CN102855041B - 一种单层多点电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单层多点电容触摸屏，包括形成于同一电极层上的多个驱动电极及其引出线和多个与驱动电极形状互补但是相互隔离的无电连接的感应电极。每个驱动电极和与驱动电极形状互补的感应电极构成了一个重复电极单元。驱动电极是由多个上方连接起来的第一条状电极组成，而每个第一条状电极的外形如同多个上下连接起来的“中”字。位于同一列的重复电极单元中的感应电极直接相连，从而形成多个列感应电极。位于同一行的重复电极单元中的驱动电极通过引出线在柔性电路板或印刷电路板上连接，从而形成多个行驱动电极。通过检测触摸前后，驱动电极和感应电极侧壁之间形成互电容的变化，从而确定触摸的位置。

Description

一种单层多点电容触摸屏

技术领域：

本发明涉及触摸屏，尤其涉及互容式有源触摸屏的结构。

背景技术：

在目前的触摸屏领域，主要有电阻式触摸屏、光电式触摸屏、表面声波式触摸屏以及电容式触摸屏。

电阻式触摸屏仍是目前市场上的主导产品，但电阻式触摸屏的双层基板的结构，使得触摸屏和显示面板重叠在一起使用时，触摸屏的反光非常影响显示的亮度、对比度、色饱和度等显示品质，使整个显示质量大大下降，而加大显示面板背光的亮度，还会使功耗增大；模拟式电阻触摸屏存在定位漂移的问题，需要经常进行校准；另外，电阻式触摸屏电极接触的工作方式，容易使触摸屏损坏，经常使用会造成触摸屏的寿命缩短。

红外线式触摸屏和表面声波式触摸屏不会影响显示质量，但红外线式触摸屏和超声波式触摸屏成本高，水滴和尘埃都会影响触摸屏工作的可靠性，特别是红外线式触摸屏和超声波式触摸屏机构复杂、功耗大，使得红外线式触摸屏和超声波式触摸屏基本无法应用在便携式产品上。

目前，电容式触摸屏以其透光率高、耐磨损、寿命长而逐渐占据市场主流。电容式触摸屏的原理是通过测量手指或其他触控物对触摸屏电极间耦合电容的影响，实际是通过测量手指或其他触控物对触摸屏电极形成的电容的充放电的影响，来探测手指或其他触控物在触摸屏上的位置。

电容式触摸屏的电极一般采用透明的氧化铟锡(ITO)材料形成。按检测的电容的类型不同，电容式触摸屏分为自电容触摸屏和互电容触摸屏两种：自电容触摸屏通过检测触摸前后电极对地电容的变化确定触控物在触摸屏上的触摸位置；互电容触摸屏通过检测触摸前后两组电极之间电容改变确定触控物在触摸屏上的触摸位置。

当前市场上普遍使用的多点电容触摸屏的ITO电极实现方式主要有双面和单面搭桥两种，有些还会增加屏蔽层。双面ITO是在绝缘介质(如透明玻璃基板或者透明PET膜)的两面分别镀上ITO镀膜层，并分别在两个ITO镀膜层上通过蚀刻处理形成垂直交叉的感应电极和驱动电极；单面搭桥是指通过搭桥的方式将形成于绝缘介质一面的单层ITO镀膜层其中一个方向的电极连接并将另一个方向上的电极连接，从而形成横纵交叉的两个方向上的电极。

但是双面ITO电容触摸屏需要在绝缘介质上形成两个ITO镀膜层，并分别进行蚀刻，制造工序较多，也使得生产成本较高。而单面ITO搭桥式电容触摸屏需要对位于同一平面上的电极进行搭桥连接，搭桥工艺的复杂也使得生产成本较高。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种仅有单层ITO的，不使用传统的电极搭桥方式，又能够实现多点触摸检测的电容触摸屏。

本发明的单层多点电容触摸屏通过以下技术方案解决上述技术问题：

在透明绝缘介质(如透明玻璃基板、透明PET膜等)上使用溅镀工艺形成一层ITO镀膜层，再对ITO镀膜层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极及其引出线和多个与驱动电极形状互补但是相互隔离的无电连接的感应电极。

驱动电极是由多个上方连接起来的第一条状电极组成，而每个第一条状电极的外形如同多个“中”字上下连接起来的；感应电极，是由与多个第一条状电极形状互补的多个第二条状电极下方连接在一起构成的。每个驱动电极和与驱动电极形状互补的感应电极构成了一个重复电极单元。触摸屏由多个重复电极单元排列构成，重复电极单元呈列状排列，并形成多个列。

每个重复电极单元中的驱动电极在最右侧具有一条引出线，每条引出线都引向触摸屏的上方。位于同一列的重复电极单元中的感应电极直接相连，从而形成多个列感应电极；位于同一行的重复电极单元中的驱动电极通过引出线在柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)上连接，从而形成多个行驱动电极。

