TWI488101B - 電容式觸控螢幕及其製作方法 - Google Patents

Description

電容式觸控螢幕及其製作方法

本發明是關於一種觸控式顯示裝置，特別是一種電容式觸控螢幕及其製作方法。

當前，電容式觸控螢幕廣泛應用於各種電子產品，已經逐漸滲透到人們工作和生活的各個領域。電容式觸控螢幕的尺寸日漸增大，從智慧型手機的3英寸至6.1英寸，到平板電腦的10英寸左右，電容式觸控螢幕的應用領域更可推廣到智慧型電視等。但現有的電容式觸控螢幕普遍存在抗干擾性能差、掃描幀率低、製作成本高或/及觸控螢幕重等問題。

有鑑於此，本發明實施例提供一種電容式觸控螢幕及其製作方法，能夠解決以上問題。

本發明實施例所提供的一種電容式觸控螢幕包括：透明介質、複數個感應電極及觸控控制晶片。複數個感應電極設置於透明介質的下表面，此些感應電極排列成二維陣列。觸控控制晶片設置於透明 介質的下表面，觸控控制晶片與每一感應電極分別通過一導線相連接。

在一實施例中，一種電容式觸控螢幕的製作方法，包括：將透明介質的下表面鍍上透明導電材料，並對透明導電材料進行蝕刻形成複數個感應電極，此些感應電極排列成二維陣列，接著，將觸控控制晶片設置於透明介質的下表面，將觸控控制晶片與此些感應電極之中的每一感應電極分別通過導線相連接。

電容式觸控螢幕還包括：與觸控控制晶片相連接的柔性線路板，柔性線路板通過異方性導電膜ACF設置於透明介質的下表面。

觸控控制晶片通過異方性導電膜(Anisotropic Conductive Film；ACF)與導線相連接。

透明介質設置有可視區域，在透明介質的下表面設置有遮光層，且遮光層位於可視區域之外。

觸控控制晶片、柔性線路板和導線均設置於遮光層下方。

透明介質為耐高溫乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜或者聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate；PMMA)薄膜，透明導電材料為氧化銦錫、石墨烯或者金屬絲網。

透明介質為PET薄膜，觸控控制晶片設置於PET薄膜的下表面；透明介質為PC薄膜，觸控控制晶片設置於PC薄膜的下表面；透明介質為PMMA薄膜，觸控控制晶片設置於PMMA薄膜的下表面。

感應電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形，且多個感應電極中的每一個感應電極的大小相同或不同。

其中，觸控控制晶片配置為檢測每個感應電極的自電容。

觸控控制晶片配置為通過以下方法檢測每個感應電極的自電容：利用電壓源或電流源驅動感應電極；以及檢測感應電極的電壓或頻率或電量。

觸控控制晶片配置為通過以下方法檢測每個感應電極的自電容：驅動並檢測感應電極，同時驅動其餘感應電極；或者，驅動並檢測感應電極，同時驅動感應電極周邊的感應電極，其中，驅動感應電極的信號和同時驅動其餘電極及感應電極周邊電極的信號是相同的電壓或電流信號，或者是不同的電壓或電流信號。

對於多個感應電極中的每個感應電極，電壓源或電流源具有同一頻率；或者，對於多個感應電極中的每個感應電極，電壓源或電流源具有兩個或兩個以上的頻率。

觸控控制晶片配置為通過以下方法檢測每個感應電極的自電容：同時檢測多個感應電極中的每個感應電極；或者，將多個感應電極分組進行檢測；觸控控制晶片配置為根據二維的電容變化陣列來確定觸摸位置。

觸控控制晶片還配置為通過電壓源或電流源的參數來調整觸摸檢測的靈敏度或動態範圍，參數包括幅度、頻率和時序之中的任一個或組合。

本發明實施例所提供的一種電容式觸控屏的製作方法包括：將透明介質的下表面鍍上透明導電材料，並對透明導電材料進行蝕刻形成多個感應電極，多個感應電極排列成二維陣列；將觸控控制晶 片設置於透明介質的下表面，將觸控控制晶片與多個感應電極之中的每一個感應電極分別通過導線相連接。

