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CN101393502B - 互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏 - Google Patents

互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏 Download PDF

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CN101393502B CN2008101710093A CN200810171009A CN101393502B CN 101393502 B CN101393502 B CN 101393502B CN 2008101710093 A CN2008101710093 A CN 2008101710093A CN 200810171009 A CN200810171009 A CN 200810171009A CN 101393502 B CN101393502 B CN 101393502B
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Abstract

一种互电容式触摸屏及其组合成的组合式互电容触摸屏，包括驱动层(200)和传感层(300)，尤其是，所述驱动层(200)包括有，在同一平面内间隔分布的驱动电极(210)；所述传感层(300)包括有，在同一平面内间隔分布的传感电极(310)，所述各传感电极(310)分布在传感层(300)中与驱动层(200)中所述各驱动电极(210)相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极(210)和传感电极(310)一起填充所述触摸屏的触摸区域(110)。所述驱动电极与传感电极空间位置不是正对关系，提高了所述驱动电极与传感电极顶部之间形成的电容CT在互电容C中所占比例，有效增加了所述互电容式触摸屏的有效电容率。

Description

互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏
技术领域
本发明涉及触摸感应输入装置，特别是涉及用互电容作为感应器件的触摸输入装置。
背景技术
触摸屏是现在被广泛应用的一种触摸传感输入装置。按触摸感应原理，现有技术触摸屏包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面红外触摸屏等等。其中，电阻式触摸屏因为其低成本、易实现、控制简单等优点流行多年。近来，电容式触摸屏以其透光率高、耐磨损、耐环境温度变化、耐环境湿度变化、寿命长、可实现如多点触摸的高级复杂功能而受到大众的欢迎。
利用电容变化作为传感原理由来已久。为使触摸屏有效工作，需要一个透明的电容传感阵列。当人体或者如手写笔的专用触摸装置接近电容的感应电极时，会改变传感控制电路检测到的电容值的大小，根据触摸区域内电容值变化的分布，就可以判断出人体或者专用触摸装置在触摸区域内的触摸情况。按电容形成的方式，现有技术触摸屏包括自电容式触摸屏和互电容式触摸屏。自电容式触摸屏是利用传感电极与交流地或者直流电平电极形成的电容值的变化作为触摸传感的信号；互电容式触摸屏是利用两个电极间形成的电容值的变化作为触摸传感的信号，有时也把互电容称为投射电容。
如图11所示，现有技术互电容式触摸屏包括触摸平面100′，不在同一平面的驱动线210′和传感线310′，以及夹在所述驱动线210′和传感线310′之间的介质平面910′。如图11-1和图11-2所示，所述各驱动线210′互相平行，所述各传感线310′互相平行，并且所述驱动线210′与传感线310′在空间垂直交叉。所述驱动线210′电连接激励信号，所述传感线310′电连接传感控制电路，从而在驱动线210′与传感线310′间形成互电容。在所述驱动线210′与传感线310′交叉之处形成的互电容C是传感控制电路检测的主要电容数据信号。如图11-3所示，所述互电容C包括驱动线210′与传感线310′底部之间的电容CB和驱动线210′与传感线310′顶部之间的电容CT，即C＝CB+CT。如图11-4所示，当手指150′接触触摸平面100′并在触摸区域内时，该手指150′相当于在传感线310′之上的一个电极，改变了驱动线210′与传感线310′顶部之间电场，这种改变可以看作手指150′将驱动线210′到传感线310′顶部的电场线吸走，从而使CT发生变化，导致所述互电容C发生变化。所述传感控制电路检测触摸平面100′的整个触摸区域内的互电容C变化情况，以确定触摸区域内的被触摸点的位置和强度。通过合理设计传感控制电路，该传感控制电路能够同时检测触摸平面100′上发生的多点触摸的分布情况，实现传感多点触摸功能。所述CT值的变化范围在未发生触摸时的互电容C中所占比例被称为有效电容率。
如图11所示，当现有技术触摸屏被触摸时，所述驱动线210′与传感线310′底部之间的电容CB不受触摸影响，由于所述传感线310′底部与驱动线210′正对，使所述电容CB在互电容C中所占比例较大，从而令所述有效电容率较低。现有技术互感式触摸屏的有效电容率一般只能达到30％左右，造成所述触摸屏信噪比低，需要设计复杂的传感控制电路以精确判断人体或者专用触摸装置对所述触摸屏的触摸情况，增加了该触摸屏的设计和制造成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出能大幅提高有效电容率的互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏。
