TWI436256B

TWI436256B - Mutual capacitive touchpad and modular mutual capacitive touchpad

Info

Publication number: TWI436256B
Application number: TW97143195A
Authority: TW
Inventors: Mo Michael; Zhang Jk
Original assignee: Focaltech Systems Ltd
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2014-05-01
Also published as: TW200915163A

Description

互電容式觸控板及組合式互電容觸控板

本發明係關於一種觸摸感應之輸入裝置，特別是關於用互電容作為感應器件之觸摸輸入裝置。

觸控板是現在被廣泛應用的一種觸摸傳感輸入裝置。按照觸摸感應原理，現有技術觸控板包括電阻式觸控板、電容式觸控板、表面紅外觸控板等等。其中，電阻式觸控板因為其低成本、易實現、控制簡單等優點流行多年。近來，電容式觸控板以其透光率高、耐磨損、耐環境溫度變化、耐環境濕度變化、壽命長、可實現如多點觸摸的高級複雜功能而受到大眾的歡迎。

利用電容變化作為傳感原理由來已久，為使觸控板有效工作，需要一個透明的電容傳感陣列。當人體或者如手寫筆的專用觸摸裝置接近電容的感應電極時，會改變傳感控制電路檢測到電容值的大小，根據觸摸區域內電容值變化的分布，就可以判斷出人體或者專用觸摸裝置在觸摸區域內的觸摸情况。按照電容形成的方式，現有技術觸控板包括自電容式觸控板和互電容式觸控板。自電容式觸控板是利用傳感電極與交流或直流電憑電極形成的電容值變化作為觸摸傳感的信號；互電容式觸控板是利用兩個電極間形成的電容值變化作為觸摸傳感的信號，有時也把互電容稱為投射電容。

如第11圖所示，現有技術互電容式觸控板包括觸摸平面100' ，不在同一平面的驅動線210' 和傳感線310' ，以及夾在該驅動線210' 和傳感線310' 之間的介質平面910' 。如第11－1圖和第11－2圖所示，各該驅動線210' 互相平行，各該傳感線310' 互相平行，並且該驅動線210' 與傳感線310' 在空間垂直交叉。該驅動線210' 電連接激勵信號，該傳感線310' 電連接傳感控制電路，從而在驅動線210' 與傳感線310' 間形成互電容。在該驅動線210' 與傳感線310' 交叉之處形成的互電容C是傳感控制電路檢測的主要電容數據信號。如第11－3圖所示，該互電容C包括驅動線210' 與傳感線310' 底部之間的電容CB和驅動線210' 與傳感線310' 頂部之間的電容C_T ，即C＝C_B ＋C_T 。如第11－4圖所示，當手指150' 接觸觸摸平面100' 並在觸摸區域內時，該手指150' 相當於在傳感線310' 之上的一個電極，改變了驅動線210' 與傳感線310' 頂部之間電場，這種改變可以看作手指150' 將驅動線210' 到傳感線310' 頂部的電場線吸走，從而使C_T 發生變化，導致該互電容C發生變化。該傳感控制電路檢測觸摸平面100' 整個觸摸區域內的互電容C變化情况，以確定觸摸區域內被觸摸點的位置和強度。透過合理設計傳感控制電路，該傳感控制電路能够同時檢測觸摸平面100' 上發生的多點觸摸之分布情况，實現傳感多點觸摸功能。所述C_T 值的變化範圍在未發生觸摸時的互電容C中所占比例被稱為有效電容率。

如第11圖所示，當現有技術觸控板被觸摸時，該驅動線210' 與傳感線310' 底部之間的電容CB不受觸摸影響，由於該傳感線310' 底部與驅動線210' 正對，使該電容C_B 在互電容C中所占比例較大，從而令該有效電容率較低。現有技術互感式觸控板的有效電容率一般只能達到30%左右，造成該觸控板信噪比低，需要設計複雜的傳感控制電路以精確判斷人體或者專用觸摸裝置以針對該觸控板的觸摸情况，增加了該觸控板的設計和製造成本。

本發明要解決的技術問題在於避免現有技術的不足之處而提出能大幅提高有效電容率的互電容式觸控板及組合式互電容觸控板。

本發明解決所述技術問題可以透過採用以下技術方案來實現：設計、製造一種互電容式觸控板，包括用透明絕緣介質製成的觸摸平面，被該觸摸平面覆蓋的驅動層和傳感層，以及夾在所述驅動層和傳感層之間用透明絕緣介質製成的電容介質平面，尤其是，該驅動層包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板驅動電極；該傳感層包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板傳感電極，各該傳感電極分布在傳感層中與驅動層中所述各驅動電極相互間空隙區域正對著的區域內，令該驅動電極和傳感電極一起填充該觸摸平面的觸摸區域；該驅動電極與觸控板外設的激勵信號模塊電連接，該傳感電極與觸控板外設的傳感控制模塊電連接。

