CN103492991B - 触摸屏装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的示例性实施方式的电容式触摸屏装置包括：多个驱动电极和与多个驱动电极交叠的多个感测电极，至少一个驱动电极包括多个单元和多条连接线，并且所述多个单元通过所述多条连接线相互连接。

Description

触摸屏装置

技术领域

本发明涉及触摸屏装置，并且更特别地，涉及具有超强感测性能的触摸屏装置。

背景技术

诸如液晶显示器和有机发光二极管显示器的显示器装置、便携发射装置、以及其他的信息处理装置，使用各种输入装置实现运行。最近，一种类似这样的输入装置的触摸屏装置已经被广泛地应用在移动电话、智能电话、掌上电脑、自动取款机（ATM）等产品中。

手指、触碰笔、触针等被用来触碰触摸屏装置的屏幕，以写下字符、描绘图画、或点击图标以执行想要的命令。

根据感测触碰的方法，这些触摸屏装置可以被大致分类成电阻式触摸屏装置和电容式触摸屏装置。

电阻式触摸屏装置具有在其中的电阻材料被涂敷在玻璃板上或被涂敷在透明的塑料板上，并随后在其上涂敷以聚酯薄膜的结构。绝缘棒在电阻式触摸屏装置的两个表面之间以均匀的距离间隔安装，以使其中的一个不与另一个接触。通过触摸屏幕改变的电阻改变了被用来检测感测所触碰的位置的电压。电阻式触摸屏装置具有不能感测如果压力过小时的触碰的缺点。

相反地，电容式触摸屏装置包括形成在玻璃或透明塑料的一侧或两侧上的电极。电压被施加到两个电极之间，并且当手指或其他的物体触碰屏幕时，两个电极之间的电容的变化被用来分析感测触碰点。

为了感测触碰点，电容式触摸屏装置需要感测电路来测量两个电极之间形成的电容。移动电话或相似产品的触摸屏装置中使用的感测电路测量触摸屏面板的两个电极之间形成的电容器中的变化。为了提高触摸屏装置的感测性能，需要用来增加在电容器中的变化的方法。

在本背景部分中公开的上述信息仅仅用于加强对本发明的背景的了解，并且因此其可能包含了不构成本领域的技术人员早就已知的该领域的现有技术的信息。

发明公开

技术问题

本发明是在提供具有超强感测性能的优点的电容式触摸屏装置的努力下做出的。

问题的解决方法

本发明的示例性实施方式提供了电容式触摸屏装置，其包括：多个驱动电极；以及与多个驱动电极交叠的多个感测电极，其中至少一个驱动电极包括多个单元和多条连接线，并且所述多个单元通过所述多条连接线相互连接。

感测电极的部分可以与连接线交叠。多个单元的所有单元可以被分割成通过连接线顺序连接的第一列单元组和第二列单元组，并且对于每一行，第一列单元组所包含的单元可以通过连接线连接到第二列单元组所包含的单元。至少一个感测电极可以被分割成两条或多于两条线，并且所分割的线可以与连接线交叠。分割线可以在预先确定的点重新结合，并且在预先确定的点，第一列单元组和第二列单元组中所包含的各个单元可以与在每一行中连接的连接线交叠。至少一个感测电极可以被分割成两条或多于两条可能具有重新结合至少一次的平行结构的线。

分割线可能与连接线交叠。

本发明的另一个示例性实施方式提供了触摸屏装置，其包括：平行布置的用于接收电压的多个驱动电极；在平行于与多个驱动电极交叉的方向布置的多个感测电极；以及由驱动电极和感测电极交叠成的多个感测节点，其中至少一个驱动电极包括多个单元和多条连接线，并且所述多个单元通过所述多条连接线相互连接。至少一个驱动电极可能包括多个包含布置在第一列中的第一单元和布置在第二列中的第二单元的单元组，第一单元和第二单元可以通过连接线相互连接，包含在每一个单元组中的单元可以分别通过连接线连接到包含在另一个单元组中的单元。至少一个感测电极可以被分割成两条或多于两条信号线。分割的信号线可以在第一单元和第二单元连接的连接线处交叉和重新结合。感测节点可以是在连接线和信号线交叠处的点。信号线的宽度可能比两个单元之间的间隔更窄。

发明的有益效果

根据本发明的示例性实施方式，可以获得具有超强感测性能的电容性触摸屏装置。

附图简述

图1是触摸屏装置100的示例性剖视图。

图2是触摸屏装置100的示例性框图。

图3是说明由触碰产生的电容上的变化的框图。

图4是说明根据本发明的示例性实施方式的驱动电极样式结构的框图。

图5是说明根据本发明的示例性实施方式的感测电极和驱动电极样式结构的框图。

图6是说明根据本发明的另一个示例性实施方式的感测电极和驱动电极样式结构的框图。

发明的具体方式

本发明在此后将参照示出了本发明的示例性实施方式的附图进行更全面的描述。如本领域的技术人员将会认识到的，所描述的实施方式可以用多种不同的方法进行修改，并且所有这些修改没有背离本发明的精神和范围。