利用熱壓技術並通過異方性導電膜ACF將柔性線路板設置於透明介質的下表面，並將柔性線路板與觸控控制晶片相連接。

觸控控制晶片與多個感應電極之中的每一個感應電極分別通過導線相連接的具體步驟包括：多個感應電極之中的每一個感應電極分別連接導線的一端，觸控控制晶片通過ACF與導線的另一端相連接。

對透明導電材料進行蝕刻形成多個感應電極的步驟之後還包括：透明介質設置有可視區域，在透明介質的下表面設置有遮光層且將遮光層設置於可視區域之外。

觸控控制晶片、柔性線路板和導線均設置於遮光層下方。

透明介質為耐高溫聚酯PET薄膜、聚碳酸酯PC薄膜或者聚甲基丙烯酸甲酯PMMA薄膜，透明導電材料為氧化銦錫、石墨烯或者金屬絲網。

將觸控控制晶片設置於透明介質的下表面的方法包括：透明介質為PET薄膜，將觸控控制晶片設置於PET薄膜的下表面；透明介質為PC薄膜，將觸控控制晶片設置於PC薄膜的下表面；透明介質為PMMA薄膜，將觸控控制晶片設置於PMMA薄膜的下表面。

感應電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形，且多個感應電極中的每一個感應電極的大小相同或不同。

本發明實施例中，電容式觸控螢幕包括：透明 介質，設置於透明介質下表面的多個感應電極，多個感應電極排列成二維陣列，設置於透明介質下表面的觸控控制晶片，其中觸控控制晶片與多個感應電極之中的每一個感應電極分別通過導線相連接，在實現多點觸控的前提下實現了減輕觸控螢幕的重量，降低製作成本，並顯著降低雜訊，提高信噪比。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

