CN102402355A - 容性触摸屏 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种容性触摸屏。该容性触摸屏包括：基部元件，该基部元件包括在显示器中生成的图像穿过的有源区以及自有源区开始延伸并形成为阶梯形的无源区；多个电极图形，该多个电极图形在基部元件的顶部和底部上交叉并布置在有源区中；电极布线，该电极布线连接到布置在有源区中的电极图形上并延伸到无源区；以及窗口，该窗口形成在所述基部元件的顶部上。

Description

容性触摸屏

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月8日提交的、标题为“Capacitive Touch Screen”的韩国专利申请No.10-2010-0088008的权益，该申请的全部内容作为参考被合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及容性触摸屏。

背景技术

通常，随着移动通信技术的发展，诸如蜂窝电话、PDA和导航设备这样的终端正在将它们的功能扩展到更为多样和复杂的多媒体上，从而除了提供简单的文本信息显示方式外，还提供音频、移动图像、无线因特网网络浏览器等方式。近年来，由于需要在有限尺寸的终端中实现更大的显示屏，所以采用触摸屏的显示类型已经成为众人关注的焦点。触摸屏将屏幕和坐标输入单元集成在一起，从而与现有技术中的键盘输入方案相比节省了空间。

被广泛采用的触摸屏的类型通常分为两种类型。

首先，在阻性触摸屏中，具有上阻性膜的上基板和具有下阻性膜的下基板通过分隔器彼此分离并可以通过外力彼此接触。当具有上电极膜的上基板被诸如手指、笔等输入单元所按压时，上电极膜和下电极膜彼此电连接，并且依赖于它们的位置处的阻抗值的改变而产生的电压变化被控制器检测到以检测触摸坐标。

另外，在容性触摸屏中，具有第一电极图形的上基板和具有第二电极图形的下基板彼此分离，并在上基板和下基板之间插入绝缘体以避免第一电极图形和第二电极图形彼此接触，其中第一电极图形具有第一方向性，第二电极图形具有第二方向性。此外，连接到所述电极图形的电极布线形成于上基板和下基板上。当输入单元接触触摸屏时，电极布线将第一电极图形和第二电极图形中生成的电容的改变传递到控制器。

近年来，对容性触摸屏的研究已经向着增加多触摸的有效性以及增加电极图形的数目发展。因此，电极布线的数目也增加了。

在现有技术的容性触摸屏中，为上基板和下基板中的每一者分离地形成电极图形和电极布线，从而触摸屏的结构复杂。另外，需要附加的绝缘体来将形成在上基板和下基板上的电极图形相隔离。

而且，电极图形和电极布线形成在上基板和下基板上，上基板和下基板是平面元件，它们以预设距离将窗口和形成在上基板顶部上的电极图形相隔离，从而使触摸灵敏度变差(由于接触该窗口的外表面的输入单元与电极图形之间的距离导致)。

发明内容

本发明致力于提供一种容性触摸屏，该触摸屏通过在没有在上基板和下基板中的每一者上形成电极图形的情况下在一个基部元件的两个表面上形成电极图形来简化结构，具有通过将基部元件的外部部分配置为阶梯形而被空间分离的无源区和有源区，并通过使有源区突出来改善触摸灵敏度。

根据本发明优选实施方式的容性触摸屏包括：基部元件，该基部元件包括在显示器中生成的图像穿过的有源区以及自有源区开始延伸并形成为阶梯形的无源区；多个电极图形，该多个电极图形在基部元件的顶部和底部上相交并布置在有源区中；电极布线，该电极布线连接到布置在有源区中的电极图形上并延伸到无源区；以及窗口，该窗口形成在所述基部元件的顶部上。

此外，对应于基部元件的无源区的拦截膜可以形成在所述窗口的底部的外部部分中。

无源区可以形成为阶梯形，以环绕有源区的外部部分。

该容性触摸屏还可以包括形成在所述基部元件的底部上的保护元件。

电极图形可由导电聚合物形成。

附图说明

图1是示出了根据本发明优选实施方式的容性触摸屏的一部分的透视图；

图2是图1所示的容性触摸屏的俯视图；

图3是图1所示的容性触摸屏的后视图；

图4是根据本发明优选实施方式的容性触摸屏的横截面视图；以及

图5和图6是示出了图4所示的容性触摸屏的改进示例的横截面视图。

具体实施方式

根据下面的实施方式的描述并参考附图，本发明的各种目的、优点和特征将会变得显而易见。

本说明书和权利要求中所使用的术语和词语不应被解释为限制于通常的意思或字典定义，而应基于发明者能够合适地定义术语的概念来描述他或她所知道的用于执行本发明的最好方法的规则，被解释为具有与本发明的技术范围相关的意思和概念。

