觸控裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型是有關于一種觸控裝置，且特別是有關于一種具有三維觸控偵測的觸控裝置。
【背景技術】
[0002]觸控裝置為日漸普遍的人機接口裝置，當用戶觀察觸控裝置后方的屏幕中的文字或圖形而觸控對應位置時，觸控裝置會感測這些觸控訊號，并傳送到控制器進行處理，以產生對應位置的輸出信號，常見的感測方式有電阻式、電容式、紅外線式和超音波式等。例如，電容式感測系統(tǒng)采用電容傳感器，當用戶觸碰觸控裝置時，所觸碰位置的電容值會改變。因此，當用戶觸碰不同的位置時，感測系統(tǒng)就會計算出電容的改變程度，然后產生對應位置的輸出信號。
[0003]近年來，一種可用于偵測壓力大小的壓力感測裝置，因提供給用戶更多的使用體驗而受到熱捧。
[0004]現(xiàn)有的觸控裝置若欲整合偵測觸控位置的平面觸控感測電極層和偵測壓力大小的壓力感測電極，為避免壓力感測電極層對平面觸控感測電極層的信號串擾，同時提高壓力感測電極的靈敏度，通常會將平面觸控感測電極層和壓力感測電極層分開制作于觸控顯示設備的不同區(qū)域，但這樣的設計對使用者是不方便，且不利于三維觸控偵測。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的一個目的在于提供一種三維觸控偵測的觸控裝置。
[0006]本實用新型的一實施方式中，觸控裝置包括一保護蓋板，用以作為該觸控裝置的保護外蓋，其上表面供使用者施以一觸壓動作；一壓力感測電極層，設置于該保護蓋板下方，用以偵測該觸壓動作的一按壓力道；一平面觸控感測電極層，設置于該保護蓋板與該壓力感測電極層之間，用以偵測一觸壓動作的位置。
[0007]本實用新型的另一實施方式中，該壓力感測電極層包括至少一個放射狀感壓電極，該放射狀感壓電極具有復數(shù)個延伸部，該等延伸部以該放射狀感壓電極的一中心為原點，朝外呈現(xiàn)一放射狀圖案，以提高該壓力感測電極層的一壓力偵測靈敏度。
[0008]本實用新型的另一實施方式中，該放射狀感壓電極的大小為25_2至225_2。
[0009]本實用新型的另一實施方式中，該放射狀感壓電極是由一條透明導線迂回曲折而環(huán)繞成一放射狀圖案。
[0010]本實用新型的另一實施方式中，該放射狀感壓電極的數(shù)量為復數(shù)個，且是由至少一條透明導線迂回曲折環(huán)繞成復數(shù)個放射狀圖案，即至少有兩個放射狀圖案是由一條透明導線迂回曲折環(huán)繞而成。
[0011]本實用新型的另一實施方式中，該透明導線的線寬范圍為3?500um。
[0012]本實用新型的另一實施方式中，該透明導線應變計因子(gage factor)大于0.5。
[0013]本實用新型的另一實施方式中，更包括一透明基板，且該平面觸控感測電極層與該壓力感測電極層分別設置于該透明基板相對的兩表面，其中該平面觸控感測電極層后續(xù)與該保護蓋板貼合。
[0014]本實用新型的另一實施方式中，該平面觸控感測電極層直接設置于保護蓋板下表面。
[0015]本實用新型的另一實施方式中，更包括一絕緣平坦層覆蓋該平面觸控感測電極層，而壓力感測電極層設置于該絕緣平坦層下表面。
[0016]本實用新型的另一實施方式中，更包括一透明基板，該壓力感測電極層設置于該透明基板上，而該透明基板通過一光學膠與該保護蓋板貼合。
[0017]本實用新型的另一實施方式中，更包括一透明基板，該壓力感測電極層設置于該透明基板上，而該平面觸控感測電極層通過一光學膠與該透明基板貼合。
[0018]本實用新型的另一實施方式中，更包括一顯示面板，其中該壓力感測電極層設置在該顯示面板的上表面，而平面觸控感測電極層通過一光學膠與該壓力感測電極層貼合。
[0019]本實用新型的另一實施方式中，更包括一顯示面板，其中該顯示面板自上而下至少包括一上偏光板，一上基板，一彩色濾光片，一液晶層，一驅動層，一下基板，該壓力感測電極層內嵌于該顯示面板中。
[0020]本實用新型的另一實施方式中，該壓力感測電極層設置于該上偏光板與該上基板之間。
[0021]本實用新型的另一實施方式中，該壓力感測電極層設置于該上基板與該彩色濾光片之間。
[0022]本實用新型將壓力感測電極層設置于平面感測電極層之下，保證壓力感測電極層不會對平面感測電極層的信號產生影響，而特別設計壓力感測電極層的圖案以增強其感測靈敏度。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型之一實施例的一觸控裝置的示意圖。
[0024]圖2A為一作用力作用于一物體表面而引起該物體形變的截圖標意圖。
[0025]圖2B為一作用力作用于一物體表面而引起該物體形變的平面示意圖。
[0026]圖3A為本實用新型之一實施例的一壓力感測電極層的示意圖。
[0027]圖3B為本實用新型之另一實施例的一壓力感測電極層的示意圖。
[0028]圖3C為本實用新型之另一實施例的一壓力感測電極層的示意圖。
[0029]圖4A?5C為本實用新型之一實施例的一觸控裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述。
