CN102819334A - 触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏，其包括：一传感器，该传感器具有一表面；一光学透明胶层，该光学透明胶层设置于所述传感器的表面；以及一盖板，该盖板设置于光学透明胶层表面；其中，进一步，所述触摸屏定义有两个区域：一触控区域与一走线区域；所述光学透明胶层至少设置在所述传感器位于触控区域的表面，所述传感器与盖板之间位于走线区域的部分进一步设置有一介电隔离材料，且该介电隔离材料的介电常数小于光学透明胶层的介电常数。

Description

触摸屏

技术领域

本发明涉及一种触摸屏，尤其涉及一种电容式触摸屏。

背景技术

近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。

按照触摸屏的工作原理和传输介质的不同，现有的触摸屏分为四种类型，分别为电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏和电阻式触摸屏的应用比较广泛。

现有技术中的电容式触摸屏通常包括一传感器（Sensor）、一光学透明胶层（OCA Layer）覆盖于该传感器表面、以及一盖板（Cover Lens）设置于该光学透明胶层表面。所述传感器包括一基体、一氧化铟锡（ITO）透明导电层、多个电极以及一导电线路。所述传感器可以分为一触控区域和一走线区域。所述导电线路设置于走线区域。该触摸屏在使用过程中，当裸指或导电装置触摸走线区域时会产生干扰讯号。由于光学透明胶层的介电常数较大，所以导电线路对干扰讯号的敏感度较大，从而影响了触摸屏的灵敏度。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种导电线路对干扰讯号的敏感度较小，且灵敏度较高的触摸屏。

一种触摸屏，其包括：一传感器，该传感器具有一表面；一光学透明胶层，该光学透明胶层设置于所述传感器的表面；以及一盖板，该盖板设置于光学透明胶层表面；其中，进一步，所述触摸屏定义有两个区域：一触控区域与一走线区域；所述光学透明胶层至少设置在所述传感器位于触控区域的表面，所述传感器与盖板之间位于走线区域的部分进一步设置有一介电隔离材料，且该介电隔离材料的介电常数小于光学透明胶层的介电常数。

与现有技术相比较，本发明提供的触摸屏具有以下优点：由于在走线区域的传感器与盖板之间设置一介电隔离材料，且该介电隔离材料的介电常数小于光学透明胶层的介电常数，所以走线区域的导电线路对干扰讯号的敏感度较小，从而提高了触摸屏的灵敏度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的触摸屏的结构分解图。

图2为图1的触摸屏沿线II-II的剖面图。

图3为图1中的透明导电层的扫描电镜照片。

图4为本发明第一实施例提供的触摸屏的触摸点定位系统。

图5为图4中的第一透明导电层与第二透明导电层的合并示意图。

图6为本发明第二实施例提供的触摸屏的结构示意图。

图7为本发明第三实施例提供的触摸屏的结构示意图。

图8为本发明第四实施例提供的触摸屏的结构示意图。

主要元件符号说明

触摸屏	10, 20, 30, 40
		触控区域	10A, 20A, 30A, 40A
走线区域	10B, 20B, 30B, 40B
		传感器	12, 22, 32, 42
绝缘隔离层	120, 220, 320,420
		第一导电线路	121, 221, 321, 421
第一透明导电层	122, 222, 322, 422
		第一电极	123, 223, 323, 423
第二透明导电层	124, 224, 324,424
		第二电极	125
绝缘基底	126, 226, 326,426
		第二导电线路	127
光学透明胶层	14, 24, 34, 44
		盖板	16, 26, 36, 46
介电隔离材料	18, 28, 38, 48

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的触摸屏作进一步的详细说明。本发明提供的触摸屏结构既适用于电容式单点触摸屏，也适用于电容式多点触摸屏，本发明实施例仅以电容式多点触摸屏为例进行说明。

请参阅图1及图2，本发明第一实施例提供一种电容式触摸屏10，该触摸屏10包括一传感器12、一光学透明胶层14、以及一盖板16。

所述触摸屏10定义有两个区域：一触控区域10A与一走线区域10B。所述触控区域10A为所述触摸屏10可被触碰实现触控功能的区域，所述走线区域10B为所述触摸屏10内导电线路与电极设置的区域。所述走线区域10B为触摸屏10靠近边缘的区域，其可以位于触控区域10A的至少一侧。本实施例中，所述触摸屏10为一长方形，所述走线区域10B为所述触摸屏10靠近相邻的两边的边缘区域，触控区域10A为走线区域10B以外的其它区域。可以理解，所述触控区域10A也可以为触摸屏10的中心区域。即，所述走线区域10B环绕触控区域10A。如：所述触控区域10A的形状与触摸屏10的形状相同且面积小于触摸屏10的面积，所述走线区域10B为触控区域10A以外的其它区域。

