CN110851027A - 自容式触控屏及具有该自容式触控屏的触控显示装置 - Google Patents

自容式触控屏及具有该自容式触控屏的触控显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自容式触控屏，包括基板、多个电极单元、多条第一引线及多条第二引线，该多个电极单元设置于该基板上，且沿圆周方向间隔布置，每一电极单元均包括一方位角电极组及一半径电极组，任意相邻方位角电极组有相同的角度差，且相邻的两个方位角电极组之间设有一半径电极组；该多条第一引线及该多条第二引线用以分别将该方位角电极组及不同半径的半径电极电连接至相应的焊盘；该多个电极单元、第一引线及第二引线均设置于同一导电层；其中，通过该电极单元中该方位角电极的方位信息及该半径电极的半径信息获得触控点的坐标。本发明还提供一种触控显示装置。

Description

自容式触控屏及具有该自容式触控屏的触控显示装置
技术领域
本发明涉及触控屏技术领域，尤其涉及一种自容式触控屏及具有该自容式触控屏的触控显示装置。
背景技术
随着触控屏技术的发展，电容式触控屏作为人机交互界面，越来越广泛地应用于手机、平板电脑等电子装置上。传统的单层自电容触控屏，只要一层透明导电材料，成本较低。
请参阅图1，针对矩形触控屏，其可采用类似三角形电极设计以实现单点触控。其中，每一对三角形电极沿Y轴(长边)方向延伸。在X轴(短边)方向，坐标的识别是由多组不同的电极完成的。每组电极在X轴(短边)方向上的尺寸为一个PITCH(通道)。因此，在X轴(短边)方向可以真实识别多点触控，而在Y轴(长边)方向，触控坐标是由两个相同电极感应量的比例计算而得，单点触控或多点触控都对应同一组电极的感应比例，因此无法区分同组内多点触控的坐标。同时，请参阅图2至图4，还可根据需求设计出X轴多点触控、Y轴两点触控的方案(参图2)，X轴单点触控、Y轴多点触控的方案(参图3)以及X轴两点触控、Y轴多点触控的方案(参图4)等。
另外，近年来，随着穿戴式产品的逐步推广，在异形，例如方形、带弧角的方形(类方形)、圆形的触控解决方案上的需求变得逐渐强烈，各厂商纷纷推出了GFF(互容)、ON-CELL(互容bridge)等方案，单层自容方案也成为一种低成本的选择。
请参阅图5至图7，针对方形、圆形或类圆形的触控屏，当使用三角形电极设计时，无法支持真实两点触控，因此通常采用方块阵列式设计。然而该方块阵列式设计虽然可以实现真实多点触控，但如果需要较高的线性度和精度，则方块的尺寸需要设计得较小，因此容易引起引线增多及软性电路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)面积增大等问题，不利于穿戴式产品的结构布局。
请参阅图7，以带弧角的方形触控屏为例，当使用三角形电极设计时，随著几何尺寸的增大，在边缘部分，其图形对称性不好，触控精度、线性度大大下降。例如，在带弧角的方形边缘的不对称区域，例如B1、B2、B3区域，当几何尺寸增加时，其不对称性也随之增加，因而线性度及精度均受到较大影响。
发明内容
鉴于上述内容，有必要提供一种可有效兼顾低成本并实现多点触控的自容式触控屏及具有该自容式触控屏的触控显示装置。
本发明一方面提供一种自容式触控屏，包括：
基板；
多个电极单元，该多个电极单元设置于该基板上，且沿圆周方向间隔布置，每一电极单元均包括一方位角电极组及一半径电极组，任意相邻方位角电极组有相同的角度差，且相邻的两个方位角电极组之间设有一半径电极组；
该方位角电极组包括一个或一对方位角电极，该一个或一对方位角电极沿圆周的半径延伸，该半径电极组包括至少两个沿圆周的半径方向排列的半径电极；以及
多条第一引线，该多条第一引线用以将该方位角电极组分别电连接至相应的焊盘；以及
多条第二引线，该多条第二引线用以将不同半径的半径电极分别电连接至相应的焊盘；
该多个电极单元、第一引线及第二引线均设置于同一导电层；
其中，通过该电极单元中该方位角电极的方位信息及该半径电极的半径信息获得触控点的坐标。
优选地，该半径电极组内各个半径电极沿半径方向的延伸长度相等。
优选地，具有相同半径的半径电极局部或全部连接在一起。
优选地，设于最外围的半径电极包括一对子半径电极，该对子半径电极为互补的三角形对或多边形对，该对子半径电极由两条不同的第二引线驱动。
优选地，设于最外围的半径电极包括一对子半径电极，该对子半径电极为互补的三角形对或多边形对，其中一个子半径电极由单独的一条第二引线驱动，另一个子半径电极与相邻的一对子半径电极中邻近的子半径电极电连接，并共由单独的一条第二引线驱动，该相邻的一对子半径电极中的另一个子半径电极由单独的一条第二引线驱动。
优选地，该第一引线由该自容式触控屏的外周缘引出，该第二引线由其中一个半径电极组与相邻的方位角电极组之间的空隙引出。
优选地，该方位角电极组包括一对方位角电极，该对方位角电极为互补的三角形对或多边形对，该对方位角电极由两条不同的第一引线驱动。
优选地，该方位角电极组包括一对方位角电极，该对方位角电极为互补的三角形对或多边形对，其中一个方位角电极由单独的一条第一引线驱动，另一个方位角电极与相邻的方位角电极组中邻近的方位角电极电连接，并共由单独的一条第一引线驱动，该相邻的方位角电极组中的另一个方位角电极由单独的一条第一引线驱动。
