[发明专利]具有高精度手写笔输入功能的自电容多点触摸屏

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸屏技术领域，尤其是涉及一种具有高精度手写笔输入功能的自电容多点触摸屏。

背景技术

多点触控技术，就是可以多个手指或多个用户同时在一块触控面板上操作，与系统实时互动。随着智能手机、平板电脑等便携式数码设备迅速普及，多点触控屏已成为人机交互的重要工具。有很多方法可以实现这种技术，其中包括电阻感应、表面声波感应、红外线感应、摄像头探测、投射式电容感应、光感应和电磁谐振等。投射式电容感应触摸屏由于具有成本相对较低、灵敏度高、透光度高、轻触性和便携性等优点，已经成为多点触控的主流技术。

投射式电容触控屏是在玻璃表面用一层或多层透明导电电极ITO（Indium Tin Oxide）制作x和y轴电极矩阵，当手指触摸时，手指和ITO表面形成一个耦合电容，引起电流的微弱变动，通过扫描x轴和y轴电极矩阵，检测触摸点电容量的变化确定触摸点所在位置。投射式电容触摸屏主要有互电容触摸屏和自电容触摸屏两种。互电容触摸屏的结构如图1(a)所示，x轴和y轴电极交叉处形成互电容，即x轴和y轴电极分别构成互电容的两个电极。其中y轴设有互电容行扫描线1，x轴设有互电容列感应线2。触控检测时，互电容行扫描线1依次发出激励信号，互电容列感应线2同时接收信号，直接检测得到每个触摸点的x轴和y轴坐标，准确识别出每个触控点的位置。自电容触摸屏的结构如图1(b)所示，x轴和y轴电极交叉处不形成电容，所有电极与虚地（如手指）形成自电容，其中y轴设有自电容行感应线3，x轴设有自电容列感应线4。触控检测时，自电容行感应线和自电容列感应线分别发出激励信号，分别确定出触控点的x轴和y轴坐标。根据触控检测原理，可以看出互电容触摸屏设有互电容行扫描线1，对各行逐行扫描输入激励信号，先通过逐行扫描确定各行有没有触摸，然后通过互电容列感应线2确定触摸点的位置，可以识别多点触摸。而自电容触摸屏由于行和列都是感应线，属于自激励方式，如有两个触摸点不在同一行或列上，那么就会感应到这两触摸点的自电容行感应线3和自电容列感应线4相互交叉的4个点，其中有两个点是实际触摸点，而另外两个点就不能确定是否触摸，形成所谓的“鬼点”，难以实现真正的多点触摸，目前的多点电容触摸屏多为互电容触摸屏。

互电容式触控矩阵属于无源驱动，其在低密度的电极阵列排布时，受寄生电容的影响很小，但精度低，只有1cm²，能够识别笔尖直径为～5mm的电容笔输入。如果为了提高精度而进行高密度电极阵列排布，一个手指会同时触摸到几十个触控点，各电极之间的“互扰”将加剧，寄生电容也随之迅速增大以至于无法识别某个触控点是否触摸。从图2可以看出互电容触摸屏的识别率（输出电压变化量/输入电压）随触控点的增多而快速减小：当触控点从1点增加到50点（一个手指可以覆盖几十个触控点）时，识别率从50%左右急剧下降到2%以下，最终导致系统无法识别。因此，这种互电容触摸屏无法同时实现手指多点触摸和笔尖直径较小（<5mm）的手写笔输入两种功能。

为了实现电容屏的精细化手写笔输入，现在很多公司开始使用组合触摸屏的方式。例如三星公司近年推出的用SPen电磁笔操作的平板电脑Galaxy Note10.1和智能手机Galaxy Note2，就是采用电磁触控屏和电容触摸屏双屏合一的方式，在表面采用电容触摸屏，在显示屏内部安装电磁式感应板。手指操作时，启用电容触摸屏，而在拿出SPen之后，启用电磁触控屏。通过这种双屏合一的方式就可以在保留电容屏的手指输入功能的基础上增加高精度手写笔输入的功能，备受关注。但该方法依然有待改进，如两套触控屏需要复杂的工艺流程和外围电路，导致制备成本高，触摸屏厚度大，较大的体积，而且也会影响透光度，且电磁笔也是特制的，可替代性不强。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种能够同时实现高精度手写笔输入和高灵敏度手指多点触控功能的全透明自电容多点触摸屏。

一种具有高精度手写笔输入功能的自电容多点触摸屏，由下至上依次包括透明绝缘衬底、下透明导电层、透明半导体层、栅绝缘层、上透明导电层和钝化绝缘层，其特征在于，

下透明导电层包括若干条相互平行的触控感应线和自电容电极；

上透明导电层包括若干条相互平行且与触控感应线垂直绝缘相交的行扫描线，所述行扫描线上设有第一栅极，且第一栅极与行扫描线电连接；

透明半导体层设有第一沟道区，以及位于第一沟道区两侧且与第一沟道接触的第一源极和第一漏极；