為進一步提高有效電容率，該觸控板還包括屏蔽層；該屏蔽層設置於驅動層和傳感層中位於下方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該屏蔽層包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極，以及屏蔽電極引出導線；各該屏蔽電極正對著該驅動層和傳感層中位於上方的一層中各電極所占區域；該屏蔽電極電懸空；或者，借助該屏蔽電極引出導線，所有屏蔽電極接地或者與觸控板外設的直流源電連接。

為更進一步提高有效電容率，該觸控板還包括次電極層；該次電極層設置於驅動層和傳感層中位於上方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該次電極層包括用透明導電材料製成的平板次電極，各該次電極正對著該驅動層和傳感層中位於下方的一層中各電極所占區域。

該互電容式觸控板還包括用透明導電材料製成的驅動電極連接線和傳感電極連接線，以及驅動電極引出導線和傳感電極引出導線。該驅動電極借助驅動電極連接線分組串聯在一起，各該驅動電極連接線在驅動層內的相互之間的位置關係包括共線和平行；該傳感電極借助傳感電極連接線分組串聯在一起，各該傳感電極連接線在傳感層內相互之間的位置關係包括共線和平行；該驅動電極連接線與傳感電極連接線互相垂直。各驅動電極組借助驅動電極引出線與觸控板外設的激勵信號模塊電連接；各傳感電極組借助傳感電極引出線與觸控板外設的傳感控制模塊電連接。

該驅動電極和傳感電極的形狀可以採用如下具體方案：各該驅動電極是大小相同的矩形電極；該傳感電極是大小相同的矩形電極；或者，各該驅動電極是大小相同的菱形電極；該傳感電極是大小相同的菱形電極；又或者，各該驅動電極是大小相同的六邊形電極；該傳感電極是大小相同的菱形電極。

本發明在所述互電容式觸控板的基礎上還提出一種組合式互電容觸控板，可以透過採用以下技術方案來實現：設計、製造一種組合式互電容觸控板，包括用透明絕緣介質製成的觸摸面板，尤其是，還包括被該觸摸面板覆蓋的緊密排布的至少兩個互電容觸摸單元，該互電容觸摸單元一起填充觸摸面板的觸摸區域。該互電容觸摸單元包括驅動層和傳感層，以及夾在所述驅動層和傳感層之間的用透明絕緣介質製成的電容介質平面。該驅動層包括同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板驅動電極；該傳感層包括在同一平面內用透明導電材料製成的平板傳感電極，各該傳感電極分布在傳感層中與驅動層中各該驅動電極相互間空隙區域正對著的區域內，令該驅動電極和傳感電極一起填充它們所在互電容觸摸單元的觸摸區域。該驅動電極與組合式互電容觸控板外設的對應於該驅動電極所在互電容觸摸單元的激勵信號模塊電連接，該傳感電極與組合式互電容觸控板外設的對應於該傳感電極所在的互電容觸摸單元的傳感控制模塊電連接。

所述組合式互電容觸控板還包括用透明導電材料製成的屏蔽層連接線，以及屏蔽層引出導線。該互電容觸摸單元還包括屏蔽層；該屏蔽層設置於驅動層和傳感層中位於下方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該屏蔽層包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極，以及屏蔽電極引出導線；各該屏蔽電極正對著該驅動層和傳感層中位於上方的一層中各電極所占區域。該屏蔽電極電懸空；或者，借助該屏蔽層連接線將該互電容觸摸單元各自的屏蔽層電連接在一起，並透過屏蔽層引出導線接地或者與組合式互電容觸控板外設的直流源電連接；又或者，借助屏蔽電極引出導線，該互電容觸摸單元各自的屏蔽電極接地或者與組合式互電容觸控板外設的直流源電連接。

所述互電容觸摸單元還包括次電極層；該次電極層設置於驅動層和傳感層中位於上方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該次電極層包括用透明導電材料製成的平板次電極，各該次電極正對著該驅動層和傳感層中位於下方的一層中各電極所占區域。

