一種電容式觸摸板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸摸板,特別是涉及一種電容式觸摸板。觸控面板(Touch Panel)已大量運用于家電、通信、電子信息等產(chǎn)品中。如目前廣泛商用的個人數(shù)字助理(PDA)、各種家電設(shè)備、游戲輸入界面等。通過觸摸板與顯示器的整合，可供使用者以手指或觸控筆依照顯示畫面上的功能選項點選輸入所欲執(zhí)行的動作，并且被利用到大眾系統(tǒng)查詢工具等，以提供便民效果的操作系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的觸控面板為在一基板表面布設(shè)感應(yīng)區(qū)域，其感應(yīng)區(qū)域用以感應(yīng)人體的手指或感應(yīng)筆的信號，以達(dá)到觸控的目的。該感應(yīng)區(qū)域所使用的材料大都采用通明導(dǎo)電薄膜(例如氧化銦錫ΙΤ0)，使得使用者在操作時，通過觸壓該通明導(dǎo)電薄膜對該顯示器上相對應(yīng)畫面,達(dá)到觸控的功能。
[0003]目前常采用的觸控面板按照觸控原理可分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線感應(yīng)式、電磁感應(yīng)式、音波感應(yīng)式等。其中電容感應(yīng)式觸摸板的工作原理為利用排列的通明電極與人體之間的靜電結(jié)合所產(chǎn)生的電容變化，從所產(chǎn)生的誘導(dǎo)電流來檢測其觸控位置的坐標(biāo)。由于電容感應(yīng)式觸控面板在通光度、硬度、準(zhǔn)確率、反應(yīng)時間、觸控打點壽命、操作溫度、和起始力量各方面都具有較佳優(yōu)勢，故目前已被大量采用。
[0004]為了要偵測出使用者以手指或感應(yīng)筆觸碰于觸控面板上的位置，目前已存在各種不同的電容式感應(yīng)觸碰感測技術(shù)。例如在美國專利第6970160號發(fā)明專利案公開了一種格狀觸控感應(yīng)系統(tǒng)，其可應(yīng)用于偵測在一觸控感應(yīng)面的觸控位置。該格狀觸控感應(yīng)系統(tǒng)包括兩個電容感應(yīng)層，該兩個電容感應(yīng)層中間以一隔絕材料分隔，以形成電容效應(yīng)。每一電容感應(yīng)層包括依相同軸向排列的導(dǎo)電群組，而且兩個電容感應(yīng)層的軸向彼此垂直。每一個導(dǎo)電群組由多個以導(dǎo)線連接的導(dǎo)電單元所組成，每一電容感應(yīng)層上的導(dǎo)電群組電連接至對應(yīng)導(dǎo)線，再連接至一控制電路。該控制電路通過導(dǎo)線提供信號至兩組不同軸向的導(dǎo)電群組，使該兩個不同軸向的導(dǎo)電單元的交錯范圍產(chǎn)生電場，如果使用者觸摸到該交錯范圍，就會改變感應(yīng)的電容值，并依據(jù)感應(yīng)電容值的變化量推算用戶的觸控位置。
[0005]臺灣專利第1347545號發(fā)明專利案公開了一種電容式觸摸板，其架構(gòu)只需要一層電容感應(yīng)層，兩個軸向的導(dǎo)電元件置于同一層，第一軸向?qū)щ娫苯佑脤?dǎo)線連接，而第二導(dǎo)向?qū)щ娫t覆蓋絕緣層后再用導(dǎo)線連接，和美國專利第6970160號發(fā)明專利案相比少了一層電容感應(yīng)層，因此讓觸控面板更輕薄，也簡化了制造程序。
[0006]臺灣專利第1430162號發(fā)明專利案公開了一種電容式觸摸板，電容感應(yīng)層的特征是把其中一軸向?qū)щ妴卧闹行耐诙?，使其具有一個或多個開口，依此調(diào)整導(dǎo)電單元的覆蓋面積與導(dǎo)電特性，改善多點觸控時信號會互相干擾的的負(fù)觸效應(yīng)。該專利也公開了把導(dǎo)電單元的中心挖空，并且在挖空處加上屏蔽感應(yīng)單元的方式，也可以改善負(fù)觸效應(yīng)。該專利還有公開了用導(dǎo)線連接屏蔽感應(yīng)單元，形成屏蔽感應(yīng)群組的方式，該方式通過導(dǎo)線連接至控制電路，該控制電路通過導(dǎo)線提供信號至導(dǎo)電群組或者屏蔽感應(yīng)群組，具有改善電場分布與增加感應(yīng)靈敏度的效果，然而缺點是增加導(dǎo)線數(shù)量以及控制電路的復(fù)雜度。
