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    关 键 词:
    一种 触摸屏
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010130232.0

    申请日:

    2010.03.15

    公开号:

    CN102193700A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/045申请日:20100315|||公开
    IPC分类号: G06F3/045 主分类号: G06F3/045
    申请人: 上海天马微电子有限公司
    发明人: 陈悦; 邱承彬; 王丽花; 吴显浩
    地址: 201201 上海市浦东新区汇庆路889号
    优先权:
    专利代理机构: 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 代理人: 李丽
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010130232.0

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2015.07.08|||2013.01.30|||2011.09.21

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种触摸屏,包括多个驱动电极,成行列规则排列,同一行的驱动电极分别与同一外围驱动线电连接;多个感应电极,成列排列,与所述成列的驱动电极间隔设置,同一列的感应电极分别与同一外围感应线电连接;检测电路,分别与每行的驱动电极和每列的感应电极电连接;其中,相邻的感应电极和驱动电极通过连接线电连接。本发明将相邻的感应电极和驱动电极通过连接线连接,该连接线形成了感应电极和驱动电极之间的互电阻,利用互电阻的大小对手触摸前后输出的电流的影响来检测触控位置,通过连接线的膜厚以及长宽比控制互电阻的阻值,可以得到具有最佳控制效果的触摸屏结构。

    权利要求书

    1.一种触摸屏,包括多个驱动电极,成行列规则排列,同一行的驱动电极分别与同一外围驱动线电连接;多个感应电极,成列排列,与所述成列的驱动电极间隔设置,同一列的感应电极分别与同一外围感应线电连接;检测电路,分别与每行的驱动电极和每列的感应电极电连接;其特征在于,相邻的感应电极和驱动电极通过连接线电连接。2.如权利要求1所述的触摸屏,其特征在于,还包括多条屏蔽线,形成于相邻的每列驱动电极和每列感应电极之间。3.如权利要求2所述的触摸屏,其特征在于,所述每条屏蔽线包括多段屏蔽线,并且相邻的每段屏蔽线之间通过桥接线电连接。4.如权利要求3所述的触摸屏,其特征在于,所述驱动电极和所述感应电极形成于同一层,所述连接线与所述驱动电极和所述感应电极在同一层,所述桥接线与所述驱动电极、所述感应电极在不同层。5.如权利要求3所述的触摸屏,其特征在于,所述屏蔽线接地。6.如权利要求4所述的触摸屏,其特征在于,所述屏蔽线与所述连接线之间形成有绝缘层。7.如权利要求1~6任一项所述的触摸屏,其特征在于,所述每一感应电极为一列感应电极。8.如权利要求7所述的触摸屏,其特征在于,所述感应电极在外围区域与外围驱动线电连接。

    说明书

    一种触摸屏

    技术领域

    本发明涉及一种触摸屏。

    背景技术

    触摸屏是现在被广泛应用的一种触摸传感输入装置,根据触摸感应原理,现有技术的触摸屏包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面红外触摸屏等。其中,电阻式触摸屏因为其成本低、易实现、控制简单等优点被广泛使用;近年来,电容式触摸屏以其透光率高、耐磨损、耐环境温度变化、寿命长、可实现多点接触的高级复杂功能而受到大众的欢迎?;ト菔酱ッ潦堑缛菔酱ッ林幸恢中滦说募际?,它对噪声和对地寄生电容有很好的抑制作用,并且可以实现真正的多点触摸,因此已经成为各电容式触摸屏芯片厂商主攻的方向。