同現有技術相比較，本發明“互電容式觸控板及組合式互電容觸控板”的技術效果在於：該驅動電極與傳感電極空間位置不是正對關係，該驅動電極與傳感電極底部之間形成的電容C_B 大幅降低，提高了該驅動電極與傳感電極頂部之間形成的電容C_T 在互電容C中所占比例，從而提高了由觸摸傳感引起該C_T 的變化在未觸摸時互電容C中的比例，有效增加了該互電容式觸控板的有效電容率；該屏蔽電極和次電極可以改善驅動電極與傳感電極之間的電場，使互電容C中的電容C_B 更小，電容C_T 更大，更進一步提高該互電容式觸控板的有效電容率；所述次電極還可以使該互電容式觸控板的透光率趨於一致，提高該互電容觸控板的性能；另外，該組合式互電容觸控板提出了一種大面積觸控板的結構，避免因過多的連接在一起的驅動電極或者傳感電極的電阻過大而造成的互電容通路的帶寬降低問題。

以下結合附圖所示各實施例作進一步詳述。

本發明係關於一種互電容式觸控板，用於罩蓋在圖形或者圖像顯示裝置的顯示屏幕表面，透過外設的控制裝置對圖形或者圖像顯示裝置顯示的內容進行控制。如第1圖至第7圖所示，該互電容式觸控板包括用透明絕緣介質製成的觸摸平面100，被該觸摸平面100覆蓋的驅動層200和傳感層300，以及夾在所述驅動層200和傳感層300之間的用透明絕緣介質製成的電容介質平面910。另外，還可以設置用透明絕緣材料製成的保護平面120，該驅動層200、傳感層300和電容介質平面910被設置在觸摸平面100和保護平面120之間，該保護平面120與圖形或者圖像顯示裝置的顯示屏接觸。

本發明該驅動層200包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板驅動電極210；該傳感層300包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板傳感電極310，該各傳感電極310分布在傳感層300中與驅動層200中該各驅動電極210相互間空隙區域正對著的區域內，令該驅動電極210和傳感電極310一起填充該觸摸平面100的觸摸區域110。該驅動電極210與觸控板外設的激勵信號模塊600電連接，該傳感電極310與觸控板外設的傳感控制模塊700電連接。

本發明互電容式觸控板的驅動電極210與傳感電極310不會出現正對的情况，因此本發明在該驅動電極210與傳感電極310底部之間形成的電容C_B 比現有技術該驅動線210' 與傳感線310' 底部之間形成的電容C_B 小，從而本發明中該電容C_B 在互電容C中所占比例小，提高了本發明互電容C的有效電容率。

本發明該互電容式觸控板的驅動電極210和傳感電極310的形狀和它們在各自相應的驅動層200和傳感層300內的連接分布情况可以多種多樣，本發明透過第一實施例至第七實施例提出了幾種適於應用和實踐的形狀和連接分布情况。

本發明各實施例的互電容式觸控板都採用以下的技術方案：該互電容式觸控板還包括用透明導電材料製成的驅動電極連接線220和傳感電極連接線320，以及驅動電極引出導線230和傳感電極引出導線330；該驅動電極210借助驅動電極連接線220分組串聯在一起，各該驅動電極連接線220在驅動層200內的相互之間的位置關係包括共線和平行；該傳感電極310借助傳感電極連接線320分組串聯在一起，各該傳感電極連接線320在傳感層300內相互之間的位置關係包括共線和平行；該驅動電極連接線220與傳感電極連接線320互相垂直；各驅動電極組240借助驅動電極引出線230與觸控板外設的激勵信號模塊600電連接；各傳感電極組340借助傳感電極引出線330與觸控板外設的傳感控制模塊700電連接。如第1圖至第7圖所示，本發明各實施例驅動電極連接線220和傳感電極連接線320各自的位置關係既有共線也有平行，即該驅動電極組240中的各驅動電極210的幾何中心與各驅動電極連接線220在同一直線上，該驅動電極組240各自的驅動電極連接線220所在的直線互相平行；該傳感電極組340中的各傳感電極310的幾何中心和各傳感電極連接線320在同一直線上，該傳感電極組340各自的傳感電極連接線320所在的直線互相平行；也就是，對於驅動層200內的驅動電極連接線220和在傳感層300內的傳感電極連接線320，在電極組內的電極連接線的位置關係是共線，電極組之間的電極連接線的位置關係是平行的。

本發明第一實施例，如第1圖所示，各該驅動電極210是矩形驅動電極211，在本實施例中有25個矩形驅動電極211；各該傳感電極310是矩形傳感電極311，在本實施例中有36個矩形傳感電極311。

如第1－1圖所示，該矩形傳感電極311透過傳感電極連接線320被分組串聯成6組傳感電極組340，每組傳感電極組340中的各矩形傳感電極311的幾何中心和各矩形傳感電極310連接線320在同一直線上，而且各傳感電極組340內的傳感電極連接線320所在的直線互相平行。各傳感電極組340借助傳感電極引出線330與觸控板外設的傳感控制模塊700電連接。

