CN105204702B - 电磁电容触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式提供一种电磁电容触摸屏。根据一个实施方式的电磁电容触摸屏，包括：显示模块；电容模块，其包括多个电容感应单元；以及电磁模块，其包括多个电磁感应单元，所述多个电磁感应单元包括多条电磁感应线；所述电容模块和所述电磁模块位于同一层。

Description

电磁电容触摸屏
技术领域
本发明的实施方式涉及触摸屏领域，更具体地说，涉及电磁触摸及电容触摸领域。
背景技术
在触摸屏领域，按照工作原理的不同，可以分为多个种类，例如电阻触摸屏、电容触摸屏、电磁触摸屏、红外触摸屏、声波触摸屏等。
目前应用最广泛的触摸屏为电容式触摸屏。电容式触摸屏通过感应手指触摸时的互电容大小来分辨触摸位置。电容式触控支持多点触控功能，拥有更高的透光率、更低的整体功耗，其接触面硬度高，无需按压，使用寿命较长。
电磁触摸屏目前一般采用背附式的电磁天线板，天线板由纵横交错的金属线构成，通过感应电磁笔在屏幕上滑动时的感应电动势来确定位置信息。电磁触摸屏的精度与电容触摸屏相比要大很多。
目前为了实现手笔双触控，一般将电容式触控与电磁式触控叠加在一起使用。通常将电磁天线板置于显示面板的背侧，将电容式触控模块置于显示面板的上侧或者内嵌于显示面板内部。
发明内容
本发明的发明人发现现有技术的上述手笔双触控的方式存在以下弊端，首先整个触控产品结构复杂，体积大，厚度厚，其次制造成本高。
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的实施方式提供了产品结构简单、体积小、厚度薄、成本低、兼具手笔触控功能的电磁电容触摸屏。具体而言，提供了以下技术方案。
[1]一种电磁电容触摸屏，包括：
显示模块；
电容模块，其包括多个电容感应单元；以及
电磁模块，其包括多个电磁感应单元，多个电磁感应单元包括多条电磁感应线；
电容模块和电磁模块位于同一层。
上述[1]的电磁电容触摸屏，通过将电容模块和电磁模块设置在显示模块的同一侧，且位于同一层，与将电容模块和电磁模块设置在显示模块的两侧的上述现有技术相比，能够在实现手笔双触控功能的同时，使产品结构简单、体积小、厚度薄，并且能够显著降低制造成本。
[2]根据技术方案[1]所述的电磁电容触摸屏，其中，
多个电容感应单元和多个电磁感应单元相互间隔排列。
上述[2]的电磁电容触摸屏，通过将多个电容感应单元和多条电磁感应线相互间隔排列，能够有效地实现手笔双触控功能。
[3]根据技术方案[1]或[2]所述的电磁电容触摸屏，其中，
在横向上排列的相邻两行电容感应单元之间具有至少两条横向的电磁感应线，至少两条横向的电磁感应线中的电流方向相反。
[4]根据技术方案[1]至[3]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
在纵向上排列的相邻两列电容感应单元之间具有至少两条纵向的电磁感应线，至少两条纵向的电磁感应线中的电流方向相反。
上述[3]和[4]的电磁电容触摸屏，通过在横向和/或纵向上设置电流方向相反的电磁感应线，能够有效地实现电磁触控功能。
[5]根据技术方案[1]至[4]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
至少两条横向的电磁感应线和至少两条纵向的电磁感应线中的一方在二者绝缘交叉的位置通过架桥结构连接。
[6]根据技术方案[1]至[5]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
至少两条横向的电磁感应线构成一组横向的电磁感应线，至少两条纵向的电磁感应线构成一组纵向的电磁感应线，多组横向的电磁感应线和多组纵向的电磁感应线纵横交错。
[7]根据技术方案[1]至[6]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
在相邻的每两组横向的电磁感应线和相邻的每两组纵向的电磁感应线所围绕的区域内，设置至少一个电容感应单元。
上述[7]的电磁电容触摸屏，通过在纵横交错的电磁感应线所围绕的区域内设置电容感应单元，能够有效地实现手笔双触控功能。
[8]根据技术方案[1]至[7]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
设置于相邻的所述区域内的电容感应单元之间通过架桥结构连接。
[9]根据技术方案[1]至[8]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
电容感应单元包括互容式电容感应单元，其包括至少一个驱动电极和至少一个感应电极。
