一種互電容式的觸摸屏的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種互電容式的觸摸屏包括：觸摸式基板；金屬支架層，其設(shè)于觸摸式基板的下方，包括橫向支架和縱向支架；絕緣層，其設(shè)于橫向支架與縱向支架的之間；至少兩塊透明導(dǎo)電薄膜層，包括橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層，橫向支架與橫向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成橫向電極，縱向支架與縱向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成縱向電極；所述橫向透明導(dǎo)電膜沿所述橫向支架設(shè)置，且所述橫向透明導(dǎo)電膜在垂直于所述橫向支架的方向上的寬度大于所述橫向支架的寬度。通過(guò)金屬支架層進(jìn)行信號(hào)傳遞，減小了RC加載，可使得橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層可做得更大，適用于大尺寸的互電容式的觸摸屏。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種互電容式的觸摸屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸摸屏，尤其是特指一種可適用于大尺寸屏幕的互電容式觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，目前電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、MP3等各種電子裝置的顯示屏已逐漸被觸摸屏所替代。
[0003]在觸摸屏領(lǐng)域，分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線(xiàn)式以及表面聲波式。電容式觸摸屏的工作原理是利用人體的電流感應(yīng)工作，當(dāng)導(dǎo)體觸摸屏幕上時(shí)，由于人體電場(chǎng)，用戶(hù)與觸摸屏表面形成耦合電容，對(duì)于高頻電流而言，電容是直接導(dǎo)體，導(dǎo)體從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與導(dǎo)體到四角的距離成正比，控制器通過(guò)對(duì)這四個(gè)電流比例的計(jì)算，獲得觸摸點(diǎn)的位置。
[0004]傳統(tǒng)的電容式觸摸屏采用導(dǎo)電薄膜層作為電極傳導(dǎo)層，受限于薄膜層的硬度，難于制備大尺寸的電容式觸摸屏，整體受力彎曲變形時(shí)，容易出現(xiàn)界面的分離，導(dǎo)致電極斷路，觸摸失效，觸摸感應(yīng)部件損壞；而采用金屬作為電極傳導(dǎo)層，又帶來(lái)透光率下降的缺陷。
[0005]因此，亟待于提供一種既可以提高觸控靈敏度、觸摸屏支撐度、又可以提高透光率的互電容式的觸摸屏。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種既可以提高觸控靈敏度，又可以減小內(nèi)部電阻，提高透光率的互電容式的觸摸屏。
[0007]本發(fā)明提供了一種互電容式的觸摸屏，其包括:
[0008]觸摸式基板；
[0009]金屬支架層，其設(shè)于觸摸式基板的下方，包括相互垂直且不在同一水平面的橫向支架和縱向支架；
[0010]絕緣層，其設(shè)于橫向支架與縱向支架的之間；
[0011]至少兩塊透明導(dǎo)電薄膜層，包括橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層，橫向支架與橫向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成橫向電極，縱向支架與縱向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成縱向電極；且所述橫向透明導(dǎo)電膜沿所述橫向支架設(shè)置，且所述橫向透明導(dǎo)電膜在垂直于所述橫向支架的方向上的寬度大于所述橫向支架的寬度，以加寬橫向電極的接觸面積。所述透明導(dǎo)電薄膜層由氧化銦錫制成；所述絕緣層的材料為氮化硅或二氧化硅。
[0012]優(yōu)選地，所述縱向透明導(dǎo)電膜層沿所述縱向支架設(shè)置，且所述縱向透明導(dǎo)電膜層在垂直于所述縱向支架的方向上的寬度大于所述縱向支架的寬度，以同樣地加寬縱向電極的接觸面積。
[0013]優(yōu)選地，所述絕緣層可有兩種不同的設(shè)置方式，其中一種設(shè)置方式是將絕緣層整面地設(shè)置于所述橫向支架和所述觸摸式基板上，這時(shí)，位于所述橫向支架上的所述絕緣層設(shè)置有通孔，所述橫向透明導(dǎo)電膜層通過(guò)所述通孔與所述橫向支架連接，而所述縱向透明導(dǎo)電膜層直接與所述縱向支架連接；另一種設(shè)置方式是將絕緣層設(shè)置于所述橫向支架和所述縱向支架交錯(cuò)的位置，以保證在兩者交接處相絕緣。