图1是触摸屏装置100的示例性剖视图。

参考图1，触摸屏装置100包括保护窗110、感测电极120、电介质材料层130、以及驱动电极140。感测电极120、电介质材料层130、以及驱动电极140可以总体上被称为电极层。

保护窗110被布置在触摸屏装置的最外层并且保护电极层。保护窗110的一个表面作为触摸屏的触摸表面，而另一表面贴着电极层。保护窗不仅用来保护电极层免受外部环境的危害，还可以用来提供在进行触碰的主体（例如，用户的手指）和电极层之间所需要的电介质材料。

感测电极120和驱动电极140可以由导电材料制成。感测电极120和驱动电极140被连接到工作电路、感测电路、以及用来确定是否触碰或操作了触摸屏装置100的触摸屏的其他装置。

图2是触摸屏装置100的示例性框图。

参考图2，触摸屏装置100包括触摸面板200、感测电路210、以及工作电路220。

触摸面板200包括彼此相互绝缘的多个感测电极X1，X2，X3，…，Xn和多个驱动电极Y1，Y2，Y3，…，Ym。感测电极X1，X2，X3，…，Xn对应图1中的感测电极120，而驱动电极Y1，Y2，Y3，…，Ym对应图1中的驱动电极140。为了方便起见，感测电极和驱动电极在图2中分别用线绘出，但是实际上体现为一种电极样式。在本说明书中，感测电极可以与术语感测信号线、感测线、感测导线、以及相似的术语互换使用，并且驱动电极可以与术语驱动信号线、驱动线、驱动导线、工作电极、工作信号线、工作导线以及相似的术语互换使用。

感测电路210电连接到多个感测电极X1，X2，X3，…，Xn，并且测量由触碰产生的电容变化。

工作电路220电连接到多个驱动电极Y1，Y2，Y3，…，Ym，并且顺序地或同时地向多个驱动电极Y1，Y2，Y3，…，Ym施加工作波形。

在此，由触碰产生的电容变化越大，触摸屏装置100的感测性能变得越好。

图3是说明由触碰产生的电容上的变化的框图。

参考图3，（a）示出了不被物体触碰时触摸屏装置100上产生的电容，以及（b）示出了被物体触碰时触摸屏装置100上产生的电容

在此，穿透（transparent）电容C_T表示感测电极120和驱动电极140交叠时所产生的电容。不管是否存在物体触碰，穿透电容C_T都不会改变。

同时，边缘（fringing）电容C_F表示在感测电极120和驱动电极140之间形成电场时所产生的电容。当驱动电极140上施加了电压时，就产生了电场。如果物体触碰了触摸屏装置100，在感测电极120和驱动电极140不交叠的部分的电场消失，并且边缘电容C_F也发生改变。

等式1示出了触摸屏装置100的电容变化。

（等式1）

$\mathrm{\Δ}{C}_{\mathrm{signal}}=\frac{C_F}{C_{\mathrm{tot}}}=\frac{C_F}{C_T+C_F}$

在此，ΔC_signal表示由于被物体触碰引起的电容变化，C_tot表示相应区域中的全部电容，而C_F表示边缘电容。全部电容C_tot是穿透电容C_T和边缘电容C_F的总和。

等式1指出了当穿透电容C_T被减小时，电容变化ΔC_signal可以被增加。

根据本发明的示例性实施方式的用来减小穿透电容C_T的样式结构将在下面进行描述。

图4是说明根据本发明的示例性实施方式的驱动电极样式结构的框图。

参考图4，驱动电极Y1，Y2，Y3，…，Ym包括多个单元（y）和多条连接线（y’），并且多个单元（y）通过多条连接线（y’）相互连接。出于方便的目的，单元用矩形样式示出，但是单元的样式不限于此。单元可以被配置成包括正方形、圆形、椭圆形、以及菱形形状的样式的各种样式。

一个驱动电极可以被配置为多个包含通过连接线相互连接的多个单元的单元组。单元组能以列为单位或以行为单位构成。包含在每一个单元组中的单元通过连接线与包含在另一个单元组中的单元连接。

在图4中示出的一个驱动电极包括两列单元组，但是不限于此。一个驱动电极可以包括两列或多于两列的单元组。

图5是说明根据本发明的示例性实施方式的感测电极和驱动电极样式结构的框图。因为驱动电极样式与图4中的相同，将不再给出重复性的描述。

参考图5，感测电极X1，X2，X3，…，Xn与驱动电极的连接线（y’）交叠。在本说明书中，感测电极X1，X2，X3，…，Xn与驱动电极的连接线（y’）交叠的点被称作感测节点。

一个感测电极被分割成两条信号线，并且分割的信号线与连接线（y）交叠以形成感测节点。如图5中示出的，分割的信号线可以重新结合以与在驱动电极中的每行连接的连接线交叉。在此，信号线的宽度可能小于两个单元之间的间隔（即，连接两个单元的连接线的长度）。特别是，除了感测电极的信号线与驱动电极的连接线交叠的区域，可能存在感测电极和驱动电极不交叠的区域。

