CN201402457Y - 互电容式触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种互电容式触摸屏，它由强化玻璃、电容感应复合结构和光学透明胶组成。强化玻璃非视窗区的下表面为颜色装饰膜；电容感应复合结构包括光学透明基材、电容感应单元以及导电引线；最后，通过光学透明胶将强化玻璃和电容感应复合结构贴合形成触摸屏。该触摸屏通过互电容式可实现多点触控功能。
Description
技术领域
本实用新型主要用于各种电子设备的触摸屏，尤其是手机触摸屏。
背景技术
触摸屏是一种显著改善人机操作界面的输入设备，具有直观、简单、快捷的优点。触摸屏在许多电子产品中已经获得了广泛的应用，比如手机、PDA、多媒体、公共信息查询系统等。过去，各种类型的触摸屏不断出现，包括电阻式、电容式、红外和表面声波式触摸屏。
一般，电容式触摸屏是利用触摸屏中的一透明导电膜作为电容的一极，人体的手指作为电容的另一极，当手指接近或者接触触摸屏表面时，手指与触摸屏耦合，形成一个新的电容，触摸屏的控制器通过测量电容的变化计算出接触点的位置坐标(X，Y)，最终，主机根据控制器提供的位置坐标(X，Y)解释和执行相应的事件。过去，由于结构和驱动成本的限制，以及触控失真等多方面的缺点，电容式触摸屏的运用范围非常狭窄，电阻式触摸屏是市场中使用最为普遍的触摸屏技术。电阻式触摸屏是一种利用压力作用引起上、下导电层的接触导致系统的电信号发生变化来实现输入功能。近期，由于结构和信号处理技术的不断改进，电容式触摸屏逐渐兴起。在这些新型的电容式触摸屏中，因为去除了电阻屏的柔性导电膜和复杂结构，采用了不同的触控方式，表现出更加良好的性能，比如，屏内没有机械运动磨损问题，而且结构简单、透光率高、线性度好、防尘、防火、防刮、即使在最恶劣的环境中也具有稳定的性能等。电容式触摸屏的另一方面的优点是它可以实现多点触控功能，即使用者可以通过它同时进行多点触摸信号输入，实现多点同时操作以完成特定的动作，比如放大、缩小、旋转等的功能。
但是，目前的电容式触摸屏多是采用自电容方式实现触摸信号输入，它的多点触控功能是根据手势变化实现，存在“鬼点”现象，不能真正解释多点位置的绝对坐标，从而影响多点触控功能的真正实现。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种互电容式触摸屏，解决现有自电容式触摸多点触控技术存在的问题，并能同时提供触摸屏触摸多点位置的绝对坐标，真正意义上实现多点触控。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型的互电容式触摸屏由强化玻璃、光学透明胶和电容感应复合结构组成。强化玻璃具有防爆性能，能保护其下面的电容感应复合结构；采用物理真空镀膜和丝网印刷技术，在强化玻璃的非视窗区下表面制备了颜色膜，因此，强化玻璃也具有装饰作用。电容感应复合结构为互电容式触摸屏的核心部分，其包括光学透明基材、基材表面的电容感应单元和导电线路。电容感应单元由呈矩阵分布的菱形透明导电膜组成，这些导电膜分为纵向导电连接和横向导电连接，分别用X轴坐标和Y轴坐标表示。X轴坐标的电容感应单元和Y轴坐标的电容感应单元可以位于同一个平面内，也可以在不同的平面内，如果在同平面内，它们交汇处则被绝缘分开。导电线路由多组导线组成，它们分别独立连接上述的纵向及横向已经连接的电容感应单元。最后，将强化玻璃与电容感应复合结构通过光学透明胶贴合形成本实用新型的互电容式触摸屏。
本实用新型的工作原理为：电容感应单元成矩阵分布，并分别纵、横连接，代表X轴和Y轴坐标。在手指接触前，手指触摸位置的电容感应单元与其周围的电容感应单元存在互电容(CP)，当手指接触触摸屏时，产生新的电容(CF)，使该电容感应单元与其周围电容感应单元的互电容发生变化，触摸屏的控制器通过测量电容变化，完全确认某一触摸位置的绝对坐标，由于不同X轴或Y轴的电容感应单元都是通过导电线路独立直接连接控制器，因此当触摸屏表面存在两点或者多点触摸屏时，它们的绝对坐标都可完全表示，实现多点触控功能。
附图说明
图1(a)为触摸屏的表面存在两触摸点；(b)为自电容式触摸屏的表面存在两触摸点时，伴随产生“鬼点”现象。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是强化玻璃的剖视图。
图4是电容感应复合结构的结构图。
图5(a)是为手指未触摸屏时，触摸屏的感应单元存在的互电容(CP)；(b)是图(a)沿AA的剖视图。
