CN111930270A - 触控面板及触控设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触控面板及触控设备。其中，针对该触控面板，通过将触控面板中的第一电极单元设置成围绕辐射中心呈放射状分布的多个电极分支，并采用第二电极单元包裹第一电极单元，第一电极单元在多个方向上均部署有电极分支，并且位于每个方向上的电极分支能够与第二电极单元之间形成互容。当在触控面板上进行各个方向的触控划动时，各个方向上均会产生较为稳定的互容。通过此种设置方式，根据各个方向上的互容，能够精准计算出触控位置，并提升触控面板上进行持续触控划动时的线性度，提升用户体验。

Description

触控面板及触控设备

技术领域

本发明属于触控技术领域，具体涉及一种触控面板及触控设备。

背景技术

触控面板依据其感应方式主要包括电阻式、电容式、光学式、声波式以及电磁式等类型。其中，电容式触控面板因在反应时间、可靠性、以及耐用度等方面具有明显优势，已成为目前市场上的主流。然而，常见的电容式触控面板在使用时会对触控位置的侦测出现偏差。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供了一种触控面板及触控设备。

本发明实施例的第一方面，提供一种触控面板，包括：多个第一电极以及多个第二电极；每个所述第一电极包括沿第一设定方向排列的多个第一电极单元，每个所述第二电极包括沿第二设定方向排列的多个第二电极单元；其中：所述第一电极单元包括围绕一辐射中心沿多个方向呈放射状分布的多个电极分支；每个所述第二电极单元绕设于一个所述第一电极单元，使得该所述第一电极单元被该所述第二电极单元包裹。如此，通过第一电极单元和第二电极单元之间的互相配合，能够根据触控面板在各个方向上的互容，精准计算触控面板上的触控位置，确保在触控面板上进行持续的触控划动时的较佳的线性度，提升用户体验。

在一个可以替换的实施方式中，所述触控面板包括多个触控感应单元；每个所述触控感应单元内具有一个所述第一电极单元和一个所述第二电极单元；优选的，所述第一电极中相邻的两个所述第一电极单元电性连接；优选的，所述第二电极中相邻的两个所述第二电极单元电性连接。确保了第一电极和第二电极之间形成互容以精准感测触控面板上的触控操作。

在一个可以替换的实施方式中，所述第二电极单元包括第一包裹部和第二包裹部；所述第一包裹部和所述第二包裹部沿所述第二设定方向分别设置于对应的所述第一电极单元的相对两侧，并包裹对应的所述第一电极单元；所述第一包裹部和所述第二包裹部桥连接。此种设置方式使第二电极单元从多个方向上对第一电极单元进行包裹，使得第一电极单元和第二电极单元在多个方向上产生互容，确保在触控面板上进行持续的触控划动时的较佳的线性度。

在一个可以替换的实施方式中，所述第一电极单元的多个电极分支中，每相邻两个所述电极分支形成的夹角大小相同。确保了触控面板在多个方向上的触控划动的线性度。

在一个可以替换的实施方式中，所述夹角为15°、18°、30°、36°、45°或60°。进一步提高了触控面板在计算触控位置时的计算精度。

在一个可以替换的实施方式中，所述夹角为45°，所述第一电极单元包括八个所述电极分支。提高了触控面板在计算触控位置时的计算精度。

在一个可以替换的实施方式中，每个所述触控感应单元内的所述第一电极单元和所述第二电极单元之间存在间隙，所述间隙的宽度为3-8微米。确保了第一电极单元和第二电极单元之间的绝缘隔离以形成稳定的互容。

在一个可以替换的实施方式中，所述间隙的宽度为5微米。提高了第一电极和第二电极的分布密度以增大触控感应的精确性。

在一个可以替换的实施方式中，沿所述第一设定方向相邻的两个所述触控感应单元内的所述第二电极单元通过dummy单元绝缘。实现了第二电极单元在第一设定方向上的互相绝缘以确保触控面板的正常运行。

本发明实施例的第二方面，提供一种触控设备，包括上述任一实施例的触控面板。此种设置方式，该触控设备在使用过程中能够较为精准地感知划动轨迹并计算出触控位置或触控轨迹。

综上所述，相较于现有技术，本发明实施例所提供的触控面板及触控设备，通过将第一电极单元设置成围绕辐射中心沿多个方向呈放射状分布的多个电极分支，并采用第二电极单元包裹第一电极单元，第一电极单元在多个方向上均部署有电极分支，并且位于每个方向上的电极分支能够与第二电极单元之间形成互容。当在触控面板上进行各个方向的触控划动时，触控面板在各个方向上均会产生较为稳定的互容。通过此种设置方式，根据触控面板在各个方向上的互容，能够精准计算出触控面板上的触控位置，进而确保在触控面板上进行持续的触控划动时的较佳的线性度，提升用户体验。