[0031]本實用新型于提供一種觸控裝置，其包括一保護蓋板、一壓力感測電極層以及設置于該保護蓋板與該壓力感測電極層之間的一平面觸控感測電極層。詳細說明請參考本案圖示與對應說明。
[0032]圖1為本實用新型之一實施例的一觸控裝置的示意圖。保護蓋板11材質較佳為一強化硬質板，例如硬質塑料、強化玻璃或是三氧化二鋁，保護蓋板11用以作為該觸控裝置的保護外蓋，其上表面供使用者施以一觸壓動作。壓力感測電極層13，設置于保護蓋板11下方，用以偵測觸壓動作的按壓力道。平面觸控感測電極層12，設置于保護蓋板11與壓力感測電極層13之間，用以偵測觸壓動作的位置。在另一實施例中，更包括一絕緣介質(圖上未繪出)，設置于平面觸控感測電極層12與壓力感測電極層13之間，以避免平面觸控感測電極層12的圖案電性影響壓力感測電極層13圖案的電性。
[0033]平面觸控感測電極層12具有復數(shù)第一方向偵測電極(未顯示)和復數(shù)第二方向偵測電極(未顯示)。至少在第一及第二方向偵測電極交叉的位置需以一透明絕緣材料電性隔開，并且第一及第二方向偵測電極構成一平面感測圖案。在一可能實施例中，第一及第二方向偵測電極系設置在同一基板的同一表面上，因此，平面觸控感測電極層12可為一單層氧化銦錫(Single ITO ；SIT0)架構。
[0034]當使用者施加一觸壓動作于保護蓋板11的上表面時，觸壓動作的位置將造成第一與第二方向偵測電極之間的電容容值變化。因此，藉由偵測平面觸控感測電極層12的容值變化，便可推得觸壓動作的位置，也就是觸壓動作在X方向與Y方向的變化。
[0035]壓力感測電極層13具有至少一感壓電極(未顯示)，當用戶施加一觸壓動作于保護蓋板11的上表面時，觸壓動作的力道將透過保護蓋板11及平面觸控感測電極層12，傳導至壓力感測電極層13，造成感壓電極的圖案變形，進而造成感壓電極的阻值發(fā)生變化。觸壓動作的不同力道，會造感壓電極的圖案產生不同程度的變形，進而導致感壓電極產生不同程度的阻值變化。因此，可藉由偵測壓力感測電極層13的感壓電極的阻值變化程度，便可推得觸壓動作的力道，也就是觸壓動作在Z方向的變化。
[0036]在此實施例中，平面觸控感測電極層12，設置于保護蓋板11與壓力感測電極層13之間，即壓力感測電極層13位于平面觸控感測電極層12遠離觸壓動作面(保護蓋板)的下方。因執(zhí)行觸壓動作一定是先觸再壓，平面觸控感測電極層12相較于壓力感測電極層13更靠近觸壓動作面，在觸的動作產生之后就可以完成平面位置的偵測，而壓的動作進一步產生時壓力感測電極層13才會開始執(zhí)行掃描，因而壓力感測電極層13設置的位置及其偵測方式都不會對平面觸控感測電極層12的信號產生影響。但因壓力感測電極層13與觸壓動作面(保護蓋板)之間至少還隔著一平面觸控感測電極層12，因此必須考慮到壓力傳導的衰減，因此必需讓壓力感測電極層13對于壓力的靈敏度提高。
[0037]請參考圖2A及圖2B物體受力后形變與作用力關系示意圖，圖2A為一作用力作用于一物體表面而引起該物體形變的截圖標意圖。圖2B為一作用作用于一物體表面而引起該物體形變的平面示意圖。從圖上可觀察到，施力處的中心，物體產生的形變最大，而往四周的形變逐漸小。從圖2B來看，使用者施力作用于一物體表面的作用力是呈現(xiàn)從中心點往外呈放射狀發(fā)散，力道會隨著距離中心點的距離而衰減。
[0038]根據(jù)圖2A與圖2B的說明，本案提出的壓力感測電極層13具有一種特殊的電極形狀，使得使用者在壓力感測電極層13觸壓所造成的形變能被有效的偵測出來。
[0039]圖3A為本實用新型之一實施例的一壓力感測電極層的示意圖。在本實施例中，壓力感測電極層13包括至少一個放射狀感壓電極21，每一個放射狀感壓電極21都是由一條透明導線迂回曲折而環(huán)繞成一放射狀圖案。即放射狀感壓電極21是由一透明導線，以放射狀感壓電極21的中心為原點，沿一放射方向延伸出一定長度后，又迂回往原點延伸，以形成一延伸部21a，如此往復多次形成復數(shù)個延伸部21a，則復數(shù)個延伸部21a是由以放射狀感壓電極21的中心為原點，朝四周呈現(xiàn)一放射狀排布。
[0040]本實用新型利用一種會因為形變造成電阻變化的導線形成一特定形狀的感測電極，使得因形變造成的電阻變化可被有效的偵測出。這種導線具有下述特性:
[0041]GF = ( Δ R/R) / ( Δ L/L)
[0042]GF為應變計因子Gage Factor, R為感測電極的初始電阻值，L為感測電極的導線總長度，A R為感測電極的電阻值變化量，A L感測電極的導線的長度變化量。
[0043]在GF、初始電阻值R以及電極的導線總長度L固定的情況下，為了讓電阻變化Δ R能更有效的被偵測出，則需要讓電極的導線的長度變化量AL越大越好。本實用新型一實施例提供的放射狀感壓電極21，感測電極的導線在中心處最密集，且導線由中心處向外呈現(xiàn)放射狀排布，與作用力在平面方向上的傳遞方向一致，如此設計，可以讓感測電極產生盡量大的形變AL，使得相應的電阻變化量AR足夠被測量出，進而可以根據(jù)電阻的變化量判斷對應的深度。簡單來說，透過放射狀