优选地，该自容式触控屏还包括圆心电极，当该自容式触控屏呈圆形或类圆形时，该圆心电极设置于该自容式触控屏的圆心，以该自容式触控屏的半径画圆，该方位角电极组及半径电极组依照该圆心及半径设置，该第二引线还用以将该圆心电极电连接至相应的焊盘。
优选地，该自容式触控屏还包括圆心电极，当该自容式触控屏呈方形或带弧角的方形时，以该方形的几何中心为圆心，以该方形对角线的一半为半径画圆，该方位角电极组及半径电极组依照该圆心及半径设置，该圆心电极设置于该自容式触控屏的几何中心，该第二引线还用以将该圆心电极电连接至相应的焊盘。
本发明还提供一种触控显示装置，包括上述所述的自容式触控屏、显示屏、连接线及驱动芯片，该自容式触控屏设置于该显示屏上或集成在该显示屏内，且通过该连接线与该驱动芯片电连接。
优选地，该触控显示装置呈圆形、类圆形、方形或带弧角的方形。
本发明的自容式触控屏使用最简单的单层自容工艺，能够实现真实多点检测，克服了传统自容只能实现单点触控或分区两点触控的缺点，大幅提升了触控性能。同时本发明适用于圆形或方形等异形触控屏上，相对于传统的采用小方块电极，可以明显减少绑定焊盘(bonding pad)的数量，从而在性能、价格、结构要求等方面全方位提升了单层自容产品的竞争力。
附图说明
图1至图4为现有技术中针对矩形触控屏采用三角形电极设计的示意图。
图5为现有技术中针对圆形或类圆形触控屏采用方块阵列式设计的示意图。
图6为现有技术中针对方形触控屏采用方块阵列式设计的示意图。
图7为现有技术中针对带弧角的方形触控屏采用三角形电极设计的示意图。
图8为本发明第一较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图9为本发明第二较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图10为本发明第三较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图11a及图11b为本发明第四较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图12a及图12b为本发明第五较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图13为本发明第六较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图14为本发明第七较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图15为本发明第八较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图16a及图16b为本发明第九较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图17a为本发明第十较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图17b为本发明第十一较佳实施方式的自容式触控屏的示意图。
图18为本发明中自容式触控屏的连线示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图8，本发明第一实施方式提供一种自容式触控屏100。该自容式触控屏100包括基板11、圆心电极R0及多个电极单元13。
在本实施例中，该基板11呈圆形或类圆形，即该自容式触控屏100为圆形或类圆形触控屏。该多个电极单元13均设置在该基板11的同一导电层上。
在本实施例中，以该自容式触控屏100的半径画圆，该多个电极单元13依照该自容式触控屏100的圆心及半径设置，且彼此间隔绝缘隔开。具体地，该多个电极单元13沿圆周方向按一定角度均匀布置，且该多个电极单元13之间具有相同的间距。该圆心电极R0则设置于该自容式触控屏100的圆心。
在本实施例中，每一电极单元13均包括一个方位角电极组131及一个半径电极组133。其中，该多个电极单元13中的方位角电极组131与半径电极组133沿该圆周方向交替间隔排布。每个电极单元13中方位角电极组131与半径电极组133之间的间距相同。在本实施例中，每两个相邻的方位角电极组131之间设置有一个半径电极组133。且相对该半径电极组133，该两个相邻的方位角电极组131完全对称。同样，两个相邻的半径电极组133之间设置有一个方位角电极组131。且相对该方位角电极组131，该两个相邻的半径电极组133完全对称。
例如，在本实施例中，该自容式触控屏100包括八个电极单元13。因此，该自容式触控屏100包括八个方位角电极组131及八个半径电极组133。该八个方位角电极组131及八个半径电极组133沿该圆周方向交替间隔排布。每一个方位角电极组131代表的角度为45度(即360゜/8＝45゜)，即任意相邻的方位角电极组131具有相同的角度差。