    图1为现有技术的互容式触摸屏的结构示意图,图2a为驱动层的正投影示意图,图2b为感应层的正投影示意图,参考图1,现有技术的互电容式触摸屏包括玻璃基板10,形成于玻璃基板10上的氧化锡铟(ITO)驱动层11,形成于驱动层11上的介电层12,形成于介电层12上的氧化锡铟(ITO)感应层13,以及形成于感应层13上的?;げ?4。参考图2a,驱动层11包括多个驱动电极111,每个驱动电极为砖石型,该多个驱动电极111规则排列,分别通过多条平行的驱动线11a、11b、11c、11d……电连接;参考图2b,感应层13包括多个感应电极131,每个感应电极为砖石型,该多个感应电极131规则排列,分别通过多条平行的感应线13a、13b、13c、13d……电连接,驱动线11a、11b、11c、11d……与感应线13a、13b、13c、13d……互相垂直,每条感应线13a、13b、13c、13d……通过选通开关???0与检测电路30电连接。继续参考图1,相互正对的感应电极131和驱动电极111之间形成互电容。结合参考图2a和图2b,触摸屏的工作原理为:以驱动线11a为例进行说明,驱动线11a上施加驱动电压40,其它驱动线11b、11c、11d……接地,感应线13a通过选通开关???0与检测电路30连接,这时检测的是驱动线11a和感应线13a,手指触摸在这两条线的交点处,会有触控信号,然后,通过选通开关???0再依次将感应线13b,13c,13d……与检测电路30相连,此时检测驱动线11a与感应线13b,13c,13d……交点处的信号;之后,给驱动线11b、11c、11d……依次施加驱动电压,依次扫描驱动线11b、11c、11d……完成扫描过程,这样就将所有驱动线11a、11b、11c、11d……与所有感应线13a,13b,13c,13d……的所有交点处扫描到了。图3为每一条驱动线与每一条感应线的交点处的等效电路示意图,该等效电路主要包括驱动线与感应线之间形成的电路50、手触摸触摸屏时与驱动线、感应线形成的手指模式等效电路60、以及检测电路30;其中电容C1为交点处感应电极131和驱动电极111形成的互电容,电容C2和电容C3分别为驱动线、感应线与地之间形成的寄生电容,检测电路30是一个电流放大器,将感应线上的电流转化成为电压信号输出,当手指触摸触摸屏幕时,其触摸点的互电容C1发生变化,这样就使输出电流变化,从而使输出电压变化,从而可以检测到触摸点的位置。

    以上所述为现有的一种多层触摸屏结构,即驱动层和感应层位于不同层,图4为现有技术的一种单层的触摸屏结构的驱动层和感应层的正投影示意图。参考图4,该单层的触摸屏,驱动层和感应层位于同一层,驱动层包括多个驱动电极71,并规则排列成多行驱动电极71a,71b,71c……,每一行的各个驱动电极之间并不相连,而是在外围区域通过外围的驱动线使之连接起来;感应层包括多个感应电极72,并且感应电极72与每列的驱动电极间隔设置,每一驱动电极71和相邻的感应电极72形成互电容,它的互电容等效电路同样也是图3所示的等效电路。

    发明内容

    本发明解决的问题是提供一种新的触摸屏结构,用不同的技术手段,达到相同技术效果。

    本发明提供一种触摸屏,包括多个驱动电极,成行列规则排列,同一行的驱动电极分别与同一外围驱动线电连接;

    多个感应电极,成列排列,与所述成列的驱动电极间隔设置,同一列的感应电极分别与同一外围感应线电连接;

    检测电路,分别与每行的驱动电极和每列的感应电极电连接;

    其中,相邻的感应电极和驱动电极通过连接线电连接。

    可选的,还包括多条屏蔽线,形成于相邻的每列驱动电极和每列感应电极之间。

    可选的,所述每条屏蔽线包括多段屏蔽线,并且相邻的每段屏蔽线之间通过桥接线电连接。

    可选的,所述驱动电极和所述感应电极形成于同一层,所述连接线与所述驱动电极和所述感应电极在同一层,所述桥接线与所述驱动电极、所述感应电极在不同层。

    可选的,所述屏蔽线接地。

    与现有技术相比,本发明具有以下优点:

    本发明将相邻的感应电极和驱动电极通过连接线电连接,该连接线形成了感应电极和驱动电极之间的互电阻,利用互电阻的大小对手触摸前后输出的电流大小的影响来检测触控位置,本发明的结构可通过连接线的膜厚以及长宽比来控制互电阻的阻值,以得到具有最佳控制效果的触摸屏结构。

