CN104915045B - 基于触控笔的触摸屏及其透明导电膜、触控移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于触控笔的触摸屏及其透明导电膜、触控移动终端，该透明导电膜包括：具有两个相对的表面的透明基底；设于所述透明基底的其中一个表面的多个感应电极，多个所述感应电极平行间隔设置，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d满足如下条件：1.5φ≤d≤2φ；其中，φ为触控笔在触摸屏上的接触区域的直径。上述基于触控笔的触摸屏的透明导电膜的多个感应电极之间的中心间距大于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的1.5倍，小于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的2倍，使得触控笔每次触控都落在不同的感应电极上，从而可以感触每次的触控点的坐标，进而提高该基于触控笔的触摸屏的触控精度。

Description

基于触控笔的触摸屏及其透明导电膜、触控移动终端

【技术领域】

本发明涉及一种触摸屏，特别是涉及一种基于触控笔的触摸屏及其透明导电膜、触控移动终端。

【背景技术】

随着电子技术的发展，在20世纪90年代初，出现了一种新的人机交互作用技术——触摸屏技术。利用这种技术使用者只要用手指轻轻地碰电子产品显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，这样就摆脱了键盘和鼠标操作，使人机交互更为直截了当。因此，触摸屏技术已成为当前最简便的人机交流的输入设备。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。随着笔记本电脑、手机、平板电脑等对触摸屏需求的日益增加，一些适合于量产、反应速度快、节省空间、易于交流的触摸屏不断涌现在市面上。

触摸屏在我国的应用范围非常广阔，主要是公共信息的查询：如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询；城市街头的信息查询；博物馆、美术馆的资料查询；机场车站的航班，车次查询；此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售、机票/火车票预售等。随着城市向信息化方向发展和电脑网络在国民生活中的渗透，信息查询都以触摸屏——显示内容可触摸的形式出现。触摸屏的基本原理是用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏的控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输入的信息。

触摸屏***一般包括两个部分：触摸屏的控制器和触摸检测装置。触摸屏的控制器的主要作用是从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。触摸检测装置一般安装在显示器的前端，主要作用是检测用户的触摸位置，并传送给触摸屏控制器，且触摸检测装置一般设有精细的导电图案。

触摸检测装置上面的导电图案直接影响到触摸精度，对于传统的触摸屏，用手指触摸，手指触摸区域的直径H一般有8-9毫米，如图1所示。

所以对于传统的触摸屏，导电图案的电极间隔为4.5毫米就可以检测到手指的触摸位置，随着触控技术的开发和应用不断推广，用户对触控精度的要求不断提高，并且开始用触控笔来代替手指对电容式触摸屏进行触控（因为触控笔的笔头直径小于手指的直径，可以实现笔手指更精确的触控）。触控笔按照其是否会发射信号可以分成主动式触控笔和被动式触控笔。

对于主动式触控笔：笔内设置有电路，当笔头接触触摸屏时，主动式触控笔会发射出信号到触摸屏，触摸屏通过接受主动式触控笔发射的信号进而判断触控位置实现触控操作。由此可见，主动式触控笔在使用的过程中还需要触摸屏上配置跟笔头发射信号相匹配的接收***。

对于被动式触控笔：笔头为导体，连接笔头的笔杆可以是导电材料，也可以是非导电材料，被动式触控笔内不设置任何电路，用半径比手指小的笔头代替手指对触摸屏进行触碰，以实现更精确的操作。就成本而言，被动式触控笔的成本要远远小于主动式触控笔的成本。因此，被动式触控笔对触摸屏进行操作的应用正在高速普及。

被动式触控笔的使用，常常使得传统的触摸屏导电图案精度无法匹配，如图2所示，使用触控笔分别触控A、B、C、D四个位置，理想的结果是能够得到A、B、C、D四个坐标，但是从图2可以看出A、B两个位置只能让同一个感应电极产生触控信号，C、D两个位置也只能让同一个感应电极产生信号，由此可知上述A、B、C、D四个位置使用触控笔触摸式只能得到2个坐标，触控精度不理想。