本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、制造一种互电容式触摸屏，包括用透明绝缘介质制成的触摸平面，被该触摸平面覆盖的驱动层和传感层，以及夹在所述驱动层和传感层之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面；所述传感层位于驱动层的上方，或者所述驱动层位于传感层的上方；尤其是，所述驱动层包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极；所述传感层包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板传感电极，所述各传感电极分布在传感层中与驱动层中所述各驱动电极相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极和传感电极一起填充所述触摸平面的触摸区域；从而在所述整个触摸区域内，所述传感电极所占区域与驱动电极所占区域互补，使传感电极与驱动电极不会出现正对的空间位置关系；所述驱动电极与触摸屏外设的激励信号模块电连接，所述传感电极与触摸屏外设的传感控制模块电连接。
为进一步提高有效电容率，所述触摸屏还包括屏蔽层；该屏蔽层设置于驱动层和传感层中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述屏蔽层包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极，以及屏蔽电极引出导线；所述各屏蔽电极正对着所述驱动层和传感层中位于上方的一层中各电极所占区域；所述屏蔽电极电悬空；或者，借助所述屏蔽电极引出导线，所有屏蔽电极接地或者与触摸屏外设的直流源电连接。
为更进一步提高有效电容率，所述触摸屏还包括哑电极层；该哑电极层设置于驱动层和传感层中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述哑电极层包括用透明导电材料制成的平板哑电极，所述各哑电极正对着所述驱动层和传感层中位于下方的一层中各电极所占区域。
所述互电容式触摸屏还包括用透明导电材料制成的驱动电极连接线和传感电极连接线，以及驱动电极引出导线和传感电极引出导线。所述驱动电极借助驱动电极连接线分组串联在一起，所述各驱动电极连接线在驱动层内的相互之间的位置关系包括共线和平行；所述传感电极借助传感电极连接线分组串联在一起，所述各传感电极连接线在传感层内相互之间的位置关系包括共线和平行；所述驱动电极连接线与传感电极连接线互相垂直。各驱动电极组借助驱动电极引出线与触摸屏外设的激励信号模块电连接；各传感电极组借助传感电极引出线与触摸屏外设的传感控制模块电连接。
所述驱动电极和传感电极的形状可以采用如下具体方案：所述各驱动电极是大小相同的矩形电极；所述传感电极是大小相同的矩形电极；或者，所述各驱动电极是大小相同的菱形电极；所述传感电极是大小相同的菱形电极；又或者，所述各驱动电极是大小相同的六边形电极；所述传感电极是大小相同的菱形电极。
本发明在所述互电容式触摸屏的基础上还提出一种组合式互电容触摸屏，可以通过采用以下技术方案来实现：
设计、制造一种组合式互电容触摸屏，包括用透明绝缘介质制成的触摸面板，尤其是，还包括被所述触摸面板覆盖的紧密排布的至少两个互电容触摸单元，所述互电容触摸单元一起填充触摸面板的触摸区域。所述互电容触摸单元包括驱动层和传感层，以及夹在所述驱动层和传感层之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面；所述传感层位于驱动层的上方，或者所述驱动层位于传感层的上方。所述驱动层包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极；所述传感层包括有，在同一平面内用透明导电材料制成的平板传感电极，所述各传感电极分布在传感层中与驱动层中所述各驱动电极相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极和传感电极一起填充它们所在互电容触摸单元的触摸区域；从而在所述整个触摸区域内，所述传感电极所占区域与驱动电极所占区域互补，使传感电极与驱动电极不会出现正对的空间位置关系。所述驱动电极与组合式互电容触摸屏外设的对应于该驱动电极所在互电容触摸单元的激励信号模块电连接，所述传感电极与组合式互电容触摸屏外设的对应于该传感电极所在的互电容触摸单元的传感控制模块电连接。
所述组合式互电容触摸屏还包括用透明导电材料制成的屏蔽层连接线，以及屏蔽层引出导线。所述互电容触摸单元还包括屏蔽层；该屏蔽层设置于驱动层和传感层中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述屏蔽层包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极，以及屏蔽电极引出导线；所述各屏蔽电极正对着所述驱动层和传感层中位于上方的一层中各电极所占区域。所述屏蔽电极电悬空；或者，借助所述屏蔽层连接线将所述互电容触摸单元各自的屏蔽层电连接在一起，并通过屏蔽层引出导线接地或者与组合式互电容触摸屏外设的直流源电连接；又或者，借助屏蔽电极引出导线，所述互电容触摸单元各自的屏蔽电极接地或者与组合式互电容触摸屏外设的直流源电连接。
所述互电容触摸单元还包括哑电极层；该哑电极层设置于驱动层和传感层中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述哑电极层包括用透明导电材料制成的平板哑电极，所述各哑电极正对着所述驱动层和传感层中位于下方的一层中各电极所占区域。
