CN113407067B - 电容触控电极、触控面板以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容触控电极、触控面板以及电子设备，所述电容触控电极，包括多个驱动电极和与所述多个驱动电极交叠设置的多个感应电极；每一所述驱动电极包括至少一个第一镂空部，所述至少一个第一镂空部将所述驱动电极间隔为至少2个并列设置的驱动通道；每一所述驱动电极还包括连接相邻所述驱动通道的连接通道，所述连接通道设置于所述感应电极在所述驱动电极所在面的正投影内。本发明的电容触控电极不仅能够避免具有断开点的整条通道均无电流通过，而且不增加悬浮电容，不影响电容触控电极的性能。

Description

电容触控电极、触控面板以及电子设备

技术领域

本发明涉及电容触控技术领域，更具体地，涉及一种电容触控电极、触控面板以及电子设备。

背景技术

参考图1和图2，电容触控电极包括驱动电极010和设置于驱动电极上方的感应电极020，驱动电极010和感应电极020垂直设置，驱动电极010和感应电极020之间相绝缘；驱动电极010包括并列间隔设置的2个或2个以上的驱动通道011，感应电极020包括并列间隔设置的2个或2个以上的感应通道021，驱动电极010的数量可以为2个或2个以上，感应电极020的数量可以为2个或2个以上，驱动通道011和感应通道021垂直交叉，形成了多个驱动通道和感应通道的交叉点，当手指触摸触控面板时，手指的触摸位置点位于驱动通道011和感应通道021的某一交叉点位置附近，手指触摸后，交叉点处的部分电容被手指传导走，使交叉点处的电容变小，从而能检测到手指的触摸位置。

现有电子设备倾向于超薄化发展，对于超薄电容触控电极，通常，驱动电极010和感应电极020均为纳米银薄膜，在纳米银薄膜制备过程中通常采用滚轮或刮刀等将纳米银油墨涂布于基材表面，受涂布过程及纳米银丝排布方向影响，容易在导电层上形成导电层刮伤，使得后续的触摸电极加工后，通道被刮伤断开，一旦断开，整条通道处于开路状态，无电流通过，则感应电极020无法检测到与该断开通道形成的所有交叉点的电容变化，即触摸到该断开通道上方任何位置时，均不能检测到触摸位置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种电容触控电极、触控面板以及电子设备，通过设置与其它驱动通道相连接的连接通道，使断开点下方通道仍有电流通过，避免整条通道无电流通过，且增加的连接通道不能影响电容触控电极的性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电容触控电极，包括多个驱动电极和与所述多个驱动电极交叠设置的多个感应电极；

每一所述驱动电极包括至少一个第一镂空部，所述至少一个第一镂空部将所述驱动电极间隔为至少2个并列设置的驱动通道；

每一所述驱动电极还包括连接相邻所述驱动通道的连接通道，所述连接通道至少部分设置于所述感应电极在所述驱动电极所在面的正投影内。

本发明还提供了一种触控面板，包括上述的电容触控电极。

本发明还提供了一种电子设备，包括上述的触控面板。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明实施例通过设置连接通道，当一个驱动通道断开时，假设断开点位于连接通道上方，另一驱动通道的电流能通过连接通道导通至断开的驱动通道的断开点下方，使断开点下方的通道仍有电流通过，有电流通过的部分驱动通道仍能和位于其上方的感应电极之间产生电容，从而能通过电容的变化检测到触摸位置，避免整条通道均无电流通过，使触摸到该整条通道任何位置时，均不能检测到触摸位置；通过将连接通道设置于感应电极在驱动电极所在面的正投影内，当产生悬浮电容时，感应电极遮盖下方的连接通道，避免驱动通道与手指之间的电容Cf1明显增加，同时，手指与感应电极之间的电容Cf2基本不变，因此，能够避免增加悬浮电容，使数据异常。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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附图。