根据下面的实施方式的描述并参考附图，本发明的各种目的、优点和特征将会变得显而易见。在说明书中，对于向整个附图中的部件添加参考标记，应当注意的是，类似的参考标记指代类似的部件，即使这些部件在不同的附图中示出。另外，在对本发明的描述中，将不详细描述公知的功能或结构，因为这些公知的功能或结构会不必要地模糊对本发明的理解。

下文中，将参照附图对本发明的优选实施方式进行详细描述。

图1至图3是示出了根据本发明优选实施方式的容性触摸屏的一部分的透视图、俯视图和后视图。图4是根据本发明优选实施方式的容性触摸屏的横截面视图。图5和图6是示出了图4所示的容性触摸屏的改进示例的横截面视图。下文中，将描述根据本发明优选实施方式的容性触摸屏(下文中，称为触摸屏)。

在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，电极图形200和电极布线300形成在基部元件100的两个表面上，并且从基部元件100的有源区R1延伸的无源区R2形成为阶梯形，从而使图像从其中穿过的区域与图像不从其中穿过的区域在空间上分离。基部元件100可由通过按压平面元件在无源区R2中形成阶梯的方法来形成。

另外，窗口400形成在基部元件100的顶部上，以保护上电极图形210和上电极布线310并形成被输入单元所接触的触摸表面。可以通过使用诸如OCA这样的光学粘结剂A来将窗口400耦合至基部元件100。

根据本发明的优选实施方式，电极图形200形成在有源区R1内以最小化与窗口400的距离，从而改善触摸灵敏度，并且无源区R2被形成为阶梯形，从而确保将在其中形成电极布线300的空间。

作为透明元件的基部衬底100可以采用玻璃衬底、薄膜衬底、光纤衬底以及纸衬底(paper substrate)。在这些衬底中，薄膜衬底可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、聚乙烯醇(PVA)、环烯烃共聚物(COC)、苯乙烯聚合物、聚乙烯、聚丙烯等构成，但并不限于此。

电极图形200形成在有源区R1中，以及电极布线300形成在无源区R2中。由于电极图形200和电极布线300形成在基部元件100的两个表面上，所以与现有技术中的触摸屏不同的是，可以简化结构，节省制造成本以及可以制造细(slim)触摸屏。

在该情况中，多个电极图形形成在基部元件100的有源区R1中，并且上电极图形210和下电极图形220彼此交叉。具体地，如图2和图3所示，上电极图形210优选垂直于下电极图形220。在图2和图3中，示出了条形电极图形，但是电极图形的形状并不限于此，并且可以以其中重复布置多边形感测单元和连接单元的形式来形成电极图形。

在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，测量X坐标和Y坐标，并通过测量当用户手指接触触摸屏时上电极图形210和下电极图形220中的电容变化来获取触摸点上的坐标信息。

电极图形200由透明导电材料制成。可以采用诸如ITO这样的金属氧化物，优选能够以低成本并大量制造的导电聚合物。导电聚合物可以采用聚噻吩类、聚吡咯类、聚苯胺类、聚乙炔类(polyacetyl-based)、聚亚苯基类等材料作为有机化合物。具体地，在聚噻吩类化合物中，最优选PEDOT/PSS化合物，并且可以混合并使用有机化合物中的一种或多种化合物。另外，当另外混合碳纳米管等时，可以改善导电性。

电极布线300的一端连接到电极图形200并延伸到无源区R2，从而电极布线300聚集在无源区R2的一个部分中以用于与FPC连接。因此，与电极图形200的数目成正比形成电极布线300。在图1至图5中，电极布线300连接到电极图形200的两端，但是根据用于获取触摸点上的坐标信息的控制方法，电极布线300可被配置为连接到电极图形200的仅一端。这是已公知的，所以将不再详细描述。