同现有技术相比较，本发明“互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏”的技术效果在于：
所述驱动电极与传感电极空间位置不是正对关系，该驱动电极与传感电极底部之间形成的电容CB大幅降低，提高了所述驱动电极与传感电极顶部之间形成的电容CT在互电容C中所占比例，从而提高了由触摸传感引起所述CT的变化在未触摸时互电容C中的比例，有效增加了所述互电容式触摸屏的有效电容率；
所述屏蔽电极和哑电极可以改善驱动电极与传感电极之间的电场，使互电容C中的电容CB更小，电容CT更大，更进一步提高所述互电容式触摸屏的有效电容率；所述哑电极还可以使所述互电容式触摸屏的透光率趋于一致，提高该互电容触摸屏的性能；
另外，所述组合式互电容触摸屏提出了一种大面积触摸屏的结构，避免因过多的连接在一起的驱动电极或者传感电极的电阻过大而造成的互电容通路的带宽降低问题。
附图说明
图1是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第一实施例的结构和原理示意图，包括：
图1-1是所述第一实施例的传感层300的正投影主视示意图；
图1-2是所述第一实施例的驱动层200的正投影主视示意图；
图1-3是所述第一实施例的正投影主视示意图；
图1-4是图1-3的A-A剖视示意图；
图1-5是图1-4中O1点在未被触摸时的电场分布示意图；
图1-6是图1-4中O1点在被触摸时的电场分布示意图；
图2是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第二实施例的结构和原理示意图，包括：
图2-1是所述第二实施例的屏蔽层400的正投影主视示意图；
图2-2是所述第二实施例的嵌套在一起的驱动层200和屏蔽层400的正投影主视示意图；
图2-3是所述第二实施例的正投影仰视剖视示意图；
图2-4是图2-3中O2点在未被触摸时的电场分布示意图；
图2-5是图2-3中O2点在被触摸时的电场分布示意图；
图3是本发明第二实施例的驱动层200与屏蔽层400与触摸屏外设装置的连接方式示意图，包括图3-1至图3-4四种连接方式；
图4是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第三实施例的结构和原理示意图，包括：
图4-1是所述第三实施例的哑电极层500的正投影主视示意图；
图4-2是所述第三实施例的嵌套在一起的传感层300和哑电极层500的正投影主视示意图；
图4-3是所述第三实施例的正投影仰视剖视示意图；
图4-4是图4-3中O3点在未被触摸时的电场分布示意图；
图4-5是图4-3中O3点在被触摸时的电场分布示意图；
图5是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第四实施例的结构和原理示意图，包括：
图5-1是所述第四实施例的正投影仰视剖视示意图；
图5-2是图5-1中O4点在未被触摸时的电场分布示意图；
图5-3是图5-1中O4点在被触摸时的电场分布示意图；
图6是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第五实施例的结构示意图，包括：
图6-1是所述第五实施例的驱动层200的正投影主视示意图；
图6-2是所述第五实施例的传感层300的正投影主视示意图；
图6-3是所述第五实施例的屏蔽层400的正投影主视示意图；
图6-4是所述第五实施例的哑电极层500的正投影主视示意图；
图6-5是所述第五实施例按图6-1中的B-B方向的剖视示意图；
图7是涉及本发明“互电容式触摸屏”的第六实施例的结构示意图，包括：
图7-1是所述第六实施例的驱动层200的正投影主视示意图；
图7-2是所述第六实施例的传感层300的正投影主视示意图；
图7-3是所述第六实施例的屏蔽层400的正投影主视示意图；
图7-4是所述第六实施例的哑电极层500的正投影主视示意图；
图7-5是所述第六实施例按图7-1中的C-C方向的剖视示意图。
图8是涉及本发明“组合式互电容触摸屏”的第七实施例的结构示意图，包括：
图8-1是所述第七实施例的正投影主视示意图；
图8-2是所述第七实施例的正投影仰视示意图；
图9是涉及本发明“组合式互电容触摸屏”的第八实施例的结构示意图，包括：
图9-1是所述第八实施例的正投影主视示意图；
图9-2是所述第八实施例的正投影仰视示意图；
图10是涉及本发明“组合式互电容触摸屏”的第九实施例的结构示意图，包括：
图10-1是所述第九实施例的正投影主视示意图；
图10-2是所述第九实施例的正投影仰视示意图；
图11是现有技术互电容触摸屏的结构和原理示意图，包括：
图11-1是所述触摸屏的正投影主视示意图；
图11-2是图11-1的仰视剖面示意图；
图11-3是未触摸所述触摸屏时的电场分布示意图；
图11-4是触摸所述触摸屏时的电场分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示各实施例作进一步详述。
本发明涉及一种互电容式触摸屏，用于罩盖在图形或者图像显示装置的显示屏幕表面，通过外设的控制装置对图形或者图像显示装置显示的内容进行控制。如图1至图7所示，所述互电容式触摸屏包括用透明绝缘介质制成的触摸平面100，被该触摸平面100覆盖的驱动层200和传感层300，以及夹在所述驱动层200和传感层300之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面910。另外，还可以设置用透明绝缘材料制成的保护平面120，所述驱动层200、传感层300和电容介质平面910被设置在触摸平面100和保护平面120之间，所述保护平面120与图形或者图像显示装置的显示屏接触。
