CN203276241U - 单层多点电容触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单层多点电容触摸屏，包括设有可视区的触控面板，所述可视区设有多列电极，每一列电极包括第一电极和多个与所述第一电极相对设置的第二电极单元，所述多个第二电极单元沿所述电极的列的方向依次排列，每个第二电极单元通过独立的电极引线连接至所述可视区外部，每一列电极包括至少一个分区，同一个分区中的第二电极单元的电极引线沿相同方向从所述可视区引出，在所述电极引线的引出方向上，各第二电极单元与第一电极之间的电容逐步增大。上述单层多点电容触摸屏，在第二电极单元的引线的引出方向上，各第二电极单元与第一电极间的电容逐步增大，使各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

Description

单层多点电容触摸屏

技术领域

本实用新型涉及触控领域，特别是涉及一种单层多点电容触摸屏。

背景技术

触控面板也称作触摸屏，已被广泛应用于各式各样的电子产品中，比如全球定位***（GPS）、移动电话（cellular phone）和多种信息处理终端（ATM、移动通信终端）等，以取代传统的输入装置，如键盘及鼠标。

目前，通常采用真空蒸镀或者磁控溅射方式将透明导电材料氧化铟锡（ITO）镀制在PET或者玻璃基板上形成透明导电体以应用于电容触摸屏。常见的触控面板组件通常包含一层或多层发射/感测信号电极，一片支撑电极的基板，遮蔽组件及具有耐刮、防眩、防指纹/水、防反射等的另一片基板，制造此类触控面板需要把两片分别制造好的组件贴合在一起。如果使用含有多层感测电极的基板加另一片具有遮蔽组件及具有耐刮、防眩、防指纹/水、防反射等的基板的两层基板的制造方式会使触控面板的厚度较厚，而且由于包含多层感测电极基板需要分层制造后组合在一起，生产工艺复杂，增加基板及基板之间组合的粘结剂成本。

传统单层多点电容触摸屏的感应电极与驱动电极正对面积和距离几乎取值一样大小，这样导致离顶部非可视区内的电极引线端子较远的感应电极需要通过相对较长的引线电连接至电极引线端子，由于ITO引线电阻较大，各感应电极到上面的引线端子排的电阻值R也不一样，导致各感应电极充放电时间t≈RC(其中，C为感应电极与驱动电极间电容)不一致，使得触摸屏灵敏度等性能较差。

实用新型内容

基于此，有必要提出一种各电极充放电时间较为均衡的单层多点电容触摸屏。

一种单层多点电容触摸屏，包括设有可视区的触控面板，所述可视区设有多列电极，每一列电极包括第一电极和多个与所述第一电极相对设置的第二电极单元，所述多个第二电极单元沿所述电极的列的方向依次排列，每个第二电极单元通过独立的电极引线连接至所述可视区外部，每一列电极包括至少一个分区，同一个分区中的第二电极单元的电极引线沿相同方向从所述可视区引出，在所述电极引线的引出方向上，各第二电极单元与第一电极之间的电容逐步增大。

在其中一个实施例中，在所述电极引线引出方向上，各第二电极单元的尺寸逐步增大，使得各第二电极单元与第一电极的间距逐步增大或不变，同时各第二电极单元与第一电极间的正对面积逐步增大。

在其中一个实施例中，所述第一电极包括多个直接相连的第一电极单元，每一个第一电极单元对应一个第二电极单元。

在其中一个实施例中，所述第一电极单元包围所述第二电极单元，所述第一电极单元的形状与所述第二电极单元的形状互补。

在其中一个实施例中，所述第一电极呈条状且其开设有多个开口，所述多个第二电极单元交错布置于所述第一电极两侧，所述第二电极单元具有伸入所述开口中的感测部，在所述电极引线引出方向上，各第二电极单元的感测部尺寸逐步增大。

