專利名稱：一種嵌入式單層電容觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏，尤其涉及嵌入式單層電容觸摸屏的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，市場上采用的觸摸屏基本都是分離式觸摸屏，所謂分離式觸摸屏，就是觸摸面板與液晶面板分開生產(chǎn)，然后組裝到一起。這樣就造成了液晶面板的厚度增加，分開制造觸摸面板與液晶面板也造成了成本的增高。如果能使原本外置的觸摸面板部件與液晶面板實(shí)現(xiàn)一體化，便有可能實(shí)現(xiàn)面板的薄型化和輕量化。另外，在將觸摸面板外置于液晶的原方式中，液晶和觸摸面板之間存在物理空間，因此，在液晶面板的上面和觸摸面板的下面之間會反射外來光線等，導(dǎo)致在室外等明亮的環(huán)境下的可視性降低。如果外置的觸摸面板部件能實(shí)現(xiàn)一體化，便可抑制在室外等 的可視性降低現(xiàn)象。很多廠商都在積極開發(fā)一體化觸摸屏，也叫嵌入式觸摸屏，即在液晶面板內(nèi)部嵌入觸摸傳感器。當(dāng)前最常用的是嵌入式電容觸摸屏，通過在液晶面板內(nèi)加入兩層銦錫氧化物(ITO)電極實(shí)現(xiàn)，通過檢測兩層電極之間的互電容變化，確定用戶觸摸屏幕的位置。但是，這樣的嵌入式雙層電容觸摸屏，由于需要在液晶面板內(nèi)部形成兩層互相絕緣的銦錫氧化物(ITO)電極，使得原本就復(fù)雜的嵌入式制造工藝更加復(fù)雜，造成成品率的低下，難以量產(chǎn)。而常用的單面ITO搭橋式電容觸摸屏需要對位于同一平面上的電極進(jìn)行搭橋連接，搭橋工藝也非常復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高的同時，成品率較低。因此，急需一種簡單的、使用單層ITO電極實(shí)現(xiàn)嵌入式電容觸摸屏幕的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種僅使用單層ITO電極的，不使用傳統(tǒng)的電極搭橋方式的嵌入式電容觸摸屏幕。本發(fā)明的嵌入式單層電容觸摸屏幕通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種嵌入式單層電容觸摸屏，包括保護(hù)玻璃層，偏光板，單層ITO電極層，上玻璃，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃；以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起；單層ITO電極層可以形成在偏光板的下表面或者上玻璃的上表面。或者包括保護(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，單層ITO電極層，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃；以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起；單層ITO電極層可以形成在上玻璃的下表面或者濾光片的上表面?；蛘甙ūＷo(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，單層ITO電極層，下玻璃；以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起；單層ITO電極層形成在下玻璃的上表面?；蛘甙ūＷo(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，濾光片，單層ITO電極層，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃；以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起；單層ITO電極層形成在濾光片的下表面或液晶層的上表面。單層ITO電極層是由多組重復(fù)電極單元組成，重復(fù)電極單元按列狀重復(fù)排列，并形成多個列；每個重復(fù)電極單元由驅(qū)動電極和與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)但是相互隔離的無電連接的感應(yīng)電極組成。位于同一列的重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極直接相連，從而形成多個列感應(yīng)電極；每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極都具有一條引出線，位于同一行的重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極通過引出線在柔性電路板或印刷電路板上連接，從而形成多個行驅(qū)動電極。驅(qū)動電極可以是由多個上方連接起來的第一條狀電極組成，而每個第一條狀電極的外形如同多個上下連接起來的“中”字；感應(yīng)電極是由與多個第一條狀電極形狀互補(bǔ)的多個第二條狀電極下方連接在一起構(gòu)成的。驅(qū)動電極還可以是由長方形三條邊組成的邊框，以及與位于其他兩條邊之間的那 條邊共同形成一個“ K ”字形的電極組成的。