CN111309191A - 一种电容触摸屏及交互屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容触摸屏及交互屏。所述电容触摸屏包括分别设有感应区的第一感应层和第二感应层，分别设置在第一、第二感应层上的感应区彼此靠近，感应区内间隔设有感应层图案，在第一感应层、第二感应层中的至少一层上，位于感应区的中心区域的感应层图案的面积和/或间隔比位于感应区的边缘区域的感应层图案的面积和/或间隔小。本发明通过感应层图案在感应区的中心区域和边缘区域内疏密设置的差异，把触控IC通道资源集中应用到中心区域，使高频率使用的中心区域对触控IC通道资源的占有率提高，从而提升中心区域的触控性能和使用效果，有效改善用户体验；在保证边缘区域内仍有触控的同时，避免边缘区域占用过多的触控IC通道资源而造成浪费。

Description

一种电容触摸屏及交互屏

技术领域

本发明涉及一种电容触摸屏，属于触摸输入技术领域。本发明还涉及一种交互屏。

背景技术

触摸屏是人机交互的重要媒介之一，随着触控产品的快速发展，人们对触控产品的要求也日益提高。从小尺寸的手机触控屏，到中小尺寸的平板触控屏，再到大尺寸的教育触控大屏，除了在触控屏尺寸大小上的要求之外，对触控屏的性能要求也越来越高，并且趋向最佳用户体验效果的方向发展。

在大尺寸的电容触摸屏的生产制造过程中，通常可以采用如下几种工艺：干蚀刻法、湿蚀刻法和黄光蚀刻法等。基本原理是采用不同的蚀刻工艺，在ITO膜上形成相互靠近的等宽等间隔的感应层图案，最后通过芯片处理器，将位置变动带来的容值变化转化为数字信号，通过放大器放大后的信号经触控IC处理，以确定触摸点的位置。然而，基于这类等宽等间隔感应层图案的触摸屏目前存在一个弊端，即：由于IT0膜上所有感应层图案全部是等宽等间隔的，接受触碰后会平分触控IC通道资源。但用户在对触摸屏的使用过程中，实际上使用频率较高的区域为中心区域，而边缘区域则很少使用。但边缘区域上的感应层图案却仍然采用的是平分触控IC通道资源的方式，因而造成了对边缘区域占用的触控IC通道资源的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种电容触摸屏，通过感应层图案在中心区域和边缘区域内的疏密设置，把触控IC通道资源集中应用到中心区域内，提高高频率使用的中心区域对触控IC通道资源的占有率，从而提升中心区域的触控性能和使用效果，有效改善用户体验；另外，在保证边缘区域内仍有触控的同时，避免边缘区域占用过多的触控IC通道资源而造成的浪费。

本发明所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种电容触摸屏，包括第一感应层和第二感应层，所述第一感应层和第二感应层的ITO膜上分别设有感应区，分别设置在第一、第二感应层上的所述感应区彼此靠近，所述感应区内间隔设有感应层图案，在所述第一感应层、第二感应层中的至少一层上，位于所述感应区的中心区域的感应层图案的面积和/或间隔比位于所述感应区的边缘区域的感应层图案的面积和/或间隔小。

感应层图案在中心区域和边缘区域内的疏密设置，可以通过多种方式来实现，比如：所述感应层图案的面积和/或间隔，自所述边缘区域到所述中心区域逐渐减小；或者，所述感应层图案的面积和/或间隔，在所述中心区域的范围之内为定值。

在本发明中，所述中心区域包括以所述感应区的中心为中心，向其外缘扩散的区域，所述中心区域占所述感应区总面积的10％-90％。

相对于上述的中心区域，所述边缘区域可以包括所述感应区内除中心区域之外的所有剩余区域，也可以比全部剩余区域小，也就是说，中心区域和边缘区域两者可以是连续的，也可以是不连续，比如：两者之间可以有过渡区域，对过渡区域内的感应层图案的面积和/或间隔不做特别限定。