在其中一个实施例中，所述第一电极包括多个间隔且平行排列的第一电极单元，所述多个第一电极单元于一端连接起来，每个第二电极单元具有多个平行设置且能够***相邻两个第一电极单元之间的感测部。

在其中一个实施例中，所述第一电极单元的表面为平面或呈波浪状，所述第二电极单元的感测部的表面的形状与所述第一电极单元的表面的形状互补，所述第二电极单元的表面为平面或呈波浪状。

在其中一个实施例中，每一列电极中，所有的第二电极单元的电极引线均沿向上的方向从所述可视区的顶部引出，或均沿向下的方向从所述可视区的底部引出。

在其中一个实施例中，每一列电极分为上、下两个分区，其中上分区中的第二电极单元的电极引线均沿向上的方向从所述可视区的顶部引出，所述下分区中的第二电极单元的电极引线均沿向下的方向从所述可视区的底部引出。

在其中一个实施例中，所述多列电极中的第二电极单元位置对应并形成多行第二电极，同一行第二电极中的第二电极单元形状及尺寸相同。

上述单层多点电容触摸屏，在第二电极单元的引线的引出方向上，各第二电极单元与第一电极间的电容逐步增大，使各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

附图说明

图1为均衡各感应电极充放电时间的方法原理图；

图2为能均衡各电极充放电时间的单层多点电容触摸屏的电极阵列的原理图；

图3为实施例一的单层多点电容触摸屏的结构示意图；

图4为实施例二的单层多点电容触摸屏的电极阵列示意图；

图5为实施例三的单层多点电容触摸屏的电极阵列示意图

图6为实施例三中一个重复电极单元的示意图；

图7为实施例四的单层多点电容触摸屏的电极阵列示意图；

图8为实施例四中一个重复电极单元的示意图；

图9为实施例五的单层多点电容触摸屏的电极阵列示意图;

图10为实施例五中一个重复电极单元的示意图。

具体实施方式

由感应电极单元充放电时间t≈RC可知，为了均衡各行感应电极单元由于电极引线长度增加导致的电极单元R增加造成的性能差异，可以通过改变C的大小来使感应电极单元充放电时间t≈RC尽量的平衡，从而获得比较理想的均匀性能。

请参考图1，设置在基板130上的公共电极单元140和感应电极单元150是由透明导电材料制成，厚度一般为100～500埃米。根据电学规律，当两个正对电极通电后，两个电极之间会形成一个电场，电极的侧边也是一个等效的小电场。两个电极的侧边也构成一个平行板电容器，而根据平行板电容的计算公式C=(εS)/d，其中，ε：极板间介质介电常数，S：极板正对面积，d：极板间距；要想改变C的大小，可以通过调整S或d来实现，或可以通过同时调整S和d来实现。

由此，本实施例的单层多点电容触摸屏的主要构思是：通过改变感应电极单元的尺寸，来达到同时调整S和d之目的，进而改变C的大小，使各感应电极单元充放电时间t≈RC尽量的平衡。

请参考图2，示出了能均衡各电极充放电时间的单层多点电容触摸屏的电极阵列的原理图。

该单层多点电容触摸屏的可视区设置有两列电极，当然也可以是多列，此处以两列为例进行说明。每一列电极包括一个条状的第一电极210和多个置于第一电极210一侧且依次排列的第二电极单元220，每个第二电极单元220通过独立的电极引线230向下从可视区的底部引出。在电极引线230引出的方向上，即图2中箭头X所示向下的方向上，各第二电极单元220尺寸是逐渐增大的。这样，自上至下，各第二电极单元与第一电极210的间距d是逐步减小的，即图2中d1>d2>d3>d4；与此同时，各第二电极单元220与第一电极210间的正对面积S是逐步增大。根据公式C=(εS)/d，自上至下，S逐步增大，d逐步减小，因此各第二电极单元220与第一电极210之间的C逐步增大，而自上至下，各第二电极单元的电极引线长度和电阻值R显然是逐渐减小的，因此，根据t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