1‧‧‧透明介質

2‧‧‧遮光層

3‧‧‧柔性線路板

4‧‧‧異性導電膜

5‧‧‧觸控控制晶片

6‧‧‧保護層

7‧‧‧感應電極

3a-3d‧‧‧感應電極

10‧‧‧觸控控制晶片

19‧‧‧感應電極

23‧‧‧時序控制電路

24‧‧‧驅動源

31‧‧‧觸摸

32‧‧‧總線

41‧‧‧驅動源

42‧‧‧電容

44‧‧‧雜訊

45‧‧‧電荷接收模組

50‧‧‧信號驅動電路

51‧‧‧電壓源

52‧‧‧參考電壓

53‧‧‧驅動源

54‧‧‧驅動源

55‧‧‧驅動源

56-58‧‧‧感應電極

59‧‧‧信號接收單元

501‧‧‧雜訊

502‧‧‧手指觸摸區

Cx‧‧‧對地電容

S1-S3‧‧‧開關

Vref‧‧‧參考地

PT1-PT3‧‧‧感應值

x1-x3‧‧‧座標

PN1-PN3‧‧‧感應值

PNT1-PNT3‧‧‧感應數據

S21‧‧‧將透明介質的下表面鍍上透明導電材料，並對透明導電材料進行蝕刻形成多個感應電極，多個感應電極排列成二維陣列

S22‧‧‧將觸控控制晶片設置於透明介質的下表面，將觸控控制晶片與多個感應電極之中的每一個感應電極分別通過導線相連接

S61‧‧‧獲取感應數據

S62‧‧‧對感應數據進行濾波和降低雜訊

S63‧‧‧尋找其中可能的觸摸區域

S64‧‧‧異常處理，以消除無效信號並得到合理 觸摸區

S65‧‧‧根據合理觸摸區的數據進行計算，以得到觸摸位置的座標

S66‧‧‧分析以往幀的數據

S67‧‧‧根據多幀數據來跟蹤觸摸軌跡

第1圖為本發明一實施例之電容式觸控螢幕之示意圖。

第2圖為本發明一實施例之電容式觸控螢幕的製作方法之流程圖。

第3圖為本發明一實施例之感應電極陣列的俯視圖。

第4圖為本發明一實施例的感應電極驅動方法(一)。

第5A圖至第5C圖為感應電極的驅動時序之示意圖。

第6圖為本發明一實施例的感應電極驅動方法(二)。

第7圖為本發明一實施例的感應電極驅動方法(三)。

第8圖為本發明實施例的電容式觸控螢幕的四個應用場景之示意圖。

第9圖為本發明一實施例的觸控控制晶片之信號流程圖。

第10A圖為採用重心算法計算觸摸位置的座標之示意圖。

第10B圖為有雜訊的情況下採用重心算法計算觸摸位置的座標之示意圖。

為了使本發明的目的、特徵和優點能夠更加的明顯易懂，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例的技術方案進行描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例。基於本發明實施例，本領域技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的任何其他實施例，都應當屬於本發明的保護範圍。為便於說明，表示結構的剖面圖不依一般比例而作局部放大。而且，附圖只是示例性的，其不應限制本發明的保護範圍。此外，在實際製作中應包含長度、寬度以及深度的三維尺寸。

第1圖為本發明一實施例之電容式觸控螢幕之示意圖。

如第1圖所示，電容式觸控螢幕包括：透明介質1，多個感應電極7設置於透明介質1的下表面，多個感應電極7排列成二維陣列，及觸控控制晶片5設置於透明介質1的下表面，觸控控制晶片5與多個感應電極7之中的每一個感應電極7分別通過導線相連接。

透明介質1可以為耐高溫聚酯(Polyethylene terephthalate；PET，又稱乙烯對苯二甲酸酯)薄膜，也可以是聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)薄膜，還可以為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜等透明的薄膜。透明介質1下表面設置有多個感應電極7。多個感應電極7排列成二維陣列，可以是矩形陣列 或其他形狀的二維陣列。對於電容式觸控螢幕，每個感應電極7是一個電容傳感器，電容傳感器的電容在觸控螢幕上相應位置被觸摸時發生變化。

在一些實施態樣中，在感應電極7上設置保護層6以保護感應電極7。

每個感應電極7通過導線連接到觸控控制晶片5，觸控控制晶片5通過異方性導電膜4(Anisotropic Conductive Film；ACF)與導線(圖中未示出)相連接，感應電極7的材料為透明導電材料，例如氧化銦錫(Indium Tin Oxides；ITO)或石墨烯或金屬絲網(metal mesh)，當透明介質1為乙烯對苯二甲酸酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜時，觸控控制晶片5設置於PET、PC或PMMA薄膜上，無需封裝，所以減少了晶片的封裝和封裝檢測的成本，同時晶片晶元的體積小，減小了佔用面積，減輕了電容式觸控螢幕的重量，而且將氧化銦錫(ITO)和PET或PC或PMMA薄膜結合使用會進一步減輕重量，增加透光度。

在一些實施態樣中，柔性線路板3與觸控控制晶片5相連接，柔性線路板3通過異方性導電膜(ACF)(圖中未示出)設置於透明介質1的下表面。

透明介質1設置有可視區域(圖中未示出)，可視區域在實際應用中為觸摸區域或者包含在觸摸區域內，在透明介質1的下表面設置有遮光層2且遮光層2位於可視區域之外，遮光層2是由各種顏色的油墨或者能夠與透明介質1有效結合的遮光材料組成，觸控控制晶片5、柔性線路板3和導線(圖中未示出)均設置於遮光層2下方，能夠有效的遮 擋設置於透明介質1的下表面的導線、觸控控制晶片5和柔性線路板3。

第2圖為本發明一實施例之電容式觸控螢幕的製作方法之流程圖。

首先，將透明介質的下表面鍍上透明導電材料，並對透明導電材料進行蝕刻形成多個感應電極，多個感應電極排列成二維陣列(步驟S21)；接著，將觸控控制晶片設置於透明介質的下表面，將觸控控制晶片與多個感應電極之中的每一個感應電極分別通過導線相連接(步驟S22)。

透明介質1可以為PET薄膜，也可以是PC薄膜，還可以為PMMA薄膜等透明的薄膜。將透明介質的下表面鍍上透明導電材料，例如ITO或石墨烯或者金屬絲網，然後經過蝕刻形成多個感應電極。多個感應電極排列成二維陣列，可以是矩形陣列或其他形狀的二維陣列。對於電容式觸控螢幕，每個感應電極是一個電容傳感器，電容傳感器的電容在觸控螢幕上相應位置被觸摸時發生變化。