其中：

图1是现有技术的电容触控电极的结构示意图。

图2是图1中位于电容触控电极下方的驱动电极的结构示意图。

图3是本发明一具体实施例的电容触控电极的结构示意图。

图4是图3所示结构的一条驱动通道断开后电流流向的结构示意图。

图5是手指触摸时驱动通道和感应通道交叉点的电容变化示意图。

图6是手指触摸时正常情况下驱动通道和感应通道交叉点的等效电路示意图。

图7是产生悬浮电容后手指触摸时驱动通道和感应通道交叉点的等效电路示意图。

图8是本发明另一具体实施例的电容触控电极的结构示意图。

图9是本发明另一具体实施例的电容触控电极的结构示意图。

图10是本发明另一具体实施例的电容触控电极的结构示意图。

图11是本发明另一具体实施例的电容触控电极的结构示意图。

图12是图11结构去掉感应通道后的结构示意图。

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作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。

参考图3、图8~图12，本发明公开了一种电容触控电极，包括多个驱动电极10和与多个驱动电极10交叠设置的多个感应电极20，每一驱动电极10包括至少一个第一镂空部，至少一个第一镂空部将驱动电极10间隔为至少2个并列设置的驱动通道11，每一驱动电极10还包括连接相邻2个驱动通道11的连接通道12，连接通道12至少部分设置于感应电极20在驱动电极10所在面的正投影内。通过检测驱动通道11与感应电极20交叉点处的电容变化，能够检测出手指的触摸位置。交叉点越密集，越能精确检测触摸位置。图3中为了清楚展示位于感应电极20正下方的连接通道12的结构，未画出感应电极20的实线结构，而是用虚线框代表感应电极20所在位置和结构，图8、图9、图10和图11中存在相同的情况，也用虚线框代表感应电极20所在位置和结构。

每一感应电极20包括至少一个第二镂空部，至少一个第二镂空部将感应电极间隔为至少2个并列设置的感应通道21，通过检测驱动通道11与感应通道21交叉点处的电容变化，能够检测出手指的触摸位置，交叉点越密集，越能精确检测触摸位置。

参考图4，一个驱动通道11有一个断开点13，图4中驱动通道11中的箭头方向为电流方向，通过设置连接通道12，当一个驱动通道11断开时，假设断开点13位于连接通道12上方，另一驱动通道11的电流能通过连接通道12导通至断开的驱动通道11的断开点13下方，使断开点13下方的通道仍有电流通过，有电流通过的部分驱动通道11仍能和位于其上方的感应通道21之间产生电容，从而能通过电容的变化检测到触摸位置，避免整条通道均无电流通过，使触摸到该整条通道任何位置时，均不能检测到触摸位置。

参考图5，其是手指触摸时驱动通道11和感应通道21交叉点的电容变化示意图，交叉点的电容C包括感应通道21和驱动通道11正对部分的节点电容Cm（图中未标记）以及感应通道21和驱动通道11交叉边缘的边缘电容Ce，即C=Cm+Ce，交叉点的电容变化∆C=∆Cm+∆Ce。

图6是正常情况下的等效电路，图中TX代表驱动通道11，RX代表感应通道21，手指传导走部分边缘电容Ce的电荷，主要降低边缘电容Ce的大小，对节点电容Cm的影响不大，由于边缘电容Ce部分被手指传导至地系统，边缘电容Ce变小，感应通道21检测到的电容变小，根据电容变小量范围，可以检测到触摸位置。

非正常情况下，当手指与系统地之间为悬浮状态时，手指传导走的电荷较少，在手指处的电荷不断累积，形成悬浮电容Ch，其等效电路参考图7，图中TX代表驱动通道11，RX代表感应通道21，当形成悬浮电容Ch后，感应通道21端检测到的电容C’等于节点电容Cm、驱动通道11与手指之间的电容Cf1和手指与感应通道21之间的电容Cf2的和，即C’=Cm+Cf1+Cf2，若悬浮电容Ch较大，则Cf1和Cf2会较大，使得C’值较大，导致感应通道21检测到的电容不减小反而增加，这会使得到的数据异常，仍然无法检测到触摸位置。

