CN105549801B - 一种电容触摸屏及其双层电极结构 - Google Patents

一种电容触摸屏及其双层电极结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电容触摸屏的双层电极结构，包括：感应电极层，包括多个第一子电极单元，每个第一子电极单元包括多条沿第一方向延伸的第一电极结构；驱动电极层，与感应电极层相对设置，包括多个第二子电极单元，每个第二子电极单元包括多条沿第一方向延伸的第二电极结构；每个第一子电极单元和第二子电极单元各通过一条引出线连接至驱动电路，且每个第一子电极单元内的相邻的两个第一电极结构之间、每个第二子电极单元内的相邻的两个第二电极结构之间均电连接有搭接线。本发明还公开了一种电容触摸屏。本发明大大提高了电容触摸屏的触控精度，可以有效提高产品的可靠性，减薄电极结构及触摸屏的厚度，降低制造难度和制造成本，实现卷对卷制程。

Description

一种电容触摸屏及其双层电极结构
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种电容触摸屏及其双层电极结构。
背景技术
导电膜既具有高导电性，又具有很好的透光性，具有广泛的应用前景，目前已被成功应用在液晶显示器、触控面板、电磁波防护、太阳能电池的透明电极透明表面发热器及柔性发光器件等领域中。
在触控屏技术领域中，透明导电膜通常作为感应触摸等输入信号的感应元件。一般地，透明导电膜包括透明基底及设于透明基底上的导电层。目前，ITO(Indium TinOxides，氧化铟锡)是透明导电膜中导电层的主要材料。
然而，铟是一种昂贵的金属材料，因此以ITO作为导电层的材料在很大程度上增大了触控屏的成本。此外，ITO导电层在图形化工艺中，需对镀膜好的正面ITO膜进行蚀刻，以形成ITO图案，不仅工艺复杂，而且在此工艺中，大量的ITO膜被蚀刻掉，造成了大量的贵金属浪费及污染。
因此，新一代触控技术Metal-Mesh-Sensor(金属网格/金属网络传感器)逐渐进入人们视野。Metal-Mesh触控技术是通过一系列工艺在PET基材上制作出金属细线构造出电极结构的技术，它可以很大程度减薄触摸屏的厚度，也降低了材料及工艺成本。
但是，不管是ITO电极结构还是基于Metal-Mesh的电极结构，在电极制作或使用过程中，如果网格状的电极中的某一部分出现断裂即会造成该区域的触控功能失效，触控灵敏度大大降低，触摸屏即损坏，严重影响操作体验。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种电容触摸屏及其双层电极结构。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种电容触摸屏的双层电极结构，包括：
感应电极层，包括多个第一子电极单元，每个所述第一子电极单元包括多条沿第一方向延伸的第一电极结构；
驱动电极层，与所述感应电极层相对设置，包括多个第二子电极单元，每个所述第二子电极单元包括多条沿所述第一方向延伸的第二电极结构；
每个所述第一子电极单元和所述第二子电极单元各通过一条引出线连接至驱动电路，且每个所述第一子电极单元内的相邻的两个所述第一电极结构之间、每个所述第二子电极单元内的相邻的两个所述第二电极结构之间均电连接有搭接线。
进一步地，所述搭接线为多条，间隔设置在每个所述第一子电极单元内的相邻的两个第一电极结构之间及每个所述第二子电极单元内的相邻的两个第二电极结构之间。
进一步地，每个所述第一子电极单元、所述第二子电极单元内的相邻的两条所述搭接线之间的间距为5～20mm。
进一步地，所述感应电极层与所述驱动电极层之间的间距不大于150μm。
进一步地，相邻的两个所述第一子电极单元之间、相邻的两个所述第二子电极单元之间的距离均为3～100μm。
进一步地，每个所述第一子电极单元内的相邻的两个第一电极结构之间、每个所述第二子电极单元内的相邻的两个第二电极结构之间的间距为80-250μm。
进一步地，所述第一电极结构和/或所述第二电极结构为直线或波浪线。
或者，所述第一电极结构和/或所述第二电极结构为封闭的图案。
进一步地，所述感应电极层和所述驱动电极层均为金属。
本发明的另一目的在于提供一种电容触摸屏，包括基材层和上述的双层电极结构，所述双层电极结构的所述感应电极层和所述驱动电极层分别设置在所述基材层的两面上。
本发明通过将感应电极层和驱动电极层分别设置在基材层上的两个面，并将感应电极层的每个第一子电极单元设置成具有多条第一电极结构，将驱动电极层的每个第二子电极单元设置成具有多条第二电极结构，可以提高电极结构的触控精度；同时，在每个第一子电极单元内的相邻的两个第一电极结构之间、每个第二子电极单元内的相邻的两个第二电极结构之间均电连接有搭接线，可以避免感应电极层和驱动电极层在制造或使用过程中产生网格断裂导致的电极损坏、触控失灵的现象，提高了产品的可靠性，并可进一步将基材层设计成PET膜，减薄电极结构及触摸屏的厚度，降低制造难度和制造成本，实现卷对卷(roll to roll)制程。
