CN102968226B - 一种双层电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

一种防水性能好、透光率高、灵敏度高的双层电容触摸屏，包括：透明绝缘基板以及形成于透明绝缘基板一个面上的一层氧化铟锡镀膜层，对所述氧化铟锡镀膜层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极；所述驱动电极呈条状，按第一方向平行排列，每一横条为一个驱动电极；在所述第一ITO层上形成透明电介质层；在透明电介质层上形成第二ITO层，再对所述第二ITO层进行蚀刻处理，形成多个与驱动电极方向垂直的感应电极；所述感应电极呈条状，且感应电极的宽度要小于驱动电极的宽度；将驱动电极上与感应电极垂直交叠的位置挖空部分面积；两条感应电极之间使用哑ITO填充。

Description

一种双层电容触摸屏

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。

图1是现有技术中的互电容式电容触摸屏的结构以及触摸前后互电容改变示意图。图1中1为绝缘介电层；2为上极板，一般为感应电极；3为手指；4为手指和感应电极之间的电容；5为磁力线；6为下极板，一般是驱动电极。

双层触摸屏触摸电容阵列由横纵交叉的感应电极和驱动电极组成，图1为其中一个感应电极和驱动电极交叉点形成电容示意图。底层驱动电极和上层感应电极形成的磁力线如图1左图所示，形成的交叠电容大小为C_sig；如右图手触摸后一部分原理流到感应电极上表面的磁力线流到到手指上，磁力线总数基本不变且正比于电容大小，则感应电极和驱动电极之间的电容将会减小C_t，即从C_sig变为C_sig-C_t；C_t大小表征触摸强度，C_t在C_sig中所占比例称为有效电容率。

现有的双层触摸屏基本都采用投射电容结构，上层感应电极和下层驱动电极是位于不同ITO层的相互垂直的两个条形电极，且两个条形电极的宽度都很大。这造成感应电极和驱动电极之间的交叠电容，即Csig很大，从而导致有效电容率比较小。而且，由于上层感应电极宽度较宽，水滴容易对触摸屏造成干扰，因此导致防水效果不好。

发明内容：

本申请的目的在于提供一种防水性能好、透光率高、灵敏度高的双层电容触摸屏。

本申请的双层电容触摸屏通过以下技术方案解决上述技术问题：

在透明绝缘基板(如透明玻璃基板、透明PET膜等)上使用溅镀工艺形成第一ITO层，再对所述第一ITO层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极；所述驱动电极呈条状，按第一方向平行排列，每一横条为一个驱动电极；在所述第一ITO层上形成透明电介质层；在透明电介质层上形成第二ITO层，再对所述第二ITO层进行蚀刻处理，形成多个与驱动电极方向垂直的感应电极；所述感应电极呈条状，且感应电极的宽度要小于驱动电极的宽度；将驱动电极上与感应电极垂直交叠的位置挖空部分面积；两条感应电极之间使用哑ITO填充。

附图说明：

图1为现有技术中的互电容式电容触摸屏的结构以及触摸前后互电容改变示意图；

图2为本申请中双层电容触摸屏的驱动电极结构示意图；

图3为本申请中双层电容触摸屏的整体结构示意图；

图4为图3中A区域的局部放大图。

具体实施例：

图2为本申请中双层电容触摸屏的驱动电极结构示意图。每一横条为一条驱动电极，如T1就是第一条驱动电极，图中共示出16条驱动电极。将驱动电极上和感应电极交叠的位置挖空部分面积，如图2中每个位置挖掉4个矩形，但是本领域技术人员可以想到能够挖掉其他形状和任意多个部分，在此，申请人不对其他形状和个数进行说明，因为原理都是一样，都是通过减小感应电极和驱动电极的重叠面积，从而减小交叠电容Csig，在同等触摸强度下，提高了有效电容率，从而提高了触摸屏的灵敏度。

图3为本发明专利的整体结构示意图，图4为图3中A区域的放大图。从图3和图4可以看出：感应电极与驱动电极位于不同层上，且感应电极与驱动电极垂直，如T1就是第一条驱动电极，而R1就是与T1垂直的第一条感应电极。为了减少与驱动电极重叠面积，感应电极的宽度要小于驱动电极的宽度。两条感应电极之间使用矩形的哑ITO填充；所述哑ITO为在没有ITO图形区域放置的，与其他任何ITO图形都不连接的ITO图案。所述矩形的哑ITO排列方向与感应电极方向相同，每个矩形的哑ITO长度与驱动电极宽度相同且互不相连。

在实际制造中，在透明绝缘基板(如透明玻璃基板、透明PET膜等)上使用溅镀工艺形成第一ITO层，再对所述第一ITO层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极；所述驱动电极呈条状，按第一方向平行排列，每一横条为一个驱动电极；将驱动电极上与感应电极垂直交叠的位置通过蚀刻工艺，挖空部分面积。

在所述第一ITO层上形成透明电介质层；在透明电介质层上形成第二ITO层，再对所述第二ITO层进行蚀刻处理，形成多个与驱动电极方向垂直的感应电极和位于感应电极之间的多个哑ITO；所述感应电极呈条状，且感应电极的宽度要小于驱动电极的宽度；两条感应电极之间使用哑ITO填充。

综上所述，本申请中双层电容触摸屏结构相对传统的投射型条形电极结构具有以下优点：

首先，本申请中双层电容触摸屏结构减小了感应电极和驱动电极间的交叠电容，提高了有效电容率，这样就增强了触摸屏的灵敏度。

其次，窄条状感应电极相对传统较宽的感应电极防水性能更好。因为感应电极面积变小，从而驱动电极和感应电极之间形成的磁力线在触摸屏表面上形成的面积变小，而同样大小的导电的水滴对较小面积磁力线影响较小，因此，在触摸屏表面有水滴时，水滴造成的感应电极和驱动电极之间的耦合电容的变化C_t较小，不容易令触摸检测单元误将水滴当作触摸点，从而提高了电容触摸屏的防水能力。

最后，哑ITO填充单元使ITO密度分布更均匀，提高了电容屏的透光率；同时使感应电极间形成的磁力线分布更均匀，提高了电极间检测触摸的线性度，使得触摸屏各处的触摸操作体验一致。

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 (4)

1.一种双层电容触摸屏，包括透明绝缘基板以及形成于透明绝缘基板一个面上的第一氧化铟锡层，第一氧化铟锡层上形成透明电介质层，和在透明电介质层上形成的第二氧化铟锡层，其特征在于：

对所述第一氧化铟锡层进行蚀刻处理，形成多个驱动电极；所述驱动电极呈条状，按第一方向平行排列；对所述第二氧化铟锡层进行蚀刻处理，形成多个与第一方向不同的第二方向排列的感应电极，所述感应电极呈条状，

在所述驱动电极上和感应电极的交叠位置，驱动电极的部分面积被挖空以形成挖空部分，并且感应电极的宽度要小于驱动电极的宽度，从而在交叠位置分别减小所述驱动电极的面积和所述感应电极的面积以减小交叠面积。

2.如权利要求1所述的双层电容触摸屏，其特征在于：

所述挖空部分为一个或多个与驱动电极方向相同、相互平行的矩形。

3.如权利要求1所述的双层电容触摸屏，其特征在于：

所述第二氧化铟锡层进行蚀刻时，还形成了多个与驱动电极方向垂直的感应电极和位于感应电极之间的多个哑氧化铟锡单元。

4.如权利要求3所述的双层电容触摸屏，其特征在于：

所述哑氧化铟锡单元排列方向与感应电极方向相同，每个矩形的哑ITO长度与驱动电极宽度相同且互不相连。