需指出，图2中，自上至下，各第二电极单元220与第一电极210间的正对面积S是逐步增大，各第二电极单元与第一电极210的间距d是逐步减小的。该间距d也可以是一个定值，根据公式C=(εS)/d，C也是逐步增大的。此外，可以理解，电极引线230也可以向上自可视区的顶部引出，此时，则由下至上，各第二电极单元220尺寸是逐渐增大的，也即与电极引线230向下引出时刚好相反。

此外，图2中，多个第二电极单元220的电极引线的引出方向一致。也可以是部分第二电极单元220的电极引线向上可视区的顶部引出，另外一部分第二电极单元220的电极引线向上自可视区的底部引出。具体而言，每一列电极分成上、下两个分区，上分区中的第二电极单元的电极引线均从可视区的顶部引出，并且由下至上的方向上，各第二电极单元220尺寸是逐渐增大的；下分区中第二电极单元的电极引线均从可视区的底部引出，并且由上至下的方向上，各第二电极单元220尺寸是逐渐增大的。换言之，可以说第二电极单元220的尺寸是从中间向两端依次增大的。

此外，如图2所示，多列电极中的第二电极单元220位置对应并形成多行第二电极也即感测电极，同一行感测电极中的第二电极单元220形状及尺寸相同。这样可以更好地保证各行的第二电极单元的充放电时间一致，使触摸屏获得更为理想的均匀性能。

下面结合具体实施例进一步说明。

实施例一

请参考图3，单点多层触摸屏设有可视区310，可视区310内设有多列电极320。每一列电极320包括多个第一电极单元322和多个第二电极单元324。

本实施例中，每个第一电极单元322包围一个第二电极单元324，二者形状互补，其中第二电极单元324呈不规则形。多个第一电极单元322直接相连以形成一个公共电极。第二电极单元324通过第一电极单元322彼此隔离，然后通过电极引线330引出，以与控制芯片连通。

本实施例中，每个电极320分成上、下两个分区。如图3所示，上分区A中，第二电极单元324的电极引线330均向上（即沿箭头X所示方向）自可视区310顶部引出，因此在X所示方向上，各第二电极单元324需要的引线长度逐渐减小。在箭头X所示方向上，各第二电极单元324的尺寸逐渐增大，这样各第二电极单元324与对应的第一电极单元322的间距d逐渐减小，即d1>d2>d3，同时各第二电极单元324与第一电极单元322间的正对面积S是逐步增大的，根据公式C=(εS)/d，因此各第二电极单元324与第一电极单元322之间的电容C逐步增大，而自下至上，各第二电极单元的电极引线长度和电阻值R是逐渐减小的，因此，根据t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

下分区B中，第二电极单元324的电极引线330均向下（即沿箭头Y所示方向）自可视区310底部引出，在箭头Y所示方向上，各第二电极单元324的尺寸逐渐增大，这样各第二电极单元324与对应的第一电极单元322的间距d逐渐减小，即d1>d2>d3，同时各第二电极单元与第一电极单元322间的正对面积S是逐步增大的，根据公式C=(εS)/d，因此各第二电极单元324与第一电极单元322之间的电容C逐步增大，而自上至下，各第二电极单元324的电极引线长度和电阻值R显然是逐渐减小的，因此，根据公式t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

多列电极320中的第二电极单元324位置对应并形成多行第二电极即感测电极，同一行感测电极中的第二电极单元324形状及尺寸相同。这样可以更好地保证各行的第二电极单元324的充放电时间一致，使触摸屏获得更为理想的均匀性能。

实施例二

请参考图4，为便于说明，图中未画出触控面板，同时可视区仅示意出两列电极。每一列电极420包括多个第一电极单元422和多个第二电极单元424。

本实施例中，每个第一电极单元422包围一个第二电极单元424，二者形状互补，其中第二电极单元424大致呈X形。多个第一电极单元422直接相连以形成一个公共电极。第二电极单元424通过第一电极单元422彼此隔离，然后通过电极引线430引出，以与控制芯片连通。

