專利名稱：單層電容觸摸傳感器及觸控終端的制作方法
單層電容觸摸傳感器及觸控終端
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單層電容觸摸傳感器及觸控終端。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電容觸摸傳感器通常需要多層導電材料結(jié)構(gòu)，有些雖然只用單層導電材料結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，但卻需要在X方向-Y方向交叉點處增加跳線以形成Χ、γ兩個維度相互交叉的網(wǎng)絡，即要求其中一個維度的電極設計成在另一個維度的電極上進行跳線的結(jié)構(gòu)，制作跳線結(jié)構(gòu)時，首先需要在交叉的位置布設一絕緣層，然后再在絕緣層上布設由導電材料形成的跳線，這種布線非常復雜，對工藝精度要求較高。電容觸摸傳感器觸摸檢測技術(shù)目前主要有互電容檢測和自電容檢測兩種方式。由于互電容檢測方式有著多點觸摸的特點，使其成為了主流的電容觸摸檢測技術(shù)，但同時互電容檢測也存在一些缺陷，例如懸浮效應。懸浮效應是指，當觸控終端放置于高絕緣的物體表面時(即處于懸浮狀態(tài)時)，用較大的手指(如大拇指)觸摸觸控終端，會出現(xiàn)觸摸面積反而比其他手指更小的現(xiàn)象。隨著用戶體驗要求越來越高，懸浮效應成了采用互電容檢測的產(chǎn)品性能的重要缺陷?；ル娙莸膽腋⌒砣缦?在非懸浮狀態(tài)下，由于人體對地的容抗較大，信號通過人體對地的阻抗和容抗與地有較大的耦合，從而通過截斷磁感應線減小節(jié)點電容，并能檢測到相應的變化量；而在懸浮狀態(tài)下，對地的容抗非常小，信號幾乎不能通過，當有大面積按壓(如大拇指觸摸)時，由于這種懸浮效應，將產(chǎn)生按壓中心的位置電容增大、周圍的電容減小的這種與預期相反的現(xiàn)象。懸浮效應的主要表現(xiàn)為大拇指按壓拆點和大面積判斷困難。目前解決該問題的方法主要為采用金屬外殼，加大設備對地面積，減小驅(qū)動、感應和手指的耦合電容。金屬外殼 具有必須與手指接觸的局限性，加大設備對地面積具有產(chǎn)品的局限性，而減小驅(qū)動、感應和手指的耦合電容又會對信噪比有影響。因此，如何簡化單層電容觸摸傳感器的布線工藝，同時改善電容觸摸傳感器的懸浮效應，成為目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種單層電容觸摸傳感器，旨在改善現(xiàn)有電容觸摸傳感器的懸浮效應，并解決現(xiàn)有電容觸摸傳感器布線工藝復雜的技術(shù)問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:—種單層電容觸摸傳感器，包括基板，所述基板上布設有:若干沿第一方向排列的感應電極，所述感應電極包括沿第一方向布設的感應電極塊，在所述感應電極塊的同一側(cè)、以所述感應電極塊為起點向第二方向延伸出的若干感應電極延伸部，所述第一方向與第二方向相垂直，并且相鄰感應電極的感應電極延伸部的延伸方向相反；
若干沿第二方向排列的驅(qū)動電極，每一行的驅(qū)動電極包括數(shù)量與感應電極列數(shù)相等的驅(qū)動電極單元，所述驅(qū)動電極單元包括沿第一方向布設的驅(qū)動電極塊，在所述驅(qū)動電極塊的同一側(cè)、以所述驅(qū)動電極塊為起點向所述第二方向的反方向延伸出的若干驅(qū)動電極延伸部，以使驅(qū)動電極延伸部與對應的感應電極延伸部相咬合；以及若干沿第一方向排列、位于相鄰感應電極飽和面之間的地電極。本發(fā)明還提供一種觸控終端，所述觸控終端采用本發(fā)明所述的單層電容觸摸傳感器。本發(fā)明的技術(shù)效果在于:在單層導電材料結(jié)構(gòu)中，將驅(qū)動電極和感應電極設計為咬合式結(jié)構(gòu)，通過咬合部分形成電容結(jié)構(gòu)，而無需再設計跳線，使布線得到簡化，在一定程度上降低了對工藝條件的要求，結(jié)構(gòu)簡單，易加工；進一步在基板上增設條塊狀的地電極，通過加大對地面積，改善單層電容觸摸傳感器的懸浮效應，同時還充分利用了基板上原為盲區(qū)的面積。