附图说明

图1为针对一种菱形感应电极的触控操作示意图。

图2为针对一种条形感应电极的触控操作示意图。

图3为本发明实施例提供的触控面板的局部结构示意图。

图4为图3所示的其中一个触控感应单元的放大示意图。

图5为一种可替代实施例中图4所示的第一电极单元的结构示意图。

图6为另一种可替代实施例中所述第一电极单元的结构示意图。

图7为又一种可替代实施例中所述第一电极单元的结构示意图。

图8为针对本发明实施例提供的触控面板的触控操作示意图。

图9为本发明实施例提供的在三种不同触控感应单元上进行触控模拟操作的示意图。

图10为本发明实施例提供的在三种不同触控感应单元上进行触控模拟操作的互容变化曲线示意图。

图标：

100-触控面板；

110-第一电极；111-第一电极单元；1111-电极分支；

120-第二电极；121-第二电极单元；1211-第一包裹部；1212-第二包裹部；

130-dummy单元；

H-间隙；

O-辐射中心；

X1-第一设定方向；X2-第二设定方向；

Z-触控感应单元。

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，对本发明进行进一步详细说明。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

电容式触控面板的工作原理是通过各电极之间的电容量变化来确定触控点的位置。当手指触摸到触控面板时，手指和触控面板表面之间形成一个耦合电容，手指将从与触控面板的接触点吸走一部分电流，通过检测电路可以测量这个电流的变化以确定触控点的位置。

然而，发明人对常见的电容式触控面板(例如使用菱形电极及条形电极的触控面板)进行长期分析后发现，当电容式触控面板侦测到某些方向上的划动操作时，电容式触控面板所检测出的划动操作的划动轨迹(触控位置)会存在偏差。为便于说明，以手指在触控面板上划动为一种示例性的划动操作进行后续技术方案的说明。应当理解，在具体实施时，划动操作的具体实现方式并不限于手指划动。

例如，请参阅图1，当手指从右往左进行划动时，菱形感应电极之间的电容量的变化不是均匀的。可以理解，针对菱形感应电极，手指在0°和90°方向上划动时，菱形感应电极之间的电容量变化不是均匀的。

又例如，请参阅图2，当手指从右上往左下进行划动时，条形感应电极之间的电容量的变化也不是均匀的。可以理解，针对条形感应电极，手指在45°和135°方向上划动时，条形感应电极之间的电容量变化不是均匀的。

进一步地，如果在上述的菱形感应电极或条形感应电极所形成的触控面板上进行划动触控，会影响触控感应的线性度。在实际应用时可以体现为：通过手指在触控面板上进行划线时感应到的手指划线线条可能是弯折的或间断的。

发明人通过对以上现象进行深入分析和研究后发现，感应电极之间的不均匀的容值变化量是造成触控面板的触控位置出现侦测偏差的原因。为改善上述技术问题，本发明实施例对触控面板中的感应电极的形状进行了改进，通过将第一电极单元设置成围绕辐射中心呈放射状分布的多个电极分支，并采用第二电极单元包裹第一电极单元，第一电极单元在多个方向上均部署有电极分支，并且位于每个方向上的电极分支能够与第二电极单元之间形成互容。

这样一来，当在触控面板上进行各个方向的触控划动时，触控面板在各个方向上均会产生较为稳定的互容，使得检测到的第一电极和第二电极之间的电容量的变化基本是均匀的或者尽可能的趋于均匀，进而能够精准计算出触控面板上的触控位置，确保在触控面板上进行持续的触控划动时的较佳的线性度。

下面将结合附图对本发明实施例提供的触控面板进行进一步说明。请参阅图3，示出了本发明实施例提供的一种触控面板100的局部结构示意图，该触控面板100可以包括基于一基板制作形成的多个第一电极110和多个第二电极120。每个第一电极110包括沿第一设定方向X1排列的多个第一电极单元111(图中未示出)，每个第二电极120包括沿第二设定方向X2排列的多个第二电极单元121(图中未示出)。在本实施例中，第一电极110和第二电极120可以同平面或同层结构设置，第一设定方向X1和第二设定方向X2可以互相垂直，但不局限于此。

在本实施例中，第一电极110和第二电极120的制作材质可以是氧化铟锡(Indiumtin oxide，ITO)、金属网格(metal mesh)、纳米银线(silver nano wire)、纳米碳管(carbon nano tube，CNT)或高分子导电层等，在此不做限定。进一步地，将第一电极110和第二电极120制作形成于基板上所采用的工艺可以是黄光光刻(photolithography)制作工艺、网印(screen printing)制作工艺或其他制作工艺，在此不做限定。