上述[9]的电磁电容触摸屏，通过互容式电容感应电压来实现电容触控功能，能够发挥互容式电容触摸屏的优势。
[10]根据技术方案[1]至[9]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
在互容式电容感应单元包括两个以上驱动电极和两个以上感应电极的情况下，驱动电极和感应电极中的一方通过架桥结构连接。
[11]根据技术方案[1]至[10]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
相邻的两个电容感应单元的驱动电极通过架桥结构连接。
[12]根据技术方案[1]至[11]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
相邻的两个电容感应单元的感应电极通过架桥结构连接。
[13]根据技术方案[1]至[12]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
架桥结构包括绝缘层和架桥电极层，架桥电极层隔着绝缘层位于电容感应单元的电极层或电磁感应线之上。
[14]根据技术方案[1]至[13]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
绝缘层包括高分子类的覆盖层或无机类的钝化层。
[15]根据技术方案[1]至[14]的任一方案所述的电磁电容触摸屏，其中，
电极层或架桥电极层使用氧化铟锡、纳米银、Al、Cu和Mo中的至少一种材料制备。
上述[10]至[15]的电磁电容触摸屏，通过架桥结构，能够以简单的结构实现手笔双触控功能，并且能够降低制造成本。
[16]根据技术方案[1]至[15]的任一方所述的电磁电容触摸屏，其中，
电容感应单元的电极和电磁感应线位于同一层。
[17]根据技术方案[1]至[16]的任一方所述的电磁电容触摸屏，其中，
在电容感应单元为互容式电容感应单元的情况下，互容式电容感应单元的驱动电极和/或感应电极，与电磁感应线位于同一层。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式的技术方案，下面将对实施方式的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施方式，而非对本发明的限制。
图1是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的截面图。
图2是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的总体结构的示意图。
图3是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的一个基本单元(pitch)的示意图。
图4是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的电磁感应线圈的示意图。
图5是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的电磁感应线圈的示意图。
图6是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的内部具有架桥结构的电容模块的示意图。
图7是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的内部具有架桥结构的电磁模块的示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施方式的附图，对本发明的实施方式的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于所描述的本发明的实施方式，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，“多条”的含义是两条或两条以上。
下面就结合附图对本发明的各个优选实施方式进行详细的说明。
图1是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的截面图。如图1所示，本实施方式的电磁电容触摸屏，包括：显示模块150；电容模块120，其包括多个电容感应单元120a；以及电磁模块130，其包括多个电磁感应单元130a，多个电磁感应单元130a包括多条电磁感应线；电容模块120和电磁模块130位于显示模块150的同一侧，且位于同一层。
本实施方式的显示模块可以是本领域的任何显示模块，例如液晶显示模块(LCM模块)、电泳显示模块等，本发明对此没有任何限制，只要能够进行显示即可。
