CN102479011B - 电容式触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电容式触摸屏，涉及触摸屏领域，用以简化触摸屏的制作工艺。本发明实施例中提供的电容式触摸屏，包括相对设置的第一基板和第二基板；其中，在所述第一基板和第二基板之间设有公共电极和至少两条平行排布的电极线，且同一条电极线上的任意两个触控电极的面积均不相等，该至少两个触控电极的面积逐次变化；所述触控电极与所述公共电极之间形成电容结构，所述电极线与触摸信号检测装置相连接。本发明实施例中提供的方案适用于实现单维寻址的电容式触摸屏。

Description

电容式触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及一种电容式触摸屏。

背景技术

电容式触摸屏是现有技术中一种相对常见的触摸屏实现形式，其工作原理大致如下：

在电容式触摸屏内设置有行电极和列电极，如图1和图2所示；所述行电极和所述列电极之间相互绝缘，又都与公共电极形成电容结构。在触摸屏幕时，由于人体内存在电场，手指与触摸屏内的行电极、列电极之间形成耦合电容；由于触摸点的电容变化，在所述行电极和列电极中出现流向触摸点的感应电流。而感应电流的强弱与手指到触摸屏边界的距离成反比，通过所述行电极和列电极两端的传感器测量出感应电流的大小，即可准确计算出触摸点的位置。

在实现上述电容式触摸屏的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有的电容式触摸屏多数都是采用行电极和列电极这样的结构，通过检测所述行电极和列电极上的电流或者脉冲信号变化来确定触摸点位置。然而，这样的触摸屏结构需要制作多层，例如上述行电极层、列电极层、公共电极层以及不同导电层之间的绝缘层或保护层，因此制作工艺比较复杂，尤其在小尺寸的触摸屏中布线也相对比较困难。

发明内容

本发明的实施例提供一种电容式触摸屏，能够简化触摸屏的制作工艺。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种电容式触摸屏，包括相对设置的第一基板和第二基板；其中，在所述第一基板和第二基板之间设有公共电极和至少两条平行排布的电极线，每条所述电极线上串接有至少两个触控电极，且同一条电极线上的任意两个触控电极的面积均不相等；所述触控电极与所述公共电极之间形成电容结构，所述电极线与触摸信号检测装置相连接。

本发明实施例提供的电容式触摸屏，在同一电极线上设置面积大小不同的多个触控电极，在进行触控时由于不同的触摸点对应的触控电极大小不同，触摸时由手指与触控电极之间出现的耦合电容而引起触摸屏上的电容变化也就不同；进一步地，所述每条电极线上连接的触摸信号检测装置检测到电信号强度也不同。这样，根据所述电信号强度的不同就能够推断出触摸点在所述电极线上的具体位置；同时，由于每条电极线的位置固定，只要将其对应的位置信息记录在电容式触摸屏的控制模块中，即可快速地对触摸点的具体位置进行定位。利用本发明实施例中提供的方案，只需要设置一层电极线，利用同一走向的电极线布局即可完成触摸点定位；相应地，在电容式触摸的制作过程中，即可减少一个方向上的电极线布线，能够简化触摸屏的制作工艺。

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。

图1为现有的电容式触摸屏结构的平面示意图一；

图2为现有的电容式触摸屏结构的平面示意图二；

图3为本发明实施例中电容式触摸屏结构的平面示意图一；

图4为图3中的电容式触摸屏沿A-A线的截面图；

图5为本发明实施例中的电容式触摸屏中没有触控动作时的电容结构示意图；

图6为本发明实施例中的电容式触摸屏中发生触控动作时的电容结构示意图；

图7为本发明实施例中电容式触摸屏结构的平面示意图二；

附图标记：1-第一基板；2-第二基板；3-公共电极；4-电极线；5-触控电极；6-触摸信号检测装置；7-手指。

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。

为了能够简化触摸屏的制作工艺，在本发明实施例中提供了如下的一种电容式触摸屏的实现方案。

图3为本发明实施例中的电容式触摸屏结构的平面示意图；图4为图3中的电容式触摸屏沿A-A线的截面图。结合图3和图4所示，本发明实施例提供的电容式触摸屏，包括相对设置的第一基板1和第二基板2；其中，在所述第一基板1和第二基板2之间设有公共电极3和至少两条平行排布的电极线4，每条所述电极线4上串接有至少两个触控电极5，且同一条电极线4上串接的任意两个触控电极的面积均不相等；所述触控电极5与所述公共电极3之间形成电容结构，所述电极线4与触摸信号检测装置6相连接。