可以理解，在本实施例中，该方位角电极组131包括一个方位角电极131a。即该方位角电极组131中方位角电极的数量为一个。每一方位角电极131a均呈完整的块状，例如呈条形、多边形、扇形或其他类似形状。该多个方位角电极组131中的方位角电极131a均沿圆周的半径方向延伸。另外，各个方位角电极131a的形状、大小及结构均相同。
可以理解，每个半径电极组133均包括至少两个沿半径方向排列的半径电极。该半径电极均呈完整的块状，例如呈条形、多边形、扇形或其他类似形状。在本实施例中，每个半径电极组133均包括两个沿半径方向排列的半径电极R1、R2。另外，代表相同半径的各个半径电极的形状、大小及结构均相同。
可以理解，在本实施例中，该方位角电极组131和该半径电极组133为同层设置，即设置在同一导电层上。例如可以利用构图工艺，先形成整层的感测电极层，然后利用光刻等工艺刻蚀出方位角电极组131的图形，然后在同层形成相应的半径电极组133。该方位角电极组131和半径电极组133同层设置可以减少层间绝缘层的设置，有利于降低该自容式触控屏100的厚度。
可以理解，每一电极单元13中方位角电极组131的方位角电极131a与相应的半径电极组133中的半径电极R1、R2均彼此间隔绝缘设置。同时，由于每个电极单元13均包括一个方位角电极及多个半径电极。因此，根据上述两种电极的信息可得到相应触控点的坐标。例如，可通过该电极单元13中的方位角电极131a确定触控点的大概位置(即方位信息)，然后再根据该电极单元13中的半径电极R1、R2的半径信息(例如其自电容电量变化)来获得相应触控点的坐标。
可以理解，在本实施例中，该半径电极组133内各个半径电极沿半径方向的延伸长度相等。例如半径电极R1沿半径方向的延伸长度与半径电极R2沿半径方向的延伸长度相等。
可以理解，在本实施例中，代表相同半径的半径电极可以在内部局部或全部连接。例如，在本实施例中，所有半径电极R1均在内部局部或全部电连接。所有半径电极R2均在内部局部或全部电连接，且与半径电极R1绝缘设置。
可以理解，由于该半径电极R1、R2只包括半径信息。因此代表相同半径且被方位角电极组131(即方位角电极131a)隔离的半径电极可以在内部全部或局部连接，而无需在外部走线，从而大大节省焊盘(bonding pad)数量。
可以理解，由于该自容式触控屏100沿圆周方向布置有多个方位角电极组131。因此，该自容式触控屏100在该方向(即圆周方向)上是支持真实多点触控的。该自容式触控屏100所支持的真实触控的点数，与该半径或直径方向上的半径电极的数量成正比。例如，在本实施例中，在不计圆心电极R0的情况下，由于该自容式触控屏100中每个半径电极组133沿其半径方向均布设有两个半径电极R1、R2，因此该自容式触控屏100沿半径方向支持真实两点触控，而沿直径方向支持真实四点触控。
可以理解，由于所有电极，例如方位角电极131a及半径电极R1、R2均采用块状方式，如此可方便于各电极间进行引线。
可以理解，由于该自容式触控屏100还于其圆心位置设置有圆心电极R0，因此可方便对位于该自容式触控屏100的中心位置，例如圆心位置进行触控检测，以有效提高该自容式触控屏100的测试精度。
请参阅图9，本发明第二实施方式提供一种自容式触控屏200。该自容式触控屏200包括圆心电极R0及多个电极单元23。每个电极单元23均包括一个方位角电极组231及一个半径电极组233。每个半径电极组233均包括两个沿半径方向排列的半径电极R1、R2。
在本实施例中，该自容式触控屏200的结构与第一实施例中自容式触控屏100的结构类似，区别在于该自容式触控屏200中方位角电极组231的结构与第一实施例中方位角电极组131的结构不同。
在本实施例中，该方位角电极组231包括一对方位角电极231a、231b(即两个方位角电极)。在本实施例中，每一方位角电极组231中方位角电极231a、231b的形状均为三角形，且两者互补。即该对方位角电极231a、231b为互补的三角形对。当然，在其他实施例中，该方位角电极231a、231b的形状不局限于三角形。例如该对方位角电极231a、231b还可为互补的多边形对。
可以理解，当在同一个半径圆上发生多点触摸时，每个触摸点的感应量难以拆分。因此，在本实施例中，通过将该方位角电极组231拆分为两个互补的三角形电极或多边形电极。因此，每一个方位角电极均附带有一定的半径信息，结合该方位角电极的方位信息、辅助半径信息及该半径电极组233的半径信息就可以较准确地判断多指触摸的位置。
请参阅图10，本发明第三实施方式提供一种自容式触控屏300。该自容式触控屏300包括圆心电极R0及多个电极单元33。每个电极单元33均包括一个方位角电极组331及一个半径电极组333。该方位角电极组331包括一对方位角电极，例如两个互补的三角形的方位角电极331a、331b。每个半径电极组333均包括两个沿半径方向排列的半径电极R1、R2。
在本实施例中，该自容式触控屏300的结构与第二实施例中的自容式触控屏200结构类似，区别在于该自容式触控屏300中方位角电极组331的连线方式与第二实施例中方位角电极组231的连线方式不同。