在一些實施態樣中，在感應電極上設置保護層以保護感應電極。

當透明介質為PET薄膜，將觸控控制晶片設置於PET薄膜的下表面；當透明介質為PC薄膜，將觸控控制晶片設置於PC薄膜的下表面；當透明介質為PMMA薄膜，將觸控控制晶片設置於PMMA薄膜的下表面，上述三種綁定觸控控制晶片的方式可以稱為Chip On PET/PC/PMMA，簡稱COP。多個感應電極之中的每一個感應電極分別連接導線的一端，觸控控制晶片通過ACF與導線的另一端相連接，感應電極的材料為透明導電材料，例如ITO、石墨烯或者金屬絲網，導線可以為金屬材料或者其 他導電材料製成，例如鉬-鋁-鉬、銀漿、ITO或石墨烯。通過COP技術無需封裝晶片，所以減少了晶片的封裝和封裝檢測的成本，同時晶片晶元的體積小，減小了佔用面積，減輕了電容式觸控螢幕的重量，而且將ITO和PET或PC或PMMA薄膜結合使用會進一步減輕電容式觸控螢幕的重量，增加電容式觸控螢幕的透光度。

柔性線路板可以利用熱壓技術並通過ACF設置於透明介質的下表面。

透明介質設置有可視區域，可視區域在實際應用中為觸摸區域或者包含在觸摸區域內，在透明介質的下表面設置有遮光層，且遮光層位於可視區域之外，遮光層由各種顏色的油墨或者能夠與透明介質有效結合的遮光材料組成，觸控控制晶片、柔性線路板和導線均設置于遮光層下方，能夠有效的遮擋設置於透明介質的下表面的導線、觸控控制晶片和柔性線路板。

第3圖為本發明一實施例之感應電極陣列的俯視圖。本領域技術人員應理解，如第3圖所示是感應電極的一種排列方式，然本發明不以此為限，在一些實施態樣中，感應電極可排列成任何二維陣列。此外，各感應電極在任一方向上的間距可以是相等的，也可以是不等的。本領域技術人員亦應理解，感應電極的數量可多於第3圖所示的數量。

本領域技術人員應理解，如第3圖所示係為感應電極的一種形狀。然本發明不以此為限，感應電極的形狀可以是矩形、菱形、圓形或橢圓形，也可以是不規則形狀。各感應電極的圖案可以是一致的，也可以是不一致的。例如，中部的感應電極採用菱形結構，邊緣的採用三角形結構。此外，各感 應電極的大小可以是一致的，也可以是不一致的。例如，靠裡的感應電極尺寸較大，靠邊緣的尺寸較小，如此有利於走線和邊沿的觸控精度。

每個感應電極都有導線引出，導線布於感應電極之間的空隙中。一般而言，導線儘量均勻，且走線儘量短。此外，導線的走線範圍在保證安全距離的前提下儘量窄，從而留給感應電極更多的面積，使感應更精確。

如第3圖所示，各感應電極可通過導線連接至總線32，總線32將導線直接或者經過一定的排序後與觸控控制晶片相連接。對於大螢幕的觸控螢幕，感應電極的數量可能非常多。在這種情況下，可以用單個觸控控制晶片控制所有感應電極；或者，可以通過對螢幕分區，用多個觸控控制晶片分別控制不同區域的感應電極，多個觸控控制晶片之間可進行時脈同步。此時，總線32可分割成若干個總線集，以便與不同的觸控控制晶片相連接。各觸控控制晶片控制相同數量的感應電極，或者控制不同數量的感應電極。

對於第3圖所示的感應電極陣列，佈線可以在感應電極陣列的同一層上實現。對於其他結構的感應電極陣列，如果同層走線難以實現，導線也可以佈置在不同於感應電極陣列所在層的另一層，通過通孔連接各感應電極。

第3圖所示的感應電極陣列基於自電容的觸摸檢測原理。每個感應電極對應螢幕上特定位置，在第3圖中，感應電極3a-3d為不同的感應電極。當觸摸31發生在某感應電極所對應的位置時，感應電極上的電荷改變，因此，檢測感應電極上的電荷(電流/電壓)，能夠知道感應電極有沒有發生觸摸 事件。一般而言，這可以通過類比數位轉換器(Analog to Digital Converter；ADC)把類比值量化換為數位值來實現。感應電極的電荷改變量與感應電極被覆蓋的面積有關，例如，感應電極3b和感應電極3d的電荷改變量大於感應電極3a和感應電極3c的電荷改變量。