与实施例一类似，电极420分成上分区A和下分区B。上分区A中，第二电极单元424的电极引线430均向上（即沿箭头X所示方向）自可视区顶部引出，因此在X所示方向上，各第二电极单元424需要的引线长度逐渐减小。在箭头X所示方向上，各第二电极单元424的尺寸逐渐增大，这样各第二电极单元424与对应的第一电极单元422的间距逐渐减小，即d1>d2>d3>d4，同时各第二电极单元与第一电极单元422间的正对面积S是逐步增大的，根据公式C=(εS)/d，各第二电极单元与第一电极单元422间的电容C逐步增大，根据公式t≈RC，各第二电极单元充放电时间均较为均衡。

需要指出，在X所示方向上，各第二电极单元424的尺寸逐渐增大，并不意味着，各第二电极单元424的尺寸一定是一个比一个大，如图4所示，上分区A中，又分成四个部分P1、P2、P3和P4，其中P1部分至P4部分，第二电极单元的尺寸逐步增大，但P1部分本身具有两个尺寸一致的第二电极单元。同样，P2、P3和P4也具有两个尺寸一致的第二电极单元。同一部分，如P1部分中的两个第二电极单元，因为相距较近，充放电时间差异相对较小。因此上述设置方式，仍然能使各行的第二电极单元424的充放电时间较为均衡。

下分区B中，各第二电极单元424的沿Y方向逐渐增大，也即与实施例一中的下分区B中各第二电极单元324的布置方式完全相同。

多列电极420中的第二电极单元424位置对应并形成多行第二电极即感测电极，同一行感测电极中的第二电极单元424形状及尺寸相同。这样可以更好地保证各行的第二电极单元424的充放电时间一致，使触摸屏获得更为理想的均匀性能。

实施例三

请参考图5和图6，为便于说明，仅示意出可视区内部分第一电极和第二电极单元阵列的示意图。

本实施例中，第一电极520呈条状且其上沿着延伸方向开设有多个开口522，多个第二电极单元530交错布置于第一电极520两侧。每个第二电极单元530具有一个伸入开口522中的条状的感测部532。第二电极单元530的电极引线540均沿向上的方向（如图5中箭头X所示方向）引出，因此在X所示方向上，各第二电极单元530需要的引线长度逐渐减小。

开口522中大多交错开设于第一电极520两侧，但第一电极520的顶部也开设有开口。感测部532与开口522的形状也是匹配的，感测部532***后，可以理解为开口522基本上将感测部532包围或半包围。

在图5中箭头X所示方向上，第二电极单元530的感测部532的尺寸逐步增大，使得第二电极单元530到第一电极520的间距d逐步减小，即图中d1>d2>d3，而二者的正对面积逐步增大。根据公式C=(εS)/d，第二电极单元530与第一电极520之间电容C逐步增大，根据公式t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

实施例四

请参考图7和图8，本实施例中，每一个第一电极包括多个间隔且平行排列的第一电极单元722。多个第一电极单元722于一端连接起来，构成一个公共电极。每一个第二电极单元730均具有多个平行设置的感测部732，多个感测部732均***到相邻两个第一电极单元722之间。

如图7所示，本实施例中，第二电极单元730的电极引线740沿向上的方向（图7中箭头X所示方向）自可视区顶部引出，故在X所示方向上，各第二电极单元730需要的引线长度逐渐减小。在X所示方向上，各第二电极单元730的感测部732尺寸逐步增大，使得各第二电极单元730到第一电极单元722的间距d逐步减小，即图7中d1>d2>d3，而二者的正对面积逐步增大。根据公式C=(εS)/d，第二电极单元730与第一电极单元722之间电容C逐步增大，根据公式t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