具体地，所述触摸信号检测装置6可以是设置在每条电极线4的一端且位于所述触摸屏的同一侧。

在图3中是以纵向平行排布作为所述电极线4的布局方式；在实际应用中，所述电极线4的布局并不局限于此，其除了可以是如图3所示的纵向平行排布，还可以是横向平行排布、或者斜向平行排布。不过考虑到，在将所述电极线4进行横向或者纵向排布，该电极线4上串接的触控电极5的布局会更有规律性，因此在本发明实施例中，优选地将所述电极线4的布局设置为横向平行排布或者纵向平行排布。

上述电容式触摸屏，在同一电极线上设置面积大小不同的多个触控电极，在进行触控时由于不同的触摸点对应的触控电极的平面面积大小不同，触摸时由手指与触控电极之间出现的耦合电容而引起触摸屏上的电容变化也就不同；进一步地，所述每条电极线上连接的触摸信号检测装置检测到电信号强度也不同。这样，根据所述电信号强度的不同就能够推断出触摸点在所述电极线上的具体位置；同时，由于每条电极线的位置固定，只要将其对应的位置信息记录在电容式触摸屏的控制模块中，即可快速地对触摸点的具体位置进行定位。

具体地，如图5所示，在没有触控动作发生时，触控电极5和公共电极3之间形成电容结构，且此时所述电容结构处于静态平衡状态；而当手指7在所述电容式触摸屏上进行触摸动作时，如图6所示，在手指7与触控电极5之间出现耦合电容，进而使得所述电容式触摸屏内部触控电极5与公共电极3之间的电容发生变化。进一步地，可以推断得知，由于手指与触摸屏的接触面积要大于触控电极的平面面积，因此所述电容变化的大小也只与所述触控电极的大小有关；对于面积较大的触控电极，在发生触摸动作时，其电容变化会较大，同时产生相对较大的感应电流；对于面积较小的触控电极，在发生触控动作时，其电容变化会相对较小，同时产生的感应电流也较小。

利用与所述电极线4相连的触摸信号检测装置6即可测量出所述感应电流的大小，并将电流值传送到所述电容式触摸屏的控制模块；由控制模块根据预先记录的电流值与坐标值的对应关系(如表1中所记录的电流I与坐标Y之间的关系)来确定触摸点在所述电极线上的位置。同时，结合控制模块中记录的电极线的位置信息，就可以得到出现在某一电极线上的触摸点的确切位置。

表1

电流值	I1	I2	……	In
					坐标值	Y1	Y2	……	Yn

表1中的数据其实还是将电极线进行纵向平行排布时的数据形式；此时，可以根据某一条电极线连接的触摸信号检测装置测量到的电流值而推断出触摸点在该电极线上的纵坐标值。同时，结合所述电容式触摸屏的控制模块中记录的该电极线的横坐标值，就可以得到所述触摸点在触摸屏上的具体位置信息了。

至于上述表格中所记录的信息，需要在所述电容式触摸屏正式投入使用之前，通过多次测试来获取到相应的数据，并对其进行记录以作为后期使用过程中确定触摸点的依据。

当然，在本发明实施例中也不限于利用感应电流值来对应坐标值，当然也可以利用所述触摸信号检测装置来获取电压值、脉冲信号等不同形式的电信号。不过，在下面的实施例中仍然需要以电流值作为示例来进一步介绍本发明所提供的电容式触摸屏的实现方案。

仍然以图3所示的电容式触摸屏结构为例，在上述电容式触摸屏中，同一条电极线4上串接的至少两个触控电极5的面积逐次递加或者逐次递减。结合图3中的电容式触摸屏结构，即为同一电极线4上串接的多个触控电极5的平面面积从上至下依次递加或者依次递减。

在同一电极线4上串接的至少两个触控电极5只要能保证其面积大小都不相同，就能够在触摸信号检测装置6处测量到不同强度的电信号，进而根据电信号强度的不同判断出触摸点的位置。不过，在本发明实施例中，优选地为同一电极线4上串接的多个触控电极5的面积变化设置一定规律性，这样依次在这些触控电极5上进行触摸时所产生的感应电流大小也呈现一定的规律性；基于这样的结构，可以降低结构实现的复杂度，同时提高对触摸点定位的准确度。