    进一步本发明在相邻的感应电极和驱动电极之间设置屏蔽线,利用屏蔽线减小相邻的感应电极和驱动电极之间形成的互电容,减小互电容对输出电流的影响,选择合适的互电阻达到更好的控制效果。

    附图说明

    图1为现有技术的互容式触摸屏的结构示意图。

    图2a为驱动层的正投影示意图。

    图2b为感应层的正投影示意图,

    图3为图1所示的触摸屏每一条驱动线与每一条感应线的交点处的等效电路示意图。

    图4为现有技术的一种单层的触摸屏结构的驱动层和感应层的正投影示意图。

    图5为本发明的触摸屏的正投影结构示意图。

    图5a为图5的局部放大图。

    图6为本发明的驱动电极和感应电极连接处的等效电路示意图。

    图7为信号比率与互电阻的阻值大小的关系曲线图。

    图8为图5a中沿a-a方向的剖面图。

    具体实施方式

    本发明具体实施方式的触摸屏,相邻的感应电极和驱动电极通过连接线电连接,该连接线形成了感应电极和驱动电极之间的互电阻,互电阻的大小对手触摸前后触摸屏输出的电流有影响,利用连接线的膜厚以及长宽比控制互电阻的阻值,可以得到具有最佳控制效果的触摸屏结构。

    图5为本发明的触摸屏的正投影结构示意图,参考图5,本发明的触摸屏包括多个驱动电极81,规则排列,形成若干行驱动电极81a、81b……,同一行的驱动电极分别与同一外围驱动线电连接,具体为:位于同一行的驱动电极81a与驱动线drive1连接,位于同一行的驱动电极81b与驱动线drive2连接,依次类推,在图5中只表示出五行驱动电极和五条外围驱动线,在具体的应用中,外围驱动线的数量以及驱动电极的行数根据实际触摸屏的需求可设置不同的数量;多个感应电极82,成列排列,与位于同一列的所述驱动电极81间隔设置,同一列的感应电极分别与同一外围感应线电连接,具体为:分别与感应线sense1、sense2、sense3和sense4连接,在图5中只表示出四根外围感应线,在具体的应用中,感应线的数量以及感应电极的列数根据实际触摸屏的需求可设置不同的数量;检测电路(图中未示),分别与每行的驱动电极81和每列的感应电极82电连接,此检测电路与现有技术相同,连接方式也与现有技术相同,因此在此不做赘述,具体可参见背景技术中的图2b;参考图5的局部放大图图5a,相邻的感应电极81和驱动电极82通过连接线83电连接,由连接线83在相邻的感应电极81和驱动电极82之间形成了互电阻。在本发明具体实施例中,所述每一感应电极为一列感应电极,在其他实施例中,一列感应电极也可以如现有技术,具有多个感应电极。所述感应电极在工作区彼此不连接,在外围区域与外围驱动线电连接,在其他实施例中,也可以使同一行的驱动电极在工作区域连接。

    本发明采用的实际上是一种“互电阻”触控结构,图6为本发明的驱动电极和感应电极连接处的等效电路示意图,此等效电路与图3所示的现有技术的驱动线和感应线相交处的等效电路不同点为:图3中的互电容C1在本发明中为互电阻R6,其他结构不变。该等效电路主要包括驱动线与感应线之间形成的电路84、手触摸触摸屏时与驱动线、感应线形成的手指模式等效电路85、以及检测电路30;驱动线与感应线之间形成的电路84主要包括驱动线上的电阻R1、驱动线和地之间的寄生电容C2,感应线上的电阻R2、感应线和地之间的寄生电容C3以及连接驱动电极和感应电极的连接线上的互电阻R6;手指模式等效电路85主要包括手指触摸屏幕时手指与驱动线和感应线之间的电阻R3、R4以及电容C4、C5,人体和地之间的电阻R5、以及电容C6;检测电路30是一个电流放大器,与现有技术相同,将感应线上的电流转化成为电压信号输出。