为了进一步说明感应层图案在不同区域的疏密设置关系，所述中心区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系为：2:1～1:2；所述边缘区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系为：3:1～1:3。

更进一步地，所述第一感应层包括依次设置的第一导电层、第一消隐层和第一衬底层，所述第一导电层由设置在所述ITO膜上的感应层图案和与所述感应层图案电性连接的第一感应层电极线组成；

所述第二感应层包括依次设置的第二导电层、第二消隐层和第二衬底层，所述第二导电层由设置在所述ITO膜上的感应层图案和与所述感应层图案电性连接的第二感应层电极线组成。

为了提供有效的保护，电容触摸屏还包括设置在所述第一感应层外侧的前保护面板，所述前保护面板的材质为玻璃。

除此之外，所述第一消隐层和第二消隐层的材质为UV材料；所述第一衬底层和第二衬底层的材质为PET或玻璃。

综上所述，本发明提供一种电容触摸屏，通过感应层图案在中心区域和边缘区域内的疏密设置，把触控IC通道资源集中应用到中心区域内，使高频率使用的中心区域对触控IC通道资源的占有率提高，从而提升中心区域的触控性能和使用效果，有效改善用户体验；另外，在保证边缘区域内仍有触控的同时，避免边缘区域占用过多的触控IC通道资源造成浪费。

本发明还提供了一种交互屏，其包括前面所述的电容触摸屏。

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的变形结构。

图1为本发明实施例一电容触摸屏整体层面结构示意图；

图2为本发明实施例一第一感应层结构示意图；

图3为本发明实施例一第二感应层结构示意图；

图4为本发明实施例二第二感应层结构示意图；

图5为本发明实施例三第一感应层结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图，通过如下实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

图1为本发明实施例一电容触摸屏整体层面结构示意图。如图1所示，本发明提供一种电容触摸屏A，从外到内依次包括前保护面板000、第一感应层100、第二感应层200、液晶显示层300、屏蔽层400和后保护面板500。其中，前保护面板000通过一层OCA光学胶水700与第一感应层100进行贴合，同理，第一感应层100与第二感应层200、第二感应层200与液晶显示层300、液晶显示层300与屏蔽层400、以及屏蔽层400与后保护面板500也都是通过OCA光学胶700进行贴合，从而构成电容触摸屏的整体层面结构。另外，为了对电容触摸屏进行充分地保护，所述前保护面000的材质通常为玻璃。

图2为本发明实施例一第一感应层结构示意图；图3为本发明实施例一第二感应层结构示意图。如图2并结合图1所示，第一感应层100从上到下依次包括第一导电层104、第一消隐层105和第一衬底层106。其中，第一导电层104由感应层图案P及第一感应层电极线101组成，感应层图案P的材料为ITO、金属银、金属铜等导电物质。也就是说，在第一感应层100上间隔设有多个感应层图案P形成感应区。在本实施例中，感应层图案的形状为矩形。同样地，如图3并结合图1所示，第二感应层200从上到下依次包括第二导电层204、第二消隐层205和第二衬底层206。其中第二导电层204又由感应层图案P和第二感应层电极线201组成，其中的感应层图案P的材料为ITO、金属银、金属铜等导电物质。因此，在第二感应层200上也间隔设有多个感应层图案P形成感应区。

结合图2和图3所示，本发明所提供的电容触摸屏的工作原理是这样的：

第一感应层100的第一导电层104上间隔设置有多个感应层图案P形成感应区，每个感应层图案都是一端留空，另一端与第一感应电极线101相连接，而第一感应层电极线101则是一端连接感应层图案，另一端与电容触摸屏的触控IC连接(图中未示出)。第一感应层100作为驱动时，触控IC将驱动信号通过第一感应层电极线101传输给感应层图案P，在相应的第一感应层上的感应层图案上形成一个电压值；第一感应层101作为接受时，第一感应层上的感应层图案与第二感应层上的感应层图案形成一个稳定的节点电容，当手指或电容笔书写时，第一感应层上的感应层图案将接收到的电容变化值通过第一感应层电极线101传输给触控IC，触控IC接受到变化值后计算出具体的位置信息。