在本实施方式中，电容模块120和电磁模块130位于显示模块150的同一侧，且位于同一层。优选，电容感应单元的电极和电磁感应线位于同一层。另外，电容模块120和电磁模块130与显示模块150之间，优选地通过例如光学透明粘合剂(Optically Clear Adhesive，OCA)或光学透明树脂(Optical Clear Resin，OCR)进行粘合。可以理解，在本实施方式中，完全可以通过其他方式将电容模块120和电磁模块130与显示模块150进行接合，本发明对接合的方式没有任何限制。
另外，在一个实施方式中，优选在电容模块120和电磁模块130上设置保护模块110。可以理解，保护模块110可以采用本领域的任何材料，例如玻璃或有机材料，本发明对此没有任何限制。
本实施方式的电磁电容触摸屏，通过将电容模块120和电磁模块130设置在显示模块150的同一侧，且位于同一层，与将电容模块和电磁模块设置在显示模块的两侧的上述现有技术相比，能够在实现手笔双触控功能的同时，使产品结构简单、体积小、厚度薄，并且能够显著降低制造成本。
在一个实施方式中，如图1所示，优选将多个电容感应单元120a和多个电磁感应单元130a相互间隔排列。可以理解，在本实施方式中，多个电容感应单元120a和多个电磁感应单元130a的具体排列方式可以根据实际需要进行选择，只要在一个触摸屏的各个位置具有电容感应单元和电磁感应单元，从而能够在触摸屏的各个位置同时实现手指触摸功能和电磁笔触摸功能即可。另外，在本实施方式中，电容感应单元和电磁感应单元的数量可以根据需要进行选择，并不限于图1所示的数量。
本实施方式的电磁电容触摸屏，通过将多个电容感应单元120a和多个电磁感单元130a相互间隔排列，能够有效地实现手笔双触控功能。
下面以图2为例具体说明一个实施方式中的电容感应单元和电磁感应单元的配置关系的优选方式。图2是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的总体结构的平面图。如图2所示，多个电容感应单元120a纵横排列，多个电磁感应单元130a纵横交错。
总的来说，优选在横向上排列的相邻两行电容感应单元之间具有至少两条横向的电磁感应线，至少两条横向的电磁感应线中的电流方向相反。优选，在纵向上排列的相邻两列电容感应单元之间具有至少两条纵向的电磁感应线，至少两条纵向的电磁感应线中的电流方向相反。优选，至少两条横向的电磁感应线和至少两条纵向的电磁感应线中的一方在二者绝缘交叉的位置通过架桥结构连接。优选，至少两条横向的电磁感应线构成一组横向的电磁感应线，至少两条纵向的电磁感应线构成一组纵向的电磁感应线，多组横向的电磁感应线和多组纵向的电磁感应线纵横交错。优选，在相邻的两组横向的电磁感应线和相邻的两组纵向的电磁感应线所围绕的区域内，设置至少一个电容感应单元。优选，设置于相邻的所述区域内的电容感应单元之间通过架桥结构连接。优选，电容感应单元包括互容式电容感应单元，其包括至少一个驱动电极和至少一个感应电极。在互容式电容感应单元包括两个以上驱动电极和两个以上感应电极的情况下，优选驱动电极和感应电极中的一方通过架桥结构连接。优选，相邻的两个电容感应单元的驱动电极通过架桥结构连接。优选，相邻的两个电容感应单元的感应电极通过架桥结构连接。
下面参照图3-5对电容感应单元和电磁感应单元的具体配置关系进行详细说明。可以理解，图3-5的配置仅仅是举例说明一种优选的配置关系。
图3是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的一个基本单元(pitch)的示意图。在参照图3的说明中，以电容感应单元包括互容式电容感应单元为例进行说明。
如图3所示，互容式电容感应单元包括2个驱动电极310和2个感应电极320。在互容式电容感应单元的驱动电极和感应电极位于同一层的情况下，优选，将互容式电容感应单元的驱动电极和感应电极与电磁感应单元的电磁感应线设置在同一层。另外，在互容式电容感应单元的驱动电极和感应电极位于不同层的情况下，可以将互容式电容感应单元的驱动电极与电磁感应单元的电磁感应线设置在同一层，也可以将互容式电容感应单元的感应电极与电磁感应单元的电磁感应线设置在同一层。
2个驱动电极310通过位于同一层的导线连接，2个感应电极320通过架桥结构350连接。这里，虽然图示了2个感应电极320通过架桥结构350连接，但是也可以是2个驱动电极310通过架桥结构连接。另外，虽然图示了2个驱动电极和2个感应电极，但是驱动电极和感应电极的数量和配置关系可以根据需要进行设定。
在互容式电容感应单元的周边设置了相互垂直的两个方向的电磁感应线，即两条纵向的电磁感应线340和两条横向的电磁感应线330。这里，虽然图示了两条纵向的电磁感应线340和两条横向的电磁感应线330，但是纵向的电磁感应线340和横向的电磁感应线330的条数可以根据需要进行设定。