如第1－2圖所示，該矩形驅動電極211透過驅動電極連接線220被分組串聯成5組驅動電極組240，每組驅動電極組240中的各矩形驅動電極211的幾何中心和各驅動電極連接線220在同一直線上，而且各驅動電極組240內的驅動電極連接線220所在的直線互相平行。各驅動電極組240借助驅動電極引出線230與觸控板外設的激勵信號模塊600電連接。

如第1－3圖所示，各該矩形傳感電極311分布在傳感層300中與驅動層200中各該矩形驅動電極211相互間空隙區域正對著的區域內，令該矩形驅動電極211和傳感電極311一起填充該觸控板的觸摸區域110。該驅動電極連接線220與傳感電極連接線320互相垂直。

如第1－3圖和第1－4圖所示，在整個觸摸區域110內該矩形傳感電極311所占區域與矩形驅動電極211所占區域互補，使矩形傳感電極311與矩形驅動電極211不會出現正對的位置關係。

對於第1－4圖所示的O₁ 點，當沒有對O₁ 點觸摸時，該O₁ 點的電場分布情况如第1－5圖所示；當手指150對 O₁ 點觸摸時，該O₁ 點的電場分布情况如第1－6圖所示。由於矩形傳感電極311底部沒有正對矩形驅動電極211，所以矩形傳感電極311底部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_B 的電容值相對現有技術有大幅减小，即該矩形傳感電極311底部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_B 在O₁ 點的互電容C中所占比例大幅減小，從而有效提高了互電容式觸控板的互電容C的有效電容率。

本發明第二實施例，如第2圖所示，該驅動層200和傳感層300與第一實施例完全相同，只是加入了屏蔽層400。該屏蔽層400設置於驅動層200和傳感層300中位於下方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該屏蔽層400包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極410，各該屏蔽電極410正對著該驅動層200和傳感層300中位於上方的一層中各電極所占區域。

在本實施例中，該傳感層300位於驅動層200的上方，因此，如第2－1圖所示，各該屏蔽電極410分布在屏蔽層400中正對著該傳感層300中各傳感電極310所占的區域，並且被連接成6個屏蔽電極410，換個角度說，該屏蔽電極410分布在屏蔽層400中與驅動層200的各驅動電極210相互之間的空隙區域正對著的區域。

如第2一2圖所示，該屏蔽電極410所占區域與矩形驅動電極211互補，本實施例中，將屏蔽層400與驅動層200嵌套在一起，如第2－3圖所示，即屏蔽層400與驅動層200在同一層中。

對於第2－3圖所示的O₂ 點，當沒有對O₂ 點觸摸時，該O₂ 點的電場分布情况如第2－4圖所示；當手指150對O₂ 點觸摸時，該O₂ 點的電場分布情况如第2－5圖所示。由第2－4圖和第2－5圖可見，該屏蔽電極410的作用在於改變矩形傳感電極311底部的電場，使矩形傳感電極311底部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_B 進一步减小，這可以理解為，屏蔽電極410將矩形驅動電極211與矩形傳感電極311底部電場中的部分電場線吸走。

該屏蔽電極410可以是電懸空的，即不與互電容式觸控板外設的任何激勵信號、交流地和直流源電連接，也可以採用如下的方案：如第3圖所示，該屏蔽層400還包括屏蔽電極引出導線430，借助該屏蔽電極引出導線430，所有屏蔽電極410接地，或者與觸控板外設的直流源800電連接。另外，為减少該屏蔽電極引出導線430的數量，一般用一條或者兩條屏蔽電極引出導線430把所有的屏蔽電極410電連接至直流源800，或者直接接交流地；同時儘量避免屏蔽電極引出導線430與驅動電極引出導線230和傳感電極引出導線330交叉。對於本發明第二實施例，第3圖顯示出了四種情况以體現四種屏蔽電極引出線430的引出情况，其中，第3－1圖和第3－2圖示出用兩條屏蔽電極引出導線430將所有屏蔽電極410電連接交流地或者直流源800；第3－3圖和第3－4圖顯示出用一條屏蔽電極引出導線430將所有屏蔽電極410電連接交流地。對於本發明其它具有屏蔽層400的實施例，該屏蔽電極410接地或者與觸控板外設的直流源800電連接方式可以採用第4圖所示的任何一種，也可以採用其它一切使該屏蔽電極引出線430與驅動電極引出線230在空間互不相交的其它方式。