對每個行驅(qū)動電極，分別依次加載驅(qū)動信號，通過檢測觸摸時列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容，并與觸摸前列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容進(jìn)行比較，得到互電容變化的點(diǎn)為觸摸點(diǎn)，并確定多個觸摸點(diǎn)的位置。還可以采用自電容感應(yīng)方式，此方式下單層ITO電極層上相鄰兩個電極以互補(bǔ)的形狀咬合在一起，每個電極都比較狹長，可以從觸摸屏的一端延伸到另一端。所述單層ITO電極層使用三角形電極，三角形電極的一個底與相鄰三角形電極的一個頂點(diǎn)位于觸摸屏一端的一條直線上，三角形電極的一個頂點(diǎn)與另一個三角形電極的一個底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個三角形電極位于觸摸屏兩端的底邊上分別具有一條引出線，引出線可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。所述單層ITO電極層還可以使用梯形電極，梯形電極的上底與相鄰互補(bǔ)的梯形電極的下底位于觸摸屏一端的一條直線上，梯形電極的下底與相鄰互補(bǔ)的梯形感應(yīng)電極的上底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個梯形電極位于觸摸屏兩端的下底上分別具有一條引出線，引出線可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。通過測量每個電極在觸碰前后造成的自電容的變化，計算得出觸摸位置。


圖1A、1B、1C、1D為本申請的嵌入式單層電容觸摸屏幕的剖面層疊結(jié)構(gòu)圖；圖2為單層“中”字形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極的結(jié)構(gòu)圖；圖3為單層“K”字形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極的結(jié)構(gòu)圖；圖4為“中”字形驅(qū)動電極的結(jié)構(gòu)圖；圖5為“K”字形驅(qū)動電極以及感應(yīng)電極的結(jié)構(gòu)圖；圖6為單層三角形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極的結(jié)構(gòu)圖；圖7為單層梯形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例
圖1A、1B、1C示出了本申請嵌入式單層電容觸摸屏幕的剖面層疊結(jié)構(gòu)。本申請嵌入式單層電容觸摸屏幕包括單層ITO電極層10，保護(hù)玻璃層11，偏光板12，上玻璃13，濾光片14，液晶層15，薄膜場效應(yīng)晶體管(TFT)層16，下玻璃17。根據(jù)實(shí)際需要不同，可以采用不同的方法將觸摸ITO電極嵌入到液晶面板中。在本申請中采用以下兩種技術(shù)，將ITO電極嵌入液晶面板的四個不同位置，從而形成4種不同層疊結(jié)構(gòu)的嵌入式觸摸面板I.采用“on-cell”技術(shù)可以將單層ITO電極層10形成在上玻璃13的上表面，或偏光板12的下表面(如圖IA所不)。將單層ITO電極層10形成在偏光板12的下表面時，可以不使用上玻璃13，這樣可以進(jìn)一步減少嵌入式觸摸屏的厚度，這里沒有在圖中略去上玻璃13，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)圖IA中的層疊結(jié)構(gòu)，直接根據(jù)文字描述得出具體結(jié)構(gòu)。2.采用“in-cell”技術(shù)可以將單層ITO電極層10形成在上玻璃13的下表面，或者形成在濾光片14的上表面(如圖IB所示)；還可以將單層ITO電極層10形成在下玻 璃17的上表面(如圖IC所示)；還可以將單層ITO電極層10形成在濾光片14的下表面或液晶層15的上表面(如圖ID所示)。本申請中使用單層ITO電極層，而不采用雙層ITO電極層，可以有效減小嵌入式電容觸摸屏的厚度，而且本申請中的單層ITO電極層不是傳統(tǒng)的單層電極搭橋工藝制成的，而是以下列方式構(gòu)成的如圖2、3所示本申請的單層ITO電極層是由多組重復(fù)電極單元組成，重復(fù)電極單元按列狀重復(fù)排列，并形成多個列。每個重復(fù)電極單元由驅(qū)動電極和與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)但是相互隔離的無電連接的感應(yīng)電極組成。每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極具有一條引出線，每條引出線都引向觸摸屏的上方。位于同一列的重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極直接相連，從而形成多個列感應(yīng)電極；將位于同一行的重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極通過引出線在柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)上連接(未在圖中示出)，從而形成多個行驅(qū)動電極。