CN202720617U - 一种单层电容式二维触摸传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于触控技术领域，提供了一种单层电容式二维触摸传感器，包括一基板，基板上布设有若干列沿第一方向排列的第一电极，第一电极包括沿第一方向布设的第一电极块，第一电极块向第二方向延伸出若干第一电极延伸部，第一方向与第二方向相垂直；基板上还布设有若干行沿第二方向排列的第二电极，每一行的第二电极包括数量与第一电极列数相等的第二电极单元；第二电极单元包括沿第一方向布设的第二电极块，第二电极块向第二方向延伸出若干第二电极延伸部，第二电极延伸部与第一电极延伸部相咬合。本实用新型提供的单层电容式二维触摸传感器将两种电极设计为咬合的形状，通过咬合部分形成电容结构，使布线得到简化。

Description

一种单层电容式二维触摸传感器

技术领域

本实用新型属于触控技术领域，尤其涉及一种单层电容式二维触摸传感器。

背景技术

传统的电容式触摸传感器通常需要多层导电材料结构(如ITO)，有些虽然只用单层ITO来实现，但却需要在X方向-Y方向交叉点处增加跳线以形成X、Y两个维度相互交叉的网络，即要求其中一个维度的电极设计成在另一个维度的电极上进行跳线的结构，制作跳线结构时，首先需要在交叉的位置首先布设一绝缘层，然后再在绝缘层上布设由导电材料形成的跳线，这种布线非常复杂，对工艺精度要求较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种单层电容式二维触摸传感器，旨在单层基板上实现非跳线结构的电容式触摸检测。

本实用新型是这样实现的，一种单层电容式二维触摸传感器，包括一基板，所述基板上布设有若干列沿第一方向排列的第一电极，所述第一电极包括沿第一方向布设的第一电极块，在所述第一电极块的同一侧，以所述第一电极块为起点向第二方向延伸出若干第一电极延伸部，所述第一方向与第二方向相垂直；

所述基板上还布设有若干行沿第二方向排列的第二电极，每一行的第二电极包括数量与第一电极列数相等的第二电极单元；所述第二电极单元包括沿第一方向布设的第二电极块，在所述第二电极块的同一侧，以所述第二电极块为起点向第二方向延伸出若干第二电极延伸部，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部相咬合。

进一步地，所述基板的上下两底边均绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线就近向所述基板的上下两底边引出至相应的柔性印刷电路板，所述第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，第二电极将所有第二电极的走线与所述第一电极相隔离。

进一步地，所述基板的一底边绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线引出至所述柔性印刷电路板，所述第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，第二电极将其走线与所述第一电极相隔离。

进一步地，所述基板左右两侧最靠外的电极块为第一电极块。

进一步地，所述基板的一底边绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线引出至所述柔性印刷电路板；其中，距离所述柔性印刷线路板最远的至多两行第二电极的走线两侧均与第一电极或地线相邻；而其余第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，所述其余第二电极将其走线与所述第一电极相隔离。

进一步地，距离所述柔性印刷线路板最远的一行第二电极中的各个第二电极单元的走线串接后由所述基板的侧边引出至所述柔性印刷电路板。

进一步地，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部之间具有填充块。

进一步地，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部之间的间距大于等于0.1mm且小于等于0.3mm。

进一步地，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部均为矩形结构。

进一步地，所述第一电极为感应电极，所述第二电极为驱动电极。

进一步地，所述感应电极的面积小于所述驱动电极的面积。

本实用新型提供的单层电容式二维触摸传感器将两种电极设计为咬合的形状，通过咬合部分形成电容结构，而无需再设计跳线，使布线得到简化，在一定程度上降低了对工艺条件的要求。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的单层电容式二维触摸传感器的布线示意图；

图2是图1中A部分的放大示意图；

图3是本实用新型第二实施例提供的单层电容式二维触摸传感器的布线示意图；

图4是图3所示单层电容式二维触摸传感器布线的一种变形示意图；

图5是图1中B部分的放大示意图；、

图6是本实用新型第三实施例提供的单层电容式二维触摸传感器的布线示意图；

图7是采用本实用新型提供的单层电容式二维触摸传感器的有边框走线的布线示意图；

图8是采用本实用新型提供的单层电容式二维触摸传感器的无边框走线的布线示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型中，单层电容式二维触摸传感器包括一基板和柔性印刷电路板，基板上在相互垂直的两个方向分别分布有若干第一电极和若干第二电极，第一电极和第二电极可形成电容结构，两者分别为驱动电极和感应电极，即，只要保证驱动电极和感应电极中的一个在水平方向布设另一个在垂直方向布设即可，为表述方便，下文分别将相互垂直的两个方向定义为第一方向和第二方向。

