CN103455227B - 电容式触摸屏及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容式触摸屏及显示装置，涉及触控技术领域，该电容式触摸屏的结构简单，制备工艺步骤大大缩短，生产成本较低。本发明实施例的电容式触摸屏，包括至少一列电极组，所述电极组包括顺次排列的多个电极单元，每个所述电极单元包括第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极，所述第一触控电极用于使同一电极单元中包括的第二触控电极的图案与第三触控电极的图案互补匹配且不接触，所述第二触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的前一电极单元的图案互补匹配且不接触，所述第三触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的后一电极单元的图案互补匹配且不接触。

Description

电容式触摸屏及显示装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种电容式触摸屏及显示装置。

背景技术

触摸屏作为一种全新的输入设备，因其具有快捷、方便、人机互动型好等特点，得到了越来越多的关注。根据触摸屏的技术原理的不同，主要可将触摸屏分为：电阻式触摸屏、电容式触摸屏。但由于电阻式触摸屏无法使用多点触控模式进行控制，因此很多生产厂商将更多的精力集中在电容式触摸屏的开发研究上。

作为较常见的电容式触摸屏结构形态，现有技术电容式触摸屏通常采用双层电极交叉设置或者单层电极外加金属搭桥的方式实现。其实现原理可描述为：利用人体感应电场，当用户手指触摸在触摸屏的表面上时，在现有技术电容式触摸屏行或列交叉处的感应单元的互感电容的电容值会发生变化，通过检测该电容值的变化即可精确的计算出手指触摸区域的具体位置。

然而，发明人发现现有技术至少存在如下问题：现有技术电容式触摸屏中触控电极的结构较为复杂，因此现有技术电容式触摸屏的制备工艺较为繁琐，最终导致现有技术电容式触摸屏的生产成本较高。

发明内容

本发明的实施例提供一种电容式触摸屏及显示装置，该电容式触摸屏的结构简单，制备工艺步骤大大缩短，生产成本较低。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种电容式触摸屏，包括至少一列电极组，所述电极组包括顺次排列的多个电极单元，每个所述电极单元包括第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极，所述第一触控电极用于使同一电极单元中包括的第二触控电极的图案与第三触控电极的图案互补匹配且不接触，所述第二触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的前一电极单元的图案互补匹配且不接触，所述第三触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的后一电极单元的图案互补匹配且不接触。

进一步的，相邻的所述电极单元之间布设有空电极，以使任意相邻的所述电极单元的图案间隔相同。

进一步的，相邻的所述电极单元之间还设置有至少一层的绝缘屏蔽层。

优选的，所述电极单元的材料为ITO铟锡金属氧化物。

进一步的，所述第一触控电极的图案为正方形、长方形、平行四边形中的任意一种；所述第二触控电极、所述第三触控电极的图案为三角形、梯形中的任意一种。

优选的，所述第二触控电极的图案与所述第三触控电极的图案相同。

另一方面，本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述电容式触摸屏。

本发明实施例提供的一种电容式触摸屏及显示装置，该电容式触摸屏中包括至少一列电极组，电极组包括顺次排列的多个电极单元，每个电极单元包括第一触控电极、第二触摸电极以及第三触控电极，通过上述设置使得电容式触摸屏具有较为简单的结构，进而缩短了制备该电容式触摸屏的工艺步骤，同时降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例电容式触摸屏触控电极的示意图之一；

图2为本发明实施例电容式触摸屏触控电极的示意图之二；

图3为本发明实施例电容式触摸屏触控示意图之一；

图4为本发明实施例电容式触摸屏触控示意图之二。

具体实施方式

本发明实施例提供一种电容式触摸屏及显示装置，该电容式触摸屏的结构简单，制备工艺步骤大大缩短，生产成本较低。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本发明。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

进一步对本发明实施例做详细描述。

本发明实施例提供的一种电容式触摸屏，包括至少一列电极组，电极组包括顺次排列的多个电极单元，每个电极单元包括第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极。其中，第一触控电极用于使同一电极单元中包括的第二触控电极的图案与第三触控电极的图案互补匹配且不接触，第二触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的前一电极单元的图案互补匹配且不接触，第三触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的后一电极单元的图案互补匹配且不接触。