驅(qū)動電極和感應(yīng)電極的形狀可采用不同形狀I(lǐng).圖2顯示了四個完整的重復(fù)電極單元4(圖2的圓圈中就是一個重復(fù)電極單元)。其中I為地隔離線，2為感應(yīng)電極，3為驅(qū)動電極。每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極3，是由多個上方連接起來的第一條狀電極組成，而每個第一條狀電極的外形如同多個“中”字上下連接起來的。而每個重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極2，是由與多個第一條狀電極形狀互補(bǔ)的多個第二條狀電極下方連接在一起。每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極3在最右側(cè)具有一條引出線，每條引出線都引向觸摸屏的上方。位于同一列的每個重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極2是直接相連的。2.圖3顯示了幾個重復(fù)電極單元。21為地隔離線，22為感應(yīng)電極，每一列感應(yīng)電極連接在一起，23、24、23’、24’為驅(qū)動電極；23與23’通過外部柔性電路板(FPC)連接組成第一行驅(qū)動電極；24與24’通過外部FPC連接組成第二行驅(qū)動電極。每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極，是由長方形三條邊組成的邊框，以及與位于其他兩條邊之間的那條邊共同形成一個“K”字形的電極組成的。而每個重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極，是由與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)的電極構(gòu)成的。
圖4示出了單層“中”字形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極單元中驅(qū)動電極的結(jié)構(gòu)圖?？梢钥闯鲵?qū)動電極是由多個上方連接起來的第一條狀電極組成，而每個第一條狀電極的外形如同多個“中”字上下連接起來的。同理，每個重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極，是由與多個第一條狀電極形狀互補(bǔ)的多個第二條狀電極下方連接在一起構(gòu)成的。圖5示出了單層“K”字形結(jié)構(gòu)重復(fù)電極單元中驅(qū)動電極和感應(yīng)電極的結(jié)構(gòu)圖?？梢钥闯鲵?qū)動電極是由長方形三條邊組成的邊框，以及與位于其他兩條邊之間的那條邊共同形成一個“K”字形的電極組成的；而感應(yīng)電極，是由與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)的電極構(gòu)成的。驅(qū)動電極和與感應(yīng)電極之間是無電性連接的，二者中間是感應(yīng)通道。在實(shí)際制造中，可以在下玻璃17上表面，或者上玻璃13的上表面，或者上玻璃13的下表面，或者濾光片的下表面或者液晶層的上表面使用濺鍍工藝形成一層ITO鍍膜層，再對ITO鍍膜層進(jìn)行蝕刻處理，形成多個驅(qū)動電極及其引出線和與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)但是相互隔離的無電連接的感應(yīng)電極，從而構(gòu)成了單層ITO電極層10。每個驅(qū)動電極和與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)的感應(yīng)電極構(gòu)成了一個重復(fù)電極單元。單層ITO電極層由多個重復(fù)電極單元排列構(gòu)成，重復(fù)電極單元按列狀重復(fù)排列，并形成多個列。每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極 具有一條引出線。位于同一列的重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極直接相連，從而形成多個列感應(yīng)電極；位于同一行的重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極通過引出線在柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)上連接，從而形成多個行驅(qū)動電極。在形成位于玻璃一面的單層ITO電極層10后,將保護(hù)玻璃層11,偏光板12,上玻璃13，濾光片14，液晶層15，薄膜場效應(yīng)晶體管(TFT)層16，下玻璃17按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起，形成本申請實(shí)現(xiàn)的嵌入式單層電容觸摸屏。