在本实施例中，该方位角电极组331采用跳跃或者间隔的连线方式。例如，沿图10中所示方向，其中一个方位角电极组331中的方位角电极331a是单独驱动的，该方位角电极组331中与该方位角电极331a互补的方位角电极331b与相邻的方位角电极组331中的方位角电极331a连接在一起，而该相邻的方位角电极组331中的方位角电极331b为单独驱动。以此类推，直至所有的方位角电极组331完成连线。
可以理解，图9所示的自容式触控屏200中，由于每个方位角电极组231均拆分为两个互补的三角形的方位角电极231a、231b，而每对互补的方位角电极231a、231b由两条不同的引线驱动，将导致方位角电极组231所需的焊盘数量相对图8方位角电极组131所需的焊盘数量翻倍。而本实施例中，由于该方位角电极组331中的方位角电极331a或331b与相邻的方位角电极组331中的方位角电极331a或331b存在互连，因此使得需要独立驱动的方位角电极数量明显减少。例如，图9所示的自容式触控屏200需要16个独立通道(pitch，即16条引线)。而图10所示的自容式触控屏300则减少至12个通道(pitch，即12条引线)。
请参阅图11a及图11b，本发明第四实施方式提供一种自容式触控屏400。该自容式触控屏400包括圆心电极R0及多个电极单元43。每个电极单元43均包括一个方位角电极组431及一个半径电极组433。该方位角电极组431包括一对方位角电极431a、431b。每个半径电极组433均包括至少两个沿半径方向排列的半径电极。
在本实施例中，该自容式触控屏400的结构与第三实施例中的自容式触控屏300结构类似，区别在于该自容式触控屏400中该半径电极组433的结构与第三实施例中半径电极组333的结构不同。
具体地，本发明提出的触控屏之触控误差可以分为半径误差和圆周误差。其中，半径误差与半径块(即半径电极)在半径方向的尺寸相关。例如，请参图8及图9，当半径电极R1、R2在半径方向的尺寸，例如沿半径方向的长度，设置为相同时，可以认为在半径方向上的误差是线性的，并且可以通过增加沿半径方向的半径电极的数量来减小半径误差。
另外，沿圆周方向，由于半径电极R1、R2由圆心到圆周的弧长是逐步增大的。因此，其圆周误差是非线性的。其中，靠近圆心的半径电极R1的弧长较短，其误差较小。而靠近圆周的半径电极R2弧长较长，其误差较大。
因此，在本实施例中，该自容式触控屏400中每个半径电极组433包括三个半径电极，即半径电极R1、R2、R3。其中，半径电极R2、R3设置在相同半径上，且与半径电极R1沿半径方向排列。也就是说，该自容式触控屏400是通过在圆周误差较大的半径电极R2处增加一个半径电极R3，即在相同半径上布置两个半径电极R2、R3。或者说，该自容式触控屏400是通过将最外围的半径电极拆分为一对子半径电极，例如半径电极R2、R3。如此，在两个方位角电极组431之间，该两个半径电极R2、R3也带有辅助方位信息。因此，沿圆周方向的最大PITCH减小为原来的一半，最大弧长减小为原来的一半，圆周误差也减小为原来的一半。
可以理解，请参阅图11a，在本实施例中，该半径电极R2、R3的形状及结构均相同，即为块状，例如多边形状。当然，在其他实施例中，该半径电极R2、R3还可以为其他形状，例如为三角形(参图11b)，且半径电极R2、R3彼此互补。也就是说，设置于最外围的该对子半径电极为互补的三角形对或多边形对。
可以理解，在本实施例中，该半径电极R2、R3的连线方式有两种，例如可采用单独引线的方式，或者采用跳跃或者间隔的连线方式。其具体连线方式可参阅图9所示自容式触控屏200中方位角电极231a、231b的连线方式或者图10所示自容式触控屏300中方位角电极331a、331b的连线方式，在此不再赘述。
可以理解，请一并参阅图8至图10，在本案中，当不采用图11a及图11b中所述的误差补偿方案，即最外围的半径电极未拆分为两个子半径电极时，定义该自容式触控屏的半径为R，且沿圆周方向延伸有L个方位角电极。显然，由图8可以看出，由圆心到外圆周，PITCH逐渐增大。其中，在外圆周处的PITCH的弧长为
Figure BDA0002234121260000111
反之，在指定最大弧长为P时，则需要布置L个方位角电极，其中
Figure BDA0002234121260000121
同时，为实现真实多点触控，假设每个半径电极组中半径电极的数量为N(不含圆心电极R0)。
因此，针对图8所示的第一实施例，该自容式触控屏100所需要的焊盘(bondingpad)数量BP为BP＝L+N。针对图9所示的第二实施例，该自容式触控屏200所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝2*L+N。而针对图10所示的第三实施例，该自容式触控屏300所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝1.5*L+N。
请一并参阅表1，以两寸的圆形图形为例，假设半径为25mm，N＝3。显然，第一实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数(即引线数量)分别为17、21、29。第二实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为31、40、55。第三实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为24、30、42。显然，当采用第三实施例后，随着PITCH的减小，通道数(引线数)有明显下降。