本發明第三實施例，如第4圖所示，該驅動層200和傳感層300與第一實施例完全相同，只是加入了次電極層500。該次電極層500設置於驅動層200和傳感層300中位於上方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內；該次電極層500包括用透明導電材料製成的平板次電極510，各該次電極510正對著該驅動層200和傳感層300中位於下方的一層中各電極所占區域。

本實施例該驅動層200位於傳感層300的下方，因此，如第4－1圖所示，各該次電極510正對著該驅動層200中各電極所占區域，換個角度說，該次電極510分布在次電極層500中與該驅動層200各驅動電極210所占區域正對著的區域內。在次電極層500中正對著驅動層200的某個驅動電極210的區域內，可以分布多個填滿該區域次電極510，也可以僅用一個次電極510；本實施例中，在次電極層500中每個與驅動電極210正對著的區域內就緊密排布了16個面積較小的次電極510，這種結構可以使電場分布更加均勻，有利於觸摸傳感。各該次電極510互不連接，而且不像普通的電極與任何信號激勵源、直流源或者地線電連接，處於電懸空狀態，因此被稱為次電極或者虛擬電池(Dummy Cell)。

如第4－2圖所示，該次電極410所占區域與矩形傳感電極311互補，本實施例中，將次電極層500與傳感層300嵌套在一起，如圖4－3所示，即次電極層500與傳感層300在同一層中。

對於第4－3圖所示的O₃ 點，當沒有對O₃ 點觸摸時，該O₃ 點的電場分布情况如第4－4圖所示；當手指150對O₃ 點觸摸時，該O₃ 點的電場分布情况如第5－5圖所示。由第4－4圖和第4－5圖可見，該次電極510的作用在於改變矩形傳感電極311頂部的電場，使矩形傳感電極311頂部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_T 進一步增大，以增加CT的變化範圍。這可以理解為，該次電極510增加矩形驅動電極211與矩形傳感電極311頂部電場中的電場線；另外，該次電極510的作用還在於使觸控板的透光率趨於一致。

本發明第四實施例，如第5圖所示，該驅動層200和傳感層300與第一實施例完全相同，只是加入了與第二實施例相同的屏蔽層400和與第三實施例相同的次電極層500。

如第5－1圖所示，該屏蔽層400與驅動層200嵌套在一起，該次電極層500與傳感層300嵌套在一起。

對於第5－1圖所示的O₄ 點，當沒有對O₄ 點觸摸時，該O₄ 點的電場分布情况如第5－2圖所示；當手指150對O₄ 點觸摸時，該O₄ 點的電場分布情况如第5－3圖所示。由第6－2圖和第5－3圖可見，在該屏蔽電極410和次電極510的共同作用下，使矩形傳感電極311底部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_B 進一步减小，使矩形傳感電極311頂部與矩形驅動電極211之間形成的電容C_T 進一步增大，從而進一步提高互電容C的有效電容率。

本發明第五實施例，如第6圖所示，該互電容式觸控板包括驅動層200、傳感層300、屏蔽層400和次電極層500。

如第6－1圖所示，該驅動層200包括驅動電極210，而且各驅動電極210是菱形驅動電極212，本實施例設置了25個菱形驅動電極212。該菱形驅動電極212透過驅動電極連接線220被分組串聯成5組驅動電極組240，每組驅動電極組240中的各菱形驅動電極212的幾何中心和各驅動電極連接線220在同一直線上，而且各驅動電極組240內的驅動電極連接線220所在的直線互相平行。各驅動電極組240與觸控板外設的激勵信號模塊600電連接的情况如同第一實施例。

如第6一2圖所示，該驅動層300包括傳感電極310，而且各傳感電極310是菱形傳感電極312，本實施例設置了36個菱形傳感電極312。該菱形傳感電極312透過傳感電極連接線320被分組串聯成6組傳感電極組340，每組傳感電極組340中的各菱形傳感電極312的幾何中心和各菱形傳感電極連接線320在同一直線上，而且各傳感電極組340內的傳感電極連接線320所在的直線互相平行。各傳感電極組340與觸控板外設的傳感控制模塊700電連接情况如同第一實施例。

各該菱形傳感電極312分布在傳感層300中與驅動層200中各該菱形驅動電極212之間形成的間隙區域正對的區域內，令該菱形驅動電極212和菱形傳感電極312一起填充該觸控板的觸摸區域110。該驅動電極連接線220與傳感電極連接線320互相垂直。