在检测多点触摸时，对每个行驱动电极，分别依次加载驱动信号，通过检测触摸时列感应电极和相应行驱动电极侧壁之间互电容，并与触摸前列感应电极和相应行驱动电极侧壁之间互电容进行比较，得到互电容变化的点为触摸点，并确定多个触摸点的位置。

附图说明：

图1为本申请单层多点电容触摸屏的整体结构图；

图2为图1中A区域的局部放大图；

图3为驱动电极的单个重复电极单元结构图。

具体实施例：

如图1所示本申请单层多点电容触摸屏的整体结构，本申请的单层多点电容触摸屏是由多组重复电极单元组成。每个重复电极单元由驱动电极和与驱动电极形状互补但是相互隔离的无电连接的感应电极组成。

如图2示出了图1中A区域的放大图，图中显示了四个完整的重复电极单元4(图2的圆圈中就是一个重复电极单元)。其中1为地隔离线，2为感应电极，3为驱动电极。驱动电极和与驱动电极中间是无电性连接的。每个重复电极单元中的驱动电极在最右侧具有一条引出线，每条引出线都引向触摸屏的上方。位于同一列的每个重复电极单元中的感应电极是直接相连的。

图3中示出了每个重复电极单元中驱动电极的结构图。可以看出驱动电极是由多个上方连接起来的第一条状电极组成，而每个第一条状电极的外形如同多个“中”字上下连接起来的。同理，每个重复电极单元中的感应电极，是由与多个第一条状电极形状互补的多个第二条状电极下方连接在一起构成的。

由图1-3可以看出，位于同一列的重复电极单元中的感应电极直接相连，从而形成多个列感应电极；位于同一行的重复电极单元中的驱动电极通过引出线在柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)上连接(图中未示出)，从而形成多个行驱动电极。

在实际制造中，可以在透明绝缘介质(如透明玻璃基板、透明PET膜等)上使用溅镀工艺形成一层ITO镀膜层，再对ITO镀膜层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极及其引出线和与驱动电极形状互补但是相互隔离的无电连接的感应电极。

驱动电极是由多个上方连接起来的第一条状电极组成，而每个第一条状电极的外形如同多个“中”字上下连接起来的；感应电极，是由与多个第一条状电极形状互补的多个第二条状电极下方连接在一起构成的。

每个驱动电极和与驱动电极形状互补的感应电极构成了一个重复电极单元。触摸屏由多个重复电极单元排列构成，重复电极单元按列状重复排列，并形成多个列。

每个重复电极单元中的驱动电极在最右侧具有一条引出线，每条引出线都引向触摸屏的上方。位于同一列的重复电极单元中的感应电极直接相连，从而形成多个列感应电极；将位于同一行的重复电极单元中的驱动电极通过引出线在柔性电路板(FPC)或印刷电路板(PCB)上连接，从而形成多个行驱动电极。

在检测多点触摸时，对每个行驱动电极，分别依次加载驱动信号，通过检测触摸时列感应电极和相应行驱动电极侧壁之间互电容，并与触摸前列感应电极和相应行驱动电极侧壁之间互电容进行比较，得到互电容变化的点为触摸点，并确定多个触摸点的位置。

综上所述，可以看出，本申请的单层多点电容触摸屏具有以下优点：

本申请的单层多点电容触摸屏通过在FPC上实现驱动电极连接，只需一层ITO。因此，相对于双层ITO减少了一层ITO镀膜；相对于单层搭桥结构减少了搭桥工艺，因此简化了工艺，减少了工序，有效降低了成本。

现在市场上的单层电容触摸屏，例如相互交叉的三角形，并不能实现真实多点触摸，只能做到单点加手势。而本申请的单层多点电容触摸屏具有多个按行列排列的重复电极单元，因此能够真正地实现多点触摸的检测。

感应通道电极和驱动通道电极相邻面积更大，两者侧壁之间形成的互电容更大，手触摸后电容变化更大。因此，本申请的单层多点电容触摸屏的触摸灵敏度更高。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种单层多点电容触摸屏，包括透明绝缘介质以及形成于透明绝缘介质一个面上的一层氧化铟锡镀膜层，其特征在于：

对所述氧化铟锡镀膜层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极及其引出线和多个与驱动电极形状互补但是相互隔离的无电连接的感应电极，驱动电极是由多个上方连接起来的第一条状电极组成，而每个第一条状电极的外形如同多个上下连接起来的“中”字，每个驱动电极和与驱动电极形状互补的感应电极构成了一个重复电极单元；触摸屏由多个重复电极单元排列构成，重复电极单元呈列状重复排列，并形成多个列，每个重复电极单元中的驱动电极都具有一条引出线，每条引出线都引向触摸屏的上方，感应电极是由与多个第一条状电极形状互补的多个第二条状电极下方连接在一起构成的，位于同一列的重复电极单元中的感应电极直接相连，从而形成多个列感应电极。

2.如权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于：

位于同一行的重复电极单元中的驱动电极通过引出线在柔性电路板或印刷电路板上连接，从而形成多个行驱动电极。

3.如权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于：

通过检测触摸前后，驱动电极和感应电极之间形成的侧壁电容的变化，确定触摸的位置。