本发明所述驱动层200包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极210；所述传感层300包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板传感电极310，所述各传感电极310分布在传感层300中与驱动层200中所述各驱动电极210相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极210和传感电极310一起填充所述触摸平面100的触摸区域110。所述驱动电极210与触摸屏外设的激励信号模块600电连接，所述传感电极310与触摸屏外设的传感控制模块700电连接。
本发明互电容式触摸屏的驱动电极210与传感电极310不会出现正对的情况，因此本发明在所述驱动电极210与传感电极310底部之间形成的电容CB比现有技术所述驱动线210′与传感线310′底部之间形成的电容CB小，从而本发明中所述电容CB在互电容C中所占比例小，提高了本发明互电容C的有效电容率。
本发明所述互电容式触摸屏的驱动电极210和传感电极310的形状和它们在各自相应的驱动层200和传感层300内的连接分布情况可以多种多样，本发明通过第一实施例至第七实施例提出了几种适于应用和实践的形状和连接分布情况。
本发明各实施例的互电容式触摸屏都采用以下的技术方案：所述互电容式触摸屏还包括用透明导电材料制成的驱动电极连接线220和传感电极连接线320，以及驱动电极引出导线230和传感电极引出导线330；所述驱动电极210借助驱动电极连接线220分组串联在一起，所述各驱动电极连接线220在驱动层200内的相互之间的位置关系包括共线和平行；所述传感电极310借助传感电极连接线320分组串联在一起，所述各传感电极连接线320在传感层300内相互之间的位置关系包括共线和平行；所述驱动电极连接线220与传感电极连接线320互相垂直；各驱动电极组240借助驱动电极引出线230与触摸屏外设的激励信号模块600电连接；各传感电极组340借助传感电极引出线330与触摸屏外设的传感控制模块700电连接。如图1至图7所示，本发明各实施例驱动电极连接线220和传感电极连接线320各自的位置关系既有共线也有平行，即所述驱动电极组240中的各驱动电极210的几何中心与各驱动电极连接线220在同一直线上，所述驱动电极组240各自的驱动电极连接线220所在的直线互相平行；所述传感电极组340中的各传感电极310的几何中心和各传感电极连接线320在同一直线上，所述传感电极组340各自的传感电极连接线320所在的直线互相平行；也就是，对于驱动层200内的驱动电极连接线220和在传感层300内的传感电极连接线320，在电极组内的电极连接线的位置关系是共线，电极组之间的电极连接线的位置关系是平行的。
本发明第一实施例，如图1所示，所述各驱动电极210是矩形驱动电极211，在本实施例中有25个矩形驱动电极211；所述各传感电极310是矩形传感电极311，在本实施例中有36个矩形传感电极311。
如图1-1所示，所述矩形传感电极311通过传感电极连接线320被分组串联成6组传感电极组340，每组传感电极组340中的各矩形传感电极311的几何中心和各矩形传感电极310连接线320在同一直线上，而且各传感电极组340内的传感电极连接线320所在的直线互相平行。各传感电极组340借助传感电极引出线330与触摸屏外设的传感控制模块700电连接。
如图1-2所示，所述矩形驱动电极211通过驱动电极连接线220被分组串联成5组驱动电极组240，每组驱动电极组240中的各矩形驱动电极211的几何中心和各驱动电极连接线220在同一直线上，而且各驱动电极组240内的驱动电极连接线220所在的直线互相平行。各驱动电极组240借助驱动电极引出线230与触摸屏外设的激励信号模块600电连接。
如图1-3所示，所述各矩形传感电极311分布在传感层300中与驱动层200中所述各矩形驱动电极211相互间空隙区域正对着的区域内，令所述矩形驱动电极211和传感电极311一起填充所述触摸屏的触摸区域110。所述驱动电极连接线220与传感电极连接线320互相垂直。
如图1-3和图1-4所示，在整个触摸区域110内所述矩形传感电极311所占区域与矩形驱动电极211所占区域互补，使矩形传感电极311与矩形驱动电极211不会出现正对的位置关系。
对于图1-4所示的O1点，当没有对O1点触摸时，该O1点的电场分布情况如图1-5所示；当手指150对O1点触摸时，该O1点的电场分布情况如图1-6所示。由于矩形传感电极311底部没有正对矩形驱动电极211，所以矩形传感电极311底部与矩形驱动电极211之间形成的电容CB的电容值相对现有技术有大幅减小，即所述矩形传感电极311底部与矩形驱动电极211之间形成的电容CB在O1点的互电容C中所占比例大幅减小，从而有效提高了互电容式触摸屏的互电容C的有效电容率。
本发明第二实施例，如图2所示，所述驱动层200和传感层300与第一实施例完全相同，只是加入了屏蔽层400。所述屏蔽层400设置于驱动层200和传感层300中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述屏蔽层400包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极410，所述各屏蔽电极410正对着所述驱动层200和传感层300中位于上方的一层中各电极所占区域。
在本实施例中，所述传感层300位于驱动层200的上方，因此，如图2-1所示，所述各屏蔽电极410分布在屏蔽层400中正对着所述传感层300中各传感电极310所占的区域，并且被连接成6个屏蔽电极410，换个角度说，所述屏蔽电极410分布在屏蔽层400中与驱动层200的各驱动电极210相互之间的空隙区域正对着的区域。
