CN105549802A - 一种高电极密度电容触摸屏 - Google Patents

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Abstract

一种高电极密度电容触摸屏，包括基板，设置在基板上的第一感应区域和信号检测电路、多个行电极驱动电路；第一感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成；通过为每个发射电极行设置一个行电极驱动电路，在行电极驱动电路中设置移位寄存器，再将多个行电极驱动电路合并为一个行电极驱动队列，在行电极驱动队列中，能够依据外部输入的时钟信号，根据各个行电极驱动电路的移位顺序，依次为所对应的发射电极行输入时序驱动波形，行电极驱动队列中的多个发射电极行共用一套驱动引线，从而即使大幅度提高电极密度，也无需过多的驱动引线，使得电容触摸屏的电极密度能够大幅度提高，不仅能够分辨更加清晰的触控图像，甚至能够分辨出指纹图像。

Description

一种高电极密度电容触摸屏
技术领域
本发明涉及一种电容触摸屏，尤其涉及一种高电极密度电容触摸屏。
背景技术
目前，电容触摸屏的分辨率过低，使得其只能分辨手指的位置，而无法进一步分辨出更加精细的触碰物，如笔尖。
另外，目前电容触摸屏的应用电子终端很多都配置有指纹识别模块，其造成了电子终端在结构设计上的复杂，如果将指纹识别功能加入到电容触摸屏中，将可以省去指纹识别模块，大大地简化了电子终端的设计。
然而，为了提高分辨率，需要增加感应电极的密度，即是需要大量增加电容触摸屏的发射电极行，而大量的发射电极行需要设置大量的驱动引线，其会导致电容触摸屏的周边面积过大，使得其很难符合电子终端轻薄的特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高电极密度电容触摸屏，这种高电极密度电容触摸屏能够大幅度提高电极密度，不仅能够分辨更加清晰的触控图像，甚至能够分辨出指纹图像。采用的技术方案如下：
一种高电极密度电容触摸屏，包括基板，以及设置在基板上的第一感应区域和信号检测电路，其特征是：还包括多个行电极驱动电路；所述第一感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成；各个接收电极列与信号检测电路连接；各个发射电极行均通过一个行电极驱动电路与信号检测电路连接，行电极驱动电路输出一个时序驱动波形给相应的发射电极行；每个行电极驱动电路至少包括一个移位寄存器，多个行电极驱动电路构成一个行电极驱动队列，在每个行电极驱动队列中，能够依据外部输入的时钟信号，根据各个行电极驱动电路的移位顺序，依次为所对应的发射电极行输入时序驱动波形。
通过为每个发射电极行设置一个行电极驱动电路，在行电极驱动电路中设置移位寄存器，再将多个行电极驱动电路合并为一个行电极驱动队列，在每个行电极驱动队列中，能够依据外部输入的时钟信号，根据各个行电极驱动电路的移位顺序，依次为所对应的发射电极行输入时序驱动波形，这样，行电极驱动队列中的多个发射电极行可以共用一套驱动引线。具体地说，一个发射电极行原来需要N条驱动引线，有M个发射电极行的话，则发射电极行的驱动引线数量为NxM条，通过上述设置，将多个行电极驱动电路构成一个行电极驱动队列，行电极驱动队列的数量为K，则K远小于M，在行电极驱动队列中按移位顺序对该行电极驱动队列中的各个发射电极行进行驱动，则需要驱动引线的数量仅为NxK，从而使得即使大幅度提高电极密度，也无需过多的驱动引线，使得电容触摸屏的电极密度能够大幅度提高，不仅能够分辨更加清晰的触控图像，甚至能够分辨出指纹图像，使这种高电极密度电容触摸屏能够广泛应用于电子终端中。
作为本发明的优选方案，所述行电极驱动电路还包括信号耦合器，所述移位寄存器输出一个选通信号给信号耦合器，信号耦合器根据选通信号以及外部输入的样本信号，输出具有样本信号特征的时序驱动波形给相应的发射电极行。通过在行电极驱动电路中设置信号耦合器，信号耦合器根据选通信号以及外部输入的样本信号，输出时序驱动波形给相应的发射电极行，这样就能够根据样本信号，灵活地定义时序驱动波形，避免与显示器等模块发生干扰。
作为本发明的优选方案，所述发射电极行的密度大于5个/cm，所述接收电极列的密度大于5个/cm。将发射电极行的密度设置为大于5个/cm，接收电极列的密度设置为大于5个/cm，能够实现普通的精细扫描。
作为本发明进一步的优选方案，所述发射电极行的密度大于5个/mm，所述接收电极列的密度大于5个/mm。将发射电极行的密度设置为大于5个/mm，接收电极列的密度设置为大于5个/mm能够实现指纹扫描。
作为本发明的优选方案，还包括第二感应区域，第二感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成，第二感应区域的发射电极行的密度小于第一感应区域。第二感应区域仅实现普通的触控功能，因此不需要整屏幕进行精细扫描，提高扫描的速度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
通过为每个发射电极行设置一个行电极驱动电路，在行电极驱动电路中设置移位寄存器，再将多个行电极驱动电路合并为一个行电极驱动队列，在每个行电极驱动队列中，能够依据外部输入的时钟信号，根据各个行电极驱动电路的移位顺序，依次为所对应的发射电极行输入时序驱动波形，这样，行电极驱动队列中的多个发射电极行可以共用一套驱动引线，从而使得即使大幅度提高电极密度，也无需过多的驱动引线，使得电容触摸屏的电极密度能够大幅度提高，不仅能够分辨更加清晰的触控图像，甚至能够分辨出指纹图像，使这种高电极密度电容触摸屏能够广泛应用于电子终端中。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图；