[0014]優(yōu)選地，在所述橫向支架和縱向支架交錯(cuò)處的四周，所述透明導(dǎo)電薄膜層設(shè)有四塊，包括兩塊橫向透明導(dǎo)電薄膜層和兩塊縱向透明導(dǎo)電薄膜層，所述四塊透明導(dǎo)電薄膜層設(shè)于同一水平面上。
[0015]優(yōu)選地，所述橫向支架或縱向支架為若干條，通過(guò)相互垂直交錯(cuò)的橫向支架和縱向支架形成若干塊觸控片區(qū)，各觸控片區(qū)上的透明導(dǎo)電薄膜層相互絕緣。通過(guò)設(shè)置多塊觸控區(qū)域，提高觸摸屏的靈敏度。
[0016]當(dāng)導(dǎo)體未觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為V2 = V1XC1/(C1+C3)；
[0017]當(dāng)導(dǎo)體觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為V2’ = V1*C1/(C1+C2+C3)；
[0018]抗噪比為V2-V2’；
[0019]其中，Vl為觸摸屏的輸入電壓值，Cl為橫向電極與縱向電極之間的互電容，C2為導(dǎo)體與橫向電極和縱向電極之間的導(dǎo)體電容，C3為橫向電極或縱向電極與承載基板之間的寄生電容。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種互電容式的觸摸屏采用金屬支架層與透明導(dǎo)電薄膜層相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，采用金屬支架層作為電極的發(fā)射端和接收端，金屬支架層的電阻值小，RC加載較小，為了解決金屬不透光且會(huì)反射外來(lái)光的缺陷，在金屬支架層的上方電鍍透明導(dǎo)電薄膜層，以加寬導(dǎo)體觸控面積，又保證了觸摸屏的透光度，通過(guò)金屬支架層進(jìn)行信號(hào)傳遞，減小了 RC加載，可使得橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層可做得更大，適用于大尺寸的互電容式的觸摸屏。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的縱向側(cè)視圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例一的橫向側(cè)視圖；
[0023]圖3為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例二的橫向側(cè)視圖；
[0024]圖4為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的絕緣層的實(shí)施例一的俯視圖；
[0025]圖5為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的絕緣層的實(shí)施例二的俯視圖；
[0026]圖6為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例一的俯視圖；
[0027]圖7為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例二的俯視圖；
[0028]圖8為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例一的局部放大圖；
[0029]圖9為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的實(shí)施例二的局部放大圖；
[0030]圖10為本發(fā)明一種新型的互電容式的觸摸屏的電容分布狀況圖；
【具體實(shí)施方式】
[0031]參照?qǐng)D1至圖3以及圖6所示，在觸摸屏的縱向側(cè)視圖和橫向側(cè)視圖中，為了提高觸摸屏的靈敏度和透光率，本發(fā)明提供了一種新型的互電容式的觸摸屏，其包括:觸摸式基板1，設(shè)于觸摸屏的表面；金屬支架層2，其設(shè)于觸摸式基板I的下方，起支撐觸摸式基板1，并傳導(dǎo)電流的作用，包括相互垂直且不在同一水平面的橫向支架20和縱向支架22，通過(guò)橫向支架20和縱向支架22交錯(cuò)組成網(wǎng)狀的金屬支架結(jié)構(gòu)，至少兩塊透明導(dǎo)電薄膜層3，包括橫向透明導(dǎo)電薄膜層30和縱向透明導(dǎo)電薄膜層32，其通過(guò)鍍膜或粘貼的方式覆蓋于金屬支架層2上，兩者相互電導(dǎo)通，橫向支架20與橫向透明導(dǎo)電薄膜層30相互電連接形成橫向電極，縱向支架22與縱向透明導(dǎo)電薄膜層32相互電連接形成縱向電極，橫向電極與縱向電極之間形成互電容；所述透明導(dǎo)電膜層3由氧化銦錫(ITO)制成。絕緣層4，其設(shè)于橫向支架20與縱向支架22的之間，用于阻隔橫向支架20與縱向支架22，避免其相互導(dǎo)通。當(dāng)導(dǎo)體靠近于觸摸式基板時(shí)，在導(dǎo)體與橫向電極和縱向電極之間產(chǎn)生導(dǎo)體電容，當(dāng)導(dǎo)體觸摸于基板上時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體電容所產(chǎn)生的變化，致使互電容兩端的電壓發(fā)生變化，通過(guò)計(jì)算所述電壓的變化來(lái)測(cè)定導(dǎo)體觸摸的位置。