首先请一并参照图1、图2，本实用新型第一实施例提供的单层电容式二维触摸传感器在基板上布设有若干列沿第一方向排列的第一电极和若干行沿第二方向排列的第二电极，第一电极走线2、第二电极走线1均引出至与基板绑定的柔性印刷线路板(Flexible Printed Circuit，FPC)5。第一电极包括沿第一方向布设的第一电极块6，在第一电极块6的同一侧，以第一电极块6为起点向第二方向延伸出若干第一电极延伸部61，其中第一方向与第二方向相垂直，图1、图2中第一方向为竖直方向，第二方向为水平方向。每一行的第二电极包括数量与第一电极列数相等的第二电极单元，所述第二电极单元包括沿第一方向布设的第二电极块7，在第二电极块7的同一侧，以第二电极块7为起点向第二方向延伸出若干第二电极延伸部71，第二电极延伸部71与第一电极延伸部61相咬合，本实施例中，所述第二电极延伸部71与所述第一电极延伸部61之间的间距大于等于0.1mm且小于等于0.3mm。

第二电极延伸部71与第一电极延伸部61的咬合位置即形成电容结构，以第一电极为感应电极、第二电极为驱动电极为例，则第一电极延伸部61可实时感应到第二电极延伸部71上电荷的变化，无需跳线即可实现单层触摸检测，其中感应电极的面积小于所述驱动电极的面积。图1中感应电极和驱动电极(即第二电极块)在水平方向上为“驱动-感应-感应-驱动-驱动-驱动-感应-感应...”的背靠背式的排布，在感应电极之间设有填充块3，用于保持整个基板布线的平整度和整体透光率，同时左右两侧具有金属走线4，电容式触摸屏一般都是从一边引出所有驱动感应线通过FPC跳线后接至触控IC上。如图1，我们采用双边出线方式，如果我们选择上底边为IC位置，那么我们就需要将下底边出来的驱动线通过侧边走线引到上端来。之所以用金属线，一是因为金属线阻抗很小(几乎零电阻)不会导致另一端的驱动信号衰减，二是因为ITO是透明的，边上走有色金属线有利于FPC绑定定位。

图1、图2所示的第一实施例采用上下两底边均绑定FPC的走线结构，FPC用于将每行第二电极中的各个第二电极单元短接到一起，还用于将第二电极引至检测电路，短接时需要进行跳线，这个可以在FPC上跳线，也可以在基板上进行ITO跳线，驱动电极的走线就近向基板的上下两底边引出至相应的柔性印刷电路板，所述驱动电极的走线1两侧均与驱动电极相邻，驱动电极将其走线与感应电极相隔离，可以在没有扫描的时候接地，因此驱动电极的走线1与感应电极问电场完全被中间的驱动电极块7吸收，互电容为零，触摸走线区时走线完全没有干扰数据产生。同时，这种上下两底边绑定FPC可使驱动电极的走线1的长度减半，可适配的方块电阻可以为原来的2倍，能适应更宽的驱动频率范围。

进一步地，如图2所示，第二电极延伸部71与所述第一电极延伸部61之间具有填充块8。填充块8的一个作用是导致驱动与感应间的电场更发散有利于触摸变化，另一个作用则可以有效减小节点部分驱动与感应的总面积，悬浮情况下通过手指传入感应的干扰信号变小。图2中的第一电极块6、第一电极延伸部61、第二电极块7、第二电极延伸部71、填充块8及各个填充块8间的缝隙81即构成了一个完整的触摸检测节点。上述填充块3和填充块8的材质可采用和第一电极、第二电极相同的材质，例如ITO。

进一步地，第二电极延伸部71与第一电极延伸部61均为矩形结构，矩型对称咬合的一个作用是使节点电容分布更均匀，增大了触摸有效区间，另一个作用可以减小感应电极与走线区的有效正对面积，减小走线与感应电极间的互电容。

上述第一实施例最大可支持50um/50um黄光工艺，减少驱动增大工艺会导致性能下降，反之可以使性能提升。适配的触摸屏尺寸最高支持到7寸：26(驱动电极行数)*16(感应电极列数)，此种双边出线的方式最佳效果最高可适配到200ohm。