附图说明
图1为本发明实施例1的感应电极层的结构示意图。
图2为本发明实施例1的驱动电极层的结构示意图。
图3为本发明实施例1的另一种感应电极层的结构示意图。
图4为本发明实施例2的一种感应电极层的结构示意图。
图5为本发明实施例3的一种感应电极层的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
参阅图1和图2，本发明实施例的电容触摸屏的双层电极结构，包括相对设置的感应电极层10和驱动电极层20，感应电极层10包括多个第一子电极单元100，每个第一子电极单元100形成为束状结构，包括多条沿第一方向延伸的第一电极结构101；驱动电极层20包括多个第二子电极单元200，每个第二子电极单元200也形成为束状结构，包括多条沿第一方向延伸的第二电极结构201；每个第一子电极单元100和第二子电极单元200各通过一条引出线1连接至驱动电路，且每个第一子电极单元100内的相邻的两个第一电极结构101之间、每个第二子电极单元200内的相邻的两个第二电极结构201之间均电连接有搭接线2。感应电极层10和驱动电极层20上的电极线宽度极细，约为1-10μm，可以避免肉眼观察到，减少了莫尔条纹的产生。
本实施例优选感应电极层10和驱动电极层20均为金属结构，如铜、银等。通过将双层电极结构的感应电极层10和驱动电极层20分别设置在单层PET膜构成的基材层的两面上，感应电极层10和驱动电极层20在纵向上交叉形成节点电容，优选感应电极层10上的第一子电极单元100与驱动电极层20上的第二子电极单元200的图案在基材层上的图案完全重合，以减少莫尔条纹。与传统的双面双层触摸屏相比，此种电容触摸屏可以做得更薄，可以实现多点触摸的同时线性度优良，且抗干扰性能更好，操作方便快捷。其工艺制程上也比较简单，柔韧性更好，可以方便实现ROLL TO ROLL的简易工艺，在工艺制程上占据很大的优势，其更有利于产品的高度自动化生产。可以理解的是，由于具有搭接线2，该双层电极结构也可应用在以玻璃作为基材层的电极结构上，也可以应用在ITO材料制成的电极结构中，用以提高触摸的可靠性。
由于在电极结构中的第一电极结构101、第二电极结构201和搭接线2都非常细，如果在制造过程中网状的电极结构其中的一条第一电极结构101、第二电极结构201或搭接线2被冲断，整个电极结构即会成为不良品，本实施例的感应电极层10和驱动电极层20上分别设计成由多个第一子电极单元100和第二子电极单元200组成，优选第一子电极单元100和第二子电极单元200的数量在10～50之间，同时，每个第一子电极单元100和第二子电极单元200分别由相同数量的第一电极结构101和第二电极结构201组成，这样，通过将第一电极结构101和第二电极结构201做得很细，二者之间的间距做得很小，感应电极层10和驱动电极层20肉眼几乎不可见，有效地减少了莫尔条纹，可以很好地适用于2K以上的全金属电容触摸屏。
本实施例进一步优选地，搭接线2为多条，采用与第一电极结构101、第二电极结构201相同的导电材料制成，间隔设置在每个第一子电极单元100内的相邻的两个第一电极结构101之间及每个第二子电极单元200内的相邻的两个第二电极结构201之间。当其中一个部位的搭接线2在制造过程中被冲断，或在使用过程中灰尘进入使相邻的两根第一电极结构101或第二电极结构201短路时，其他部位的搭接线2仍可实现相邻第一电极结构101或第二电极结构201的导通，避免出现触控失灵区域，与传统的触摸屏相比，大幅提升了触控精度和可靠性。
作为其中的一种优选的实施方式，本实施例中，每个第一子电极单元100、第二子电极单元200内的相邻的两条搭接线2之间的间距为5～20mm，感应电极层10与驱动电极层20之间的间距不大于150μm，相邻的两个第一子电极单元100之间、相邻的两个第二子电极单元200之间的距离均为3～100μm，每个第一子电极单元100内的相邻的两个第一电极结构101之间、每个第二子电极单元200内的相邻的两个第二电极结构201之间的间距为80-250μm。
图1中，第一电极结构101和第二电极结构201均为直线形状，相邻的两条第一电极结构101或第二电极结构201相互平行。图3中，第一电极结构101和第二电极结构201均为波浪线形状，相邻的两条波浪线之间连接有多根搭接线2。
本实施例通过将感应电极层和驱动电极层分别设置在基材层上的两个面，并将感应电极层的每个第一子电极单元设置成具有多条第一电极结构，将驱动电极层的每个第二子电极单元设置成具有多条第二电极结构，通过单面基材层双层电极结构分别以独立的驱动和独立的感测形成互电容，提高了电极结构的触控精度；同时，在每个第一子电极单元内的相邻的两个第一电极结构之间、每个第二子电极单元内的相邻的两个第二电极结构之间均电连接有搭接线，有效地避免了感应电极层和驱动电极层在制造或使用过程中产生网格断裂导致的电极损坏、触控失灵的现象，提高了产品的可靠性，并可进一步将基材层设计成PET膜，减薄电极结构及触摸屏的厚度，降低制造难度和制造成本，实现卷对卷(roll toroll)制程。