螢幕上的每個位置均有對應的感應電極，感應電極之間沒有物理連接，因此，本發明實施例所提供的電容式觸控螢幕能夠實現真正的多點觸控，避免了現有技術中自電容觸摸檢測的鬼點問題以及雜訊在電極間傳遞而引起的誤差，而得以顯著提升信噪比。

第4圖為本發明實施例之驅動感應電極之示意圖。觸控控制晶片10設置於透明介質的下表面，觸控控制晶片10與感應電極19分別通過導線相連接。

如第4圖所示，感應電極19由驅動源24(電源)驅動，驅動源24可以是電壓源或電流源。對於不同的感應電極19，驅動源24不一定採用相同的結構。例如，可以部分採用電壓源，部分採用電流源。此外，對於不同的感應電極19，驅動源24的頻率可以相同，也可以不同。時序控制電路23控制各驅動源24工作的時序。

第5A圖至第5C圖為感應電極的驅動時序之示意圖。各感應電極19的驅動時序有多種選擇。

如第5A圖所示，所有感應電極同時驅動，同時檢測。這種方式完成一次掃描所需要的時間最短，驅動源數量最多(與感應電極的數量一致)。如第5B圖所示，感應電極的驅動源被分成若干組，每組依次驅動特定區域內的電極。這種方式能夠實 現同一個驅動源分時驅動不同電極，從而節省驅動源的數量，但會增加掃描時間，不過通過選擇合適的分組數量，可以使驅動源複用和掃描時間達到折中，舉例而言，假設每個電極的掃描時間相等為Ts，而規定一幀的總掃描時間為T，那麼定義K=T/Ts，則K值越大，就可以用越少的驅動源分時完成全屏掃描。例如，K=2，代表可以只用1/2的驅動源完成掃描，K=3，代表只需1/3數量的驅動源。

第5C圖示出了常規互電容觸摸檢測的掃描方式，假設有N個驅動通道(TX)，每個TX的掃描時間為Ts，則掃描完一幀的時間為N*Ts。而採用本實施例的感應電極驅動方法，可以將所有感應電極一起檢測，掃描完一幀的時間最快僅Ts。也就是說，與常規互電容觸摸檢測相比，本實施例的方案能夠將掃描頻率提高N倍。

對於一個有四十個驅動通道的互電容觸控螢幕，如果每個驅動通道的掃描時間為500微秒(μs)，則整個觸控螢幕(一幀)的掃描時間為20毫秒(ms)，即幀率為50Hz。50Hz往往不能達到良好使用體驗的要求。本發明實施例的方案可以解決這個問題。通過採用排列成二維陣列的感應電極，所有電極可以同時檢測，在每個電極的檢測時間保持500μs的情況下，幀率達到2000Hz。這大大超出了多數觸控螢幕的應用要求。多出來的掃描數據可以被數字信號處理端利用，用於例如抗干擾或優化觸摸軌跡，從而得到更好的效果。

檢測每個感應電極的自電容。感應電極的自電容可以是其對地電容。

在一些實施態樣中，可採用電荷檢測法。如第6圖所示，驅動源41提供恆定電壓V1。電壓V1可 以是正壓、負壓或地。電荷接收模組45可將輸入端電壓鉗位至指定值V2，並測量出輸入或輸出的電荷量。首先，受控開關S1閉合，並受控開關S2斷開，對地電容Cx的上極板被充電至驅動源41所提供的電壓V1；然後，受控開關S1斷開，並受控開關S2閉合，對地電容Cx與電荷接收模組45發生電荷交換。設電荷轉移量為Q1，對地電容Cx的上極板電壓變為V2，則由C=Q/△V，有Cx=Q1/(V2-V1)，從而實現了電容檢測。