同理，第二感应层200的第二导电层204上间隔设置有多个感应层图案P形成感应区，每个感应层图案都是一端留空，另一端与第二感应电极线201相连，而第二感应层电极线201一端与感应层图案连接，另一端与电容触摸屏的触控IC连接。同样地，第二感应层200作为驱动时，触控IC将驱动信号通过第二感应层电极线201传输给感应层图案P，在相应的第二感应层上的感应层图案上形成一个电压值；第二感应层200作为接受时，第二感应层上的感应层图案与第一感应层上的感应层图案形成一个稳定的节点电容，当手指或电容笔书写时，第二感应层上的感应层图案将接收到的电容变化值通过第二感应层电极线201传输给触控IC，触控IC接受到变化值后计算出具体的位置信息。

需要说明的是，为了获得更好的效果，在通常情况下，所述第一消隐层和第二消隐层的材质为UV材料；所述第一衬底层和第二衬底层的材质则为PET或玻璃。

如图2并结合图3所示，在本实施例中，无论是设置在第一感应层100、还是第二感应层200上的感应层图案，都具有一个共同的排布特点，即：位于感应区的中心区域的感应层图案宽度和间隔较小，而位于边缘区域的感应层图案宽度和间隔较大。

进一步地，感应层图案在中心区域和边缘区域内的疏密设置可以通过多种方式来实现。如图2所示，在本实施例中，感应层图案P为矩形，排布在第一感应层100的整个面积范围内，从左至右包括了1至N个矩形感应层图案，位于感应区左侧边缘的第1个至第5个矩形感应层图案和位于右侧边缘的第N-4个至第N个矩形感应层图案本身的宽度和感应层图案之间的间隔都比较大，相比位于感应区中间的第m个至第m+8个矩形感应层图案本身的宽度和感应层图案之间的间隔就比较小。因此，可以将位于左、右两侧的区域称为边缘区域，而位于中间的区域称为中心区域。结合图3所示，在第二感应层200上设置的感应层图案具备同样的规律，即：位于上、下两侧边缘的第1个至第4个矩形感应层图案和第N-3个至第N个矩形感应层图案的宽度和间隔都比较大，相比位于感应区中间的第M-8个至第M个矩形感应层图案的宽度和间隔就比较小。只不过在电容触摸屏的整体层结构中，第一感应层和第二感应层上的感应层图案的设置方向是相互垂直的。

为了进一步说明感应层图案在不同区域的疏密设置关系，所述中心区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系可以为：2:1～1:2；所述边缘区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系可以为：3:1～1:3。试验证明，在上述范围内设置时，能够更好地兼顾触控精度和触控IC通道资源之间的需求。

如图2、图3所示，边缘区域和中心区域之间的部分采用短线阵列标注的省略画法，通过短线阵列省略了两侧宽度和间隔不同的感应层图案，两种感应层图案在短线阵列所表示的区域范围内的某一处彼此相邻衔接，但在两种感应层图案在各自的范围内保持恒定的尺寸不变。

另外，在具体的实施例中，需要对中心区域和边缘区域的范围做一个限定，使其范围更加明确。比如：所述中心区域包括以所述感应区的中心为中心，等间隔向其外缘扩散的区域，所述中心区域占所述感应区总面积的10％-90％。

相对于上述的中心区域，所述边缘区域可以包括所述感应区内除中心区域之外的所有剩余区域，当然也可以比全部剩余区域稍小，也就是说，中心区域和边缘区域两者可以是连续的，也可以是不连续，例如，两者之间可以有过渡区域，对过渡区域内的感应层图案的面积和/或间隔不做特别限定。对此，本领域技术人员可以在平衡触控IC通道资源和触摸屏灵敏度的前提下，根据实际需要进行选择设置。