当电容触控电极为超薄结构时，Cf1和Cf2非常大，使得产生上述异常数据的可能性更大。

连接通道12的增加，连接通道12与感应通道21之间也会产生节点电容Cm和边缘电容Ce，因此，使得节点电容Cm和边缘电容Ce都增加，影响感应通道21检测到的电容变化量。当产生悬浮电容时，也会加大悬浮电容，易导致数据异常。因此，连接通道12的设置位置对感应通道21检测到的电容变化量会产生重大影响。

参考图3，本发明将连接通道12至少部分设置于感应电极20在驱动电极10所在面的正投影内，当产生悬浮电容时，感应电极20遮盖下方的连接通道12，避免驱动通道11与手指之间的电容Cf1明显增加，同时，手指与感应通道21之间的电容Cf2基本不变，因此，能够避免增加悬浮电容，使数据异常。连接通道12设置于感应电极20在驱动电极10所在面的正投影内的面积越大，悬浮电容的增加量越小，因此，连接通道12完全设置于感应电极20在驱动电极10所在面的正投影内，是最佳实施方式。

进一步的，在一具体实施例中，参考图3、图8~图11，连接通道12的延伸方向与感应通道21的延伸方向相同，连接通道12设置于感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，即连接通道12的面积小于等于感应通道21在驱动电极10所在层的正投影的面积，保证感应通道21完全覆盖位于其下方的连接通道12，从而避免悬浮电容增大。

进一步的，参考图3、图8~图12，每一感应电极20的感应通道21的个数可以为2个或2个以上，且各感应通道21依次并列设置，相邻2个驱动通道11之间的连接通道12的数量小于或等于多个感应电极20的感应通道21的总和，即相邻2个驱动通道11之间的连接通道12的个数至少为1个，各连接通道12均设置在感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，使连接通道12被感应通道21遮挡，避免增加悬浮电容。优选的，各连接通道12均完全被感应通道21遮挡，即各连接通道12的延伸方向与位于其上方的感应通道21的延伸方向相同，各连接通道12均设置于位于其上方的感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内。

参考图4，相邻2个驱动通道11之间的连接通道12的个数越多，有更多的连接通道12与邻近的驱动通道11相连通，从而使断开的驱动通道11的更多区域有电流流过。当相邻2个驱动通道11之间的连接通道12的个数等于感应通道21的个数，即每个感应通道21下均覆盖一连接通道12，此时，连接通道12的分布最密集，即使一个驱动通道11具有多处断开，也能将功效影响降低到最小。

当相邻2个驱动通道11之间的连接通道12的个数小于感应通道21的个数时，位于相邻2个驱动通道11之间的连接通道12可以均匀分布，均匀分布可以使整个触控面板的原始电容分布更加均匀，一致性更好。

也可以不均匀分布，只要不影响电容触控电极的性能即可，例如，可以在驱动通道11易断开区域，连接通道12的个数较多，即在驱动通道11易断开区域，每个感应通道21下方均设置一连接通道12，而在驱动通道11不易断开区域，可以适当减少连接通道12的数量，即不必在每个感应通道21下方均设置一连接通道12。

参考图8，每个相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数均等于感应通道21的个数，此时，连接通道12的设置个数最多，且均匀分布，不仅有更多的连接通道12与邻近的驱动通道11相连通，使断开的驱动通道11的更多区域有电流流过，而且使整个触控面板的原始电容分布更加均匀，一致性更好。

当然，相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数也可以少于感应通道21的个数，各相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数也不必相等，可以根据需要任意调整。

连接通道12的个数并不是越多越好，本发明通过仿真测试了如图8所示的每个相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数均等于感应通道21的个数的电容触控电极的触摸前的节点电容Cm、触摸后节点电容的增加量∆Cm、以及产生悬浮电容时触摸后的悬浮电容的大小，以未增加连接通道12的电容触控电极为对比例，结果参见表1，从表1可以看到：连接通道12的增加因使驱动通道11和感应通道21之间的正对面积增大，导致Cm值、∆Cm值均增大，经过计算，∆Cm/Cm也由10.1%减小到9.7%，即∆Cm变化的灵敏度减小，但是，∆Cm/Cm减小量较小，基本不影响检测结果，从表1还可以看到：增加连接通道12后悬浮电容由0.27pf减小到0.26 pf，悬浮电容也未增加，证明本发明将连接通道12设置在感应通道21正下方不会增大悬浮电容。