在本实施例中，触控面板100还可以包括与第一电极110和第二电极120电性连接的信号线，信号线与触控面板100中的相关电路(如驱动电路、触控检测电路等)电性连接，信号线可以将第一电极110和第二电极120传输的信号(例如触控信号)传输到相关电路，以根据触控信号计算触控面板100上的触控位置。

进一步地，请结合参阅图3和图4，触控面板100包括多个触控感应单元Z，每个触控感应单元Z内具有一个第一电极单元111和一个第二电极单元121，每个第一电极110中相邻的两个第一电极单元111电性连接，每个第二电极120中相邻的两个第二电极单元121电性连接。通过此种设置方式，能够确保第一电极110和第二电极120之间形成互容以精准感测触控面板100上的触控操作。

请继续参阅图4和图5，第一电极单元111可以包括围绕一辐射中心O呈放射状分布的多个电极分支1111，每个第二电极单元121绕设于一个第一电极单元111，使得该第一电极单元111被该第二电极单元121包裹，且每个第一电极单元111与其对应的第二电极单元121之间存在间隙H，该间隙H的宽度可以是3-8微米。例如，在实际制作时，间隙H的宽度可以设置为5微米，这样能实现第一电极单元111和第二电极单元121之间的绝缘隔离的基础上，能提高第一电极110和第二电极120的分布密度，增大触控感应的精确性。

请继续参阅图4，每个电极分支1111可以被第二电极单元121对应的形状所包裹，例如，除了沿第一设定方向X1分布的电极分支1111以外，第二电极单元121包裹其他电极分支1111的部分的形状可以近似为“U”型。如此设计，第一电极单元111在多个方向上均部署有电极分支1111，且位于每个方向上的电极分支1111能够与第二电极单元121之间形成互容。

当手指触摸触控面板100时，触控面板100的触控检测电路可以检测到手指在不同方向上划动时触控面板100上所产生的较为均匀的电容量变化，从而精准计算出触控面板100上的触控位置，确保在触控面板100上进行持续的触控划动时的线性度。对于一些需要持续接触的触控操作而言，本发明实施例提供的触控面板100能够高度还原触控操作的划动轨迹，基本保证滑动轨迹的线性度。

为了确保触控面板100在多个方向上的触控划动的线性度，并进一步提高触控面板100在计算触控位置时的计算精度，在一个可能的实施方式中，第一电极单元111的多个电极分支1111中，每相邻两个电极分支1111形成的夹角大小相同或大致相同。例如，夹角大小可以为15°、18°、30°、36°、45°或60°等。例如图5所示，每相邻两个电极分支1111形成的夹角大小可以为45°，对应的电极分支1111的数量可以为八个。通过此种设置方式，手指在图5示出的第一电极单元111对应的触控面板100上进行划动时，触控面板100可以在0°、45°和90°方向上线性还原手指的划动轨迹。

在实际操作过程中发明人发现，在触控面板100上进行划动操作的方向可能并不限于0°、45°和90°方向，为了进一步确保触控面板100在各个方向上的划动轨迹的线性还原度，请参阅图6，该第一电极单元111对应的电极分支1111的数量也可以是十二个，每相邻两个电极分支1111形成的夹角大小可以为30°。如此设计，触控面板100可以在0°、30°、60°和90°方向上线性还原手指的划动轨迹。

更进一步地，还可以将第一电极单元111的电极分支1111增加到二十四个，如图7所示，每相邻两个电极分支1111形成的夹角大小可以为15°，如此设计，触控面板100可以在0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°方向上线性还原手指的划动轨迹。

可以理解，不同数量的电极分支1111对应的第一电极单元111的形状存在差异，因此包裹第一电极单元111的第二电极单元121的形状也需要根据第一电极单元111的具体形状进行适应性调整，此处不进行赘述。

请继续参阅图4，第二电极单元121可以包括第一包裹部1211和第二包裹部1212，第一包裹部1211和第二包裹部1212沿第二设定方向X2分别设置于对应的第一电极单元111的相对两侧，并包裹对应的第一电极单元111，第一包裹部1211和第二包裹部1212桥连接。如此设计，能够从多个方向上对第一电极单元111进行包裹，以使得第一电极单元111和第二电极单元121在多个方向上产生互容，确保在触控面板100上进行持续的触控划动时的较佳的线性度。