所述第五實施例中，該驅動層200位於傳感層300的上方，如第6－3圖所示，該屏蔽層400包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極410，該各屏蔽電極410正對著該驅動層200中各菱形驅動電極212所占區域，即該屏蔽電極410分布在屏蔽層400中與該傳感層300中各傳感電極310相互之間的空隙區域正對著的區域內。本實施例該屏蔽層400的作用與第二實施例和第四實施例基本相同。

所述第五實施例中，該驅動層200位於傳感層300的上方，如第6－4圖所示，該次電極層500包括間隔分布的用透明導電材料製成的平板次電極510，本實施例該次電極510呈菱形，各該次電極510正對著傳感層300中各菱形傳感電極312所占區域，即各該次電極510分布在次電極層500中與該驅動層200各驅動電極210相互之間的空隙區域正對著的區域內。在次電極層500中正對著傳感層300的某個傳感電極310的區域內，僅用一個次電極510。本實施例所述次電極層500的作用與第三實施例和第四實施例基本相同。

如第6－5圖所示，該次電極層500位於驅動層200之上，該屏蔽層400位於傳感層300之下。本實施例互電容C的形成和電場分布情况與第四實施例基本相同，因此，本實施例可以有效提高互電容C的有效電容率。

本發明第六實施例，如第7圖所示，該互電容式觸控板包括驅動層200、傳感層300、屏蔽層400和次電極層500。

如第7－1圖所示，該驅動層200包括驅動電極210，而且各驅動電極210是六邊形驅動電極213，本實施例設置了16個六邊形驅動電極213。該六邊形驅動電極213透過驅動電極連接線220被分組串聯成4組驅動電極組240，每組驅動電極組240中的各六邊形驅動電極213的幾何中心和各驅動電極連接線220在同一直線上，而且各驅動電極組240內的驅動電極連接線220所在的直線互相平行。各驅動電極組240與觸控板外設的激勵信號模塊600電連接的情况如同第一實施例。

如第7－2圖所示，該傳感層300包括傳感電極310，而且各傳感電極310是菱形傳感電極313，本實施例設置了25個菱形傳感電極313。該菱形傳感電極313透過傳感電極連接線320被分組串聯成5組傳感電極組340，每組傳感電極組340中的各菱形傳感電極313的幾何中心和各菱形傳感電極連接線320在同一直線上，而且各傳感電極組340內的傳感電極連接線320所在的直線互相平行。各傳感電極組340與觸控板外設的傳感控制模塊700電連接情况如同第一實施例。

該各菱形傳感電極313分布在傳感層300中與驅動層200中所述各六邊形驅動電極213之間形成的間隙區域正對的區域內，令該六邊形驅動電極213和菱形傳感電極313一起填充該觸控板的觸摸區域110。該驅動電極連接線220與傳感電極連接線320互相垂直。

所述第六實施例中，驅動層200位於傳感層300的下方，如第7－3圖所示，該屏蔽層400包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極410，該各屏蔽電極410正對著傳感層300中各傳感電極310所占區域，即各該屏蔽電極410分布在屏蔽層400中與所述驅動層200中各驅動電極210相互間空隙區域正對著的區域內。本實施例該屏蔽層400的作用與第二實施例和第四實施例基本相同。

所述第六實施例中，驅動層200位於傳感層300的下方，如第7－4圖所示，該次電極層500包括間隔分布的用透明導電材料製成的平板次電極510。各該次電極510正對著驅動層200各驅動電極210所占區域，即各該次電極510分布在次電極層500中與該傳感層300各傳感電極310相互間的空隙區域正對著的區域內。本實施例該次電極510呈三角形，在次電極層500中與該驅動層200中一個六邊形驅動電極213所占區域正對的區域內，需要設置6個次電極510，如上所述，這種設計使得次電極510的面積减小，使電場分布更加均勻，有利於觸摸傳感。本實施例所述次電極層500的作用與第三實施例和第四實施例基本相同。

如第7－5圖所示，該次電極層500位於傳感層300之下，該屏蔽層400位於驅動層200之上。本實施例互電容C的形成和電場分布情况與第四實施例基本相同，因此，本實施例可以有效提高互電容C的有效電容率。

本發明還關於一種組合式互電容觸控板，適用於面積較大的觸控板。當上述互電容式觸控板的面積較大時，需要增加驅動電極和傳感電極的數量，過長的電極組使得電阻過大，導致互電容通路的帶寬降低，給電路驅動和傳感帶來不便。為了避免出現上述情况，本發明提出一種由互電容式觸控板組合而成的組合式互電容觸控板。