[0032]其中，所述橫向透明導(dǎo)電膜30沿所述橫向支架20設(shè)置，且所述橫向透明導(dǎo)電膜30在垂直于所述橫向支架20的方向上的寬度大于所述橫向支架20的寬度，以加寬橫向電極的接觸面積。所述縱向透明導(dǎo)電膜層32沿所述縱向支架22設(shè)置，且所述縱向透明導(dǎo)電膜層32在垂直于所述縱向支架22的方向上的寬度大于所述縱向支架22的寬度，以同樣地加寬縱向電極的接觸面積，以加寬縱向電極的接觸面積。從而增加整個(gè)橫向電極和縱向電極的觸摸面積，以適用于大尺寸觸摸屏制備的需要。
[0033]結(jié)合參照?qǐng)D4、圖6和圖8所不,金屬支架層2包括若干條相互垂直的支架:橫向支架20和縱向支架22，在實(shí)施例一中，結(jié)合參照?qǐng)D3所示，所述橫向支架20為兩根，所述縱向支架22為四根，橫向支架20相互平行，縱向支架22亦相互平行，所述絕緣層4設(shè)置于所述橫向支架20和所述縱向支架22交錯(cuò)的位置，以保證在兩者交接處相絕緣。這時(shí)，橫向支架20與橫向透明導(dǎo)電薄膜層30相導(dǎo)通，縱向支架22與縱向?qū)щ姳∧?2在絕緣層4的外周相導(dǎo)通，而橫向支架20與縱向支架22之間相互電絕緣。橫向支架20沿橫向方向?qū)ΨQ(chēng)延仲，縱向支架22以橫向支架20的中心點(diǎn)為支點(diǎn)，沿縱向方向?qū)ΨQ(chēng)延仲，組成方形或長(zhǎng)方形的立體支架，增大了導(dǎo)電的面積，可適用于制備更大尺寸的觸摸屏。
[0034]在實(shí)施例二中，參照?qǐng)D3、圖7和圖9所示，所述絕緣層4設(shè)于橫向支架20與縱向透明導(dǎo)電薄膜層32之間，絕緣層4整面地設(shè)置于所述橫向支架20和所述觸摸式基板I上，這時(shí)，在橫向方向上，橫向支架20與橫向透明導(dǎo)電薄膜層30直接相互導(dǎo)通，以形成橫向電極；在縱向方向上，縱向支架22通過(guò)絕緣層4與縱向透明導(dǎo)電薄膜層32相阻隔。位于所述縱向支架22上的所述絕緣層4設(shè)置有通孔6，所述縱向透明導(dǎo)電薄膜層32通過(guò)所述通孔6與所述縱向支架22連接，而所述橫向透明導(dǎo)電薄膜層30直接與所述橫向支架20連接，通過(guò)貫穿所述導(dǎo)電通孔6的引線(xiàn)或引腳將縱向透明導(dǎo)電薄膜層32與縱向支架22相互導(dǎo)通，以形成縱向電極。
[0035]在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D6和圖7所示，所述透明導(dǎo)電薄膜層設(shè)有四塊，包括兩塊橫向透明導(dǎo)電薄膜層30和兩塊縱向透明導(dǎo)電薄膜層32。所述四塊透明導(dǎo)電薄膜層3設(shè)于同一水平面上。所述橫向支架20或縱向支架22為若干條，通過(guò)相互垂直交錯(cuò)的橫向支架20和縱向支架22形成若干塊觸控片區(qū)，各觸控片區(qū)上的透明導(dǎo)電薄膜層3相互絕緣。當(dāng)手指觸碰于某一觸控片區(qū)時(shí)，該觸控片區(qū)的橫向電極和縱向電極分別導(dǎo)通，通過(guò)電容的變化獲得電壓的變化，以得知手指觸摸的位置。通過(guò)劃分多個(gè)觸控片區(qū)，提高觸摸屏的靈敏度。
[0036]在本發(fā)明中，所述導(dǎo)體可為人的手指，通過(guò)手指觸摸所產(chǎn)生的電容變化，計(jì)算出電壓變化，以獲知手指觸摸的位置；所述透明導(dǎo)電薄膜層由氧化銦錫(ITO)制成；所述絕緣層的材料為氮化硅或二氧化硅。
[0037]在圖10中，示出互電容式的觸摸屏的電容分布狀況圖。當(dāng)導(dǎo)體未觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為V2 = V1XC1/(C1+C3);當(dāng)導(dǎo)體觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為 V2’ = V1*C1/(C1+C2+C3);抗噪比(SNR, signal to noise ratio)為V2-V2’。其中，Vl為觸摸屏的輸入電壓值，Cl為橫向電極與縱向電極之間的互電容，C2為導(dǎo)體與橫向電極和縱向電極之間的導(dǎo)體電容，C3為橫向電極或縱向電極與承載基板之間的寄生電容，所述承載基板設(shè)置于透明導(dǎo)電薄膜層3的下方。當(dāng)V2和V2’之間的差異越大，觸控IC越容易感知導(dǎo)體觸控的位置。這樣，若導(dǎo)體電容C2較大，抗噪比較好。采用金屬支架層2后，由金屬代替透明導(dǎo)電薄膜來(lái)做為電極的發(fā)射端和接收端，金屬支架層的電阻值小，RC加載較小，為了解決金屬不透光且會(huì)反射外來(lái)光的缺陷，在金屬支架層2的上方電鍍透明導(dǎo)電薄膜層3，以加寬導(dǎo)體觸控面積，又保證了觸摸屏的透光度，通過(guò)金屬支架層2進(jìn)行信號(hào)傳遞，減小了 RC加載，可使得橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層可做得更大，適用于大尺寸的互電容式的觸摸屏。