进一步地，为了确保第二电极单元121在第一设定方向X1上互相绝缘以确保触控面板100的正常运行，请结合参阅图3和图4，沿第一设定方向X1相邻的两个触控感应单元Z内的第二电极单元121可以通过dummy单元130绝缘。如此，每个触控感应单元Z内的第一包裹部1211和第二包裹部1212在包裹沿第一设定方向X1分布的电极分支1111时，第一包裹部1211和第二包裹部1212是没有首尾连接的，这样便呈现了如图4所示的除了沿第一设定方向X1分布的电极分支1111以外，第二电极单元121包裹其他电极分支1111的部分的形状可以近似为“U”型的结构分布情况。

综上，本发明实施例提供的触控面板100相较于现有技术的常规设计，使得触控操作产生的电容量变化可以更均匀，触控操作线性度更佳。例如图8所示，在第一电极单元111可以设计为“米”字型结构，相邻的电极分支之间形成45°夹角，使得触控面板100***作时，可以在0°、45°和90°、135°等方向上能够产生较为线性的、均匀的电容量变化。

进一步地，为了对本发明实施例所提供的触控面板100的触控线性度进行验证，请参阅图9，以菱形感应电极、条形感应电极以及本发明实施例所提供的感应电极为基础，取3*3个触控感应单元Z，并以-45°、0°、45°和90°四个方向进行手指划线模拟，从而得到如图10所示的模拟曲线图。

如图10所示，横坐标用于表征手指在触控面板100上的划动距离，纵坐标用于表征手指在划动时触控面板100上检测到的互容。进一步地，C1用于表征本发明实施例所提供的感应电极(以“米”字电极为例)对应的互容变化曲线，C2用于表征条形感应电极对应的互容变化曲线，C3用于表征菱形感应电极对应的互容变化曲线。对比图10中的三条互容变化曲线可知，相较于菱形感应电极和条形感应电极，本发明实施例所提供的感应电极在-45°、0°、45°和90°这四个方向上具有更好的感测线性度。

在上述基础上，还提供了一种触控设备，包括上述的触控面板100，可以理解，触控设备还包括与触控面板100电性连接以实现触控设备正常运行的其他功能部件。该触控设备在使用过程中，能够精准地感知用户的划动轨迹并计算出触控位置或触控轨迹。

综上，本发明实施例提供的触控面板及触控设备，通过将第一电极单元111设置成围绕辐射中心呈放射状分布的多个电极分支1111，并采用第二电极单元121包裹第一电极单元111，第一电极单元111在多个方向上均部署有电极分支1111，并且位于每个方向上的电极分支1111能够与第二电极单元121之间形成互容。

通过此种设置方式，当在触控面板100上进行各个方向的触控划动时，触控面板100在各个方向上均会产生较为稳定的互容，使得检测到的第一电极110和第二电极120之间的电容量的变化基本是均匀的或者尽可能的趋于均匀，进而能够精准计算出在触控面板100上的触控位置，确保在触控面板100上进行持续的触控划动时的较佳的线性度，提升用户体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种触控面板，其特征在于，包括：

多个第一电极以及多个第二电极；

每个所述第一电极包括沿第一设定方向排列的多个第一电极单元，每个所述第二电极包括沿第二设定方向排列的多个第二电极单元；其中：

所述第一电极单元包括围绕一辐射中心沿多个方向呈放射状分布的多个电极分支；

每个所述第二电极单元绕设于一个所述第一电极单元，使得该所述第一电极单元被该所述第二电极单元包裹。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述触控面板包括多个触控感应单元；

每个所述触控感应单元内具有一个所述第一电极单元和一个所述第二电极单元；

优选的，所述第一电极中相邻的两个所述第一电极单元电性连接；

优选的，所述第二电极中相邻的两个所述第二电极单元电性连接。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第二电极单元包括第一包裹部和第二包裹部；

所述第一包裹部和所述第二包裹部沿所述第二设定方向分别设置于对应的所述第一电极单元的相对两侧，并包裹对应的所述第一电极单元；

所述第一包裹部和所述第二包裹部桥连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的触控面板，其特征在于，所述第一电极单元的多个电极分支中，每相邻两个所述电极分支形成的夹角大小相同。

5.根据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，所述夹角为15°、18°、30°、36°、45°或60°。

6.根据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，所述夹角为45°，所述第一电极单元包括八个所述电极分支。

7.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于，每个所述触控感应单元内的所述第一电极单元和所述第二电极单元之间存在间隙，所述间隙的宽度为3-8微米。

8.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，所述间隙的宽度为5微米。

9.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于，沿所述第一设定方向相邻的两个所述触控感应单元内的所述第二电极单元通过dummy单元绝缘。

10.一种触控设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的触控面板。

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