表1未采用误差补偿方案时，第一实施例、第二实施例及第三实施例中最大PITCH尺寸与通道数关系表
Figure BDA0002234121260000122
可以理解，当采用图11a及图11b中所述的误差补偿方案时，针对图8所示的第一实施例，该自容式触控屏100所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝0.5*L+N+1。针对图9所示的第二实施例，该自容式触控屏200所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝L+N+1。而针对图10所示的第三实施例，该自容式触控屏300所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝0.75*L+N+1。
请一并参阅表2，同样以两寸的圆形图形为例，假设半径为25mm，N＝3。显然，第一实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数(即引线数量)分别为11、13、17。第二实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为18、22、30。第三实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为16、18、24。显然，当采用误差补偿的方案设计后，随着PITCH的减小，通道数(引线数)均有大幅下降。
表2采用误差补偿方案时，第一实施例、第二实施例及第三实施例中最大PITCH尺寸与通道数关系表
Figure BDA0002234121260000131
请一并参阅图12a及图12b，本发明第五实施方式提供一种自容式触控屏500。该自容式触控屏500包括圆心电极R0及多个电极单元53。每个电极单元53均包括一个方位角电极组531及一个半径电极组533。每个方位角电极组531均包括一个方位角电极531a。每个半径电极组533均包括至少两个沿半径方向排列的半径电极。
在本实施例中，该自容式触控屏500的结构与第一实施例中的自容式触控屏100的结构类似，区别在于该自容式触控屏500为方形或带弧角的方形触控屏，即该自容式触控屏500的导电层图形为方形(参图12a)或带弧角的方形(参图12b)。具体地，该自容式触控屏500是以该方形或带弧角的方形的几何中心为圆心，以一定的半径，例如该方形或带弧角的方形的对角线的一半画圆。该圆心电极R0设置于该自容式触控屏500的几何中心。该方位角电极组531与该半径电极组533沿该圆周方向交替间隔布设，且彼此绝缘隔开。
可以理解，该自容式触控屏500的结构与第一实施例中的自容式触控屏100的区别还在于每个半径电极组533中半径电极的数量不同。在本实施例中，每个半径电极组533均包括三个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3，即该自容式触控屏500在半径方向支持真实三点触控。
可以理解，在本实施例中，由于该自容式触控屏500为方形或带弧角的方形触控屏，其以几何中心做圆形扫掠，因此在各扫掠方向上两者的交集长度是不一致的。如图12a及图12b所示，在对角线方向，该半径电极组533的长度最长，在长度或宽度方向，该半径电极组533的长度最短。也就是说，当按照图12a及图12b的方式布置电极时，该半径电极组533的长度会从对角线方向到X(Y)轴方向周期性变化，从而影响到半径信息的均匀性。
请参阅图13，本发明第六实施方式提供一种自容式触控屏600。该自容式触控屏600包括圆心电极R0及多个电极单元63。每个电极单元63均包括一个方位角电极组631及一个半径电极组633。每个方位角电极组631均包括一个方位角电极631a。每个半径电极组633均包括三个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3。
可以理解，在本实施例中，该自容式触控屏600的结构与第五实施例中的自容式触控屏500的结构类似，区别在于该自容式触控屏600中方位角电极组631及半径电极组633的长度配置方式与该自容式触控屏500中方位角电极组531及半径电极组533的长度配置方式不同。具体地，在本实施例中，每个半径电极组633被配置为长度相等，而每个方位角电极组631则在各个方向上的长度不等。
显然，在本实施例中，由于每个半径电极组633被配置为长度相等，因此可有效解决半径电极在各方向上的均匀度问题。虽然每个方位角电极组631在各个方向上的长度不等，然而由于方位角电极组631中的方位角电极631a是以指示方向为主，因此即使长度不等，其影响也较小。
请参阅图14，本发明第七实施方式提供一种自容式触控屏700。该自容式触控屏700包括圆心电极R0及多个电极单元73。每个电极单元73均包括一个方位角电极组731及一个半径电极组733。每个方位角电极组731均包括一对方位角电极731a、731b。