图2是行驱动电路的连接结构示意图；
图3是移位寄存器的电路原理图；
图4是信号耦合器的电路原理图；
图5是时序驱动波形的耦合示意图。
具体实施方式
下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。
实施例一
如图1、图2所示，这种高电极密度电容触摸屏，包括基板（图1中未画出），以及设置在基板上的第一感应区域1、信号检测电路2、多个行电极驱动电路3；第一感应区域1由多个发射电极行4与多个接收电极列5交叉而成，发射电极行4的密度为8个/cm，接收电极列5的密度为6个/cm；各个接收电极列5与信号检测电路2连接；各个发射电极行4均通过一个行电极驱动电路3与信号检测电路2连接，行电极驱动电路3输出一个时序驱动波形Tn给相应的发射电极行4；每个行电极驱动电路3包括移位寄存器6和信号耦合器7，移位寄存器6的电路原理图见图3，信号耦合器7的电路原理图见图4，如图5所示，移位寄存器6输出一个选通信号给信号耦合器7，信号耦合器7根据选通信号以及外部输入的样本信号T，输出具有样本信号T特征的时序驱动波形Tn给相应的发射电极行4，多个行电极驱动电路3构成一个行电极驱动队列L，在每个行电极驱动队列L中，能够依据外部输入的时钟信号CLK，根据各个行电极驱动电路3的移位顺序，依次为所对应的发射电极行4输入时序驱动波形Tn。
图2中，T为样本信号，CLK为时钟信号、CLKB为CLK的反向信号，VDD为正电压，VSS为信号地，Sn为第n个以为移位寄存器6产生的选通信号，Tn为信号耦合器7输出的时序驱动波形。每个移位寄存器6根据上一个移位寄存器6的选通信号，移动一个时钟周期的位置，以作为本移位寄存器6的选通输出，由此，可依次输出长度为时钟周期的选通信号。
图3中，移位寄存器6可以采用MOS电路，尤其是TFT电路来实现，更优选地，采用LTPS(低温多晶硅)电路来实现，使得这种电路能够直接制作在触摸屏的透明玻璃基板上。
图4中，信号耦合器7采用TFT(LTPS或非晶硅)来实现。
图5中，T为样本信号波形，Sn为选通信号，可以根据需要进行编辑，其中Tn为时序驱动波形，Tn为Sn与T的积。
通过为每个发射电极行4设置一个行电极驱动电路3，在行电极驱动电路3中设置移位寄存器6和信号耦合器7，再将多个行电极驱动电路3合并为一个行电极驱动队列L，在每个行电极驱动队列L中，能够依据外部输入的时钟信号CLK，根据各个行电极驱动电路3的移位顺序，依次为所对应的发射电极行4输入时序驱动波形Tn，这样，行电极驱动队列L中的多个发射电极行4可以共用一套驱动引线。具体地说，一个发射电极行4原来需要N条驱动引线，有M个发射电极行4的话，则发射电极行4的驱动引线数量为NxM条，通过上述设置，将多个行电极驱动电路3构成一个行电极驱动队列L，行电极驱动队列L的数量为K，则K远小于M，在行电极驱动队列L中按移位顺序对该行电极驱动队列L中的各个发射电极行4进行驱动，则需要驱动引线的数量仅为NxK，从而使得即使大幅度提高电极密度，也无需过多的驱动引线，使得电容触摸屏的电极密度能够大幅度提高，不仅能够分辨更加清晰的触控图像，甚至能够分辨出指纹图像，使这种高电极密度电容触摸屏能够广泛应用于电子终端中。
实施例二
在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别仅在于：发射电极行4的密度为8个/mm，接收电极列5的密度大于6个/mm。
实施例三
在其它部分均与实施例一相同的情况下，其区别仅在于：还包括第二感应区域，第二感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成，第二感应区域的发射电极行的密度小于第一感应区域。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高电极密度电容触摸屏，包括基板，以及设置在基板上的第一感应区域和信号检测电路，其特征是：还包括多个行电极驱动电路；所述第一感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成；各个接收电极列与信号检测电路连接；各个发射电极行均通过一个行电极驱动电路与信号检测电路连接，行电极驱动电路输出一个时序驱动波形给相应的发射电极行；每个行电极驱动电路至少包括一个移位寄存器，多个行电极驱动电路构成一个行电极驱动队列，在每个行电极驱动队列中，能够依据外部输入的时钟信号，根据各个行电极驱动电路的移位顺序，依次为所对应的发射电极行输入时序驱动波形。
2.如权利要求1所述的高电极密度电容触摸屏，其特征是：所述行电极驱动电路还包括信号耦合器，所述移位寄存器输出一个选通信号给信号耦合器，信号耦合器根据选通信号以及外部输入的样本信号，输出具有样本信号特征的时序驱动波形给相应的发射电极行。
3.如权利要求1所述的高电极密度电容触摸屏，其特征是：所述发射电极行的密度大于5个/cm，所述接收电极列的密度大于5个/cm。
4.如权利要求3所述的高电极密度电容触摸屏，其特征是：所述发射电极行的密度大于5个/mm，所述接收电极列的密度大于5个/mm。
5.如权利要求1所述的高电极密度电容触摸屏，其特征是：还包括第二感应区域，第二感应区域由多个发射电极行与多个接收电极列交叉而成，第二感应区域的发射电极行的密度小于第一感应区域。
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