【发明内容】

鉴于上述状况，有必要提供一种可提高触控精度的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜。

一种基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，包括：

具有两个相对的表面的透明基底；

设于所述透明基底的其中一个表面的多个感应电极，多个所述感应电极平行间隔设置，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d满足如下条件：

1.5φ≤d≤2φ

其中，φ为触控笔在触摸屏上的接触区域的直径。

上述基于触控笔的触摸屏的透明导电膜的多个感应电极之间的中心间距大于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的1.5倍，小于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的2倍，使得触控笔每次触控都落在不同的感应电极上，从而可以感触每次的触控点的坐标，进而提高该基于触控笔的触摸屏的触控精度。

在其中一个实施例中，每个所述感应电极均包括主体导电部、多个上齿合部以及多个下齿合部，所述主体导电部为狭长形，并且沿所述感应电极的长度方向延伸，所述多个上齿合部与所述主体导电部的其中一长边连接，并且沿所述主体导电部的长度方向间隔排布；所述多个下齿合部与所述主体导电部的另一长边连接，并且沿所述主体导电部的长度方向间隔排布设置。

在其中一个实施例中，所述上齿合部包括与所述主体导电部垂直连接的上连接条以及与所述上连接条垂直连接、并且间隔设置的多个上梳齿；所述下齿合部包括与所述主体导电部垂直连接的下连接条以及与所述下连接条垂直连接、并且间隔设置的多个下梳齿。

在其中一个实施例中，多个所述感应电极的结构均相同，每个所述感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相反，每个所述感应电极的所述多个下梳齿与相邻的所述感应电极的所述多个上梳齿相齿合；

或者，多个所述感应电极包括多个第一感应电极以及多个第二感应电极，多个所述第一感应电极与多个所述第二感应电极交替间隔排布，每个所述第一感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相同，每个第二感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相同，并且与所述第一感应电极的所述多个上梳齿及所述下梳齿的延伸方向相反；每个所述第一感应电极的所述多个上梳齿部与相邻的所述第二感应电极的所述多个下梳齿部相齿合，每个所述第一感应电极的所述多个下梳齿部与相邻的所述第二感应电极的所述多个上梳齿部相齿合。

在其中一个实施例中，还包括多个驱动电极，所述透明基底为两个，并且层叠在一起，多个所述感应电极设于其中一个所述透明基底的表面，多个所述驱动电极设于另外一个所述透明基底的表面，并且多个所述驱动电极与多个所述感应电极相互垂直；

或者，还包括多个驱动电极，所述透明基底为一个，多个所述驱动电极设于所述透明基底的另一个所述表面，多个所述驱动电极与多个所述感应电极相互垂直。

在其中一个实施例中，每个所述驱动电极由多个狭长条状导电块组成，多个所述狭长条状导电块平行间隔设置，并且多个所述狭长条状导电块的一端电连接在一起。

在其中一个实施例中，所述触控笔在触摸屏上的接触区域的直径φ为1～1.5毫米，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d为1.5～3毫米；

或者，所述触控笔在触摸屏上的接触区域的直径φ为2～2.5毫米，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d为3～5毫米。

同时，本发明还提供一种采用上述透明导电膜的触摸屏。

一种基于触控笔的触摸屏，其包括：

上述的透明导电膜；以及

透明盖板，位于所述感应电极的上方，并且与所述透明基底层叠设置。

另外，同时，本发明还提供一种采用上述触摸屏的触控移动终端。

一种触控移动终端，包括：

上述的触摸屏；以及

与所述触摸屏相适用的触控笔。

在其中一个实施例中，所述触控笔包括导电笔头以及连接所述导电笔头的导电笔杆，所述导电笔杆为金属笔杆，所述导电笔头为空心球体状的导电橡胶；所述导电橡胶的直径为3～3.5毫米，并且所述导电橡胶在所述触摸屏上的接触区域为2～2.5毫米。