圖1是本發(fā)明實施例1提供的單層電容觸摸傳感器的布線示意圖。圖2是圖1中A部分的放大示意圖。圖3是本發(fā)明實施例4提供的單層電容觸摸傳感器的布線示意圖。圖4是圖3中B部分的放大示意圖。圖5是圖3中C部分的放大示意圖。附圖標記:感應電極I感應電極塊11感應電極延伸部12驅(qū)動電極2驅(qū)動電極塊21驅(qū)動電極延伸部22驅(qū)動電極走線23 地電極3第一懸浮塊41第二懸浮塊42第三懸浮塊4具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供一種單層電容觸摸傳感器，包括基板，基板上布設有若干沿第一方向排列的感應電極，感應電極包括沿第一方向布設的感應電極塊，在感應電極塊的同一側(cè)、以感應電極塊為起點向第二方向延伸出的若干感應電極延伸部，第一方向與第二方向相垂直，并且相鄰感應電極的感應電極延伸部的延伸方向相反；

基板上還布設有若干沿第二方向排列的驅(qū)動電極，每一行的驅(qū)動電極包括數(shù)量與感應電極列數(shù)相等的驅(qū)動電極單元；驅(qū)動電極單元包括沿第一方向布設的驅(qū)動電極塊，在驅(qū)動電極塊的同一側(cè)、以驅(qū)動電極塊為起點向第二方向的反方向延伸出的若干驅(qū)動電極延伸部，以使所述驅(qū)動電極延伸部與對應的所述感應電極延伸部相咬合，相咬合部分構(gòu)成的節(jié)點塊即為有效觸摸節(jié)點；基板上還布設有若干沿第一方向排列、位于相鄰感應電極飽和面之間的地電極。其中，飽和面是指感應電極完全平滑的一面，在本發(fā)明中，感應電極飽和面即為感應電極的感應電極塊對應的一面，其非飽和面則為感應電極延伸部對應的一面。類似地，驅(qū)動電極飽和面即為驅(qū)動電極的驅(qū)動電極塊對應的一面，其非飽和面則為驅(qū)動電極延伸部對應的一面。在相鄰感應電極飽和面之間的區(qū)域內(nèi)完全沒有走線，通常的做法是在該區(qū)域內(nèi)設有懸浮塊，用于保持整個基板布線的平整度和透光率，其中懸浮塊是指沒有任何走線連接的電氣獨立金屬線。而在本發(fā)明中，將懸浮塊替換為地電極，進一步加大了地線，可以改善電容觸摸傳感器的懸浮效應。本發(fā)明中，感應電極、驅(qū)動電極、地電極以及懸浮塊均可以使用相同的材質(zhì)，例如均可以為ITO等導電材料。本發(fā)明還提供一種采用上述的單層電容觸摸傳感器的觸控終端。本發(fā)明的實施例中，將感應電極與驅(qū)動電極設計為延伸部相互咬合的形式，通過咬合部分形成電容結(jié)構(gòu)，從而無需設計跳線，簡化了布線，使得電容觸摸傳感器結(jié)構(gòu)更為簡單，加工容易；在該電極設計的基礎上，進一步在基板上感應電極飽和面之間的區(qū)域增設地電極，加大了對地面積，從而能夠大大改善電容觸摸傳感器的懸浮效應。實施例1圖1和圖2所示為本發(fā)明實施例1的單層電容觸摸傳感器。該實施例中，以豎直方向為第一方向，水平方向為第二方向。從圖中可見，該單層電容觸摸傳感器在基板上布設有若干沿豎直方向排列的感應電極I (電氣連接至RX)、若干沿水平方向排列的驅(qū)動電極2(電氣連接至TX)，以及若干沿豎直方向排列的地電極3 (電氣連接至GND)。驅(qū)動電極走線23引出至與基板綁定的柔性印刷電路板(Flexible Printed Circuit, FPC)。