在一些實施態樣中，也可採用電流源，或者通過感應電極的頻率來獲得其自電容。

在一些實施態樣中，在使用多個驅動源的情況下，當檢測一個感應電極時，對於與感應電極相鄰的或周邊的感應電極，可選擇不同於被測感應電極的驅動源的電壓。出於簡潔的目的，如第7圖僅示出了三個感應電極：一個被測感應電極57和兩個相鄰感應電極56和感應電極58。本領域技術人員應理解，以下例子也適用於更多個感應電極的情況。

如第7圖所示，驅動源54與被測感應電極57相連接，驅動源54通過開關S2連接到電壓源51，以實現對被測感應電極57的驅動；而與被測電極57相鄰的感應電極56與驅動源53相連接，及感應電極58和驅動源55相連接，它們可以通過開關S1和開關S3連接到電壓源51或特定的參考電壓52。若開關S1和開關S3連接到電壓源51，即用同一電壓源51同時驅動被測感應電極及其周邊的感應電極，這樣能夠減小被測感應電極和其周邊感應電極的電壓差，有利於減小被測感應電極的電容和有利於防範水滴形成的虛假觸摸。

在一些實施態樣中，觸控控制晶片配置為通過 驅動源的參數來調整觸摸檢測的靈敏度或動態範圍，參數包括幅度、頻率和時序之中的任一個或組合。作為一個示例，如第7圖所示，驅動源51的參數(例如，驅動電壓、電流或/及頻率)以及各驅動源51的時序可由觸控控制晶片內的信號驅動電路50的控制邏輯控制。通過這些參數，可以調整不同的電路工作狀態，例如高靈敏度、中等靈敏度或低靈敏度，或不同的動態範圍。

不同的電路工作狀態可適用于不同的應用場景。第8圖為本發明實施例的電容式觸控螢幕的四個應用場景之示意圖。

如第8圖所示，電容式觸控螢幕可應用手指正常觸摸、手指懸浮觸摸、有源/無源筆或細小導體，或者帶手套觸摸。結合上述參數，可以實現對一個或多個正常觸控以及一個或多個細小導體觸摸的檢測。本領域技術人員應理解，儘管第7圖所示的信號接收單元59和信號驅動電路50是分離的，然本發明不以此為限，在一些實施態樣中，信號接收單元59與信號驅動電路50可以由同一個電路實現。

第9圖為本發明一實施例的觸控控制晶片之信號流程圖。當感應電極上有觸摸發生時，感應電極的電容會改變，這個改變量通過ADC轉換成數位值就能恢復出觸控信息。一般而言，電容改變量與感應電極被觸摸物遮蓋的面積相關。信號接收單元59接收感應電極的感應數據，經信號處理單元恢復出觸控信息。

於本實施例中，以下描述信號處理單元的數據處理方法。

首先，獲取感應數據(步驟S61)。接著，對感應數據進行濾波和降低雜訊(步驟S62)，此步驟 的目的是儘量消除原始圖像中的雜訊，以利後續計算。其中，此步驟可採用空域、時域或門限濾波辦法。

尋找其中可能的觸摸區域(步驟S63)。這些區域包括真實的觸摸區域以及無效信號。無效信號包括大面積觸摸信號、電源雜訊信號、懸空異常信號、以及水滴信號等等。這些無效信號有的與真實觸摸接近，有的會干擾真實觸摸，有的則不應被解析成正常觸摸。

異常處理，以消除上述無效信號並得到合理觸摸區(步驟S64)。根據合理觸摸區的數據進行計算，以得到觸摸位置的座標(步驟S65)。

在一些實施態樣中，可以根據二維的電容變化陣列來確定觸摸位置的座標。具體地，可以採用重心算法來根據二維的電容變化陣列確定觸摸位置的座標。

第10A圖為採用重心算法計算觸摸位置的座標之示意圖。出於簡潔的目的，在以下描述中僅計算了觸摸位置的一個維度的座標。本領域技術人員應理解，可以採用相同或類似的方法獲得觸摸位置的完整座標。假設第7圖所示的感應電極56-58被手指覆蓋，對應的感應數據分別為PT1，PT2，PT3，且感應電極56-58所對應的座標分別為x1，x2，x3。則採用重心算法得到的手指觸摸位置的座標是：