如图3所示，纵向的电磁感应线340通过架桥结构350与相邻的纵向的电磁感应线连接，横向的电磁感应线330与相邻的横向的电磁感应线直接连接，从而纵向的电磁感应线340和横向的电磁感应线330在交叉的位置相互绝缘。驱动电极310通过架桥结构350与相邻的驱动电极310连接，感应电极320通过架桥结构350与相邻的感应电机320连接，从而驱动电极310和感应电极320与电磁感应线相互绝缘。可以理解，虽然图示了纵向的电磁感应线340通过架桥结构350与相邻的纵向的电磁感应线连接，但是也可以是横向的电磁感应线330通过架桥结构350与相邻的横向的电磁感应线连接，纵向的电磁感应线340与相邻的纵向的电磁感应线直接连接。
图4是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的电磁感应线圈的示意图。图5是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的电磁感应线圈的示意图。
如图4所示，横向的电磁感应线410和横向的电磁感应线420彼此相邻，且电流方向相反，构成横向的电磁感应线圈。如图5所示，纵向的电磁感应线510和纵向的电磁感应线520彼此相邻，且电流方向相反，构成纵向的电磁感应线圈。
下面返回图2，对本实施方式的优选方式进一步进行说明。
如图2所示，纵向排列的每列电容感应单元的驱动电极通过架桥结构彼此连接，横向排列的每行电容感应单元的感应电极通过架桥结构彼此连接。这里，也可以将驱动电极和感应电极的位置互换。
另外，如图2所示，电磁感应线纵横交错，在相邻的两列电容感应单元之间设置两条电磁感应线，在相邻的两行电容感应单元之间设置两条电磁感应线。换句话说，在纵横交错的电磁感应线所围绕的每个区域内，设置电容感应单元。
本实施方式的电磁电容触摸屏，通过如上纵横交错设置电磁感应线，并纵横排列电容感应单元，即在每两个电容感应单元之间设置一对电磁感应线，在每两对电磁感应线之间设置电容感应单元，从而可以在电磁电容触摸屏的每个位置通过电容感应单元实现手指触摸功能，并且可以在电磁电容触摸屏的每个位置通过电磁感应线能实现笔触摸功能。
下面参照图6和7对架桥结构进行详细说明。可以理解，图6和7仅仅是举例说明一种优选的架桥结构。
图6是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的内部具有架桥结构的电容模块的示意图。图7是根据本发明的一个实施方式的电磁电容触摸屏的内部具有架桥结构的电磁模块的示意图。
如图6所示，在内部具有架桥结构的电容模块包括：电容电极层630；在电容电极层630上的绝缘层620；以及在绝缘层620上的架桥电极层610。
如图7所示，在内部具有架桥结构的电磁模块包括：电磁电极层730；在电磁电极层730上的绝缘层720；以及在绝缘层720上的架桥电极层710。
在此情况下，优选，将电容电极层630和电磁电极层730设置在同一层，将绝缘层620和绝缘层720设置在同一层，并将架桥电极层610和架桥电极层710设置在同一层。另外，优选，绝缘层620和绝缘层720由同一层构成。
在一个实施方式中，绝缘层620、720优选包括高分子类的覆盖层或无机类的钝化层，本发明对此没有任何限制。
另外，电容电极层630、电磁电极层730和架桥电极层610、710优选使用氧化铟锡、纳米银、Al、Cu和Mo中的至少一种材料制备，本发明对此没有任何限制。
另外，以上虽然以互容式电容感应单元为例进行了说明，但是电容感应单元也可以是自容式电容感应单元，在此情况下，自容式电容感应单元的电极与电磁感应单元的电磁感应线位于同一层。
本实施方式的电磁电容触摸屏，通过架桥结构，能够以简单的结构实现手笔双触控功能，并且能够降低制造成本。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过互容式电容感应电压来实现电容触控功能，能够发挥互容式电容触摸屏的优势。
下面简单说明一个实施方式的电磁电容触摸屏的工作原理。
基本工作原理如下所述：当采用手指触摸时，采用电容模块识别位置信息，手指触摸时造成的互电容变化导致接受信号发生变化，通过驱动电极给出波形信号，通过感应电极接受波形信号，根据波形信号差异识别位置信息；当采用电磁笔操作时，利用电磁笔操作过程中与电磁模块中电磁感应线发生感应，由产生的磁通量变化来运算出触控位置点。