图6是手指触摸时，增加电容(CF)。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明，但本实用新型所保护的范围并不局限于此。
现有自电容式触摸屏，存在“鬼点”现象，不能真正解释多点位置的绝对坐标，它的多点触控功能是根据手势变化实现。假设在某瞬时状态下，触摸屏(6)的表面存在如图1(a)所示的两触摸点(7)(8)，现有的自电容式触摸屏无法判断触摸点是来自图1(b)所示的实际触摸点(7)(8)点还是点(9)(10)。点(9)(10)即为触摸点(7)(8)的“鬼点”，而且随着实际触摸点的增加，“鬼点”数目将呈二次函数形式增加，这极大地影响多点触控功能的真正实现。
图2是本实用新型的互触摸屏结构示意图。互电容式触摸屏包含强化玻璃(1)、光学透明胶(2)和电容感应复合结构(3)。强化玻璃(1)的材质为钠钙硅玻璃，其厚度范围为0.3～3mm，优选小于1mm，并经过离子交换化学强化处理。强化玻璃(1)分为视窗区(4)和非视窗区(5)。透过视窗区(4)可以观察触摸屏底下的显示屏。通过物理真空镀膜和丝网印刷技术，在强化玻璃的非视窗区(5)下表面制备一层金属薄膜(11)和一层颜色膜(12)，如图3所示。金属薄膜(11)具有反射功能，可增强颜色膜的装饰效果。该金属薄膜(11)也具有屏蔽作用，减弱触摸时非视窗区(10)的电容耦合。该金属膜为Ni、Cr或其它金属及合金材料。在实际制备中，强化玻璃的非视窗区(5)下表面可以无金属薄膜(11)，而只有颜色膜(12)。图4为电容感应复合结构(3)的结构图，它包括光学透明基材(13)、光学透明基材(13)表面的菱形透明导电感应单元(14)和连接它们的导电线路(15)。光学透明基材(13)可以是玻璃或光学透明有机材料，比如PET、PC等。菱形透明导电感应单元(14)分别为横向连接(141)和纵向连接(142)，其材质为ITO薄膜或者ZnO掺Al薄膜。横向连接和纵向连接的菱形透明导电感应单元(141)(142)可以是在同一个平面内，也可以各自在一个平面内，如果在同一平面内，它们的交汇处是被绝缘分开。横向连接和纵向连接的菱形透明导电感应单元(141)(142)通过导电线路(15)分别独立连接触摸屏的控制器。最后，强化玻璃(2)和电容感应复合结构(3)通过光学透明胶(2)贴合，形成本实用新型的互电容式触摸屏。
当手指(15)未接触触摸屏时，电容感应复合结构(3)内的感应单元(14)与其周围的感应单元(14)存在互电容(CP)，如图5(a)所示。图5(b)为图4(a)沿AA的截面图。当手指(15)接触强化玻璃(1)的视窗区(9)时，产生新的电容(CF)，如图5(b)所示，使该电容感应单元与其周围电容感应单元的互电容发生变化，控制器通过测量电容变化，完全确认某一点的坐标位置，由于不同X轴或Y轴的电容感应单元都是通过导电线路独立直接连接控制器，信号互不影响，因此当触摸屏表面存在两点或者多点触摸时，它们的绝对坐标都可完全表示，实现多点触控功能。
Claims (9)
1、一种互电容式触摸屏，其特征在于，它包括强化玻璃(1)、光学透明胶(2)和电容感应复合结构(3)，该触摸屏通过互电容式实现多点触控功能。
2、如权利要求1所述的强化玻璃(1)，其特征在于，材质为钠钙硅玻璃，并经过离子交换化学强化处理；其分为视窗区(4)和非视窗区(5)，非视窗区(5)的下表面为颜色装饰膜。
3、如权利要求2所述的强化玻璃(1)的厚度范围为0.3～3mm。
4、如权利要求2所述的颜色装饰膜与强化玻璃(1)之间可以存在Ni、Cr或其金属及合金薄膜。
5、如权利要求1所述的电容感应复合结构(3)，其特征在于，包括光学透明基材、基材表面的电容感应单元以及导电引线。
6、如权利要求5所述的光学透明基材为玻璃或其它光学透明有机材料，如PET、PC等。
7、如权利要求5所述的电容感应单元由矩阵分布的菱形透明导电膜组成，这些导电膜分为纵向导电连接和横向导电连接两类，分别表示X轴坐标和Y轴坐标。X轴坐标的透明导电膜和Y轴坐标的透明导电膜可以位于同一个平面内，也可以在不同的平面内，如果在同一平面内，它们的交汇处是被绝缘分开。
8、如权利要求7所述的透明导电膜的材料为ITO薄膜或者ZnO掺Al的薄膜。
9、如权利要求5所述的导电引线，由多组导线组成，它们分别独立连接权利7所述的纵向及横向已经连接的电容感应单元，其制备方法包括真空物理镀膜或者丝网印刷。
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