所述光学透明胶层14与盖板16依次设置于所述传感器12的一侧，且该光学透明胶层14位于盖板16与传感器12之间。所述盖板16通过光学透明胶层14与传感器12贴合固定。具体地，所述光学透明胶层14设置于传感器12位于触控区域10A的表面。所述盖板16将所述光学透明胶层14覆盖，以在走线区域10B的传感器12与盖板16之间定义一空间。所述空间内设置有一介电隔离材料18以将所述传感器12的导电线路覆盖，从而使得所述传感器12的导电线路与盖板16之间被该介电隔离材料18介电隔离。

所述光学透明胶层14是一种干净的高透明度的无基材双面粘合胶带，其透光率达到99%以上。所述光学透明胶层14的材料为介电常数大于3的材料。本实施例中，所述光学透明胶层14的材料为聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），也称有机玻璃或压克力，其介电常数位于3~ 5之间。

所述介电隔离材料18不限，只要其介电常数小于光学透明胶层14的介电常数即可。优选地，所述介电隔离材料18的介电常数小于2。可以理解，平行板电容器的电容公式为C=(εA)/d，其中，ε为平行板之间的介电隔离材料的介电常数。根据该公式可知，越小的介电常数，产生的电容越小，即触摸盖板16时感测的电容讯号就越小，从而使导电线路受到的干扰也越小。本实施例中，所述介电隔离材料18为空气，其介电常数为1，即位于走线区域10B的传感器12与盖板16之间为一中空结构。由于空气的介电常数远远小于光学透明胶层14的介电常数，所以该触摸屏10的导电线路对干扰讯号的敏感度非常小，从而大大提高了触摸屏10的灵敏度。

所述盖板16为一透明绝缘层，如一聚酯膜、玻璃片或一二氧化硅层，其厚度可以根据需要进行选择。该盖板16可以提高触摸屏10的耐久性和触摸感受。本实施例中，盖板16为一聚酯膜。

所述传感器12包括一绝缘隔离层120、一第一透明导电层122、一第二透明导电层124、多个第一电极123、多个第二电极125、一第一导电线路121、一第二导电线路127以及一绝缘基底126。所述绝缘基底126、第二透明导电层124、绝缘隔离层120以及第一透明导电层122由下而上依次层叠设置。在本说明书中，“上”“下”仅指相对的方位。本实施例中，“上”指触摸屏10靠近触碰表面的方向，“下” 指触摸屏10远离触碰表面的方向。所述第二透明导电层124较第一透明导电层122远离触摸屏10的触碰表面。所述第一透明导电层122和第二透明导电层124分别设置于绝缘隔离层120相对的两表面。所述绝缘基底126设置于第二透明导电层124的下表面，将第二透明导电层124覆盖。进一步参阅图4及图5，所述多个第一电极123间隔设置且与所述第一透明导电层122电连接。所述多个第二电极125间隔设置且与所述第二透明导电层124电连接。所述第一导电线路121将多个第一电极123与一感测电路15电连接。所述第二导电线路127将多个第二电极125与一驱动电路17电连接。然而，根据各种功能的需求，上述各层之间还可插入额外的其它层。所述盖板16设置于第一透明导电层122一侧。

所述绝缘隔离层120与绝缘基底126为一曲面型或平面型的结构。该绝缘隔离层120具有适当的透明度，且主要起绝缘隔离的作用。该绝缘基底126具有适当的透明度，且主要起支撑的作用。该绝缘隔离层120与绝缘基底126由玻璃、石英、金刚石或塑料等硬性材料或柔性材料形成。具体地，所述柔性材料可选择为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯（PE）、聚酰亚胺（PI）或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，或聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)或丙烯酸树脂等材料。本实施例中，所述绝缘隔离层120与绝缘基底126均为一平面型的结构，其材料为柔性材料聚碳酸酯(PC)。形成所述绝缘隔离层120与绝缘基底126的材料并不限于上述列举的材料，只要能使绝缘隔离层120与绝缘基底126起到隔离或支撑的作用，并具有适当的透明度即可。