在一些實施態樣中，在得到觸摸位置的座標之 後還可以進行分析以往幀的數據(步驟S66)，以便利用多幀數據來獲得當前幀數據。

在一些實施態樣中，在得到觸摸位置的座標之後也可以根據多幀數據來跟蹤觸摸軌跡(步驟S67)。此外，還可以根據用戶的操作過程，得出事件信息並上報。

根據本發明實施例的電容式觸控螢幕，能夠在實現多點觸控的前提下，解決現有技術中雜訊疊加的問題。

以在第7圖中雜訊501引入電源共模雜訊為例，以下分析雜訊對觸摸位置的計算的影響。

在現有技術的基於互電容觸摸檢測的觸摸系統中，有多個驅動通道(TX)和多個接收通道(RX)，而且每個RX與所有的TX連通。當系統中引入了一個共模干擾信號時，由於RX的連通性，雜訊會在整個RX上傳導。特別是，當在一個RX上有多個雜訊源時，這些雜訊源的雜訊會疊加，從而使雜訊幅度增加。雜訊使測量的電容上的電壓信號等發生擺動，從而導致非觸摸點發生誤報。

在本發明實施例所提供的電容式觸控螢幕中，各感應電極間在連接到晶片內部前沒有物理連接，雜訊無法在感應電極間傳遞和疊加，避免了誤報。

以電壓檢測法為例，雜訊會引起被觸摸電極上的電壓變化，從而引起被觸摸電極的感應數據變化。根據自電容觸摸檢測原理，雜訊所導致的感應值與正常觸摸所導致的感應值均正比於被觸摸電極被覆蓋的面積。

第10B圖為有雜訊的情況下採用重心算法計算觸摸位置的座標之示意圖。假設正常觸摸引起的 感應值分別是PT1、PT2、PT3，雜訊引起的感應值是PN1、PN2、PN3，則(以感應電極56-58為例)：PT1C58,PT2C57,PT3C56

PN1C58,PN2C57,PN3C56有：PN1=K*PT1，PN2=K*PT2，PN3=K*PT3，其中K為常數。

當雜訊與驅動源的電壓極性一致時，由於電壓疊加最終的感應數據為：PNT1=PN1+PT1=(1+K)*PT1

PNT2=PN2+PT2=(1+K)*PT2

PNT3=PN3+PT3=(1+K)*PT3

那麼，採用重心算法得到的座標為：

可見，式(2)與式(1)相等。因此，本發明實施例的電容式觸控螢幕對共模雜訊是免疫的。只要雜訊不超出系統的動態範圍，就不會影響到最終確定的座標。

雜訊與驅動源的電壓極性相反時，會把有效信號拉低。如果拉低後的有效信號能檢測出來，則由以上分析可知，不影響最終確定的座標。如果拉低後的有效信號不能檢測出來，則認為前幀的數據失 效。不過由於本發明實施例所提供的電容式觸控螢幕的掃描頻率可以很高，可以達到常規掃描頻率的N倍(N通常大於10)，利用這一特性，可以利用多幀數據來恢復出當前幀的數據。本領域技術人員應理解，由於掃描頻率遠大於實際所需的報點率的，因此利用多幀數據的處理不會影響正常報點率(Report Rate)。

類似地，當雜訊有限度地超出了系統的動態範圍，也可以利用多幀數據來修正當前幀，從而得到正確的座標。幀間處理方法同樣適用於射頻以及來自液晶顯示模組等其他雜訊源的干擾。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧透明介質

2‧‧‧遮光層

3‧‧‧柔性線路板

4‧‧‧異性導電膜

5‧‧‧觸控控制晶片

6‧‧‧保護層

7‧‧‧感應電極

Claims (22)