电极布线300可由与电极图形200的制造材料相同的材料制成，或者由具有高导电性的糊状物制成。可通过公知的方法(诸如喷墨法或者溅射法)来形成电极布线300。

另外，优选在基部元件100的底部中还包括用于覆盖下电极图形220和下电极布线320的保护元件500。

可以在没有保护元件500的情况下直接将触摸屏附着到显示设备上，但是由于在操作触摸屏时可能会损坏下电极图形220和下电极布线320，所以优选形成保护元件500。另外，由于保护元件500向触摸屏的底部提供了平坦的表面，所以触摸屏可以容易地耦合到显示设备。

保护件500还可以由玻璃衬底或薄膜衬底来配置，并通过诸如OCA之类的光学粘结剂A耦合到基部元件100的底部上。

此时，在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，对应于基部元件的无源区R2的拦截膜450优选位于窗口400的底部的外部部分中，如图5所示。

在电极布线300由诸如银的糊状物之类的金属材料制成的情况中，电极布线300暴露在外面。在现有技术中，采用通过使用形成在触摸屏的外部部分中的壳体来覆盖电极布线的斜面结构(bezel structure)，以保护暴露部分。在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，通过在不形成另外的斜面结构的情况下直接地在窗口400上形成拦截膜450来避免使电极布线300暴露在外面。在现有技术中，外部摩擦会使斜面结构变形或断裂，但是在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，拦截膜450形成在触摸屏中，从而解决了现有技术中的问题。

另外，在基部元件100中，电极布线300形成在对应于外部部分的无源区R2中，在该外部部分中形成窗口400的拦截膜450。无源区R2形成为阶梯形，以确保与窗口400的距离。因此，即使电极布线300形成得稍高，仍然能够避免拦截膜450和电极布线300的干扰。

可以通过用低亮度的墨(诸如黑墨)来打印窗口400的底部的外部部分，来形成拦截膜450。

另外，在根据本发明优选实施方式的触摸屏中，无源区R2优选形成为阶梯形，以环绕第一有源区R1的外部部分，如图6所示。

也就是说，通过将基部元件100的整个无源区形成为阶梯形，仅有源区R1是突出的。在图1至图5所示的触摸屏中，在基部元件100的外部部分中，仅彼此相对的两个区域形成为阶梯形，从而无源区R2的一部分像有源区R1那样突出。

此时，在电极布线300由与电极图形200相同的材料制成并且电极布线300在突出的无源区R2中聚集的情况中，当在输入单元接近于接触到无源区R2时测量电极图形200中的电容变化时，会因电极布线300与输入单元之间的干扰而产生噪声。另外，当电极图形通过FPC与电极布线连接时，FPC所耦合到的部分可以突出。

如图6所示，在整个无源区R2形成为阶梯形的情况中，电极布线300所聚集的区域还与窗口400分离，从而电极布线300与输入单元之间的干扰降低了。另外，可以保证FPC将耦合到的空间。

根据本发明优选实施方式，与现有技术触摸屏中使用两个衬底的情况不同的是，由于可通过使用一个衬底通过在基部元件的两个表面上形成电极图形来制造触摸屏，所以简化了结构。

另外，通过配置基部元件的外部部分而使无源区和有源区空间分开，并且通过在无源区中形成电极布线以及在有源区中形成电极图形，可将电极图形放置得非常接近于窗口。

虽然已经结合优选实施方式示出和描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明精神和范围的情况下，可做出修改和变形。因此，修改或变形由所附权利要求书所限定。

Claims (5)

1.一种容性触摸屏，该容性触摸屏包括：

基部元件，该基部元件包括在显示器中生成的图像所穿过的有源区以及自所述有源区开始延伸并形成为阶梯形的无源区；

多个电极图形，所述多个电极图形在所述基部元件的顶部和底部上交叉并布置在所述有源区中；

电极布线，所述电极布线连接到布置在所述有源区中的所述电极图形并延伸到所述无源区；以及

窗口，该窗口形成在所述基部元件的顶部上。

2.根据权利要求1所述的容性触摸屏，其中，与所述基部元件的所述无源区对应的拦截膜形成在所述窗口的底部表面的外部区域中。

3.根据权利要求1所述的容性触摸屏，其中，该容性触摸屏还包括形成在所述基部元件的底部上的保护元件。

4.根据权利要求1所述的容性触摸屏，其中，所述电极图形由导电聚合物制成。

5.根据权利要求1所述的容性触摸屏，其中，所述无源区形成为阶梯形以环绕所述有源区的外部部分。

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