图3是本实用新型第二实施例的布线结构，与第一实施例不同之处在于仅有一底边(图3中以上底边为例示出)绑定FPC，驱动电极的走线引出至该FPC，与第一实施例相同，驱动电极的走线两侧均与驱动电极相邻，驱动电极将其走线与感应电极相隔离，同样触摸走线区时走线完全没有干扰数据产生。此单边出线的方式最佳效果最高可适配到100ohm。

图4、图5为第二实施例的一种变形结构，与图3不同的是，将最末两行的驱动电极的走线进行扭转，即驱动走线由图3中的在两个驱动电极之间变为在两个感应电极之间，如图4所示距离FPC最远的至多两行驱动电极的走线两侧均与感应电极或地线相邻，而其余驱动电极的走线两侧均与驱动电极相邻，所述其余驱动电极将其走线与所述感应电极相隔离，对于单边走线的情形，此种走线方式不至于使走线过细，将驱动走线分在两个区域内引出，减轻工艺压力。

图6示出的第三实施例的布线结构是对图3、图4、图5所示布线的一种改进，具体地，将距离FPC最远的一行驱动电极中的各个第二电极单元的走线串接后由所述基板的侧边引出至FPC，具体见图6中的C部分所示，可以在基板上省掉2*S(S为感应数的列数)条走线。

上述第二、第三实施例均具有与第一实施例中相同的填充块，同样咬合部分也为矩形结构，具体不再赘述。图3中的无扭型布线最大支持到30um/30um黄光艺，图4、图5中的有扭型布线最大支持50um/50um黄光工艺，最高可支持7寸的触摸屏。图6中的布线结构最大也可支持50um/50um黄光工艺和7寸的触摸屏。

进一步地，对于图3中的无扭型布线，若将基板左右两侧最靠外的电极块为第一电极块6，则可以使走线完全位于可视区，可以实现无边框走线，增大触摸有效区域。图7、图8即为有边框和无边框走线的示意图，图7因为已经有边框走线了，所以在做触摸按键时设计上单独在侧边上再加一根驱动，从屏体上再拉下来相应感应线做按键，相比无边框可以省下一些驱动线。图8因为做成无边框，所以按键的驱动线也会从可视区走，把按键部分也做成跟可视区一样，即一块大的触摸ITO区覆盖了可视区与按键区。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种单层电容式二维触摸传感器，包括一基板，其特征在于，所述基板上布设有若干列沿第一方向排列的第一电极，所述第一电极包括沿第一方向布设的第一电极块，在所述第一电极块的同一侧，以所述第一电极块为起点向第二方向延伸出若干第一电极延伸部，所述第一方向与第二方向相垂直；

所述基板上还布设有若干行沿第二方向排列的第二电极，每一行的第二电极包括数量与第一电极列数相等的第二电极单元；所述第二电极单元包括沿第一方向布设的第二电极块，在所述第二电极块的同一侧，以所述第二电极块为起点向第二方向延伸出若干第二电极延伸部，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部相咬合。

2.如权利要求1所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述基板的上下两底边均绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线就近向所述基板的上下两底边引出至相应的柔性印刷电路板，所述第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，第二电极将所有第二电极的走线与所述第一电极相隔离。

3.如权利要求1所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述基板的一底边绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线引出至所述柔性印刷电路板，所述第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，第二电极将其走线与所述第一电极相隔离。

4.如权利要求3所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述基板左右两侧最靠外的电极块为第一电极块。

5.如权利要求1所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述基板的一底边绑定有柔性印刷电路板，所述第二电极的走线引出至所述柔性印刷电路板；其中，距离所述柔性印刷线路板最远的至多两行第二电极的走线两侧均与第一电极或地线相邻；而其余第二电极的走线两侧均与第二电极相邻，所述其余第二电极将其走线与所述第一电极相隔离。

6.如权利要求3至5任一项所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在 于，距离所述柔性印刷线路板最远的一行第二电极中的各个第二电极单元的走线串接后由所述基板的侧边引出至所述柔性印刷电路板。

7.如权利要求1至5任一项所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部之间具有填充块。

8.如权利要求1至5任一项所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部之间的间距大于等于0.1mm且小于等于0.3mm。

9.如权利要求1至5任一项所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述第二电极延伸部与所述第一电极延伸部均为矩形结构。

10.如权利要求1至5任一项所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述第一电极为感应电极，所述第二电极为驱动电极。

11.如权利要求10所述的单层电容式二维触摸传感器，其特征在于，所述感应电极的面积小于所述驱动电极的面积。 

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