[0007]在美國專利第6970160號發(fā)明專利案以及臺灣專利第1347545號發(fā)明專利案中，雖然皆公開了可用來感應(yīng)使用者觸碰觸控面板的功能，但該些現(xiàn)有的專利技術(shù)中的導(dǎo)電單元都有感應(yīng)電場分布不均勻與感應(yīng)區(qū)域的限制。前案的導(dǎo)電單元的形狀不論是方形、六角形或是其他形狀，感應(yīng)區(qū)域都只在導(dǎo)電單元的邊緣，當(dāng)用戶只接觸到導(dǎo)電單元的中心部位時，導(dǎo)電單元就無法感應(yīng)，因此導(dǎo)電單元的面積必須小于用戶手指的接觸面積，否則會有無法感應(yīng)的區(qū)域。
[0008]臺灣專利第1430162號發(fā)明專利案公開了在導(dǎo)電單元的中心挖洞的方式，以及在導(dǎo)電單元的中心挖空并且加上屏蔽感應(yīng)區(qū)的方式，雖然改善了負(fù)觸效應(yīng)，但是只能在導(dǎo)電單元的邊緣感應(yīng)。該專利另外公開了提供信號給屏蔽感應(yīng)群組的方法，雖然具有改善電場分布與增加感應(yīng)靈敏度的效果，缺點是增加導(dǎo)線數(shù)量以及控制電路的復(fù)雜度，導(dǎo)致導(dǎo)線之間的信號干擾會很嚴(yán)重，若要應(yīng)用在大尺寸的觸控面板，會由于導(dǎo)線太多而難以實現(xiàn)。
[0009]因此觸控面板的感應(yīng)層需要改善電場分布并且不需增加導(dǎo)線的技術(shù)，不僅增加導(dǎo)電單元的感應(yīng)范圍，避免觸控屏幕有感應(yīng)不到的區(qū)域，又不需要增加額外的導(dǎo)線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的主要目的是提供一種讓感應(yīng)電場均勻分布的電容式觸摸板。應(yīng)用于雙層感應(yīng)架構(gòu)時，該架構(gòu)包括兩個電容感應(yīng)層，該兩個電容感應(yīng)層中間以一隔絕材料分隔，以形成電容效應(yīng)。每一電容感應(yīng)層包括依相同軸向排列的導(dǎo)電群組，而且兩個電容感應(yīng)層的軸向彼此垂直。每一個導(dǎo)電群組由多個以導(dǎo)線連接的導(dǎo)電單元所組成。而本發(fā)明提供的電容式觸摸板更包含多個懸浮感應(yīng)單元，每一個懸浮感應(yīng)單元分布于相鄰的第一軸向?qū)щ妴卧g或者相鄰的第二軸向?qū)щ妴卧g。該些懸浮感應(yīng)單元和第一軸向?qū)щ妴卧蛘呦噜彽牡诙S向?qū)щ妴卧Ａ暨m當(dāng)?shù)拈g距，不需要導(dǎo)線連接，亦不需要提供信號，即可產(chǎn)生新的感應(yīng)電容，使感應(yīng)電場均勻分布以及擴大觸控感應(yīng)區(qū)域。
[0011]本發(fā)明應(yīng)用于單層感應(yīng)架構(gòu)時，該架構(gòu)包含兩個軸向的導(dǎo)電群組，每一個導(dǎo)電群組由多個以導(dǎo)線連接的導(dǎo)電單元所組成，不同軸向的導(dǎo)線之間則以絕緣覆層予以隔離。而本發(fā)明提供的電容式觸摸板更包含多個懸浮感應(yīng)單元，每一個懸浮感應(yīng)單元分布于每一個相鄰的第一軸向?qū)щ妴呜：偷诙S向?qū)щ妴呜Ｖg。該些懸浮感應(yīng)單兀和第一軸向?qū)щ妴卧约跋噜彽牡诙S向?qū)щ妴卧Ａ暨m當(dāng)?shù)拈g距，不需要導(dǎo)線連接，亦不需要提供信號，即可產(chǎn)生新的感應(yīng)電容，使感應(yīng)電場均勻分布以及擴大觸控感應(yīng)區(qū)域。
[0012]先前專利的感應(yīng)原理是在兩個不同軸向的導(dǎo)電單元的相鄰區(qū)域產(chǎn)生電場，產(chǎn)生一基本感應(yīng)電容，當(dāng)使用者的手指接觸到該電場的感應(yīng)范圍時，會改變基本感應(yīng)電容的電容值，進而由電容值的變化量推算用戶的觸控位置。
[0013]而本發(fā)明加入懸浮感應(yīng)單元之后，兩個軸向的導(dǎo)電單元又會分別和懸浮感應(yīng)單元的相鄰區(qū)域產(chǎn)生電場，并分別具有一等效電容值，這兩個電容統(tǒng)稱為懸浮感應(yīng)電容，這兩個懸浮感應(yīng)電容串聯(lián)在兩個不同軸向的導(dǎo)電單元之間，其等效電容值的倒數(shù)等于這兩個懸浮感應(yīng)電容的倒數(shù)和，該等效電容分布于懸浮感應(yīng)單元的四周，因此增加了感應(yīng)的范圍。
