CN103902125A - 一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板及其定位方法 - Google Patents

一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板及其定位方法 Download PDF

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刘诗雨
王祎君
陆建钢
谢汉萍
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Abstract

本发明公开了一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板及其定位方法，包括性能增强层、基板和唯一的一层图形化的触摸传感器电极层，基板位于性能增强层下表面，触摸传感器电极层位于基板的下表面，性能增强层用于对触摸屏的性能进行提高。通过测量触摸传感器电极输出信号相比于输入驱动信号的延迟时间变化量值，判断有无手指触摸，定位触摸位置，本发明利用仅仅一层触摸传感器确定触摸位置，制作简单，成本低廉，适合大规模推广。

Description

一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板及其定位方法
技术领域
本发明涉及一种投射电容式触控面板，尤其涉及一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板及其定位方法。
背景技术
近几年来，触控技术，尤其投射电容式触控技术，在消费性电子产品和商用电子产品中得到广泛应用。作为一种附加于显示屏上的输入设备，触控面板的轻薄化一直是人们追求的方向，由此产生了OGS（One Glass Solution）、In-Cell、On-Cell三种不同类型的触控技术。但是，这三种触控技术仍然需要两层触摸传感器层来分别确定触摸位置的两个坐标。将这三种触控技术应用于柔性触控时，由于其结构的复杂性，容易发生实际触摸位置坐标的偏移和误操作。且随着触控面板尺寸的增大，触摸控制器接收的传感信号会产生较大的RC延迟，影响触摸屏功能的实现。
发明内容
有鉴于现有技术的缺陷，本发明提供一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，包括性能增强层、基板和一层图形化的触摸传感器电极层，基板位于性能增强层下表面，触摸传感器电极层位于基板的下表面，性能增强层用于对触摸屏的性能进行提高，如抗反射（Anti-Reflection）、抗眩光（Anti-Glare）和抗指纹（Anti-Fingerprint）等，触摸传感器电极层包括多个触摸传感器电极。
优选的，触摸传感器电极为条状电极，且多个触摸传感器电极相互平行排列。
优选的，触摸传感器电极为菱形或者宽度不等的矩形。
优选的，基板的材料为玻璃。
优选的，基板的材料为柔性材料，如PET等。
优选的，触摸传感器电极层的材料为透明导电金属氧化物，如ITO（铟锡氧化物）。
优选的，触摸传感器电极层的材料为透明导电有机高分子材料，如PEDOT（聚乙烯二氧噻吩）等。
优选的，触摸传感器电极层的材料为无机物材料，如金属网格、银纳米线、石墨烯和碳纳米管等。
根据触摸传感器的材料的不同，触摸传感器电极的图形化可以有刻蚀、打印等多种形式。
本发明还提出了一种利用基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板定位触摸位置的算法，包括如下步骤：
(1)选定沿着触摸传感器电极的方向为x轴，垂直于触摸传感器电极的方向为y轴；
(2)触摸控制器为触摸传感器电极施加驱动信号；
(3)驱动信号经过触摸传感器后输出至触摸控制器；
(4)测量输出信号相较于步骤(2)中的驱动信号的延迟时间，将其与无手指触摸时的延迟时间相比较，判断是否有变化，即可判断是否有手指触摸；
(5)当步骤(4)中发现有手指触摸时，即确定了触摸位置的y轴坐标；
(6)手指触摸在触摸传感器电极的不同x坐标时，输出信号的变化量值不一样，且与x轴坐标一一对应，即确定触摸位置的x轴坐标。
本发明提出的触控面板结构简单，在柔性触摸屏中能保持良好的电学性能，最大限度的避免触摸位置坐标的漂移和误操作，且本发明在电学方面，是利用电阻的变化来确定位置，因此应用于大尺寸触摸屏时，无需考虑大的RC延迟，克服了现有触控技术无法应用于大尺寸触摸屏的问题。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳具体实施例的触控面板截面图；
图2是图1中的触控面板的触摸传感器的导电层图案；
图3是没有手指触摸时触摸传感器电极及其等效电路图；
图4是有手指触摸时触摸传感器电极及其等效电路图。
具体实施方式
