先前技術中以多個感應電極配合一個驅(qū)動電極的做法(例如圖1所示的以感應電極Sll?SlN配合驅(qū)動電極D1)，此實施例是以多個驅(qū)動電極配合一個感應電極，并將驅(qū)動電極分設于感應電極的兩側(cè)。這種做法的好處在于，由于這些感應電極在此配置之下的總長度幾乎完全相同，能解決先前技術中因感應電極的阻抗值不匹配造成的問題。此外，相較于先前技術中邊緣為直線的電極，此實施例中感應電極的多個電極指與各驅(qū)動電極的相對應凹陷部能增加會受到使用者碰觸影響的電力線數(shù)量，進而提升互容變化量，也就是提升感應信號的信號雜訊比。再者，如圖3C所示，各個感應電極的間距相當平均，只要適當設計驅(qū)動電極和感應電極的寬度，便不會存在圖2所示先前技術的線性度不佳的問題。
[0032]于另一實施例中，如圖3D所示，各個驅(qū)動電極除主體外，各自進一步包含至少一個自其主體在Y方向上延伸而出的屏蔽部(以虛線與其主體區(qū)隔)。以驅(qū)動電極Dl的屏蔽部DlA和驅(qū)動電極D2的屏蔽部D2A來說明。如圖3B所示，感應區(qū)域Ul和感應區(qū)域U2彼此相鄰且具有一鄰接地帶。驅(qū)動電極Dl的屏蔽部DlA自其電極主體朝該鄰接地帶延伸而出。相對地，驅(qū)動電極D2的屏蔽部D2A亦自其電極主體朝該鄰接地帶延伸而出。當驅(qū)動電極Dl載有驅(qū)動信號時，屏蔽部D2A可為感應區(qū)域U2內(nèi)的感應電極SI提供屏蔽，避免感應區(qū)域U2內(nèi)的感應電極SI貢獻互容變化量。相似地，當驅(qū)動電極D2載有驅(qū)動信號時，屏蔽部DlA可為感應區(qū)域Ul內(nèi)的感應電極SI提供屏蔽，避免感應區(qū)域Ul內(nèi)的感應電極SI貢獻互容變化量。藉此，后續(xù)電路誤判觸碰點座標的機率可被降低。
[0033]圖3E繪示為圖3D所示的電極組合中各驅(qū)動電極加上連接導線的范例。值得注意的是，在圖3E中，驅(qū)動電極D3、D6的主體于X方向上的寬度都略有縮減。這種做法適用于驅(qū)動電極D3、D6鄰近于整個觸控面板的邊緣區(qū)域的情況，于圖3(E)中，邊緣區(qū)域位于圖面下方不遠處。藉由適當縮減某些電極的寬度，可令所有驅(qū)動電極的連接導線在鄰近邊緣區(qū)域的寬度和線距都大致相等。藉此亦可闡明，于根據(jù)本發(fā)明的實施例中，配合同一感應電極的各個驅(qū)動電極的寬度不必相等。由圖3E亦可看出，驅(qū)動電極D2的主體可屏蔽驅(qū)動電極Dl的導線可能對感應區(qū)域U2的影響。電極圖樣設計者可根據(jù)實務上所需要的屏蔽效果大小決定這些驅(qū)動電極在X方向上的寬度。
[0034]圖3F繪示另一種為圖3D所示的電極組合中各驅(qū)動電極加上連接導線的范例。于此實施例中，整體仍大致為長條形的感應電極SI在以虛線框示的范圍R內(nèi)略有曲折。此外，如圖3F所示，驅(qū)動電極D6上半部的寬度大于其下半部的寬度。這些調(diào)整的目標皆在于令所有驅(qū)動電極的連接導線在鄰近邊緣區(qū)域的寬度和線距大致相等。須說明的是，以上各圖例中電極的線寬、線距、長寬比例皆僅為示意，本發(fā)明的范疇不以此為限。
[0035]本發(fā)明所屬【技術領域】中具有通常知識者可理解，本發(fā)明提出的增加屏蔽部為鄰近感應區(qū)域提供屏蔽的概念亦可應用在圖3A之外其他以一個感應電極配合多個驅(qū)動電極的互容式電極組合。圖4A繪示未增加屏蔽部前的電極圖樣，圖4B則呈現(xiàn)增加屏蔽部(以虛線與其主體區(qū)隔)后的電極圖樣。感應電極SI包含多個各自對應于驅(qū)動電極Dl?D4的感應區(qū)段。以此實施例中第一驅(qū)動電極Dl和第二驅(qū)動電極D2為例，第一驅(qū)動電極Dl與其相對應的感應區(qū)段構成第一感應區(qū)域U1，而第二驅(qū)動電極D2與其相對應的感應區(qū)段構成第二感應區(qū)域U2。第一感應區(qū)域Ul與第二感應區(qū)域U2彼此相鄰且具有一鄰接地帶，大致為圖四(A)中以虛線框示的區(qū)域B。第一驅(qū)動電極Dl包含自其主體朝該鄰接地帶延伸而出權利要求一屏蔽部D1A。屏蔽部DlA能為第一感應區(qū)域Ul提供減少第二驅(qū)動電極D2的影響的屏蔽效果。相對地，第二驅(qū)動電極D2包含自其主體朝該鄰接地帶延伸而出的一屏蔽部D2A。屏蔽部D2A能為第二感應區(qū)域U2提供減少第一驅(qū)動電極Dl的影響的屏蔽效果。