可以理解，在本实施例中，该自容式触控屏700的结构与第二实施例中的自容式触控屏200的结构类似，区别在于该自容式触控屏700为带弧角的方形触控屏、该自容式触控屏700在半径方向支持真实三点触控(即每个半径电极组733均包括三个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3)。另外，该自容式触控屏700与第二实施例中的自容式触控屏200的区别还在于该自容式触控屏700中方位角电极组731及半径电极组733的长度配置方式不同，具体说明可结合参阅图9及图13的说明，在此不再赘述。
请参阅图15，本发明第八实施方式提供一种自容式触控屏800。该自容式触控屏800包括圆心电极R0及多个电极单元83。每个电极单元83均包括一个方位角电极组831及一个半径电极组833。每个方位角电极组831均包括一对方位角电极831a、831b。
可以理解，在本实施例中，该自容式触控屏800的结构与第三实施例中的自容式触控屏300结构类似，区别在于该自容式触控屏800为带弧角的方形触控屏、该自容式触控屏800在半径方向支持真实三点触控(即每个半径电极组833均包括三个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3)。另外，该自容式触控屏800与第三实施例中的自容式触控屏300的区别还在于该自容式触控屏800中方位角电极组831及半径电极组833的长度配置方式不同，具体说明可结合参阅图10及图13的说明，在此不再赘述。
请参阅图16a及图16b，本发明第九实施方式提供一种自容式触控屏900。该自容式触控屏900包括圆心电极R0及多个电极单元93。每个电极单元93均包括一个方位角电极组931及一个半径电极组933。每个方位角电极组931均包括一对方位角电极931a、931b。
可以理解，在本实施例中，该自容式触控屏900的结构与图11a及图11b所示第四实施例中的自容式触控屏400的结构类似，区别在于该自容式触控屏900为带弧角的方形触控屏、该自容式触控屏900沿半径方向支持真实三点触控。另外，该自容式触控屏900与第四实施例中的自容式触控屏400的区别还在于该自容式触控屏900中方位角电极组931及半径电极组933的长度配置方式不同，具体说明可结合参阅图11a、图11b及图13的说明，在此不再赘述。
可以理解，请一并参阅图13至图15，在本案中，当不采用图16a及图16b中所述的误差补偿方案，即不将最外围的半径电极拆分为两个互补的子半径电极R3、R4时，定义该自容式触控屏的半径为R，且沿圆周方向延伸有L个方位角电极。显然，由图13可以看出，由圆心到外圆周，PITCH逐渐增大。其中，在外圆周处的PITCH的弧长为
Figure BDA0002234121260000161
反之，在指定最大弧长为P时，则需要布置L个方位角电极，其中
Figure BDA0002234121260000162
同时，为实现真实多点触控，假设每个半径电极组中半径电极的数量为N(不含圆心电极R0)。
因此，针对图13所示的第六实施例，该自容式触控屏600所需要的焊盘(bondingpad)数量BP为BP＝L+N。针对图14所示的第七实施例，该自容式触控屏700所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝2*L+N。针对图15所示的第八实施例，该自容式触控屏800所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝1.5*L+N。
请一并参阅表3，以两寸的正方形图形为例，假设长(宽)为50mm，N＝3。显然，第六实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数(即引线数量)分别为21、26、36。第七实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为39、50、70。第八实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为30、38、53。显然，当采用第八实施例后，随着PITCH的减小，通道数(引线数)有明显下降。
表3未采用误差补偿方案时，第六实施例、第七实施例及第八实施例中最大PITCH尺寸与通道数关系表
Figure BDA0002234121260000163
Figure BDA0002234121260000171
可以理解，当采用图16a及图16b中所述的误差补偿方案时，针对图13所示的第六实施例，该自容式触控屏600所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝0.5*L+N+1。针对图14所示的第七实施例，该自容式触控屏700所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝L+N+1。而针对图15所示的第八实施例，该自容式触控屏800所需要的焊盘(bonding pad)数量BP为BP＝0.75*L+N+1。