图1为本发明的一个较佳具体实施例的触控面板截面图，从图中可以看出，本发明提出的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板1，包括性能增强层10、基板11和一层图形化的触摸传感器电极层12，基板11位于性能增强层10下表面，触摸传感器电极层12位于基板11的下表面，性能增强层10用于对触摸屏的性能进行提高，如抗反射（Anti-Reflection）、抗眩光（Anti-Glare）和抗指纹（Anti-Fingerprint）等。图2为该触控面板的触摸传感器的导电层图案，触摸传感器电极120为条状，且多个触摸传感器电极120之间为等间距的平行列，沿着触摸传感器电极120的方向设置为x轴，垂直于触摸传感器电极的方向为y轴。本实施例中，基板11的材料选为玻璃，触摸传感器电极层12的材料为透明导电金属氧化物ITO。
图3为没有手指触摸时触摸传感器电极120以及其等效电路图，来自触摸控制器的驱动信号施加于触摸传感器电极120的一端即输入端121，另一端即输出端122则输出传感信号到触摸控制器，此驱动信号为方波信号，无手指触摸时，此触摸传感器电极120可以等效为一个集总电阻20和一个对地集总自电容21。集总电阻20和对地集总自电容21的大小与条状触摸传感器电极的形状、粗细、长度有关。记录从触摸传感器电极120输出端122的传感信号相比于输入端121的驱动信号的延迟时间。
图4为有手指触摸时触摸传感器电极120及其等效电路图，来自触摸控制器的驱动信号从触摸传感器电极120的一端即输入端121输入，经过触摸传感器电极120后，从另一端即输出端122输出传感信号至触摸控制器。当有手指4触摸时，相比于无手指触摸时，集总电阻20被分为两个电阻200和201，集总电阻200和201的和等于电阻20；对地集总自电容21基本保持不变；手指4施加一个手指电容3，位于电阻200与201之间的节点和地之间。记录此时的触摸传感器电极120输出端122输出的传感信号相比于输入端121输入的驱动信号的延迟时间，可以发现有手指4触摸时的传感信号相比于无手指触摸时的传感信号发生改变，由此可以确定触摸位置的y坐标。当手指4触摸在触摸传感器电极120的不同x坐标时，输出端输出的传感信号变化量不同，且与x坐标一一对应，即可确定触摸位置的x坐标。
本领域技术人员应该理解，本发明不仅仅限于本优选的具体实施例的设置，在另外一些优选实施例中触摸传感器电极120的形状可为菱形或者宽度不等的矩形，基板的材料也可为PET等柔性材料，触摸传感器电极层的材料可为除ITO之外的透明导电金属氧化物或者透明导电有机高分子材料，如PEDOT（聚乙烯二氧噻吩）等，还可以为无机物材料，如金属网格、银纳米线、石墨烯和碳纳米管等。
本发明利用仅仅一层触摸传感器确定了触摸位置，结构简单，制作成本低廉，且本发明利用电阻的变化来确定位置，因此应用于大尺寸的触摸屏时，无需考虑大的RC延迟，克服了现有触控技术无法应用于大尺寸触摸屏的问题。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触控面板包括性能增强层、基板和一层图形化的触摸传感器电极层，所述基板位于所述性能增强层下表面，所述触摸传感器电极层位于所述基板的下表面，所述性能增强层用于对触摸屏的性能进行提高，所述触摸传感器电极层包括多个触摸传感器电极。
2.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触摸传感器电极为条状电极，且多个所述触摸传感器电极相互平行排列。
3.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触摸传感器电极为菱形。
4.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述基板的材料为玻璃。
5.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述基板的材料为柔性材料。
6.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触摸传感器电极层的材料为透明导电金属氧化物。
7.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触摸传感器电极层的材料为透明导电有机高分子材料。
8.如权利要求1所述的一种基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板，其特征在于，所述触摸传感器电极层的材料为无机物材料。
9.一种利用如权利要求1所述的基于单层触摸传感器的投射电容式触控面板定位触摸位置的算法，包括如下几个步骤：
(1)选定沿着多个所述触摸传感器电极的方向为x轴，垂直于多个所述触摸传感器电极的方向为y轴；
(2)触摸控制器为所述触摸传感器电极施加驱动信号；
(3)所述驱动信号经过所述触摸传感器后输出至所述触摸控制器；
(4)测量所述输出信号相较于步骤(2)中的驱动信号的延迟时间，将其与无手指触摸时的延迟时间相比较，判断是否有变化，即可判断是否有手指触摸；
(5)当步骤(4)中发现有手指触摸时，即确定了触摸位置的y轴坐标；
(6)手指触摸在所述触摸传感器电极的不同x坐标时，输出信号的变化量值不一样，且与x轴坐标一一对应，即确定触摸位置的x轴坐标。
10.一种如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述驱动信号为方波信号。
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