[0036]如上所述，本發(fā)明提出新的適用于互容式觸控感應裝置的電極圖樣。藉由采取不同于先前技術的電極配置方式，根據(jù)本發(fā)明的互容式觸控感應裝置可避免因感應電極的阻抗值不匹配造成的問題，以及線性度不佳的問題。此外，藉由為各驅(qū)動電極加上屏蔽部，根據(jù)本發(fā)明的互容式觸控感應裝置可降低后續(xù)電路誤判觸碰點座標的機率。
[0037]藉由以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而并非以上述所揭示的較佳具體實施例來對本發(fā)明的范疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排于本發(fā)明所欲申請的專利范圍的范疇內(nèi)。
【權利要求】
1.一種互容式觸控感應裝置，包含: 一感應電極，具有一電極主干、多個第一電極指及多個第二電極指，該電極主干的平面形狀大致為一長條形且其長邊大致平行于一第一方向，該多個第一電極指的平面形狀大致為矩形且分別自該電極主干朝一第二方向延伸而出，該多個第二電極指的平面形狀大致為矩形且分別自該電極主干朝相反于該第二方向延伸而出，該第一方向與該第二方向大致垂直； 一第一驅(qū)動電極，包含一第一主體，該第一主體具有與該多個第一電極指相對應且交錯的多個第一凹陷部，該第一驅(qū)動電極與該多個第一電極指構成一第一感應區(qū)域；以及 一第二驅(qū)動電極，包含一第二主體，該第二主體具有與該多個第二電極指相對應且交錯的多個第二凹陷部，該第二驅(qū)動電極與該多個第二電極指構成一第二感應區(qū)域。
2.如權利要求1所述的互容式觸控感應裝置，其特征在于，該電極主干進一步包含多個第三電極指，該多個第三電極指的平面形狀大致為矩形且分別自該電極主干朝該第二方向延伸而出；該互容式觸控感應裝置進一步包含: 一第三驅(qū)動電極，包含一第三主體，該第三主體具有與該多個第三電極指相對應且交錯的多個第三凹陷部，該第三驅(qū)動電極與該多個第三電極指構成一第三感應區(qū)域。
3.如權利要求2所述的互容式觸控感應裝置，其特征在于，該第一感應區(qū)域與該第三感應區(qū)域彼此相鄰且具有一鄰接地帶，該第一驅(qū)動電極進一步包含自該第一主體朝該鄰接地帶延伸而出的一屏蔽部。
4.如權利要求2所述的互容式觸控感應裝置，其特征在于，該多個第二電極指的至少一部份與該多個第一電極指的一部份于該第一方向上位置不同。
5.如權利要求2所述的互容式觸控感應裝置，其特征在于，該第一主體于該第二方向上具有一第一寬度，該第三主體于該第二方向上具有一第二寬度，該第一寬度與該第二寬度不同。
6.一種互容式觸控感應裝置，包含: 一感應電極，包含一第一感應區(qū)段及一第二感應區(qū)段； 一第一驅(qū)動電極，與該第一感應區(qū)段相對應并構成一第一感應區(qū)域；以及 一第二驅(qū)動電極，包含一第二主體，與該第二感應區(qū)段相對應并構成一第二感應區(qū)域； 其中該第一感應區(qū)域與該第二感應區(qū)域彼此相鄰且具有一鄰接地帶，該第一驅(qū)動電極進一步包含自該第一主體朝該鄰接地帶延伸而出的一第一屏蔽部。
7.如權利要求6所述的互容式觸控感應裝置，其特征在于，該第二驅(qū)動電極進一步包含自該第二主體朝該鄰接地帶延伸而出的一第二屏蔽部。
【文檔編號】G06F3/044GK104182102SQ201310205264
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權日:2013年5月28日
【發(fā)明者】劉子維 申請人:晨星半導體股份有限公司