所述第一透明导电层122和第二透明导电层124可以仅设置于绝缘隔离层120位于触控区域10A的表面，也可以设置于绝缘隔离层120的整个表面。当所述第一透明导电层122和第二透明导电层124设置于绝缘隔离层120的整个表面时，透明导电层与导电线路之间可以设置一绝缘层。所述第一透明导电层122和第二透明导电层124为具电阻抗异向性之导电膜，例如碳纳米管（Carbon Nano Tube，CNT）膜、经蚀刻或激光切割处理之碳纳米管膜或图案化的氧化铟锡层。在碳纳米管膜经过激光切割处理的情况下，碳纳米管膜上将有多个激光切割线，这样的处理并不会影响碳纳米管膜原先就具有的电阻抗异向性。在本实施例中，第一透明导电层122为图案化的氧化铟锡层，第二透明导电层124为未经蚀刻或激光切割处理的碳纳米管膜。

请参阅图3，所述碳纳米管膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。所述若干碳纳米管沿一固定方向择优取向延伸。该碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管膜的表面。进一步地，所述碳纳米管膜中多数碳纳米管是通过范德华（Van Der Waals）力首尾相连。具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管膜中存在少数随机排列的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态，即将该碳纳米管膜置于（或固定于）间隔设置的两个支撑体上时，位于两个支撑体之间的碳纳米管膜能够悬空保持自身膜状状态。

具体地，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

具体地，所述碳纳米管膜包括多个连续且定向排列的碳纳米管片段。该多个碳纳米管片段通过范德华力首尾相连。每一碳纳米管片段包括多个相互平行的碳纳米管，该多个相互平行的碳纳米管通过范德华力紧密结合。该碳纳米管片段具有任意的长度、厚度、均匀性及形状。该碳纳米管膜中的碳纳米管沿同一方向择优取向排列。

所述碳纳米管膜可通过从碳纳米管阵列直接拉取获得。具体地，首先于石英或晶圆或其它材质之基板上长出碳纳米管阵列，例如使用化学气相沈积（Chemical Vapor Deposition，CVD）方法；接着，以拉伸技术将碳纳米管从碳纳米管阵列中拉出而形成。这些碳纳米管藉由凡得瓦（Van Der Waals）力而得以首尾相连，形成具一定方向性且大致平行排列的导电细长结构。所形成的碳纳米管膜会在拉伸的方向具最小的电阻抗，而在垂直于拉伸方向具最大的电阻抗，因而具备电阻抗异向性。

所述碳纳米管膜可以直接铺设于绝缘隔离层120或绝缘基底126的表面，也可以通过一粘胶层（图未示）固定于所述绝缘隔离层120或绝缘基底126表面。所述粘胶层的作用是为了使所述碳纳米管膜更好地粘附于所述绝缘隔离层120或绝缘基底126的表面。所述粘胶层是透明的，该粘胶层的材料为具有低熔点的热塑胶或UV（Ultraviolet Rays）胶，如聚氯乙烯（PVC）或PMMA等。所述粘胶层的厚度为1纳米~500微米；优选地，所述粘胶层的厚度为1微米~2微米。本实施例中，所述粘胶层的材料为PMMA，该粘胶层的厚度约为1.5微米。

所述多个第一电极123，多个第二电极125以及第一导电线路121和第二导电线路127的材料可以为金属、碳纳米管、氧化铟锡或导电浆料等其他导电材料。所述多个第一电极123，多个第二电极125以及第一导电线路121和第二导电线路127可以通过刻蚀导电薄膜，如金属薄膜或氧化铟锡薄膜制备，也可以通过丝网印刷法制备。本实施例中，所述第一导电线路121与多个第一电极123均为银导电浆料，且该第一导电线路121与多个第一电极123通过丝网印刷法同时形成。所述第二导电线路127与多个第二电极125的材料也均为银导电浆料，且该第二导电线路127与多个第二电极125通过丝网印刷法同时形成。所述第一电极123以及第二电极125都为条形的银导电浆料层。所述多个第一电极123间隔设置且沿Y方向排列，所述多个第二电极125间隔设置且沿X方向排列；且X方向与Y方向正交。所述第一导电线路121与第二导电线路127仅设置于走线区域10B。所述多个第一电极123，多个第二电极125设置于走线区域10B。

图4显示本发明实施例的触摸屏10之触碰点定位系统，其中，第一透明导电层122沿平行于导电层表面的一第一方向例如X轴方向或横轴方向之电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小；第二透明导电层124沿平行于导电层表面的一第二方向例如Y轴方向或纵轴方向之电阻抗相对于其它方向上的电阻抗为最小。各个第一电极123分别通过第一导电线路121连接至感测（Sensing）电路15。该感测电路15用以读取各个第一电极123的感应电讯号。各个第二电极125分别通过第二导电线路127连接至驱动（Driving）电路17，其逐一或同时输入同样的脉冲波形或其它波形之电讯号至各个第二电极125。换句话说，第一电极123在此是作为感测电讯号接触垫，第二电极125在此是作为驱动电讯号接触垫。驱动电路17及感测电路15由一控制器19所控制。