本申請實(shí)現(xiàn)的嵌入式單層電容觸摸屏采用互電容式電極排布時，如附圖2-5所示，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸在檢測多點(diǎn)觸摸時，對每個行驅(qū)動電極，分別依次加載驅(qū)動信號，通過檢測觸摸時列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容，并與觸摸前列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容進(jìn)行比較，得到互電容變化的點(diǎn)為觸摸點(diǎn)，并確定多個觸摸點(diǎn)的位置。附圖6和附圖7示出了本申請的單層ITO上的電極利用自電容模式排布時，采用其他形狀的電極，如三角形、梯形實(shí)現(xiàn)的方式相鄰兩個電極以互補(bǔ)的形狀“咬合”在一起，每個電極都比較狹長，可以從觸摸屏的一端延伸到另一端。如附圖6使用三角形電極時，三角形電極61的一個底與相鄰三角形電極62的一個頂點(diǎn)位于觸摸屏一端的一條直線上，三角形電極的61 —個頂點(diǎn)與另一個三角形電極62的一個底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個三角形電極位于觸摸屏兩端的底邊上分別具有一條引出線63，引出線63可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。如附圖7使用梯形電極時，梯形電極71的上底與相鄰互補(bǔ)的梯形電極72的下底位于觸摸屏一端的一條直線上，梯形電極71的下底與相鄰互補(bǔ)的梯形感應(yīng)電極72的上底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個梯形電極位于觸摸屏兩端的下底上分別具有一條引出線73，引出線73可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。此時，還可以通過測量每個電極在觸碰前后造成的自電容的變化，計算得出觸摸位置。綜上所述，可以看出，本申請的嵌入式單層電容觸摸屏具有以下優(yōu)點(diǎn)I.僅使用單層ITO電極層就可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。有效地減小了液晶觸摸面板的厚度，更適用于手持電子設(shè)備。2.相比使用兩層ITO電極層分別作為X軸電極和Y軸電極才能實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸，本申請極大地減小了將ITO電極層嵌入液晶面板的制造工藝的難度、提高了成品率。相對于單層搭橋結(jié)構(gòu)減少了搭橋工藝，因此簡化了工藝，減少了工序，有效降低了成本。3.可使用“on-cell”技術(shù)，也可使用“in-cell”技術(shù)實(shí)現(xiàn)ITO電極層的嵌入。僅使用單層ITO電極層，使得ITO電極層可在多個位置形成，非常靈活，可以根據(jù)生產(chǎn)需要選擇在哪個位置實(shí)現(xiàn)ITO電極。4.感應(yīng)通道電極和驅(qū)動通道電極相鄰面積更大，兩者側(cè)壁之間形成的互電容更大，手觸摸后電容變化更大。因此，本申請的嵌入式單層電容觸摸屏的觸摸靈敏度更高。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在·不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式單層電容觸摸屏，包括 保護(hù)玻璃層，偏光板，單層ITO電極層，上玻璃，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃； 以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起； 單層ITO電極層可以形成在偏光板的下表面或者上玻璃的上表面。
2.一種嵌入式單層電容觸摸屏，包括 保護(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，單層ITO電極層，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃； 以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起； 單層ITO電極層可以形成在上玻璃的下表面或者濾光片的上表面。
3.一種嵌入式單層電容觸摸屏，包括 保護(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，單層ITO電極層，下玻璃； 以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起； 單層ITO電極層形成在下玻璃的上表面。