如第8圖至第10圖所示，該組合式互電容觸控板包括用透明絕緣介質製成的觸摸面板1100，尤其是，還包括被該觸摸面板1100覆蓋的緊密排布的至少兩個互電容觸摸單元1000，該互電容觸摸單元1000一起充滿觸摸面板1100的觸摸區域。該互電容觸摸單元1000的結構與本發明互電容式觸控板類似，包括驅動層200和傳感層300，以及夾在該驅動層200和傳感層300之間的用透明絕緣介質製成的電容介質平面910。該驅動層200包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板驅動電極210；該傳感層300包括在同一平面內間隔分布的用透明導電材料製成的平板傳感電極310，各該傳感電極310分布在傳感層300中與驅動層200中各該驅動電極210相互間空隙區域正對著的區域內，令該驅動電極210和傳感電極310一起填充它們所在互電容觸摸單元1000的觸摸區域110；該驅動電極210與組合式互電容觸控板外設的對應於該驅動電極210所在互電容觸摸單元1000的激勵信號模塊600電連接，該傳感電極310與組合式互電容觸控板外設的對應於該傳感電極310所在的互電容觸摸單元1000的傳感控制模塊700電連接。

本發明第七實施例，如第8圖所示，該組合式互電容觸控板包括4個互電容觸摸單元1000，該互電容觸摸單元1000的驅動層200和傳感層300的結構可以使用第一實施例至第六實施例中的任何一個。該組合式互電容觸控板可以透過在外設的控制電路，分別採集各互電容觸摸單元1000的電容分布數據，然後經過數據匯總和分析，準確地判斷整個觸摸面板1100上被觸摸的情况。

本發明第八實施例，如第9圖所示，在第七實施例基礎上在每個互電容觸摸單元1000中加入了屏蔽層400，該屏蔽層400設置於驅動層200和傳感層300中位於下方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內。該屏蔽層400包括用透明導電材料製成的平板屏蔽電極410，以及屏蔽電極引出導線430；各該屏蔽電極410正對著該驅動層200和傳感層300中位於上方的一層中各電極所占區域。該屏蔽電極410可以是電懸空的，也可以接交流地，在本實施例中，借助屏蔽電極引出導線430，該互電容觸摸單元1000各自的屏蔽電極410與組合式互電容觸控板外設的直流源800電連接。

本發明第九實施例，如第10圖所示，在第七實施例基礎上在每個互電容觸摸單元1000中加入了屏蔽層400和次電極層500。該屏蔽層400內的結構與第八實施例相同，該次電極層300設置於驅動層200和傳感層300中位於上方的一層的上方、下方或者嵌套在該層內。該次電極層500包括用透明導電材料製成的平板次電極510，各該次電極510正對著該驅動層200和傳感層300中位於下方的一層中各電極所占區域。

另外，不同於所述第八實施例，如第10圖所示，該第九實施例中還包括用透明導電材料製成的屏蔽層連接線1420，以及屏蔽層引出導線1430；借助該屏蔽層連接線1420將該互電容觸摸單元1000各自的屏蔽層400電連接在一起，並透過屏蔽層引出導線1430接地，當然，所述屏蔽電極還可以是電懸空的，或者與組合式互電容觸控板外設的直流源電連接。

所述第七至第九實施例中，驅動層200、傳感層300、屏蔽層400和次電極層500的結構可以參考第一至第六實施例中的任何一種，或者是任何符合本發明上述技術方案的結構。

本發明所述透明導電材料是現有技術常用材料，包括氧化銦錫Indium Tin Oxide，簡稱ITO，以及銻摻雜氧化錫Antimony Tin Oxide，簡稱ATO。