图5显示图4中第一透明导电层122和第二透明导电层124的合并示意图。于图4及图5的示意图中，显示了十三个第一电极123，以及七个第二电极125。藉由图4及图5所示之触摸屏10之触碰点定位系统，当触控笔或手指触碰到触摸屏10时，第一透明导电层122和第二透明导电层124之间所产生之第一电容C1值及第一透明导电层122和触控笔或手指之间所产生第二电容C2值，将会造成所有第一电极123之感测电讯号具有特定的特征，因而可藉此判断触摸屏10之触碰表面上触碰点的位置坐标，例如X轴或横轴之坐标及Y轴或纵轴之坐标。

请参阅图6，本发明第二实施例提供一种电容式触摸屏20，该触摸屏20包括一传感器22、一光学透明胶层24、以及一盖板26。所述触摸屏20定义有两个区域：一触控区域20A与一走线区域20B。所述传感器22包括一绝缘隔离层220、一第一透明导电层222、一第二透明导电层224、多个第一电极223、多个第二电极（图未示）、一第一导电线路221、一第二导电线路（图未示）以及一绝缘基底226。所述光学透明胶层24设置于传感器22位于触控区域20A的表面。所述盖板26将所述光学透明胶层24覆盖，以在走线区域20B的传感器22与盖板26之间定义一空间。所述空间内设置有一介电隔离材料28。

本发明第二实施例提供一种电容式触摸屏20与本发明第一实施例提供一种电容式触摸屏10的结构基本相同，其区别在于所述介电隔离材料28为介电常数为2~3之间的绝缘漆。由于绝缘漆的介电常数小于光学透明胶层24的介电常数，所以该触摸屏20的第一导电线路221对干扰讯号的敏感度较小，从而提高了触摸屏20的灵敏度。

请参阅图7，本发明第三实施例提供一种电容式触摸屏30，该触摸屏30包括一传感器32、一光学透明胶层34、以及一盖板36。所述触摸屏30定义有两个区域：一触控区域30A与一走线区域30B。所述传感器32包括一绝缘隔离层320、一第一透明导电层322、一第二透明导电层324、多个第一电极323、多个第二电极（图未示）、一第一导电线路321、一第二导电线路（图未示）以及一绝缘基底326。所述光学透明胶层34设置于传感器32位于触控区域30A的表面。所述盖板36将所述光学透明胶层34覆盖，以在走线区域30B的传感器32与盖板36之间定义一空间。所述空间内设置有一介电隔离材料38。

本发明第三实施例提供一种电容式触摸屏30与本发明第一实施例提供一种电容式触摸屏10的结构基本相同，其区别在于所述光学透明胶层34进一步延伸至传感器32位于走线区域30B的表面，所述位于走线区域30B的光学透明胶层34的厚度小于位于触控区域30A的光学透明胶层34的厚度，所述介电隔离材料38设置于走线区域32B的光学透明胶层34与盖板16之间。所述介电隔离材料38为介电常数为2~3之间的绝缘漆。制备所述触摸屏30时，先在传感器32表面设置一层光学透明胶层34，以将第一透明导电层322、多个第一电极323和第一导电线路321覆盖；然后将位于走线区域的光学透明胶层去除部分，然后在位于走线区域30B的光学透明胶层34表面设置一层介质绝缘漆；最后，将盖板36设置于光学透明胶层34表面，并将介电隔离材料38覆盖。由于绝缘漆的介电常数小于光学透明胶层34的介电常数，所以该触摸屏30的第一导电线路321对干扰讯号的敏感度较小，从而提高了触摸屏30的灵敏度。

请参阅图8，本发明第四实施例提供一种电容式触摸屏40，该触摸屏40包括一传感器42、一光学透明胶层44、以及一盖板46。所述触摸屏40定义有两个区域：一触控区域40A与一走线区域40B。所述传感器42包括一绝缘隔离层420、一第一透明导电层422、一第二透明导电层424、多个第一电极423、多个第二电极（图未示）、一第一导电线路421、一第二导电线路（图未示）以及一绝缘基底426。所述光学透明胶层44设置于传感器42位于触控区域40A的表面。所述盖板46将所述光学透明胶层44覆盖，以在走线区域40B的传感器42与盖板46之间定义一空间。所述空间内设置有一介电隔离材料48。