另外需要说明的是，除了通过改变感应层图案的面积大小之外，通过改变多个间隔设置的感应层图案的间隔，同样可以达到合理利用触控IC通道资源的效果。可以根据需要，同时调整感应层图案的面积和间隔，或者择一调整均可。

因此，本发明所提供的这种电容触摸屏的本质在于，第一感应层100和第二感应层200的ITO膜上分别设有感应区，且分别设置在两个感应层上的感应区彼此相互靠近，所述感应区内间隔设有感应层图案，所述感应层图案在所述ITO膜上间隔设置，在所述第一感应层和第二感应层上，位于所述感应区的中心区域的感应层图案的面积和/或间隔比位于所述感应区的边缘区域的感应层图案的面积和/或间隔都更小。

由上述电容触摸屏的工作原理中可知，在ITO膜上形成相互靠近的感应区，感应区中多个间隔设置的感应层图案通过芯片处理器，将位置变动带来的容值变化转化为数字信号，通过放大器放大后的信号经触控IC处理，方可确定触摸点的位置。也就是说，电容触摸屏是通过激发间隔设置在不同感应层上的感应层图案所形成的触控IC通道资源来实现对触摸点的准确定位的，如果在ITO膜上形成的感应层图案是等宽等间隔的，那么其对应的触控IC通道资源也是均等的，但对于普通用户来说，在操作触摸屏的过程中，通常更习惯于触碰触摸屏的中心区域。此时，对于均等分布的触控IC通道资源来说，触摸屏边缘区域显然占用过多了。本发明通过将位于感应区的中心区域的感应层图案宽度和间隔设置得较小，而将位于边缘区域的感应层图案宽度和间隔设置得较大的方式，调整感应层图案在中心区域和边缘区域内的疏密设置，把触控IC通道资源集中应用到中心区域，使高频率使用的中心区域对触控IC通道资源的占有率提高，从而提升中心区域的触控性能和使用效果，有效改善用户体验；另外，在保证边缘区域内仍有触控的同时，避免边缘区域占用过多的触控IC通道资源造成浪费。

实施例二

从理论上来说，将第一感应层100和第二感应层200中的其中一层上的感应层图案设置方式进行上述如实施例一所述的疏密调整，就会产生相应的变化，当然，如果两者同时采用上述的方式对感应层图案的设置位置进行调整，显然会达到更好的技术效果。在图2、图3所示的实施例中，采用的就是第一、第二感应层同时进行感应层图案设置疏密调整的技术方案。图4为本发明实施例二第二感应层结构示意图。如图4并结合图2所示，在本实施例中，第一感应层采用的是如图2所示的结构，而第二感应层则采用的是如图4所示的结构。也就是说，在本实施例中，仅仅对第一感应层中感应层图案在中心区域和边缘区域的设置方式进行了疏密调整，而第二感应层中的感应层图案则维持现有结构不变，感应区中的全部感应层图案P均为等面积等间隔设置的。同样地，也可以采用第一感应层的感应区中的全部感应层图案P均为等面积等间隔设置，而第二感应层采用如图3所示的疏密结构。