结合附图对本发明实施例的电容式触摸屏做进一步的解释。

如图1所述，图1为本发明实施例提供的一种电容式触摸屏，该电容式触摸屏中包括至少一列电极组（图1中仅示出一列电极组），电极组中包含了顺次排列的电极单元1a、电极单元1b、电极单元1c等等。进一步的，任意一个电极单元中又包括了第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极。例如：电极单元1a中包括第一触控电极11a、第二触控电极12a以及第三触控电极13a。又例如，具体的如图1所示，以电极单元1b为例，电极单元1b包括的第一触控电极11b使得同一电极单元中包括的第二触控电极12b的图案与第三触控电极13b的图案互补匹配且不接触；电极单元1b包括的第二触控电极12b使得电极单元1b与相邻的前一电极单元1a的图案互补匹配且不接触；电极单元1b包括的第三触控电极13b使得电极单元1b与相邻的后一电极单元1c的图案互补匹配且不接触。

需要说明的是，电极单元的图案取决于该电极单元中包括的第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极的图案，例如形成如图1所示的图案。事实上，第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极的图案还可能具有其它情形。例如：进一步的，第一触控电极的图案可为正方形、长方形、平行四边形中或其它常见的电极图案；而第二触控电极、第三触控电极的图案可为三角形、梯形或其它常见的电极图案。例如如图2所示，此时电极单元中第一触控电极的图案为平行四边形，第二触控电极的图案为梯形，第三触控电极的图案为三角形。当然，进一步优选的，第二触控电极的图案还可以具有与第三触控电极相同的图案。在此，需要补充一点，由于电极单元的图案具有多种可能性，因此多个电极单元顺次排列形成的电极组图案也具有多种可能性，本领域技术人员可根据实际需要调整并选择合适的电极单元图案（或者合适的第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极的图案），在此不做赘述。

进一步提出本发明电容式触摸屏的一种具体实施方式，以图1所示的电容式触摸屏为例，当用户手指触摸该电容式触摸屏时，通过扫描检测触控电极电容值的变化情况即可计算出用户手指的动作。具体的，如图3所示，假设用户手指触摸上述电容式触摸屏，并进行如下动作：自如图3中A区域所在位置处沿箭头所述方向滑动到B区域所在位置。其中，为简化描述过程，假设A区域与B区域所在位置均处于电极单元1c的图案内。进一步的，假设各触控电极满足如下尺寸特征：第一触控电极（11b、11c等）的图案为一长方形，底边长为L，高为D；第二触控电极（12b、12c等）为直角三角形，底边长为L，高为D；第三触控电极（13b、13c等）为直角三角形，底边长为L，高为D。通过上述尺寸特征，可以得到电极单元1c包括的第一触控电极11c的重心坐标（x1、y1），第二触控电极12c的重心坐标（x2、y2），第三触控电极13c的重心坐标（x3、y3）；另外还可计算出第一触控电极11c、第二触控电极12c、第三触控电极13c对应的感应电容分别为C1、C2、C3。例如，平行板电容公式满足下述公式：C=ε*ε₀*S/d，其中ε是相对介电常数，ε₀是真空介电常数，S是触控电极的面积，d为触控电极上下层之间的间距。

当用户手指处于A区域时，由于手指将增加电容式触摸屏导电表面积，导致与A区域对应触控电极的感应电容值发生了变化。例如此时，第一触控电极11c感应电容由C1变为C1′，第二触控电极12c感应电容由C2变为C2′，第三触控电极13c感应电容由C3变为C3′。该电容式触摸屏在扫描到的电容变化后，计算发生触摸所在位置的坐标。举例来说，其中，横坐标x′的计算公式为：x′=（x1*C1′+x2*C2′+x3*C3′）/（x1+x2+x3）；纵坐标y′的计算公式为：y′=（y1*C1′+y2*C2′+y3*C3′）/（y1+y2+y3）。由此，通过检测电容值变化，计算得到了发生触摸所在位置，即A区域对应的坐标（x′、y′）。