感應電極I包括感應電極塊11，以及在感應電極塊11同一側(cè)、以感應電極塊11為起點在水平方向延伸的若干感應電極延伸部12。相鄰的感應電極I的感應電極延伸部11的延伸方向相反，從而形成兩兩相對的結(jié)構(gòu)。每一行驅(qū)動電極2都包括與感應電極I列數(shù)相等的驅(qū)動電極單元，使得每一列感應電極I都對應有若干行驅(qū)動電極單元。每個驅(qū)動電極單元均包括豎直布設的驅(qū)動電極塊21，以及在驅(qū)動電極塊21同一側(cè)、以驅(qū)動電極塊21為起點在水平方向延伸的若干個驅(qū)動電極延伸部22，例如，通常每個驅(qū)動電極塊21可以包含3至5個驅(qū)動電極延伸部22。圖中感應電極I與驅(qū)動電極2在水平方向上形成“驅(qū)動-感應-感應-驅(qū)動-驅(qū)動-感應-感應-驅(qū)動...”這樣同類電極之間背靠背式的排布。驅(qū)動電極延伸部22的延伸方向與其相對應的感應電極延伸部12的延伸方向相反，以使得驅(qū)動電極延伸部22與對應的感應電極延伸部12相咬合。在感應電極延伸部12與驅(qū)動電極延伸部22的咬合位置即形成電容結(jié)構(gòu)。如此，感應電極延伸部12可以實時感應到驅(qū)動電極延伸部22上的電荷變化，從而無需跳線即可實現(xiàn)單層觸摸檢測，使布線得到簡化，在一定程度上降低了對工藝條件的要求，結(jié)構(gòu)簡單，易加工。感應電極延伸部12與驅(qū)動電極延伸部22之間的間距可隨工藝及電場發(fā)散度要求而適當選取，優(yōu)選大于等于0.1mm且小于等于0.6mm。該實施例中，感應電極延伸部12與驅(qū)動電極延伸部22之間的區(qū)域內(nèi)可以設有懸浮塊，即第三懸浮塊43。第三懸浮塊43的作用之一是導致驅(qū)動與感應間的電場更發(fā)散，有利于觸摸變化；作用之二則是可以有效減小節(jié)點部分驅(qū)動與感應的總面積，懸浮情況下通過手指傳入感應的干擾信號變小。如此，在該實施例中，感應電極塊11、感應電極延伸部
12、驅(qū)動電極塊21、驅(qū)動電極延伸部22、第三懸浮塊43及各個第三懸浮塊43之間的縫隙即構(gòu)成了一個完整的觸摸檢測節(jié)點。本實施例中采用單邊出線的方式，即僅在基板的一底邊(本實施例中為上底邊)綁定有柔性印刷電路板。驅(qū)動電極走線23引出至該柔性印刷電路板，驅(qū)動電極走線23兩側(cè)均與驅(qū)動電極2相鄰，驅(qū)動電極2將其走線23與感應電極I相隔離，以屏蔽驅(qū)動電極走線23與感應電極I間的干擾信號。具體地，驅(qū)動電極2將其走線23與感應電極I相隔離，可以在沒有掃描的時候接地，因此驅(qū)動電極走線23與感應電極I間電場完全被中間的驅(qū)動電極塊21吸收，互電容為零，觸摸走線區(qū)時走線完全沒有干擾數(shù)據(jù)產(chǎn)生。此單邊出線的方式最佳效果最高可適配到lOOohm。本實施例中，基板上還布設有若干沿豎直方向排列、位于相鄰感應電極飽和面之間的地電極3。該實施例中，每對相鄰的感應電極飽和面之間具有一個地電極3，呈條狀布設。地電極3的寬度可以為小于等于2.2mm,寬度太大可能會影響電容觸摸傳感器的線性度。該實施例中，地電極3與感應電極塊11之間的空隙區(qū)域內(nèi)設有第二懸浮塊42，第二懸浮塊42的作用在于可以改善感應電極I的信號衰減。本實施例中，感應電極延伸部12、驅(qū)動電極延伸部22以及地電極3均為波浪形，波浪形的設計與傳統(tǒng)的直線矩形設計相比，可以改善電容觸摸傳感器的視覺效果。實施例2本發(fā)明實施例2也提供一種單層電容觸摸傳感器。與實施例1的不同之處在于本實施例采用雙邊出線的方式，即在基板的上下底邊均綁定有柔性印刷電路板，驅(qū)動電極走線23就近向基板的上下兩底邊引出，至相應的柔性印刷電路板。