1. 一種電容式觸控螢幕，包括：一透明介質；複數個感應電極，設置於該透明介質的下表面，該些感應電極排列成二維陣列；以及一觸控控制晶片，設置於該透明介質的下表面，該觸控控制晶片與每一該感應電極分別通過一導線相連接；該觸控控制晶片配置為檢測每一該感應電極的自電容。
2. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，更包括：一柔性線路板，連接該觸控控制晶片，該柔性線路板通過一異方性導電膜設置於該透明介質的下表面。
3. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片通過一異方性導電膜與各該導線相連接。
4. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該透明介質設置有一可視區域，該透明介質的下表面設置有一遮光層，且該遮光層位於該可視區域之外。
5. 如請求項4所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片、一柔性線路板及各該導線均設置於該遮光層下方。
6. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該透明介質為一乙烯對苯二甲酸酯薄膜、一聚碳酸酯薄膜或者一聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，該些感應電極的材料為導電材料，導電材料為氧化銦錫、石墨烯或者金屬絲網。
7. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中透明介質為PET薄膜，所述觸控控制晶片綁定到PET薄膜的下表面；所述透明介質為PC薄膜，所述觸控控制晶片綁定到PC薄膜的下表面；所述透明介質為PMMA薄膜，所述觸控控制晶片綁定到PMMA薄膜的下表面。
8. 如請求項1至7中任一項所述之電容式觸控螢幕，其中該感應電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形，且該些感應電極中的每一該感應電極的大小相同或不同。
9. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片利用一電壓源或一電流源驅動該感應電極檢測每一該感應電極的自電容，及該觸控控制晶片檢測每一該感應電極的一電壓、一頻率或一電量。
10. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片經由驅動並檢測該感應電極，同時驅動其餘之該些感應電極或同時驅動該感應電極周邊的該些感應電極而檢測每一該感應電極的自電容，其中，驅動該感應電極的信號和同時驅動其餘該些感應電極及該感應電極周邊的該些感應電極的信號是相同的電壓或電流信號，或者是不同的電壓或電流信號。
11. 如請求項9所述之電容式觸控螢幕，其中該些感應電極中的每一該感應電極，該電壓源或該電流源具有同一頻率或兩個以上的頻率。
12. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片同時檢測該些感應電極中的每一該感應電極或將該些感應電極分組進行檢測而檢測每一該感應電極的自電容。
13. 如請求項1所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片配置為根據二維的電容變化陣列來確定觸摸位置。
14. 如請求項9所述之電容式觸控螢幕，其中該觸控控制晶片還配置為通過該電壓源或該電流源的一參數來調整觸摸檢測的靈敏度或動態範圍，該參數包括幅度、頻率和時序之中的任一個或組合。
15. 一種電容式觸控螢幕的製作方法，包括：將一透明介質的下表面鍍上透明導電材料，並對該透明導電材料進行蝕刻形成複數個感應電極，該些感應電極排列成二維陣列；及將一觸控控制晶片設置於該透明介質的下表面，將該觸控控制晶片與該些感應電極之中的每一該感應電極分別通過一導線相連接；該觸控控制晶片配置為檢測每一該感應電極的自電容。
16. 如請求項15所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中設置於該透明介質下表面的該觸控控制晶片之後的步驟包括：利用熱壓技術並通過異方性導電膜將一柔性線路板設置於該透明介質的下表面，並將該柔性線路板與該觸控控制晶片相連接。
17. 如請求項15所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中該觸控控制晶片與每一該感應電極分別通過該導線相連接的步驟包括：經由每一該感應電極分別連接該導線的一端，該觸控控制晶片通過異方性導電膜與該導線的另一端相連接。
18. 如請求項15所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中該透明導電材料進行蝕刻形成該些感應電極的步驟之後還包括：經由該透明介質設置之一可視區域，在該透明介質的下表面設置有一遮光層且將該遮光層設置於該可視區域之外。
19. 如請求項18所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中該觸控控制晶片、該柔性線路板及該導線均設置於該遮光層下方。
20. 如請求項15所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中該透明介質為一乙烯對苯二甲酸酯薄膜、一聚碳酸酯薄膜或者一聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，該透明導電材料為一氧化銦錫、一石墨烯或者一金屬絲網。
21. 如請求項20所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中將觸控控制晶片綁定到所述透明介質的下表面的方法包括：所述透明介質為該乙烯對苯二甲酸酯薄膜，將所述觸控控制晶片綁定到該乙烯對苯二甲酸酯薄膜的下表面；所述透明介質為該聚碳酸酯薄膜，將所述觸控控制晶片 綁定到該聚碳酸酯薄膜的下表面；所述透明介質為該聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，將所述觸控控制晶片綁定到該聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的下表面。
22. 如請求項15至21任一項所述之電容式觸控螢幕的製作方法，其中該些感應電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形，且每一該感應電極的大小相同或不同。