表1：仿真测试结果

参数	对比例	本发明实施例
			Cm/pf	3.79	4.05
∆Cm/pf	0.38	0.39
			∆Cm/Cm	10.1%	9.7%
悬浮电容/pf	0.27	0.26

为了减少驱动通道11和感应通道21之间的正对面积，避免∆Cm/Cm降低，提高灵敏度，可以适当减少相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数。参考图9和图10，在一具体实施例中，相邻驱动通道11之间的连接通道12的个数均小于感应通道21的个数，且连接通道12在驱动电极10上均匀分布，均匀分布使整个触控面板的原始电容分布更加均匀，一致性更好。

使连接通道12均匀分布的方案很多，在一具体实施例中，每一驱动电极10中，各连接通道12沿驱动通道11的延伸方向排列成多行，相邻二驱动通道11之间的各连接通道12排列成一列，相邻两列的连接通道12错开设置，参考图9，在本具体实施例中，在每一驱动电极10中，一列的各连接通道12依次设置于奇数排列的感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，相邻的另一列的各连接通道12依次设置于偶数排列的感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，相邻两列的连接通道12错开设置。

在另一具体实施例中，在每一驱动电极10中，各连接通道12沿驱动通道11的延伸方向排列成多行，相邻二驱动通道11之间的各连接通道12排列成一列，相邻两行的连接通道12之间的距离大于相邻两感应通道21之间的距离，相邻两列的连接通道12并列设置，参考图10，在本具体实施例中，在每一驱动电极10中，相邻两行的连接通道12分别设置于相邻奇数或偶数排列的感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，即相邻两行的连接通道12之间的距离等于相邻奇数排列的感应通道21的距离。

当然，也可以有其它均匀分布的方案，例如，一列的连接通道12依次分布在第1和第2、第5和第6、第9和第10等感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，相邻另一列的连接通道12依次分布在第3和第4、第7和第8、第11和第12等感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，或者相邻两行的连接通道12分别依次分布在第1、第4、第7等感应通道21在驱动电极10所在面的正投影内，等等。

进一步的，在考虑均匀分布的前提下，还应使每条驱动通道11的与连接通道12的连接位点15尽可能多，连接位点15越多，向该驱动通道11的导通的连接通道12越多，当该驱动通道11有断点时，能够最大化的保证电容触控电极的功能不受影响。优选的，参考图9，在一具体实施例中，在同一驱动电极10中，位于中间位置的驱动通道11与其两侧的连接通道12相连接的连接位点15均不重合。进一步的，使连接位点15的数量等于多个感应电极10的感应通道21的总数量，即每条感应通道21下方均设置一个连接通道12，在本具体实施例中，连接通道12的个数等于感应通道21的数量，均为4个，且连接位点15的数量也等于感应通道21的数量，也为4个。参考图10，中间位置的驱动通道11与其两侧的4个连接通道12的连接位点15只有2个，分别有2个连接通道12的连接位点15重合，图9和图10相比，虽然连接通道12数量相同且都均匀分布，但是图9所示的结构中，位于中间位置的驱动通道11上具有更多的连接位点15。同时，虽然图9和图10中的连接通道12的总面积相同，但是，对于单个感应通道21，图9所示的结构中，单个感应通道21的节点电容Cm相比图10所示结构更小。

在本具体实施例中，驱动电极10包括依次并列间隔设置的4个驱动通道11，感应电极20也包括依次并列间隔设置的4个感应通道21。

在一具体实施例中，连接通道12的宽度小于或等于驱动通道11的宽度，优选的，连接通道12的宽度小于驱动通道11的宽度，连接通道12仅起导通作用，可以较细，以节约材料，起主要电流传输通道作用的仍是驱动通道11。

参考图8，每一驱动电极10还包括设置于驱动电极10一端或两端的驱动端部连接件14，驱动端部连接件14与同一驱动电极10中的至少2个驱动通道11相连接；每一感应电极20还包括设置于感应电极20一端或两端的感应端部连接件22，感应端部连接件22与同一驱动电极20中的至少2个感应通道21相连接。在本具体实施例中，驱动电极10的两端均设置有驱动端部连接件14，感应电极20的两端均设置有感应端部连接件22。