【附图说明】

图1为用手指触控触摸传统的触摸屏的示意图；

图2为用被动触控笔触摸传统的触摸屏的示意图；

图3为本发明实施方式的触控移动终端的触控笔触控触摸屏的示意图；

图4为图3所示的触控移动终端的触摸屏的结构示意图；

图5为图4所示的触摸屏的多个感应电极相互配合时的平面示意图；

图6为图5所示的触摸屏的单个感应电极的平面示意图；

图7为图4所示的触摸屏的驱动电极的平面示意图；

图8为图3所示的触控移动终端的触控笔的结构示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图3及图4，本发明的实施方式的触控移动终端，包括触摸屏100以及与触摸屏100相适用的触控笔200。该触摸屏100包括透明导电膜110以及透明盖板120，透明导电膜110包括透明基底111以及多个感应电极113。透明盖板120位于感应电极113的上方，并且与透明基底111层叠设置。该触摸屏100的透明导电膜110上的导电图案基于该触控笔200在触摸屏100上的接触区域的直径设计的，以下结合附图具体说明该透明导电膜110的结构。

透明基底111具有两个相对的表面。多个感应电极113设于透明基底111的其中一个表面，多个感应电极113平行间隔设置，相邻两个感应电极113之间的中心间距d满足如下条件：

其中，为触控笔200在触摸屏100上的接触区域的直径。

换句话说，为了便于触控笔200的精确触控，相邻两个感应电极113之间的距离（Picth）为d，触控笔200在触摸屏100上的接触区域的直径为，其中例如，针对在触摸屏100上的接触区域的直径为1mm-1.5mm的触控笔200，相邻两个感应电极113之间的距离d为1.5～3mm；在触摸屏100上的接触区域的直径为2mm-2.5mm的触控笔200，相邻两个感应电极113之间的距离d为3mm～5mm。

透明基底111可以为一个，也可以为多个。具体在图示的实施例中，透明导电膜110还包括多个驱动电极115，透明基底111为两个，并且层叠在一起，例如，两个透明基底111通过光学胶粘结在一起。多个感应电极113设于其中一个透明基底111的表面，多个驱动电极115设于另外一个透明基底111的表面，例如，多个感应电极113设于第一个透明基底111远离第二个透明基底111的表面上，多个驱动电极115设于第二个透明基底111远离第一个透明基底111的表面上，或者，多个驱动电极115设于第二个透明基底111邻近第一个透明基底111的表面上。多个驱动电极115与多个感应电极113相互垂直。

当然，透明基底111也可以为一个，例如，在其中一个实施例中，透明导电膜110还包括多个驱动电极115，透明基底111为一个，多个驱动电极115设于透明基底111的另一个表面，多个驱动电极115与多个感应电极113相互垂直。

驱动电极115位于底部，用于提供信号源。感应电极113位于驱动电极115的上方，感应电极113的上方是起保护作用的透明盖板120，例如，透明玻璃盖板。驱动电极115不断向感应电极113发射恒定频率的脉冲信号，盖板玻璃表面会形成稳定的电磁场，当触控笔200有触控动作时，触控笔200就会打破原有的稳定的电磁场，感应电极113接受到透明盖板120上面的触碰信息时就会改变脉冲信号的频率，触摸屏100的控制器就会依此检测出触控动作的位置。

请一并参阅图5及图6，感应电极113的图案可以根据不同需求来设置。例如，具体在图示的实施例中，每个感应电极113均包括主体导电部1131、多个上齿合部1132以及多个下齿合部1133。主体导电部1131为狭长形，并且沿感应电极113的长度方向延伸。多个上齿合部1132与主体导电部1131的其中一长边连接，并且沿主体导电部1131的长度方向间隔排布。多个下齿合部1133与主体导电部1131的另一长边连接，并且沿主体导电部1131的长度方向间隔排布设置。

上齿合部1132用于与下齿合部1133相齿合，以形成间隔较为密集的导电网，从而进一步提高触控的精确度。上齿合部1132与下齿合部1133的结构也可以根据不同需求来设计，例如，上齿合部1132包括与主体导电部1131垂直连接的上连接条1132a以及与上连接条1132a垂直连接、并且间隔设置的多个上梳齿1132b；下齿合部1133包括与主体导电部1131垂直连接的下连接条1133a以及与下连接条1133a垂直连接、并且间隔设置的多个下梳齿1133b。