请一并参阅表4，同样以两寸的正方形图形为例，假设长(宽)为50mm，N＝3。显然，第六实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数(即引线数量)分别为13、16、21。第七实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为22、28、37。第八实施例中，当最大PITCH的尺寸分别为11mm、8.5mm、6mm时，其通道数分别为18、22、29。显然，当采用误差补偿的方案设计后，随着PITCH的减小，通道数(引线数)均有大幅下降。
表4采用误差补偿方案时，第六实施例、第七实施例及第八实施例中最大PITCH尺寸与通道数关系表
Figure BDA0002234121260000172
可以理解，在其他实施例中，可基于半径尺寸的大小及对性能的要求来灵活设置方位角电极的数量及半径电极的数量。
例如，请一并参阅图17a，本发明第十实施方式提供一种自容式触控屏1000。该自容式触控屏1000包括圆心电极R0及多个电极单元103。每个电极单元103均包括一个方位角电极组1031及一个半径电极组1033。该方位角电极组1031包括一对方位角电极1031a、1031b。每个半径电极组1033均包括至少两个沿半径方向排列的半径电极。
在本实施例中，该自容式触控屏1000中每个半径电极组1033包括五个半径电极，即半径电极R1、R2、R3、R4、R5。其中，半径电极R4、R5设置在相同半径上，且与半径电极R1、R2、R3依次沿半径方向排列。也就是说，该自容式触控屏1000是通过在圆周误差较大的半径电极R4处增加一个半径电极R5，即在相同半径上布置两个半径电极R4、R5。如此，在两个方位角电极组1031之间，该两个半径电极R4、R5也带有辅助方位信息。因此，沿圆周方向的最大PITCH减小为原来的一半，最大弧长减小为原来的一半，圆周误差也减小为原来的一半。
再者，在本实施例中，该自容式触控屏1000中沿半径方向支持真实四点触控，而沿直径方向支持真实八点触控。
又如，请一并参阅图17b，本发明第十一实施方式提供一种自容式触控屏1100。该自容式触控屏1100包括圆心电极R0及多个电极单元113。每个电极单元113均包括一个方位角电极组1131及一个半径电极组1133。该方位角电极组1131包括一个方位角电极1131a。每个半径电极组1133均包括四个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3、R4。
可以理解，在本实施例中，该自容式触控屏1100沿半径方向支持真实四点触控，而沿直径方向支持真实八点触控。
请一并参阅图18，下面以未采用误差补偿方案，且沿半径方向支持真实三点触控的一自容式触控屏1200为例，对其连线方式进行简单说明。
在本实施例中，该自容式触控屏1200包括圆心电极R0及多个电极单元123。每个电极单元123均包括一个方位角电极组1231及一个半径电极组1233。每个方位角电极组1231均包括一个方位角电极1231a。每个半径电极组1233均包括三个沿半径方向排列的半径电极R1、R2、R3。
其中，代表相同半径的半径电极R1在内部局部或全部电连接。所有半径电极R2均在内部局部或全部电连接，且与半径电极R1绝缘设置。所有半径电极R3均在内部局部或全部电连接，且与半径电极R1、R2均绝缘设置。另外，所有半径电极在靠近该圆心电极R0的内侧进行连接。
可以理解，该自容式触控屏1200还包括多个焊盘(bonding pad)125、多条第一引线126及多条第二引线127。该多个焊盘125设置于该多个电极单元123的一侧。该多个焊盘125可沿某一方向排列，并设置于相应的绑定区域(bounding area)内。每条第一引线126用以将对应的方位角电极组1231连接至相应的焊盘125。每条第二引线127用以将不同半径的电极，例如半径电极R1、R2、R3及圆心电极R0分别电连接至相应的焊盘125。
可以理解，在本实施例中，连接不同半径的电极的引线及连接该圆心电极R0的引线，例如第二引线127，可由其中一个半径电极组1233与相邻的方位角电极组1231之间的空隙引出。连接该方位角电极1231a的引线，例如第一引线126可由该自容式触控屏1200的外周缘引出。如此，可使得与各个焊盘125连接的第一引线126与第二引线127互不交叉，进而有效避免采用跨桥(bridge)或多层电极结构，降低工艺难度。
可以理解，该多个焊盘125还可通过连接线与一驱动芯片(图未示)电连接，以便于传输该电极单元123与该驱动之间的信号，实现触控感测。
可以理解，由于该半径电极只包括半径信息。因此代表相同半径且被方位角电极组1231(例如方位角电极1231a)隔离的半径电极可以在内部全部或局部连接，而无需在外部走线，从而大大节省焊盘125的数量。
显然，本发明的自容式触控屏使用最简单的单层自容工艺，能够实现真实多点检测，克服了传统自容只能实现单点触控或分区两点触控的缺点，大幅提升了触控性能。同时本发明适用于圆形或方形等异形触控屏上，相对于传统的采用小方块电极，可以明显减少绑定焊盘(bonding pad)的数量，从而在性能、价格、结构要求等方面全方位提升了单层自容产品的竞争力。