同样，当触摸面板样式结构被配置成使感测电极的感测线与驱动电极的连接线交叠时，感测电极与驱动电极在其中交叠的区域被最小化。相应地，在感测电极和驱动电极之间形成的穿透电容C_T被最小化，而电容变化被最大化。这样就可以获得具有超强感测性能的触摸屏装置。

图6是说明根据本发明的另一个示例性实施方式的感测电极和驱动电极样式结构的框图。因为驱动电极样式与图4中的相同，将不再给出重复性的描述。

图6示出了一个感测电极在其中被分割成两条、在一点重新结合、并再次分开的信号线的重复结构。分割的信号线与连接驱动电极中的每一列的连接线交叠，以形成感测节点。此外，在分割线重新结合的点，分割线与连接驱动电极中的每一行的连接线交叠，以形成感测节点。

尽管已经结合目前被认为是可实践的示例性实施方式对本发明进行了详细描述，但是，需要了解的是，本发明不限于所公开的实施方式，相反地，本发明旨在涵盖包含在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等价布置。

Claims (13)

1.一种电容式触摸屏装置，其包括：

多个驱动电极；以及

多个感测电极，其被设置在所述多个驱动电极之上并与所述多个驱动电极交叠，

其中所述驱动电极的至少一个包括多个单元和多条连接线，并且所述多个单元通过所述多条连接线相互耦接，

所述多个单元包括第一列单元组和第二列单元组，

所述连接线包括第一连接线和第二连接线，以及

对于每一行，包含在所述第一列单元组中的单元通过所述第一连接线分别耦接到包含在所述第二列单元组中的单元。

2.如权利要求1所述的电容式触摸屏装置，其中：

所述感测电极的部分与所述连接线交叠。

3.如权利要求1所述的电容式触摸屏装置，其中：

所述驱动电极中的一个驱动电极的所述第一列单元组中的彼此相邻的两个单元通过所述第二连接线彼此耦接，以及

所述驱动电极中的所述一个驱动电极的所述第二列单元组中的彼此相邻的两个单元通过所述第二连接线彼此耦接。

4.如权利要求1所述的电容式触摸屏装置，其中：

所述感测电极中的至少一个被分割成两条或多于两条线，并且所分割的线与所述第二连接线交叠。

5.如权利要求4所述的电容式触摸屏装置，其中：

所分割的线在预先确定的点重新结合，

其中，包含在所述第一列单元组中的相邻单元通过所述第二连接线的相应一条连接线彼此耦接，并且包含在所述第二列单元组中的相邻单元通过所述第二连接线的相应一条连接线彼此耦接，以及

其中，所述预先确定的点与所述第二连接线交叠。

6.如权利要求1所述的电容式触摸屏装置，其中：

所述感测电极中的至少一个被分割成两条或多于两条线，所述两条或多于两条线具有至少重新结合一次的平行结构。

7.如权利要求6所述的电容式触摸屏装置，其中：

所分割的线与所述第二连接线交叠。

8.一种触摸屏装置，其包括：

多个驱动电极，其被平行布置并接收电压；

多个感测电极，其被设置在所述多个驱动电极之上并在与所述多个驱动电极交叉的方向上平行布置；以及

多个感测节点，其在所述驱动电极和所述感测电极的交叉点处，

其中，

所述驱动电极的至少一个包括多个单元和多条连接线，并且所述多个单元通过所述多条连接线相互耦接，

所述多个单元包括布置在第一列中的第一单元和布置在第二列中的第二单元，

所述第一单元和所述第二单元通过所述连接线相互耦接，所述连接线包括第一连接线和第二连接线，以及

对于每一行，包括在所述第一列中的所述第一单元通过所述第一连接线分别耦接至包括在所述第二列中的所述第二单元。

9.如权利要求8所述的触摸屏装置，其中：

所述驱动电极中的一个驱动电极的所述第一列中的彼此相邻的两个单元通过所述第二连接线彼此耦接，以及

所述驱动电极中的所述一个驱动电极的所述第二列中的彼此相邻的两个单元通过所述第二连接线彼此耦接。

10.如权利要求8所述的触摸屏装置，其中：

所述感测电极的至少一个被分割成两条或多于两条信号线。

11.如权利要求10所述的触摸屏装置，其中：

所述第一列中的相邻的第一单元通过所述第二连接线的相应一条连接线彼此耦接，并且所述第二列中的相邻的第二单元通过所述第二连接线的相应一条连接线彼此耦接，以及

其中，所分割的信号线在所述第二连接线处交叉和重新结合。

12.如权利要求10所述的触摸屏装置，其中：

所述感测节点是所述连接线和所述信号线交叉处的点。

13.如权利要求10所述的触摸屏装置，其中：

所述信号线的宽度小于所述多个单元中的在同一行或在同一列中的两个相邻单元之间的间隔。