本实施例中，感测部732的形状与第一电极单元722形状互补，其中感测部732的表面为平面，第一电极单元722的表面为平面。

实施例五

请参考图9和图10，本实施例与实施四基本一致，第二电极单元930的电极引线940沿向上的方向（图7中箭头X所示方向）自可视区顶部引出，故在X所示方向上，各第二电极单元930需要的引线长度逐渐减小。在X所示方向上，各第二电极单元930的感测部932尺寸逐步增大，使得各第二电极单元930到第一电极单元922的间距d逐步减小，即图中d1>d2>d3，而二者的正对面积逐步增大。根据公式C=(εS)/d，第二电极单元930与第一电极单元922之间电容C逐步增大，根据公式t≈RC，各第二电极单元的充放电时间较为均衡。

本实施例中，感测部932的表面形状与第一电极单元922的表面形状互补，二者均呈波浪状。此外，请参考图9，本实施例中，第一电极单元922彼此直接相连，但并非是全部在同一端连接，而是交错地于两端彼此连接，最终形成一个公共电极。

上面各实施例的描述中，为便于说明，把第一电极单元构成的第一电极称公共电极（即驱动电极），而第二电极单元构成的第二电极称为感测电极。但需要说明的是，感测电极和驱动电极本身并无区分，第一电极单元和第二电极单元构成的第一、第二电极具体作为那种类型的电极使用，是取决于IC厂商的控制芯片，因此上述实施例中的描述不应构成对本实用新型技术思想的限制。

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

Claims (10)

1.一种单层多点电容触摸屏，包括设有可视区的触控面板，所述可视区设有多列电极，每一列电极包括第一电极和多个与所述第一电极相对设置的第二电极单元，所述多个第二电极单元沿所述电极的列的方向依次排列，每个第二电极单元通过独立的电极引线连接至所述可视区外部，其特征在于，每一列电极包括至少一个分区，同一个分区中的第二电极单元的电极引线沿相同方向从所述可视区引出，在所述电极引线的引出方向上，各第二电极单元与第一电极之间的电容逐步增大。

2.根据权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，在所述电极引线引出方向上，各第二电极单元的尺寸逐步增大，使得各第二电极单元与第一电极的间距逐步增大或不变，同时各第二电极单元与第一电极间的正对面积逐步增大。

3.根据权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述第一电极包括多个直接相连的第一电极单元，每一个第一电极单元对应一个第二电极单元。

4.根据权利要求3所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述第一电极单元包围所述第二电极单元，所述第一电极单元的形状与所述第二电极单元的形状互补。

5.根据权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述第一电极呈条状且其开设有多个开口，所述多个第二电极单元交错布置于所述第一电极两侧，所述第二电极单元具有伸入所述开口中的感测部，在所述电极引线引出方向上，各第二电极单元的感测部尺寸逐步增大。

6.根据权利要求1所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述第一电极包括多个间隔且平行排列的第一电极单元，所述多个第一电极单元于一端连接起来，每个第二电极单元具有多个平行设置且能够***相邻两个第一电极单元之间的感测部。

7.根据权利要求6所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述第一电极单元的表面为平面或呈波浪状，所述第二电极单元的感测部的表面的形状与所述第一电极单元的表面的形状互补，所述第二电极单元的表面为平面或呈波浪状。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，每一列电极中，所有的第二电极单元的电极引线均沿向上的方向从所述可视区的顶部引出，或均沿向下的方向从所述可视区的底部引出。

9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，每一列电极分为上、下两个分区，其中上分区中的第二电极单元的电极引线均沿向上的方向从所述可视区的顶部引出，所述下分区中的第二电极单元的电极引线均沿向下的方向从所述可视区的底部引出。

10.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的单层多点电容触摸屏，其特征在于，所述多列电极中的第二电极单元位置对应并形成多行第二电极，同一行第二电极中的第二电极单元形状及尺寸相同。

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