可以理解，本发明另一实施例还提供一种触控显示装置。该触控显示装置包括上述实施例所述的自容式触控屏、显示屏、连接线以及驱动芯片。其中，该自容式触控屏设置于该显示屏上(ON-CELL)或集成在该显示屏内(IN-CELL)，且通过该连接线与该驱动芯片电连接。该自容式触控屏通过设置在同一层的触控电极，方位角电极组和半径电极组的自电容变化量来收集触控信息。
该触控显示装置由于采用上述实施例所述的自容式触控屏，制作成本低，且可有效减少焊盘(bonding pad)的数量。
该触控显示装置呈圆形、类圆形、方形或带弧角的方形。
可以理解，本发明另一实施例还提供一种电子装置。该电子装置包括上述实施例所述的触控显示装置。因此，制作成本低，且可有效减少焊盘(bonding pad)的数量。所述电子装置可以为手机、平板电脑、手表等。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种自容式触控屏，其特征在于：该自容式触控屏包括：
基板；
多个电极单元，该多个电极单元设置于该基板上，且沿圆周方向间隔布置，每一电极单元均包括一方位角电极组及一半径电极组，任意相邻方位角电极组有相同的角度差，且相邻的两个方位角电极组之间设有一半径电极组；
该方位角电极组包括一个或一对方位角电极，该一个或一对方位角电极沿圆周的半径延伸，该半径电极组包括至少两个沿圆周的半径方向排列的半径电极；以及
多条第一引线，该多条第一引线用以将该方位角电极组分别电连接至相应的焊盘；以及
多条第二引线，该多条第二引线用以将不同半径的半径电极分别电连接至相应的焊盘；
该多个电极单元、第一引线及第二引线均设置于同一导电层；
其中，通过该电极单元中该方位角电极的方位信息及该半径电极的半径信息获得触控点的坐标。
2.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该半径电极组内各个半径电极沿半径方向的延伸长度相等。
3.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：具有相同半径的半径电极局部或全部连接在一起。
4.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：设于最外围的半径电极包括一对子半径电极，该对子半径电极为互补的三角形对或多边形对，该对子半径电极由两条不同的第二引线驱动。
5.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：设于最外围的半径电极包括一对子半径电极，该对子半径电极为互补的三角形对或多边形对，其中一个子半径电极由单独的一条第二引线驱动，另一个子半径电极与相邻的一对子半径电极中邻近的子半径电极电连接，并共由单独的一条第二引线驱动，该相邻的一对子半径电极中的另一个子半径电极由单独的一条第二引线驱动。
6.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该第一引线由该自容式触控屏的外周缘引出，该第二引线由其中一个半径电极组与相邻的方位角电极组之间的空隙引出。
7.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该方位角电极组包括一对方位角电极，该对方位角电极为互补的三角形对或多边形对，该对方位角电极由两条不同的第一引线驱动。
8.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该方位角电极组包括一对方位角电极，该对方位角电极为互补的三角形对或多边形对，其中一个方位角电极由单独的一条第一引线驱动，另一个方位角电极与相邻的方位角电极组中邻近的方位角电极电连接，并共由单独的一条第一引线驱动，该相邻的方位角电极组中的另一个方位角电极由单独的一条第一引线驱动。
9.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该自容式触控屏还包括圆心电极，当该自容式触控屏呈圆形或类圆形时，该圆心电极设置于该自容式触控屏的圆心，以该自容式触控屏的半径画圆，该方位角电极组及半径电极组依照该圆心及半径设置，该第二引线还用以将该圆心电极电连接至相应的焊盘。
10.如权利要求1所述的自容式触控屏，其特征在于：该自容式触控屏还包括圆心电极，当该自容式触控屏呈方形或带弧角的方形时，以该方形的几何中心为圆心，以该方形对角线的一半为半径画圆，该方位角电极组及半径电极组依照该圆心及半径设置，该圆心电极设置于该自容式触控屏的几何中心，该第二引线还用以将该圆心电极电连接至相应的焊盘。
11.一种触控显示装置，其特征在于：该触控显示装置包括如权利要求1-10任一项所述的自容式触控屏、显示屏、连接线及驱动芯片，该自容式触控屏设置于该显示屏上或集成在该显示屏内，且通过该连接线与该驱动芯片电连接。
12.如权利要求11所述的触控显示装置，其特征在于：该触控显示装置呈圆形、类圆形、方形或带弧角的方形。
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