如图2-2所示，所述屏蔽电极410所占区域与矩形驱动电极211互补，本实施例中，将屏蔽层400与驱动层200嵌套在一起，如图2-3所示，即屏蔽层400与驱动层200在同一层中。
对于图2-3所示的O2点，当没有对O2点触摸时，该O2点的电场分布情况如图2-4所示；当手指150对O2点触摸时，该O2点的电场分布情况如图2-5所示。由图2-4和图2-5可见，所述屏蔽电极410的作用在于改变矩形传感电极311底部的电场，使矩形传感电极311底部与矩形驱动电极211之间形成的电容CB进一步减小，这可以理解为，屏蔽电极410将矩形驱动电极211与矩形传感电极311底部电场中的部分电场线吸走。
所述屏蔽电极410可以是电悬空的，即不与互电容式触摸屏外设的任何激励信号、交流地和直流源电连接，也可以采用如下的方案：如图3所示，所述屏蔽层400还包括屏蔽电极引出导线430，借助所述屏蔽电极引出导线430，所有屏蔽电极410接地，或者与触摸屏外设的直流源800电连接。另外，为减少所述屏蔽电极引出导线430的数量，一般用一条或者两条屏蔽电极引出导线430把所有的屏蔽电极410电连接至直流源800，或者直接接交流地；同时尽量避免屏蔽电极引出导线430与驱动电极引出导线230和传感电极引出导线330交叉。对于本发明第二实施例，图3示出了四种情况以体现四种屏蔽电极引出线430的引出情况，其中，图3-1和图3-2示出用两条屏蔽电极引出导线430将所有屏蔽电极410电连接交流地或者直流源800；图3-3和图3-4示出用一条屏蔽电极引出导线430将所有屏蔽电极410电连接交流地。对于本发明其它具有屏蔽层400的实施例，所述屏蔽电极410接地或者与触摸屏外设的直流源800电连接方式可以采用图4所示的任何一种，也可以采用其它一切使所述屏蔽电极引出线430与驱动电极引出线230在空间互不相交的其它方式。
本发明第三实施例，如图4所示，所述驱动层200和传感层300与第一实施例完全相同，只是加入了哑电极层500。所述哑电极层500设置于驱动层200和传感层300中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；所述哑电极层500包括用透明导电材料制成的平板哑电极510，所述各哑电极510正对着所述驱动层200和传感层300中位于下方的一层中各电极所占区域。
本实施例所述驱动层200位于传感层300的下方，因此，如图4-1所示，所述各哑电极510正对着所述驱动层200中各电极所占区域，换个角度说，所述哑电极510分布在哑电极层500中与所述驱动层200各驱动电极210所占区域正对着的区域内。在哑电极层500中正对着驱动层200的某个驱动电极210的区域内，可以分布多个填满该区域哑电极510，也可以仅用一个哑电极510；本实施例中，在哑电极层500中每个与驱动电极210正对着的区域内就紧密排布了16个面积较小的哑电极510，这种结构可以使电场分布更加均匀，有利于触摸传感。所述各哑电极510互不连接，而且不像普通的电极与任何信号激励源、直流源或者地线电连接，处于电悬空状态，因此被称为哑电极或者Dummy Cell。
如图4-2所示，所述哑电极410所占区域与矩形传感电极311互补，本实施例中，将哑电极层500与传感层300嵌套在一起，如图4-3所示，即哑电极层500与传感层300在同一层中。
对于图4-3所示的O3点，当没有对O3点触摸时，该O3点的电场分布情况如图4-4所示；当手指150对O3点触摸时，该O3点的电场分布情况如图5-5所示。由图4-4和图4-5可见，所述哑电极510的作用在于改变矩形传感电极311顶部的电场，使矩形传感电极311顶部与矩形驱动电极211之间形成的电容CT进一步增大，以增加CT的变化范围。这可以理解为，所述哑电极510增加矩形驱动电极211与矩形传感电极311顶部电场中的电场线；另外，所述哑电极510的作用还在于使触摸屏的透光率趋于一致。
本发明第四实施例，如图5所示，所述驱动层200和传感层300与第一实施例完全相同，只是加入了与第二实施例相同的屏蔽层400和与第三实施例相同的哑电极层500。
如图5-1所示，所述屏蔽层400与驱动层200嵌套在一起，所述哑电极层500与传感层300嵌套在一起。
对于图5-1所示的O4点，当没有对O4点触摸时，该O4点的电场分布情况如图5-2所示；当手指150对O4点触摸时，该O4点的电场分布情况如图5-3所示。由图6-2和图5-3可见，在所述屏蔽电极410和哑电极510的共同作用下，使矩形传感电极311底部与矩形驱动电极211之间形成的电容CB进一步减小，使矩形传感电极311顶部与矩形驱动电极211之间形成的电容CT进一步增大，从而进一步提高互电容C的有效电容率。
本发明第五实施例，如图6所示，所述互电容式触摸屏包括驱动层200、传感层300、屏蔽层400和哑电极层500。
如图6-1所示，所述驱动层200包括驱动电极210，而且各驱动电极210是菱形驱动电极212，本实施例设置了25个菱形驱动电极212。所述菱形驱动电极212通过驱动电极连接线220被分组串联成5组驱动电极组240，每组驱动电极组240中的各菱形驱动电极212的几何中心和各驱动电极连接线220在同一直线上，而且各驱动电极组240内的驱动电极连接线220所在的直线互相平行。各驱动电极组240与触摸屏外设的激励信号模块600电连接的情况如同第一实施例。
如图6-2所示，所述驱动层300包括传感电极310，而且各传感电极310是菱形传感电极312，本实施例设置了36个菱形传感电极312。所述菱形传感电极312通过传感电极连接线320被分组串联成6组传感电极组340，每组传感电极组340中的各菱形传感电极312的几何中心和各菱形传感电极连接线320在同一直线上，而且各传感电极组340内的传感电极连接线320所在的直线互相平行。各传感电极组340与触摸屏外设的传感控制模块700电连接情况如同第一实施例。