而当用户手指移动到B区域时，与上述A区域坐标的计算过程相类似。手指增加了电容式触摸屏的导电表面积，导致与B区域对应触控电极的感应电容值发生了变化。假设此时检测到，第一触控电极11c感应电容由C1变为C1''，第二触控电极12c感应电容由C2变为C2''，第三触控电极13c感应电容由C3变为C3''。同样的，电容式触摸屏在扫描到的电容变化后，并计算发生触摸所在位置的坐标。此时，横坐标x''的计算公式变为：x''=（x1*C1''+x2*C2''+x3*C3''）/（x1+x2+x3）；纵坐标y''的计算公式变为：y''=（y1*C1''+y2*C2''+y3*C3''）/（y1+y2+y3）。由此，计算得到了B区域对应中心的坐标（x''、y''）。其中，坐标（x'、y'）以及坐标（x''、y''）即反映了用户手指触控本发明实施例电容式触摸屏时的滑动轨迹。

需要说明的是，上述具体实施方法中提供的计算电容式触摸屏触摸坐标位置的方法仅为一种可能的实施方式，并不是唯一的实施方式。另外，本领域技术人员应该明白，当用户手指的触控轨迹为其他种形式时，例如如图4所示，当用户手指从电极单元1c内的A区域滑动到电极单元1b内的C区域时，本发明实施例提供电容式触摸屏同样可通过检测触控电极的电容值变化，计算出坐标变化，从而有效确定出用户手指触控的滑动轨迹。

本发明实施例提供的一种电容式触摸屏及显示装置，该电容式触摸屏中包括至少一列电极组，电极组中包括顺次排列的多个电极单元，每个电极单元包括第一触控电极、第二触摸电极以及第三触控电极，通过上述设置使得电容式触摸屏具有较为简单的结构，进而缩短了制备该电容式触摸屏的工艺步骤，同时降低生产成本。

进一步的，在本发明实施例的电容式触摸屏中，在相邻的电极单元之间还可布设空电极，利用空电极填补相邻的电极单元图案之间的空隙，使得任意相邻的电极单元的图案间隔均相同。优选的，相邻的电极单元之间还设置有至少一层的绝缘屏蔽层，从而保证各电极单元的电气绝缘特性。

优选的，本发明实施例提供的电容式触摸屏中电极单元的材料可为ITO铟锡金属氧化物。

最后补充一点，本发明实施例提供的电容式触摸屏不仅可用于单点触控模式，其对于多点触控同样有效。

另一方面，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述实施例的电容式触摸屏，其中，电容式触摸屏的结构以及其工作原理同上述实施例，在此不再赘述。另外，显示装置的其他部分结构可以参考现有技术，对此本文不再详细描述。

具体的，本发明实施例提供的显示装置可为：液晶面板、电子纸、液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电容式触摸屏，包括至少一列电极组，其特征在于，所述电极组包括顺次排列的多个电极单元，每个所述电极单元包括第一触控电极、第二触控电极以及第三触控电极，所述第一触控电极用于使同一电极单元中包括的第二触控电极的图案与第三触控电极的图案互补匹配且不接触，所述第二触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的前一电极单元的图案互补匹配且不接触，所述第三触控电极用于使任意电极单元的图案与相邻的后一电极单元的图案互补匹配且不接触；

所述电极单元沿第一方向上的一端在所述一列上的投影与所述电极单元沿第一方向上的另一端在所述一列上的投影，二者部分重合，其中，所述第一方向与所述一列相垂直。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，相邻的所述电极单元之间布设有空电极，以使任意相邻的所述电极单元的图案间隔相同。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，相邻的所述电极单元之间还设置有至少一层的绝缘屏蔽层。

4.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述电极单元的材料为ITO铟锡金属氧化物。

5.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第一触控电极的图案为正方形、长方形、平行四边形中的任意一种；所述第二触控电极、所述第三触控电极的图案为三角形、梯形中的任意一种。

6.根据权利要求5所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述第二触控电极的图案与所述第三触控电极的图案相同。

7.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的电容式触摸屏。