這種上下兩底邊綁定柔性印刷電路板可使驅(qū)動電極走線22的長度減半，可適配的方塊電阻可以為原來的2倍，能適應更寬的驅(qū)動頻率范圍。此種雙邊出線的方式最佳效果最高可適配到200ohm。本實施例其余部分與實施例1類似，此處將不再贅述。實施例3本發(fā)明實施例3也提供一種單層電容觸摸傳感器。與實施例1的不同之處在于本實施例中的感應電極延伸部12、驅(qū)動電極延伸部22和地電極3均為矩形結(jié)構(gòu)。矩型對稱咬合的一個作用是使節(jié)點電容分布更均勻，增大了觸摸有效區(qū)間，另一個作用可以減小感應電極I與走線區(qū)的有效正對面積，減小感應電極I與走線間的互電容。本實施例其余部分與實施例1類似，此處將不再贅述。實施例4圖3、圖4和圖5所示為本發(fā)明實施例4的單層電容觸摸傳感器。同樣地，與實施例I相同的地方將不再累述。從圖中可見，該實施例與實施例1主要的不同之處在于:每對相鄰的感應電極飽和面之間具有兩個呈條狀布設的地電極3 ;并且最末兩行的驅(qū)動電極單元的走線23進行了扭轉(zhuǎn)，即最末兩行的驅(qū)動電極單元的驅(qū)動走線23由實施例1中的在兩個驅(qū)動電極之間變?yōu)樵谙噜徃袘姌OI之間的兩個地電極3之間。如圖所示距離FPC最遠的至多兩行(本實施例中為兩行)驅(qū)動電極單元的走線23兩側(cè)均與地電極3相鄰，而其余驅(qū)動電極的走線23兩側(cè)均與驅(qū)動電極2相鄰，以使其余驅(qū)動電極將其走線與所述感應電極相隔離。對于單邊走線的情形而言，此種走線方式不至于使走線過細，將驅(qū)動電極走線23分在兩個區(qū)域內(nèi)引出，可以減輕工藝壓力。
該實施例中，由于在兩個地電極3之間也布設有驅(qū)動電極走線23，為了避免驅(qū)動電極走線23對感應電極I產(chǎn)生影響，地電極3的寬度大于等于感應電極塊11寬度的兩倍。例如，當感應電極塊11的寬度為0.3mm時，地電極3的寬度大于等于0.6mm。該實施例中，地電極3與感應電極塊11之間沒有懸浮塊。然而應理解，作為該實施例的一種變形，地電極3與感應電極塊11之間也可以設有懸浮塊(第二懸浮塊42)，以改善感應電極I的信號衰減。該實施例中，地電極3與距離柔性印刷線路板最遠的至多兩行驅(qū)動電極的走線之間的空隙區(qū)域內(nèi)還設有第一懸浮塊41。第一懸浮塊41的作用可以減弱地電極3對所述驅(qū)動電極走線23的衰減程度。然而，作為該實施例的另一種變形，如果在地電極3與驅(qū)動電極走線23的間隙插設第一懸浮塊41不足以滿足工藝要求，則可選擇不插設第一懸浮塊41。該實施例中，感應電極延伸部12和驅(qū)動電極延伸部22均為矩形形狀。然而應理解，它們也可以采用如實施例1中的波浪形。本說明書中有關(guān)方向的描述具有相對的意義。例如，當指定第一方向為豎直方向時，則與第一方向相互垂直的第二方向即為水平方向；反之，當指定第一方向為水平方向時，與第一方向相互垂直的第二方向則為豎直方向。此外，盡管以上實施例中進行的說明均是以該單層電容觸摸傳感器在手機上，作為手機觸摸屏的應用為例，然而應理解，本發(fā)明的單層電容觸摸傳感器及相應的觸控終端還可以應用于手機、平板電腦、各種自助服務終端
坐坐寸寸ο以上所述本發(fā)明的具體實施方式