所述各菱形传感电极312分布在传感层300中与驱动层200中所述各菱形驱动电极212之间形成的间隙区域正对的区域内，令所述菱形驱动电极212和菱形传感电极312一起填充所述触摸屏的触摸区域110。所述驱动电极连接线220与传感电极连接线320互相垂直。
所述第五实施例中，所述驱动层200位于传感层300的上方，如图6-3所示，所述屏蔽层400包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极410，所述各屏蔽电极410正对着所述驱动层200中各菱形驱动电极212所占区域，即所述屏蔽电极410分布在屏蔽层400中与所述传感层300中各传感电极310相互之间的空隙区域正对着的区域内。本实施例所述屏蔽层400的作用与第二实施例和第四实施例基本相同。
所述第五实施例中，所述驱动层200位于传感层300的上方，如图6-4所示，所述哑电极层500包括间隔分布的用透明导电材料制成的平板哑电极510，本实施例所述哑电极510呈菱形，所述各哑电极510正对着传感层300中各菱形传感电极312所占区域，即所述各哑电极510分布在哑电极层500中与所述驱动层200各驱动电极210相互之间的空隙区域正对着的区域内。在哑电极层500中正对着传感层300的某个传感电极310的区域内，仅用一个哑电极510。本实施例所述哑电极层500的作用与第三实施例和第四实施例基本相同。
如图6-5所示，所述哑电极层500位于驱动层200之上，所述屏蔽层400位于传感层300之下。本实施例互电容C的形成和电场分布情况与第四实施例基本相同，因此，本实施例可以有效提高互电容C的有效电容率。
本发明第六实施例，如图7所示，所述互电容式触摸屏包括驱动层200、传感层300、屏蔽层400和哑电极层500。
如图7-1所示，所述驱动层200包括驱动电极210，而且各驱动电极210是六边形驱动电极213，本实施例设置了16个六边形驱动电极213。所述六边形驱动电极213通过驱动电极连接线220被分组串联成4组驱动电极组240，每组驱动电极组240中的各六边形驱动电极213的几何中心和各驱动电极连接线220在同一直线上，而且各驱动电极组240内的驱动电极连接线220所在的直线互相平行。各驱动电极组240与触摸屏外设的激励信号模块600电连接的情况如同第一实施例。
如图7-2所示，所述传感层300包括传感电极310，而且各传感电极310是菱形传感电极313，本实施例设置了25个菱形传感电极313。所述菱形传感电极313通过传感电极连接线320被分组串联成5组传感电极组340，每组传感电极组340中的各菱形传感电极313的几何中心和各菱形传感电极连接线320在同一直线上，而且各传感电极组340内的传感电极连接线320所在的直线互相平行。各传感电极组340与触摸屏外设的传感控制模块700电连接情况如同第一实施例。
所述各菱形传感电极313分布在传感层300中与驱动层200中所述各六边形驱动电极213之间形成的间隙区域正对的区域内，令所述六边形驱动电极213和菱形传感电极313一起填充所述触摸屏的触摸区域110。所述驱动电极连接线220与传感电极连接线320互相垂直。
所述第六实施例中，驱动层200位于传感层300的下方，如图7-3所示，所述屏蔽层400包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极410，所述各屏蔽电极410正对着传感层300中各传感电极310所占区域，即所述各屏蔽电极410分布在屏蔽层400中与所述驱动层200中各驱动电极210相互间空隙区域正对着的区域内。本实施例所述屏蔽层400的作用与第二实施例和第四实施例基本相同。
所述第六实施例中，驱动层200位于传感层300的下方，如图7-4所示，所述哑电极层500包括间隔分布的用透明导电材料制成的平板哑电极510。所述各哑电极510正对着驱动层200各驱动电极210所占区域，即所述各哑电极510分布在哑电极层500中与所述传感层300各传感电极310相互间的空隙区域正对着的区域内。本实施例所述哑电极510呈三角形，在哑电极层500中与所述驱动层200中一个六边形驱动电极213所占区域正对的区域内，需要设置6个哑电极510，如上所述，这种设计使得哑电极510的面积减小，使电场分布更加均匀，有利于触摸传感。本实施例所述哑电极层500的作用与第三实施例和第四实施例基本相同。
如图7-5所示，所述哑电极层500位于传感层300之下，所述屏蔽层400位于驱动层200之上。本实施例互电容C的形成和电场分布情况与第四实施例基本相同，因此，本实施例可以有效提高互电容C的有效电容率。
本发明还涉及一种组合式互电容触摸屏，适用于面积较大的触摸屏。当上述互电容式触摸屏的面积较大时，需要增加驱动电极和传感电极的数量，过长的电极组使得电阻过大，导致互电容通路的带宽降低，给电路驱动和传感带来不便。为了避免出现上述情况，本发明提出一种由互电容式触摸屏组合而成的组合式互电容触摸屏。