进一步地，对于相邻的两条电极线上的触控电极的面积变化趋势，可以是沿同一方向的变化趋势相同，如图3所示；也可以是沿同一方向的变化趋势相反，如图7所示。

在图3所示的结构中，如果考虑到电极线4上的电阻对感应电流强度的影响，可以优选地将所述触摸信号检测装置连到所述电极线4的靠近面积较大的触控电极的一端。在发生触控动作时，较大的触控电极产生的感应电流大而与触摸信号检测装置之间的电阻小，较小的触控电极产生的感应电流小而与触摸信号检测装置之间的电阻大；在触摸信号检测装置能够接收到的针对不同触控电极的电流值之间的差异会进一步加大，这样，可以进一步提高定位的准确度。

如果考虑到触控电极的平面面积不断增大引起分辨率较低的问题，则可以采用图7所示的结构。由于相邻两条电极线上的触控电极变化趋势呈逆向排列，因此利用这一结构可以使相邻两条电极线之间的间距较图3中的电极线间距小一些，即相邻两条电极线的间距只需大于(最大触控电极的宽度+最小触控电极的宽度)就可以了；同时，在一条电极线上触控电极的所对应的感应电流较小而无法准确定位时，还能够以相邻的电极线上的测量到的电流值作为辅助。

在上面所描述的电容式触摸屏中，所述每条电极线及该电极线上串接的至少两个触控电极最好为一体结构，这样在制作过程中可以将其制作在同一层，以简化制作流程。

进一步地，在上述电容式触摸屏中，所述公共电极、所述电极线及所述触控电极均为透明材料制成，优选地可以采用纳米铟锡氧化物ITO材料。在所述第一基板和第二基板之间可以是空腔结构，也可以是充满透明绝缘质，这样所述公共电极和所述触控电极之间才能形成电容结构，同时也不会对光线的穿透产生太大影响。

如果是空腔结构，则可以将所述公共电极和所述触控电极分别设置在第一基板和第二基板上；如果是填充透明绝缘质，则可以直接在第一基板或者第二基板上依次制作公共电极层、绝缘质层、触控电极层。

在上述实施例中，均为对触控电极的形状进行限定；其可以是如图3所示的菱形，还可以是矩形、圆形、椭圆形、三角形等任意的平面图形。

在上述实施例及本发明实施例的各个附图中，均是以纵向排布所述电极线为例来介绍本发明实施例所提供的电容式触摸屏结构的。不过，如前所述，本发明实施例中的电容式触摸屏中的电极线也可以采用横向平行排布的方式，其具体实现结构与纵向排布类似，只是方向不同，因此在本发明实施例中不再赘述。

利用上述实施例中提供的电容式触摸屏结构，只需要设置一层电极线，布局同一走向的电极线即可完成触摸点定位；相应地，在电容式触摸的制作过程中，可以减少一个方向上的电极线布线，能够简化触摸屏的制作工艺。同时，利用本发明实施例中的方案实现单维寻址，在触摸信号检测装置的使用上至少可以减少一个方向上的数量，有利于成本降低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种电容式触摸屏，包括相对设置的第一基板和第二基板，其特征在于，在所述第一基板和第二基板之间设有公共电极和至少两条平行排布的电极线，每条所述电极线上串接有至少两个触控电极，且同一条电极线上的任意两个触控电极的面积均不相等；所述触控电极与所述公共电极之间形成电容结构，所述电极线与触摸信号检测装置相连接。

2.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述每条电极线的一端设有所述触摸信号检测装置。

3.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述平行排布的电极线为横向平行排布或者纵向平行排布。

4.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，同一条所述电极线上串接的至少两个触控电极的面积逐次递加或者递减。

5.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，沿同一方向，相邻电极线上的所述触控电极的面积变化趋势相同。

6.根据权利要求5所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述电极线的靠近面积较大的触控电极的一端与所述触摸信号检测装置相连。

7.根据权利要求4所述的电容式触摸屏，其特征在于，沿同一方向，相邻电极线上的所述触控电极的面积变化趋势相反。

8.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述每条电极线及该电极线上串接的至少两个触控电极为一体结构。

9.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述公共电极和所述触控电极分别设置在所述第一基板和第二基板上，且所述第一基板和第二基板之间形成有空腔结构。

10.根据权利要求1所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述公共电极和所述触控电极均形成在所述第一基板或者第二基板上，且所述公共电极和触控电极之间形成有绝缘层。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述公共电极、所述电极线及所述触控电极均采用纳米铟锡氧化物ITO材料。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的电容式触摸屏，其特征在于，所述触控电极的形状为任意平面图形。