本实施方式的电磁电容触摸屏，通过将电容模块和电磁模块设置在显示模块的同一层，与将电容模块和电磁模块设置在显示模块的两侧的上述现有技术相比，能够在实现手笔双触控功能的同时，使产品结构简单、体积小、厚度薄，并且能够显著降低制造成本。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过将多个电容感应单元和多个电磁感应单元相互间隔排列，能够有效地实现手笔双触控功能。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过在横向和/或纵向上设置电流方向相反的电磁感应线，能够有效地实现电磁触控功能。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过在纵横交错的电磁感应线所围绕的区域内设置电容感应单元，能够有效地实现手笔双触控功能。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过互容式电容感应电压来实现电容触控功能，能够发挥互容式电容触摸屏的优势。另外，一个实施方式的电磁电容触摸屏，通过架桥结构，能够以简单的结构实现手笔双触控功能，并且能够降低制造成本。
以上虽然通过一些示例性的实施方式详细地描述了本发明的电磁电容触摸屏，但是以上这些实施方式并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施方式，本发明的范围仅以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种电磁电容触摸屏，包括：
显示模块；
电容模块，其包括多个电容感应单元；以及
电磁模块，其包括多个电磁感应单元，所述多个电磁感应单元包括多条电磁感应线；
所述电容模块和所述电磁模块位于同一层；
所述多个电容感应单元和所述多个电磁感应单元相互间隔排列；
在横向上排列的相邻两行电容感应单元之间具有至少两条横向的电磁感应线，所述至少两条横向的电磁感应线中的电流方向相反，和/或
在纵向上排列的相邻两列电容感应单元之间具有至少两条纵向的电磁感应线，所述至少两条纵向的电磁感应线中的电流方向相反。
2.根据权利要求1所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述至少两条横向的电磁感应线和所述至少两条纵向的电磁感应线中的一方在二者绝缘交叉的位置通过架桥结构连接。
3.根据权利要求1所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述至少两条横向的电磁感应线构成一组横向的电磁感应线，所述至少两条纵向的电磁感应线构成一组纵向的电磁感应线，多组所述横向的电磁感应线和多组所述纵向的电磁感应线纵横交错。
4.根据权利要求3所述的电磁电容触摸屏，其中，
在相邻的每两组横向的电磁感应线和相邻的每两组纵向的电磁感应线所围绕的区域内，设置至少一个所述电容感应单元。
5.根据权利要求4所述的电磁电容触摸屏，其中，
设置于相邻的所述区域内的电容感应单元之间通过架桥结构连接。
6.根据权利要求1所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述电容感应单元包括互容式电容感应单元，其包括至少一个驱动电极和至少一个感应电极。
7.根据权利要求6所述的电磁电容触摸屏，其中，
在所述互容式电容感应单元包括两个以上驱动电极和两个以上感应电极的情况下，驱动电极和感应电极中的一方通过架桥结构连接。
8.根据权利要求6所述的电磁电容触摸屏，其中，
相邻的两个电容感应单元的驱动电极通过架桥结构连接。
9.根据权利要求6所述的电磁电容触摸屏，其中，
相邻的两个电容感应单元的感应电极通过架桥结构连接。
10.根据权利要求2、5、7-9的任一项所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述架桥结构包括绝缘层和架桥电极层，所述架桥电极层隔着所述绝缘层位于所述电容感应单元的电极层或所述电磁感应线之上。
11.根据权利要求10所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述绝缘层包括高分子类的覆盖层或无机类的钝化层。
12.根据权利要求10所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述电极层或所述架桥电极层使用氧化铟锡、纳米银、Al、Cu和Mo中的至少一种材料制备。
13.根据权利要求1所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述电容感应单元的电极和所述电磁感应线位于同一层。
14.根据权利要求6所述的电磁电容触摸屏，其中，
所述互容式电容感应单元的驱动电极和/或感应电极，与所述电磁感应线位于同一层。
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