实施例三

图5为本发明实施例三第一感应层结构示意图。如图5所示，在本实施例中，从左、右两侧的边缘区域到位于中间的中心区域，第一感应层100上的感应层图案P本身的宽度和感应层图案之间的间隔是逐渐减小的，减小的程度和距离中心的远近呈正比。也就是说，感应层图案面积和间隔的变化是渐变的，即：从位于边缘区域的第1个至第5个、第N个至第N-4个，到位于中心区域的第m+1个至m+5个，感应层图案的面积和间距都是逐渐减小的。当然，这种变化可以是线性改变或非线性改变的。对照图4中所示的等面积等间隔的感应层图案可知，在本实施例中，不仅是位于所述感应区的中心区域的感应层图案的面积和间隔比位于所述感应区的边缘区域的感应层图案的面积和间隔小，而且相对于现有等面积等间隔的感应层图案来说，位于中心区域的感应层图案的面积和间隔变小，而位于边缘区域的感应层图案的面积和间隔变大了。需要说明的是，在上述实施例中对中心区域的范围进行了限定，即：所述中心区域占所述感应区总面积的10％-90％。该面积的大小主要取决于中心区域和边缘区域内感应层图案疏密设置的变化方式，比如：中心区域的面积和/或间距不变，增大边缘区域的面积和/或间距；或者是边缘区域的面积和/或间距不变，减小中心区域的面积和/或间距。本实施例中的第二感应层，既可以采用如图3所示的定值的疏密结构设置，也可以采用如图4所示的等面积等间隔的结构，还可以采用与第一感应层相同的渐变的疏密结构设置，且第一、第二感应层中的感应层图案的设置方向相互垂直。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。可以将以上三个实施例中的技术特征进行重新组合，构成新的技术方案。也就是说，可以将下列技术特征按需要进行组合：

(1)感应层图案中心密，边缘疏，中心区域和边缘区域内的感应层图案面积和间隔为定值；

(2)感应层图案中心密，边缘疏，中心区域和边缘区域内的感应层图案面积和间隔为渐变；

(3)第一或第二感应层其中之一的感应层图案为等面积等间隔，另一个采用上述第(1)或(2)项的疏密结构。

鉴于以上所述，凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

综上所述，本发明提供一种电容触摸屏，通过感应层图案在中心区域和边缘区域内疏密设置的差异，把触控IC通道资源集中应用到中心区域，使高频率使用的中心区域对触控IC通道资源的占有率提高，从而提升中心区域的触控性能和使用效果，有效改善用户体验；另外，在保证边缘区域内仍有触控的同时，避免边缘区域占用过多的触控IC通道资源造成浪费。

在此基础上，本发明还提供了一种交互屏，其包括本发明前面所提供的电容触摸屏。本发明的交互屏能够以较低的成本实现较高的触控精度，满足人机交互的需求。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电容触摸屏，包括第一感应层和第二感应层，所述第一感应层和第二感应层的ITO膜上分别设有感应区，分别设置在第一、第二感应层上的所述感应区彼此靠近，所述感应区内间隔设有感应层图案，其特征在于，在所述第一感应层、第二感应层中的至少一层上，位于所述感应区的中心区域的感应层图案的面积和/或间隔比位于所述感应区的边缘区域的感应层图案的面积和/或间隔小。

2.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述感应层图案的面积和/或间隔，自所述边缘区域到所述中心区域逐渐减小。

3.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述感应层图案的面积和/或间隔，在所述中心区域的范围之内为定值。

4.如权利要求2或3所述的电容触摸屏，其特征在于，所述中心区域包括以所述感应区的中心为中心，向其外缘扩散的区域，所述中心区域占所述感应区总面积的10％-90％。

5.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述边缘区域包括所述感应区内所述中心区域之外的所有剩余区域。

6.如权利要求1-5任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，所述中心区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系为：2:1～1:2；和/或，

所述边缘区域的感应层图案的面积和间隔面积的比例关系为：3:1～1:3。

7.如权利要求1-6任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一感应层包括依次设置的第一导电层、第一消隐层和第一衬底层，所述第一导电层由设置在所述ITO膜上的感应层图案和与所述感应层图案电性连接的第一感应层电极线组成；

所述第二感应层包括依次设置的第二导电层、第二消隐层和第二衬底层，所述第二导电层由设置在所述ITO膜上的感应层图案和与所述感应层图案电性连接的第二感应层电极线组成。

8.如权利要求1-7任一项所述的电容触摸屏，其特征在于，还包括设置在所述第一感应层外侧的前保护面板，所述前保护面板的材质为玻璃。

9.如权利要求8所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一消隐层和第二消隐层的材质为UV材料；所述第一衬底层和第二衬底层的材质为PET或玻璃。

10.一种交互屏，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电容触摸屏。

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