实施例2
如图4所示，本实施例中，第一电极结构101和第二电极结构201均为菱形图案拼接而成，每个第一子电极单元100和每个第二子电极单元200分别由若干条菱形图案拼接的第一电极结构101和第二电极结构201组成束状的组合体，每个第一子电极单元100内相邻的两个第一电极结构101之间连接有若干间隔设置的搭接线2。每个第二子电极单元200内相邻的两个第二电极结构201之间也连接有若干间隔设置的搭接线2。本实施例的双层电极结构同样可以起到提高触摸可靠性、减少莫尔条纹、简化生产工艺、降低制造难度和制造成本的效果。可以理解的是，在其他实施方式中，第一电极结构101和第二电极结构201还可以设计成其他多边形图案的构造，利用相应的搭接线2连接在相应的两个电极结构之间即可。
实施例3
如图5所示，本实施例中，第一电极结构101和第二电极结构201均为若干个封闭的图案拼接形成一个长的封闭图案，第一电极结构101和第二电极结构201内的封闭图案可以是各种不规则的形状，如弧线与折线围成、弧线与弧线围成、折线与折线围成，使每条第一电极结构101和第二电极结构201形成网状结构。每个第一子电极单元100和每个第二子电极单元200分别相应地由若干第一电极结构101和第二电极结构201组成束状的组合体，每个第一子电极单元100内相邻的两个第一电极结构101之间连接有若干间隔设置的搭接线2，每个第二子电极单元200内相邻的两个第二电极结构201之间也连接有若干间隔设置的搭接线2。
可以理解的是，以上仅仅列举了几种优选的实施方案，在其他实施方式中，每个第一子电极单元100内的第一电极结构101结构并不一定相同，也可以设置为不同的图案；每个第二子电极单元200内的第二电极结构201结构并不一定相同，也可以设置为不同的图案。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，包括：
感应电极层(10)，包括多个第一子电极单元(100)，每个所述第一子电极单元(100)包括多条沿第一方向延伸的第一电极结构(101)；
驱动电极层(20)，与所述感应电极层(10)相对设置，包括多个第二子电极单元(200)，每个所述第二子电极单元(200)包括多条沿所述第一方向延伸的第二电极结构(201)；
每个所述第一子电极单元(100)和所述第二子电极单元(200)各通过一条引出线(1)连接至驱动电路，且每个所述第一子电极单元(100)内的相邻的两个所述第一电极结构(101)之间、每个所述第二子电极单元(200)内的相邻的两个所述第二电极结构(201)之间均电连接有搭接线(2)；
每个所述第一子电极单元(100)、每个所述第二子电极单元(200)分别由若干条菱形图案拼接的所述第一电极结构(101)、所述第二电极结构(201)组成束状的组合体；
所述搭接线(2)为多条，间隔设置在每个所述第一子电极单元(100)内的相邻的两个第一电极结构(101)之间及每个所述第二子电极单元(200)内的相邻的两个第二电极结构(201)之间，相邻的两个所述第一电极结构(101)之间、相邻的两个所述第二电极结构(201)之间的两搭接线(2)之间的距离大于菱形图案在束状的组合体的延伸方向的长度。
2.根据权利要求1所述的电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，每个所述第一子电极单元(100)、所述第二子电极单元(200)内的相邻的两条所述搭接线(2)之间的间距为5～20mm。
3.根据权利要求1所述的电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，所述感应电极层(10)与所述驱动电极层(20)之间的间距不大于150μm。
4.根据权利要求1所述的电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，相邻的两个所述第一子电极单元(100)之间、相邻的两个所述第二子电极单元(200)之间的距离均为3～100μm。
5.根据权利要求1所述的电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，每个所述第一子电极单元(100)内的相邻的两个第一电极结构(101)之间、每个所述第二子电极单元(200)内的相邻的两个第二电极结构(201)之间的间距为80-250μm。
6.根据权利要求1-5任一所述的电容触摸屏的双层电极结构，其特征在于，所述感应电极层(10)和所述驱动电极层(20)均为金属。
7.一种电容触摸屏，其特征在于，包括基材层和权利要求1-6任一所述的双层电极结构，所述双层电极结构的所述感应电极层(10)和所述驱动电极层(20)分别设置在所述基材层的两面上。
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