参考图11和图12，在一具体实施例中，驱动电极10的数量为2个或2个以上，各驱动电极10依次并列设置；感应电极20的数量为2个或2个以上，各感应电极20依次并列设置。在本具体实施例中，驱动电极10的数量为4个，感应电极20的数量为4个。

在以上各具体实施例中，驱动电极10和感应电极20交叉设置，交叉角度可以根据需要任意设置，在本发明中均为垂直设置。

应当理解，本发明的电容触控电极可以是自电容触控电极，也可以是互电容触控电极，在本具体实施例中，是互电容触控电极。触控操作也不仅仅局限于检测触控位置，还可以检测滑动方向等。

本发明的电容触控电极还包括绝缘层，驱动电极10和感应电极20分别设置在绝缘层的两侧，绝缘层可以是玻璃、石英等材料，驱动电极10和感应电极20的材料可以是ITO薄膜材料或纳米银薄膜材料等。

本发明还公开了一种触控面板，包括上述的电容触控电极，触控面板还可以包括设置于电容触控电极下方的基板，基板可以是显像基板，使得触控面板不仅可以触控操作，还可以显示图像，当然基板也可以是非显像基板，触控面板仅具有触控操作的功能。

本发明还公开了一种电子设备，包括上述的触控面板，电子设备可以是手机、平板、智能手表、笔记本电脑、电子书、汽车等车辆中的中央控制台等等。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电容触控电极，其特征在于，包括多个驱动电极和与所述多个驱动电极交叠设置的多个感应电极；

每一所述驱动电极包括至少一个第一镂空部，所述至少一个第一镂空部将所述驱动电极间隔为至少2个并列设置的与所述驱动电极延伸方向相同的驱动通道；所述驱动通道的两端分别靠近所述驱动电极的两端；

每一所述感应电极包括至少一个第二镂空部，所述至少一个第二镂空部将所述感应电极间隔为至少2个并列设置的与所述感应电极延伸方向相同的感应通道；所述感应通道的两端分别靠近所述感应电极的两端；

通过检测所述驱动通道与所述感应通道交叉点处的电容变化，能够检测出手指的触摸位置；

每一所述驱动电极还包括连接相邻所述驱动通道的连接通道，每个所述连接通道至少部分设置于所述感应通道在所述驱动电极所在面的正投影内；

用手指触摸时，当产生悬浮电容时，所述感应通道遮盖下方的所述连接通道，使得所述驱动通道与手指之间的电容基本保持不变。

2.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，所述连接通道的延伸方向与所述感应通道的延伸方向相同。

3.根据权利要求2所述的电容触控电极，其特征在于，所述连接通道设置于所述感应通道在所述驱动电极所在面的正投影内。

4.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，相邻所述驱动通道之间的所述连接通道的数量小于或等于多个所述感应电极的所述感应通道的总和，所述连接通道在所述驱动电极上均匀分布。

5.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，每一所述驱动电极的各所述连接通道沿所述驱动通道的延伸方向排列成多行，相邻所述驱动通道之间的各所述连接通道排列成一列，相邻列的所述连接通道错开设置。

6.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，每一所述驱动电极的各所述连接通道沿所述驱动通道的延伸方向排列成多行，相邻所述驱动通道之间的各所述连接通道排列成一列，每一列的相邻二所述连接通道之间的距离大于相邻二所述感应通道之间的距离。

7.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，所述连接通道的宽度小于或等于所述驱动通道的宽度。

8.根据权利要求1所述的电容触控电极，其特征在于，所述驱动电极还包括设置于所述驱动电极一端或两端的驱动端部连接件，所述驱动端部连接件连接同一所述驱动电极中的至少2个所述驱动通道；

所述感应电极还包括设置于所述感应电极一端或两端的感应端部连接件，所述感应端部连接件连接同一所述感应电极中的至少2个所述感应通道。

9.一种触控面板，其特征在于，包括如权利要求1~8中任意一项所述的电容触控电极。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的触控面板。

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