[0038]以下列出原有觸摸屏的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的觸摸屏的結(jié)構(gòu)的Cl和C2的變化值:
[0039]原觸摸屏的結(jié)構(gòu):C1:1.77e_12 ；C2:1.3e_14 ;本發(fā)明觸摸屏結(jié)構(gòu):C1:1.97e_12 ；C2:1.5"12ο
[0040]導(dǎo)體與透明導(dǎo)電薄膜層之間的導(dǎo)體電容C2增大，增強(qiáng)了觸控的靈敏度。
[0041]參照?qǐng)D11所示，橫向支架和縱向支架通過(guò)絕緣層相互隔離，其在兩者交界處相互隔離，也可以整面隔離，金屬支架層2與透明導(dǎo)電薄膜層3之間相互導(dǎo)通，僅在交界處相互隔離，或整面隔離，通過(guò)穿過(guò)導(dǎo)電通孔的引腳或引線(xiàn)將兩者導(dǎo)通，形成電容結(jié)構(gòu)。當(dāng)有導(dǎo)體觸摸于基板時(shí)，引起導(dǎo)體電容C2的大小發(fā)生變化，增大了導(dǎo)體電容C2，使得觸控的靈敏度增強(qiáng)，采用金屬支架層2代替透明導(dǎo)電薄膜層3作為橫向的電極和縱向的電極，提高了電容式觸摸屏的透光率，從而更好地適用于大尺寸的觸摸屏。
【權(quán)利要求】
1.一種互電容式的觸摸屏，其特征在于包括: 觸摸式基板； 金屬支架層，其設(shè)于觸摸式基板的下方，包括相互垂直且不在同一水平面的橫向支架和縱向支架； 絕緣層，其設(shè)于橫向支架與縱向支架的之間； 至少兩塊透明導(dǎo)電薄膜層，包括橫向透明導(dǎo)電薄膜層和縱向透明導(dǎo)電薄膜層，橫向支架與橫向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成橫向電極，縱向支架與縱向透明導(dǎo)電薄膜層相互電連接形成縱向電極；所述橫向透明導(dǎo)電膜沿所述橫向支架設(shè)置，且所述橫向透明導(dǎo)電膜在垂直于所述橫向支架的方向上的寬度大于所述橫向支架的寬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述縱向透明導(dǎo)電膜層沿所述縱向支架設(shè)置，且所述縱向透明導(dǎo)電膜層在垂直于所述縱向支架的方向上的寬度大于所述縱向支架的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述絕緣層整面設(shè)置于所述橫向支架和所述觸摸式基板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述絕緣層設(shè)置于所述橫向支架和所述縱向支架交錯(cuò)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:位于所述橫向支架上的所述絕緣層設(shè)置有通孔，所述橫向透明導(dǎo)電膜層通過(guò)所述通孔與所述橫向支架連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述縱向透明導(dǎo)電膜層直接與所述縱向支架連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:在所述橫向支架和縱向支架交錯(cuò)處的四周，所述透明導(dǎo)電薄膜層設(shè)有四塊，包括兩塊橫向透明導(dǎo)電薄膜層和兩塊縱向透明導(dǎo)電薄膜層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述四塊透明導(dǎo)電薄膜層設(shè)于同一水平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于:所述橫向支架或縱向支架為若干條，通過(guò)相互垂直交錯(cuò)的橫向支架和縱向支架形成若干塊觸控片區(qū)，各觸控片區(qū)上的透明導(dǎo)電薄膜層相互絕緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的互電容式的觸摸屏，其特征在于: 當(dāng)導(dǎo)體未觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為V2 = V1XC1/(C1+C3)； 當(dāng)導(dǎo)體觸摸于觸摸式基板上時(shí)，互電容兩端的電壓為V2’ = V1*C1/(C1+C2+C3)； 抗噪比為V2-V2’ ； 其中，Vl為觸摸屏的輸入電壓值，Cl為橫向電極與縱向電極之間的互電容，C2為導(dǎo)體與橫向電極和縱向電極之間的導(dǎo)體電容，C3為橫向電極或縱向電極與承載基板之間的寄生電容。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK103530010SQ201310452576
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】葉成亮, 張君愷, 邱杰, 林永倫 申請(qǐng)人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司