4.一種嵌入式單層電容觸摸屏，包括 保護(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，濾光片，單層ITO電極層，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃； 以上各層按照從上到下的順序?qū)盈B結(jié)合在一起； 單層ITO電極層可以形成在濾光片的下表面或液晶層的上表面。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 采用互電容方式的單層ITO電極層是由多組重復(fù)電極單元組成，重復(fù)電極單元按列狀重復(fù)排列，并形成多個列；每個重復(fù)電極單元由驅(qū)動電極和與驅(qū)動電極形狀互補(bǔ)但是相互隔離的無電連接的感應(yīng)電極組成。
6.如權(quán)利要求5所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 位于同一列的重復(fù)電極單元中的感應(yīng)電極直接相連，從而形成多個列感應(yīng)電極。
7.如權(quán)利要求5所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 每個重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極都具有一條引出線，位于同一行的重復(fù)電極單元中的驅(qū)動電極通過引出線在柔性電路板或印刷電路板上連接，從而形成多個行驅(qū)動電極。
8.如權(quán)利要求5所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 驅(qū)動電極是由多個上方連接起來的第一條狀電極組成，而每個第一條狀電極的外形如同多個上下連接起來的“中”字；感應(yīng)電極是由與多個第一條狀電極形狀互補(bǔ)的多個第二條狀電極下方連接在一起構(gòu)成的。
9.如權(quán)利要求5所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 驅(qū)動電極是由長方形三條邊組成的邊框，以及與位于其他兩條邊之間的那條邊共同形成一個“K”字形的電極組成的。
10.如權(quán)利要求6-9任一所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 對每個行驅(qū)動電極，分別依次加載驅(qū)動信號，通過檢測觸摸時列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容，并與觸摸前列感應(yīng)電極和相應(yīng)行驅(qū)動電極側(cè)壁之間互電容進(jìn)行比較，得到互電容變化的點(diǎn)為觸摸點(diǎn)，并確定多個觸摸點(diǎn)的位置。
11.如權(quán)利要求1-4任一所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 單層ITO電極層上相鄰兩個電極以互補(bǔ)的形狀咬合在一起，每個電極都比較狹長，可以從觸摸屏的一端延伸到另一端。
12.如權(quán)利要求11所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 所述單層ITO電極層使用三角形電極，三角形電極的一個底與相鄰三角形電極的一個頂點(diǎn)位于觸摸屏一端的一條直線上，三角形電極的一個頂點(diǎn)與另一個三角形電極的一個底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個三角形電極位于觸摸屏兩端的底邊上分別具有一條引出線，引出線可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。
13.如權(quán)利要求11所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 所述單層ITO電極層使用梯形電極，梯形電極的上底與相鄰互補(bǔ)的梯形電極的下底位于觸摸屏一端的一條直線上，梯形電極的下底與相鄰互補(bǔ)的梯形感應(yīng)電極的上底位于觸摸屏另一端的另一條直線上；在每個梯形電極位于觸摸屏兩端的下底分別具有一條引出線，引出線可以通過柔性電路板(FPC)或印刷電路板(PCB)與觸摸數(shù)據(jù)處理計算單元連接。
14.如權(quán)利要求12或13所述的嵌入式單層電容觸摸屏，其特征在于 通過測量每個電極在觸碰前后造成的自電容的變化，計算得出觸摸位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入式單層電容觸摸屏，從上到下包括保護(hù)玻璃層，偏光板，上玻璃，濾光片，液晶層，薄膜場效應(yīng)晶體管層，下玻璃。還包括單層ITO電極層，可以形成于偏光板的下表面或者上玻璃的上表面或者上玻璃的下表面或者濾光片的上表面或者濾光片的下表面或者液晶層的上表面或者下玻璃的上表面。形成于單層ITO電極層上的多個電極是形狀互補(bǔ)但是相互隔離、無電連接的?？梢园凑栈ル娙菽Ｊ揭部梢园凑兆噪娙菽Ｊ叫纬伤鲭姌O?？梢酝ㄟ^檢測觸摸前后，電極之間形成互電容的變化，也可以通過檢測觸摸引起的電極自電容變化來確定觸摸的位置。
文檔編號G06F3/044GK102799332SQ20121032252
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月4日
發(fā)明者張晉芳, 陳馗, 劉宏輝 申請人:北京集創(chuàng)北方科技有限公司