多个感应电极113的结构可以相同，也可以不同。例如，在图示的实施例中，每个感应电极113的多个上梳齿1132b与多个下梳齿1133b的延伸方向相反，每个感应电极113的多个下梳齿1133b与相邻的感应电极113的多个上梳齿1132b相齿合。

在其他实施例中，多个感应电极113可以分为两种结构，即，多个感应电极113包括多个第一感应电极以及多个第二感应电极。多个第一感应电极与多个第二感应电极交替间隔排布，每个第一感应电极的多个上梳齿1132b与多个下梳齿1133b的延伸方向相同。每个第二感应电极的多个上梳齿1132b与多个下梳齿1133b的延伸方向相同，并且与第一感应电极的多个上梳齿1132b及下梳齿1133b的延伸方向相反。每个第一感应电极的多个上梳齿1132b部与相邻的第二感应电极的多个下梳齿1133b部相齿合，每个第一感应电极的多个下梳齿1133b部与相邻的第二感应电极的多个上梳齿1132b部相齿合。

在基于触控笔200的触摸屏100的导电图案中，感应电极113、驱动电极115的材质以及感应电极113的中心间距d可以根据不同需求设置，例如，感应电极113、驱动电极115均可以采用ITO材料制作。相邻两个感应电极113的间隔距离d为4.2毫米，可以满足与触摸屏100的接触区域直径为2～2.5毫米的触控笔200的精度需求。另外，每个感应电极113的主体导电部1131的宽度D1为1毫米左右，上齿合部1132的宽度D2为1.5毫米左右，下齿合部1133的宽度为1.5毫米左右。

上述基于触控笔200的触摸屏100的透明导电膜110可以针对于不同感应电极113感触不同触点的触控信号，例如，如图5所示，使用触控笔200分别触控A、B、C、D四个位置，A、B、C、D四个位置远离第一感应电极113A以及第二感应电极113B，通过第四感应电极113D、第三感应电极113C及第五感应电极可以得到A、B、C、D四个坐标。从图5可以看出：

触控A位置时，第四感应电极113D和第五感应电极（图未示）能接受到感应信号；

触控B位置时，第四感应电极113D能接受到感应信号；

触控C位置时，第四感应电极113D和第三感应电极113C能接受到感应信号；

触控D位置时，第三感应电极113C能接受到感应信号；

上述A、B、C、D四点可以根据感应电极113接收的感应信号不同，区分A、B、C、D4点的位置信息，达到理想的触控位置接触效果。

请一并参阅图7，驱动电极115的结构可以为单一条状结构，也可以为组合结构。具体在图示的实施例中，每个驱动电极115由多个狭长条状导电块115a组成，多个狭长条状导电块115a平行间隔设置，并且多个狭长条状导电块115a的一端电连接在一起。

例如，驱动电极115通过引线连接到柔性印刷电路板。每个驱动电极115由三个狭长条状导电块115a组成，三个狭长条状导电块115a平行设置，并且三个狭长条状导电块115a在靠近柔性一刷电路板的一端电连接起来。三个狭长条状导电块115a之间的区域不设置导电图案，此设计在满足驱动性能的前提下还可以提高触摸屏100的透明度，所以这样设计同样可以实现良好的触摸效果。

请一并参阅图8，触控笔200的结构可以为一体成型的金属杆，或者塑料与金属的组合结构等等。具体在图示的实施例中，触控笔200包括导电笔头201以及连接导电笔头201的导电笔杆203，导电笔杆203为金属笔杆，导电笔头201为空心球体状的导电橡胶。导电橡胶的直径为3～3.5毫米，并且导电橡胶在触摸屏100上的接触区域为2～2.5毫米。导电橡胶质地柔软，触控到透明盖板120上可以避免透明盖板120的损坏。