如图8至图10所示，所述组合式互电容触摸屏包括用透明绝缘介质制成的触摸面板1100，尤其是，还包括被所述触摸面板1100覆盖的紧密排布的至少两个互电容触摸单元1000，所述互电容触摸单元1000一起充满触摸面板1100的触摸区域。所述互电容触摸单元1000的结构与本发明互电容式触摸屏类似，包括驱动层200和传感层300，以及夹在所述驱动层200和传感层300之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面910。所述驱动层200包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极210；所述传感层300包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板传感电极310，所述各传感电极310分布在传感层300中与驱动层200中所述各驱动电极210相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极210和传感电极310一起填充它们所在互电容触摸单元1000的触摸区域110；所述驱动电极210与组合式互电容触摸屏外设的对应于该驱动电极210所在互电容触摸单元1000的激励信号模块600电连接，所述传感电极310与组合式互电容触摸屏外设的对应于该传感电极310所在的互电容触摸单元1000的传感控制模块700电连接。
本发明第七实施例，如图8所示，所述组合式互电容触摸屏包括4个互电容触摸单元1000，所述互电容触摸单元1000的驱动层200和传感层300的结构可以使用第一实施例至第六实施例中的任何一个。所述组合式互电容触摸屏可以通过在外设的控制电路，分别采集各互电容触摸单元1000的电容分布数据，然后经过数据汇总和分析，准确地判断整个触摸面板1100上被触摸的情况。
本发明第八实施例，如图9所示，在第七实施例基础上在每个互电容触摸单元1000中加入了屏蔽层400，该屏蔽层400设置于驱动层200和传感层300中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内。所述屏蔽层400包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极410，以及屏蔽电极引出导线430；所述各屏蔽电极410正对着所述驱动层200和传感层300中位于上方的一层中各电极所占区域。所述屏蔽电极410可以是电悬空的，也可以接交流地，在本实施例中，借助屏蔽电极引出导线430，所述互电容触摸单元1000各自的屏蔽电极410与组合式互电容触摸屏外设的直流源800电连接。
本发明第九实施例，如图10所示，在第七实施例基础上在每个互电容触摸单元1000中加入了屏蔽层400和哑电极层500。所述屏蔽层400内的结构与第八实施例相同，所述哑电极层300设置于驱动层200和传感层300中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内。所述哑电极层500包括用透明导电材料制成的平板哑电极510，所述各哑电极510正对着所述驱动层200和传感层300中位于下方的一层中各电极所占区域。
另外，不同于所述第八实施例，如图10所示，所述第九实施例中还包括用透明导电材料制成的屏蔽层连接线1420，以及屏蔽层引出导线1430；借助所述屏蔽层连接线1420将所述互电容触摸单元1000各自的屏蔽层400电连接在一起，并通过屏蔽层引出导线1430接地，当然，所述屏蔽电极还可以是电悬空的，或者与组合式互电容触摸屏外设的直流源电连接。
所述第七至第九实施例中，驱动层200、传感层300、屏蔽层400和哑电极层500的结构可以参考第一至第六实施例中的任何一种，或者是任何符合本发明上述技术方案的结构。
本发明所述透明导电材料是现有技术常用材料，包括氧化铟锡Indium Tin Oxide，简称ITO，以及锑掺杂氧化锡Antimony Tin Oxide，简称ATO。

Claims (10)

1.一种互电容式触摸屏，包括用透明绝缘介质制成的触摸平面(100)，被该触摸平面(100)覆盖的驱动层(200)和传感层(300)，以及夹在所述驱动层(200)和传感层(300)之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面(910)；所述传感层(300)位于驱动层(200)的上方，或者所述驱动层(200)位于传感层(300)的上方；其特征在于：
所述驱动层(200)包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极(210)；所述传感层(300)包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板传感电极(310)，所述各传感电极(310)分布在传感层(300)中与驱动层(200)中所述各驱动电极(210)相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极(210)和传感电极(310)一起填充所述触摸平面(100)的触摸区域(110)；从而在所述整个触摸区域(110)内，所述传感电极(310)所占区域与驱动电极(210)所占区域互补，使传感电极(310)与驱动电极(210)不会出现正对的空间位置关系；
所述驱动电极(210)与触摸屏外设的激励信号模块(600)电连接，所述传感电极(310)与触摸屏外设的传感控制模块(700)电连接。
2.根据权利要求1所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
还包括屏蔽层(400)；该屏蔽层(400)设置于驱动层(200)和传感层(300)中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；
所述屏蔽层(400)包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极(410)，以及屏蔽电极引出导线(430)；所述各屏蔽电极(410)正对着所述驱动层(200)和传感层(300)中位于上方的一层中各电极所占区域；