[0014]本發(fā)明修改了導(dǎo)電單元的形狀，并把懸浮感應(yīng)單元置于導(dǎo)電單元之間的空隙，增加觸控感應(yīng)的范圍，使電場的分布更均勻，并且避免導(dǎo)電單元的中心區(qū)域無法感應(yīng)的狀況。加入懸浮感應(yīng)單元的技術(shù)可應(yīng)用在單層感應(yīng)架構(gòu)以及雙層感應(yīng)架構(gòu)。
[0015]根據(jù)本案構(gòu)想，本發(fā)明提供的電容式觸摸板在一基板表面上形成一觸控圖形結(jié)構(gòu)，包含:多個第一軸向?qū)щ娙航M，每一個第一軸向?qū)щ娙航M包含多個第一軸向?qū)щ妴卧?，并以第一軸向設(shè)置在該基板的表面；多個第二軸向?qū)щ娙航M，每一個第二軸向?qū)щ娙航M包含多個第二軸向?qū)щ妴卧?，并以第二軸向設(shè)置在該基板的表面；多個第一軸向?qū)Ь€，分別連接每一個第一軸向?qū)щ娙航M中各個相鄰的第一軸向?qū)щ妴卧?；多個絕緣體，分別覆設(shè)于每一個第二軸向?qū)щ娙航M中各個相鄰的第二軸向?qū)щ妴卧g；多個第二軸向?qū)Ь€，越過對應(yīng)的絕緣體的表面，分別連接每一個第二軸向?qū)щ娙航M中各個相鄰的第二軸向?qū)щ妴卧?；以及多個懸浮感應(yīng)單元，分別設(shè)置于第一軸向?qū)щ妴卧c第二軸向?qū)щ妴卧g。
[0016]根據(jù)本案構(gòu)想，上述電容式觸摸板更包含多個絕緣體，分別覆設(shè)于每一個第一軸向?qū)щ娙航M中各個相鄰的第一軸向?qū)щ妴卧g，使第一軸向?qū)Ь€越過對應(yīng)的絕緣體的表面，并且分別連接每一個第一軸向?qū)щ娙航M中各個相鄰的第一軸向?qū)щ妴卧?br>[0017]根據(jù)本案構(gòu)想，本發(fā)明也可應(yīng)用于另一種電容式觸摸板，其包含:多個第一軸向?qū)щ娙航M，每一個第一軸向?qū)щ娙航M包含多個以第一軸向?qū)Ь€連接的第一軸向?qū)щ妴卧⒁缘谝惠S向設(shè)置在該基板的表面；多個第二軸向?qū)щ娙航M，每一個第二軸向?qū)щ娙航M包含多個第二軸向?qū)щ妴卧?，并以第二軸向設(shè)置在該基板的表面；多個第二軸向?qū)Ь€，分別從每一個第二軸向?qū)щ妴卧B接至該基板表面的邊緣；以及多個懸浮感應(yīng)單元，分別設(shè)置于第一軸向?qū)щ妴卧c第二軸向?qū)щ妴卧g。
[0018]根據(jù)本案構(gòu)想，上述電容式觸摸板更包含多個連接線，連接屬于相同導(dǎo)電群組的第二軸向?qū)Ь€，使屬于同一導(dǎo)電群組的第二軸向?qū)щ妴卧舜讼噙B。
[0019]根據(jù)本案構(gòu)想，本發(fā)明也可應(yīng)用于雙層感應(yīng)電容式觸摸板，其包含:一第一感應(yīng)層，包含多個依第一軸向排列的第一軸向?qū)щ娙航M，每一個第一軸向?qū)щ娙航M由多個以導(dǎo)線連接的第一軸向?qū)щ妴卧M成；一第二感應(yīng)層，包含多個依第二軸向排列的第二軸向?qū)щ娙航M，每一個第二軸向?qū)щ娙航M由多個以導(dǎo)線連接的第二軸向?qū)щ妴卧M成；一隔絕層，以一隔絕材料置于第一感應(yīng)層與第二感應(yīng)層中間，以形成電容效應(yīng)；以及多個懸浮感應(yīng)單元，每一個懸浮感應(yīng)單元設(shè)置于第一感應(yīng)層的第一軸向?qū)щ娙航M之間或者第二感應(yīng)層的第二軸向?qū)щ娙航M之間。
[0020]上述電容式觸摸板，其中該第一軸向?qū)щ妴卧?、第二軸向?qū)щ妴卧c懸浮感應(yīng)單元的形狀為方形、六角形、長條形或十字形，或者為前述形狀的組合。
[0021]上述電容式觸摸板更包含多個信號傳輸線，形成于該基板表面，并且每一信號傳輸線各自連接每一第一軸向?qū)щ娙航M及每一第二軸向?qū)щ娙航M
[0022]上述電容式觸摸板，其中該第一軸向?qū)щ娙航M與第二軸向?qū)щ娙航M的分布方向互相垂直。
[0023]上述電容式觸摸板，其中該各個第一軸向?qū)щ妴卧?，第二軸向?qū)щ妴卧谝惠S向?qū)Ь€及第二軸向?qū)Ь€以透明的導(dǎo)電材料所制成，該透明的導(dǎo)電材料可以是氧化銦錫(Indium Ti