，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單層電容觸摸傳感器，包括基板，其特征在于，所述基板上布設有: 若干沿第一方向排列的感應電極，所述感應電極包括沿第一方向布設的感應電極塊，在所述感應電極塊的同一側(cè)、以所述感應電極塊為起點向第二方向延伸出的若干感應電極延伸部，所述第一方向與第二方向相垂直，并且相鄰感應電極的感應電極延伸部的延伸方向相反； 若干沿第二方向排列的驅(qū)動電極，每一行的驅(qū)動電極包括數(shù)量與感應電極列數(shù)相等的驅(qū)動電極單元，所述驅(qū)動電極單元包括沿第一方向布設的驅(qū)動電極塊，在所述驅(qū)動電極塊的同一側(cè)、以所述驅(qū)動電極塊為起點向所述第二方向的反方向延伸出的若干驅(qū)動電極延伸部，以使所述驅(qū)動電極延伸部與對應的所述感應電極延伸部相咬合；以及 若干沿第一方向排列、位于相鄰感應電極飽和面之間的地電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述相鄰感應電極飽和面之間具有一個地電極，并且所述基板的一底邊綁定有柔性印刷電路板，所述驅(qū)動電極的走線引出至柔性印刷電路板，所述驅(qū)動電極的走線兩側(cè)均與驅(qū)動電極相鄰，以使驅(qū)動電極將所有驅(qū)動電極的走線與感應電極相隔離；或者 所述相鄰感應電極飽和面之間具有一個地電極，并且所述基板的上下兩底邊均綁定有柔性印刷電路板，所述驅(qū)動電極的走線就近向所述基板的上下兩底邊引出至相應的柔性印刷電路板，所述驅(qū)動電極的走線兩側(cè)均與驅(qū)動電極相鄰，以使驅(qū)動電極將所有驅(qū)動電極的走線與感應電極相隔尚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述相鄰感應電極飽和面之間具有兩個地電極，并且所述基板的一底邊綁定有柔性印刷電路板，所述驅(qū)動電極的走線引出至所述柔性印刷電路板，其中，距離所述柔性印刷線路板最遠的至多兩行驅(qū)動電極的走線位于相鄰感應電極之間的兩個地電極之間；其余驅(qū)動電極走線兩側(cè)均與驅(qū)動電極相鄰，以使其余驅(qū)動電極將其走線與感應電極相隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述地電極的寬度大于等于所述感應電極塊的兩倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述地電極與距離所述柔性印刷線路板最遠的至多兩行驅(qū)動電極的走線之間的空隙區(qū)域內(nèi)設有或不設有第一懸浮塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述地電極與所述感應電極塊之間的空隙區(qū)域內(nèi)設有第二懸浮塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述感應電極延伸部與所述驅(qū)動電極延伸部之間設有第三懸浮塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單層電容觸摸傳感器，其特征在于，所述地電極、所述感應電極延伸部和所述驅(qū)動電極延伸部分別為矩形或波浪形結(jié)構(gòu)。
9.一種觸控終端，其特征在于，所述觸控終端采用權(quán)利要求1-9中任一項所述的單層電容觸摸傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，提供一種單層電容觸摸傳感器及觸控終端，其中單層電容觸摸傳感器在基板上布設有若干列電極延伸部相互咬合的感應電極和驅(qū)動電極對；以及若干位于相鄰感應電極飽和面之間的地電極。本發(fā)明將兩種電極設計為咬合形狀，通過咬合部分形成電容結(jié)構(gòu)，使布線得以簡化；進一步在基板上增加地電極，加大對地面積，從而改善了懸浮效應。
文檔編號G06F3/044GK103105991SQ20131002865
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者鄧耿淳, 李海, 劉武 申請人:深圳市匯頂科技股份有限公司