本发明第四实施例提供一种电容式触摸屏40与本发明第三实施例提供一种电容式触摸屏30的结构基本相同，其区别在于，所述介电隔离材料48置于走线区域40B的传感器42与光学透明胶层44之间。制备所述触摸屏40时，先在传感器42位于走线区域40B的表面设置一层绝缘漆，以将第一第一导电线路421覆盖；然后在传感器42表面设置一层光学透明胶层44以将第一透明导电层422、多个第一电极423和介电隔离材料48覆盖；最后，将盖板46设置于光学透明胶层44表面，并将光学透明胶层44覆盖。由于绝缘漆的介电常数小于光学透明胶层44的介电常数，所以该触摸屏40的第一导电线路421对干扰讯号的敏感度较小，从而提高了触摸屏40的灵敏度。

本发明实施例提供的触摸屏具有以下优点：第一，碳纳米管具有优异的力学特性使得碳纳米管层具有良好的韧性及机械强度，且耐弯折，故采用碳纳米管层作为透明导电层，可以相应的提高触摸屏的耐用性；进而提高使用该触摸屏的显示装置的耐用性；第二，由于碳纳米管层包括多个均匀分布的碳纳米管，故，该碳纳米管层也具有均匀的阻值分布，因此，采用该碳纳米管层作为透明导电层可以相应的提高触摸屏的灵敏度及精确度；第三，由于在走线区域的传感器与盖板之间设置一介电隔离材料，且该介电隔离材料的介电常数小于光学透明胶层的介电常数，所以走线区域的导电线路对干扰讯号的敏感度较小，从而提高了触摸屏的灵敏度。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其他变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种触摸屏，其包括：

一传感器，该传感器具有一表面；

一光学透明胶层，该光学透明胶层设置于所述传感器的表面；以及

一盖板，该盖板设置于光学透明胶层表面；

其特征在于，进一步，所述触摸屏定义有两个区域：一触控区域与一走线区域，所述光学透明胶层至少设置在所述传感器位于触控区域的表面，所述传感器与盖板之间位于走线区域的部分进一步设置有一介电隔离材料，且该介电隔离材料的介电常数小于光学透明胶层的介电常数。

2.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述光学透明胶层仅设置于所述传感器位于触控区域的表面，所述介电隔离材料设置于所述传感器位于走线区域的表面且与盖板接触。

3.如权利要求2所述的触摸屏，其特征在于，所述位于走线区域的传感器与盖板之间具有一空间，所述介电隔离材料为空气，即所述空间为一中空结构。

4.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述光学透明胶层设置于所述传感器的整个表面，所述介电隔离材料设置于位于走线区域的光学透明胶层与所述盖板之间。

5.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述光学透明胶层设置于所述传感器的整个表面，所述介电隔离材料设置于位于走线区域的传感器与光学透明胶层之间。

6.如权利要求2、4或5所述的触摸屏，其特征在于，所述介电隔离材料为介电常数为2~3之间的绝缘漆。

7.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述光学透明胶层的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。

8.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述盖板的材料为聚酯膜、玻璃片或二氧化硅。

9.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述传感器进一步包括：

一绝缘隔离层；

一第一透明导电层，具电阻抗异向性，且所述第一透明导电层于一第一方向之电阻抗小于其它方向之电阻抗；

一第二透明导电层，具电阻抗异向性，且所述第二透明导电层于一第二方向之电阻抗小于其它方向之电阻抗，所述第一透明导电层和第二透明导电层分别设置于绝缘隔离层相对的两表面；

多个第一电极，所述多个第一电极设置于第一透明导电层平行于第二方向的侧边，且与所述第一透明导电层电连接；

多个第二电极，所述多个第二电极设置于第二透明导电层平行于第一方向的侧边，且与所述第二透明导电层电连接；

一第一导电线路，所述第一导电线路设置于走线区域且与多个第一电极电连接；

一第二导电线路，所述第二导电线路设置于走线区域且与多个第二电极电连接；以及

一绝缘基底，所述绝缘基底设置于传感器远离光学透明胶层的一表面。

10.如权利要求9所述的触摸屏，其特征在于，所述第一透明导电层包括一图案化的氧化铟锡层，所述第二透明导电层包括一碳纳米管层，所述碳纳米管层包括多个碳纳米管沿一固定方向择优取向延伸。

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