    将(触摸时输出电流-未触摸时输出电流)/(未触摸时输出电流)定义为信号比率,在本发明具体实施例中,取20兆赫兹的正弦波作为驱动信号,峰值为10V,R1=R2=5欧姆,C2=C3=500皮法,C4=C5=1皮法,R3=R4=1千欧,R5=1.5千欧,C6=100皮法,利用电路仿真软件(例如Spice软件)可以得到图7所示的信号比率与互电阻R6的阻值大小的关系曲线图,图7中信号比率为纵坐标,互电阻R6为横坐标。需要说明的是,在此所取的参数“20兆赫兹的正弦波驱动信号,峰值为10V,R1=R2=5欧姆,C2=C3=500皮法,C4=C5=1皮法,R3=R4=1千欧,R5=1.5千欧,C6=100皮法”为通常驱动电极和感应电极连接处的等效电路各个参数的一个具体实例,在其他实例中,在“驱动信号,触摸传感驱动线上的电阻R1,感应线上的电阻R2,驱动线和感应线之间的电阻R3、R4以及电容C4、C5,人体和地之间的电阻R5、以及电容C6”这些参数取其他值时,所得到的信号比率与互电阻R6关系的曲线与图7所示的曲线的变化趋势相同,因此在此取的参数值可以反映信号比率与互电阻R6的关系。根据图7中所示的曲线可以判知,当互电阻R6从无穷大逐渐减小时,信号比率会从正方向逐渐减小,也就是当互电阻R6足够大时,触摸后信号大于未触摸时的信号,但当互电阻R6减小到一定程度后,信号比率会减小到0,并继续减小到负数,也就是此时触摸信号小于未触摸信号,当互电阻R6继续减小,信号比率的绝对值会减小,最后趋近于0,当互电阻R6等于某一阻值时(图7中所示为40千欧左右),信号比率达到负向的最大值。利用这一现象,得到了本发明的的“互电阻感应”触控结构,通过合适选择互电阻R6的大小,可以得到触控效果最佳的触摸屏。

    继续参考图5,并参考图5a以及图8,本发明的触摸屏还包括多条屏蔽线90,形成于每列驱动电极和每列感应电极的空隙处,所述屏蔽线接地;在本发明的具体实施例中,所述每条屏蔽线包括多段屏蔽线91,参考图5a,并且相邻的每段屏蔽线91之间通过桥接线92电连接,此屏蔽线90使相邻的驱动电极81和感应电极82相互屏蔽,减小相邻的驱动电极81和感应电极82之间的互电容,使互电容对输出信号的影响减小。当然,在本发明的其他实施例中,也可以没有屏蔽线,只是触控效果不能达到最佳效果。

    继续参考图5,并参考图5的局部放大图图5a以及图8,本发明具体实施例的触摸屏,所述驱动电极81和所述感应电极82形成于同一层,所述连接线83与所述驱动电极81和所述感应电极82在同一层,所述桥接线92与所述驱动电极81、所述感应电极82在不同层,所述桥接线92与所述连接线83之间形成有绝缘层93,该绝缘层93保证屏蔽线90与连接线83之间的绝缘。

    参考图8,通过控制连接线83的膜厚以及长宽比可以改变互电阻R6的阻值,因此选择合适的连接线83的膜厚以及长宽比可以选择合适的互电阻R6的大小,最好为根据图7所示的曲线图,选择使信号比率的绝对值为最大的互电阻阻值,从而取得最佳触控效果。

    本发明具体实施方式的触摸屏,相邻的感应电极和驱动电极通过连接线连接,该连接线形成了感应电极和驱动电极之间的互电阻,互电阻的大小对手触摸前后触摸屏输出的电流有影响,利用连接线的膜厚以及长宽比控制互电阻的阻值,可以得到具有最佳控制效果的触摸屏结构。

    以上所述仅为本发明的具体实施例,为了使本领域技术人员更好的理解本发明的精神,然而本发明的?;し段Р⒉灰愿镁咛迨凳├木咛迕枋鑫薅ǚ段?,任何本领域的技术人员在不脱离本发明精神的范围内,可以对本发明的具体实施例做修改,而不脱离本发明的?;し段?。

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