所述屏蔽电极(410)电悬空；或者，借助所述屏蔽电极引出导线(430)，所有屏蔽电极(410)接地或者与触摸屏外设的直流源(800)电连接。
3.根据权利要求1所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
还包括哑电极层(500)；该哑电极层(500)设置于驱动层(200)和传感层(300)中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；
所述哑电极层(500)包括用透明导电材料制成的平板哑电极(510)，所述各哑电极(510)正对着所述驱动层(200)和传感层(300)中位于下方的一层中各电极所占区域。
4.根据权利要求1至3之任一所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
还包括用透明导电材料制成的驱动电极连接线(220)和传感电极连接线(320)，以及驱动电极引出导线(230)和传感电极引出导线(330)；
所述驱动电极(210)借助驱动电极连接线(220)分组串联在一起，所述各驱动电极连接线(220)在驱动层(200)内的相互之间的位置关系包括共线和平行；所述传感电极(310)借助传感电极连接线(320)分组串联在一起，所述各传感电极连接线(320)在传感层(300)内相互之间的位置关系包括共线和平行；所述驱动电极连接线(220)与传感电极连接线(320)互相垂直；
各驱动电极组(240)借助驱动电极引出线(230)与触摸屏外设的激励信号模块(600)电连接；各传感电极组(340)借助传感电极引出线(330)与触摸屏外设的传感控制模块(700)电连接。
5.根据权利要求1至3之任一所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
所述各驱动电极(210)是矩形驱动电极(211)；所述各传感电极(310)是矩形传感电极(311)。
6.根据权利要求1至3之任一所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
所述各驱动电极(210)是菱形驱动电极(212)；所述各传感电极(310)是菱形传感电极(312)。
7.根据权利要求1至3之任一所述的互电容式触摸屏，其特征在于：
所述各驱动电极(210)是六边形驱动电极(213)；所述各传感电极(310)是菱形传感电极(313)。
8.一种组合式互电容触摸屏，包括用透明绝缘介质制成的触摸面板(1100)，其特征在于：
还包括被所述触摸面板(1100)覆盖的紧密排布的至少两个互电容触摸单元(1000)，所述互电容触摸单元(1000)一起填充触摸面板(1100)的触摸区域；
所述互电容触摸单元(1000)包括驱动层(200)和传感层(300)，以及夹在所述驱动层(200)和传感层(300)之间的用透明绝缘介质制成的电容介质平面(910)；所述传感层(300)位于驱动层(200)的上方，或者所述驱动层(200)位于传感层(300)的上方；
所述驱动层(200)包括有，在同一平面内间隔分布的用透明导电材料制成的平板驱动电极(210)；所述传感层(300)包括有，在同一平面内用透明导电材料制成的平板传感电极(310)，所述各传感电极(310)分布在传感层(300)中与驱动层(200)中所述各驱动电极(210)相互间空隙区域正对着的区域内，令所述驱动电极(210)和传感电极(310)一起填充它们所在互电容触摸单元(1000)的触摸区域(110)；从而在所述整个触摸区域(110)内，所述传感电极(310)所占区域与驱动电极(210)所占区域互补，使传感电极(310)与驱动电极(210)不会出现正对的空间位置关系；
所述驱动电极(210)与组合式互电容触摸屏外设的对应于该驱动电极(210)所在互电容触摸单元(1000)的激励信号模块(600)电连接，所述传感电极(310)与组合式互电容触摸屏外设的对应于该传感电极(310)所在的互电容触摸单元(1000)的传感控制模块(700)电连接。
9.根据权利要求8所述的组合式互电容触摸屏，其特征在于：
还包括用透明导电材料制成的屏蔽层连接线(1420)，以及屏蔽层引出导线(1430)；
所述互电容触摸单元(1000)还包括屏蔽层(400)；该屏蔽层(400)设置于驱动层(200)和传感层(300)中位于下方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；
所述屏蔽层(400)包括用透明导电材料制成的平板屏蔽电极(410)，以及屏蔽电极引出导线(430)；所述各屏蔽电极(410)正对着所述驱动层(200)和传感层(300)中位于上方的一层中各电极所占区域；
所述屏蔽电极(410)电悬空；或者，借助所述屏蔽层连接线(1420)，所述互电容触摸单元(1000)各自的屏蔽层(400)电连接在一起，并通过屏蔽层引出导线(1430)接地或者与组合式互电容触摸屏外设的直流源(800)电连接；又或者，借助屏蔽电极引出导线(430)，所述互电容触摸单元(1000)各自的屏蔽电极(410)接地或者与组合式互电容触摸屏外设的直流源(800)电连接。
10.根据权利要求8或者9所述的组合式互电容触摸屏，其特征在于：
所述互电容触摸单元(1000)还包括哑电极层(500)；该哑电极层(500)设置于驱动层(200)和传感层(300)中位于上方的一层的上方、下方或者嵌套在该层内；
所述哑电极层(500)包括用透明导电材料制成的平板哑电极(510)，所述各哑电极(510)正对着所述驱动层(200)和传感层(300)中位于下方的一层中各电极所占区域。
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