100‧‧‧觸摸平面

100’‧‧‧觸摸平面

110‧‧‧觸摸區域

120‧‧‧保護平面

150‧‧‧手指

150’‧‧‧手指

200‧‧‧驅動層

200’‧‧‧驅動層

210‧‧‧平板驅動電極

210’‧‧‧驅動線

211‧‧‧矩形驅動電極

212‧‧‧菱形驅動電極

213‧‧‧六邊形驅動電極

220‧‧‧驅動電極連接線

230‧‧‧驅動電極引出導線

240‧‧‧驅動電極組

300‧‧‧傳感層

300’‧‧‧傳感層

310‧‧‧平板傳感電極

310’‧‧‧傳感線

311‧‧‧矩形傳感電極

312‧‧‧菱形傳感電極

313‧‧‧菱形傳感電極

320‧‧‧傳感電極連接線

330‧‧‧傳感電極引出導線

340‧‧‧傳感電極組

400‧‧‧屏蔽層

410‧‧‧平板屏蔽電極

430‧‧‧屏蔽電極引出導線

500‧‧‧次電極層

510‧‧‧次電極

600‧‧‧激勵信號模塊

700‧‧‧傳感控制模塊

800‧‧‧直流源

910‧‧‧電容介質平面

910’‧‧‧介質平面

1000‧‧‧互電容觸摸單元

1100‧‧‧觸摸面板

1420‧‧‧屏蔽層連接線

1430‧‧‧屏蔽層引出導線

第1－1圖至第1－6圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第一實施例的結構和原理示意圖，包括：第1－1圖是該第一實施例的傳感層300的正投影主視示意圖；第1－2圖是該第一實施例的驅動層200的正投影主視示意圖；第1－3圖是該第一實施例的正投影主視示意圖；第1－4圖是第1－3圖的A－A剖視示意圖；第1－5圖是第1－4圖中O₁ 點在未被觸摸時的電場分布示意圖；第1－6圖是第1－4圖中O₁ 點在被觸摸時的電場分布示意圖；第2－1圖至第2－5圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第二實施例的結構和原理示意圖，包括：第圖是該第二實施例的屏蔽層400的正投影主視示意圖；第2－2圖是該第二實施例的嵌套在一起的驅動層200和屏蔽層400的正投影主視示意圖；第2－3圖是該第二實施例的正投影仰視剖視示意圖；第2－4圖是第2－3圖中O₂ 點在未被觸摸時的電場分布示意圖；第2－5圖是第2－3圖中O₂ 點在被觸摸時的電場分布示意圖；第3圖是本發明第二實施例的驅動層200與屏蔽層400與觸控板外設裝置的連接方式示意圖，包括第3－1圖至第 3－4圖四種連接方式；第4－1圖至第4－5圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第三實施例的結構和原理示意圖，包括：第4－1圖是該第三實施例的次電極層500的正投影主視示意圖；第4－2圖是該第三實施例的嵌套在一起的傳感層300和次電極層500的正投影主視示意圖；第4－3圖是該第三實施例的正投影仰視剖視示意圖；第4－4圖是第4－3圖中O₃ 點在未被觸摸時的電場分布示意圖；第4－5圖是第4－3圖中O₃ 點在被觸摸時的電場分布示意圖；第5－1圖至第5－3圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第四實施例的結構和原理示意圖，包括：第5－1圖是該第四實施例的正投影仰視剖視示意圖；第5－2圖是第5－1圖中O₄ 點在未被觸摸時的電場分布示意圖；第5－3圖是第5－1圖中O₄ 點在被觸摸時的電場分布示意圖；第6－1圖至第6－5圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第五實施例的結構示意圖，包括：第6－1圖是該第五實施例的驅動層200的正投影主視示意圖；第6－2圖是該第五實施例的傳感層300的正投影主視示意圖；第6－3圖是該第五實施例的屏蔽層400的正投影主視示意圖；第6－4圖是該第五實施例的次電極層500的正投影主視示意圖；第6－5圖是該第五實施例按第6－1圖中的B－B方向的剖視示意圖；第7－1圖至第7－5圖是關於本發明“互電容式觸控板”的第六實施例的結構示意圖，包括：第7－1圖是該第六實施例的驅動層200的正投影主視示意圖；第7－2圖是該第六實施例的傳感層300的正投影主視示意圖；第7－3圖是該第六實施例的屏蔽層400的正投影主視示意圖；第7－4圖是該第六實施例的次電極層500的正投影主視示意圖；第7－5圖是該第六實施例按第7－1圖中的C－C方向的剖視示意圖。

第8－1圖至第8－2圖是關於本發明“組合式互電容觸控板”的第七實施例的結構示意圖，包括：第8－1圖是該第七實施例的正投影主視示意圖；第8－2圖是該第七實施例的正投影仰視示意圖；第9－1圖至第9－2圖是關於本發明“組合式互電容觸控板”的第八實施例的結構示意圖，包括：第9－1圖是該第八實施例的正投影主視示意圖；第9－2圖是該第八實施例的正投影仰視示意圖；第10－1圖至第10－2圖是關於本發明“組合式互電容觸控板”的第九實施例的結構示意圖，包括：第10－1圖是該第九實施例的正投影主視示意圖；第10－2圖是該第九實施例的正投影仰視示意圖；第11－1圖至第11－4圖是現有技術互電容觸控板的結構和原理示意圖，包括：第11－1圖是該觸控板的正投影主視示意圖；第11－2圖是第11－1圖的仰視剖面示意圖；第11－3圖是未觸摸該觸控板時的電場分布示意圖；第11－4圖是觸摸該觸控板時的電場分布示意圖。