上述基于触控笔的触摸屏的透明导电膜的多个感应电极之间的中心间距大于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的1.5倍，小于等于触控笔在触摸屏上的接触区域的直径的2倍，使得触控笔每次触控都落在不同的感应电极上，从而可以感触每次的触控点的坐标，进而提高该基于触控笔的触摸屏的触控精度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，包括：

具有两个相对的表面的透明基底；

设于所述透明基底的其中一个表面的多个感应电极，多个所述感应电极平行间隔设置，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d满足如下条件：

其中，为触控笔在触摸屏上的接触区域的直径；

每个所述感应电极均包括主体导电部、多个上齿合部以及多个下齿合部，所述主体导电部为狭长形，并且沿所述感应电极的长度方向延伸，所述多个上齿合部与所述主体导电部的其中一长边连接，并且沿所述主体导电部的长度方向间隔排布；所述多个下齿合部与所述主体导电部的另一长边连接，并且沿所述主体导电部的长度方向间隔排布设置；所述上齿合部与所述下齿合部的宽度相等，以使所述上齿合部与所述下齿合部相齿合。

2.如权利要求1所述的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，所述上齿合部包括与所述主体导电部垂直连接的上连接条以及与所述上连接条垂直连接、并且间隔设置的多个上梳齿；所述下齿合部包括与所述主体导电部垂直连接的下连接条以及与所述下连接条垂直连接、并且间隔设置的多个下梳齿。

3.如权利要求2所述的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，多个所述感应电极的结构均相同，每个所述感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相反，每个所述感应电极的所述多个下梳齿与相邻的所述感应电极的所述多个上梳齿相齿合；

或者，多个所述感应电极包括多个第一感应电极以及多个第二感应电极，多个所述第一感应电极与多个所述第二感应电极交替间隔排布，每个所述第一感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相同，每个第二感应电极的所述多个上梳齿与所述多个下梳齿的延伸方向相同，并且与所述第一感应电极的所述多个上梳齿及所述下梳齿的延伸方向相反；每个所述第一感应电极的所述多个上梳齿部与相邻的所述第二感应电极的所述多个下梳齿部相齿合，每个所述第一感应电极的所述多个下梳齿部与相邻的所述第二感应电极的所述多个上梳齿部相齿合。

4.如权利要求1所述的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，还包括多个驱动电极，所述透明基底为两个，并且层叠在一起，多个所述感应电极设于其中一个所述透明基底的表面，多个所述驱动电极设于另外一个所述透明基底的表面，并且多个所述驱动电极与多个所述感应电极相互垂直；

或者，还包括多个驱动电极，所述透明基底为一个，多个所述驱动电极设于所述透明基底的另一个所述表面，多个所述驱动电极与多个所述感应电极相互垂直。

5.如权利要求4所述的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，每个所述驱动电极由多个狭长条状导电块组成，多个所述狭长条状导电块平行间隔设置，并且多个所述狭长条状导电块的一端电连接在一起。

6.如权利要求1所述的基于触控笔的触摸屏的透明导电膜，其特征在于，所述触控笔在触摸屏上的接触区域的直径为1～1.5毫米，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d为1.5～3毫米；

或者，所述触控笔在触摸屏上的接触区域的直径为2～2.5毫米，相邻两个所述感应电极之间的中心间距d为3～5毫米。

7.一种基于触控笔的触摸屏，其特征在于，包括：

如权利要求1～6任一项所述的透明导电膜；以及

透明盖板，位于所述感应电极的上方，并且与所述透明基底层叠设置。

8.一种触控移动终端，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的触摸屏；以及

与所述触摸屏相适用的触控笔。

9.如权利要求8所述的触控移动终端，其特征在于，所述触控笔包括导电笔头以及连接所述导电笔头的导电笔杆，所述导电笔杆为金属笔杆，所述导电笔头为空心球体状的导电橡胶；所述导电橡胶的直径为3～3.5毫米，并且所述导电橡胶在所述触摸屏上的接触区域为2～2.5毫米。