[实用新型]用于触摸屏的自电容传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感信号的检测装置，特别是涉及用于触摸屏的、将触碰信息转换为自电容变化量的装置。

背景技术

自电容触摸屏作为电容式触摸屏的一种，以自电容传感装置为基础。该电容传感装置将对触摸屏的触碰信息转换为自电容变化信号，并根据自电容变化信号确定触碰位置坐标。所述自电容传感装置不仅可以用于制造独立的触摸屏，还可以结合应用在相关设备中，例如将自电容传感装置结合在显示设备上，制成触摸显示屏。所述自电容传感装置由于其只需要单层布局布线，生产工艺简单，良率高，成本低，在智能机和平板电脑上得到了越来越广泛的应用。现有技术单层自电容传感装置的电极布置结构图如图12所示，采用三角形或者类三角形的电极91，各电极91成对设置成互补的电极对92，各电极对92重复堆叠而布满整个触摸屏或者显示屏的屏体。从图12所示电极布置结构中就可以明显看出，各电极91之间没有交叉走线的情况，令生产工序较为简单。现有技术自电容传感装置还包括电连接各电极91的自电容检测单元。

图13和图14示出自电容检测的基本原理。在电极91上通常覆盖一层用透明绝缘介质材料制成的盖板93。自电容传感装置的自电容，即电极91到地的电容，如图13所示的Cp。当人体94触摸到盖板93上时，由于人体近似于一个大地，相当于电极91上的又并联了一个到地的电容Cf，从而令电极91到地的自电容增加，如图13和图14所示。通过侦测自电容变化情况，可以判断出是否发生触摸。

如图12所示，长底边位于左侧的电极91按911L、912L、…、91（M－1）L、91ML、91（M+1）L、…编号，长底边位于右侧的电极91按911R、912R、…、91（M－1）R、91MR、91（M+1）R、…编号，M代表一自然数。相同数字编号的两电极91构成一电极对，例如，编号是91ML与91MR的电极91构成电极对。当发生触摸时自电容检测单元通过检测各电极91的自电容变化量。触摸点99引起六个电极91发生自电容变化，它们的编号分别是91（M－1）L、91ML、91（M+1）L、91（M－1）R、91MR和91（M+1）R。相应地自电容变化量分别是Dp1、Dp2、Dp3、Dp4、Dp5和Dp6。首先找出纵向方向上变化量最大的通道为触摸发生的通道，即变化量是Dp2、编号是91ML对应电极91的通道，结合其上下通道的变化量，求出其重心位置，即为触摸点的纵轴坐标；通过变化量最大的通道及其对面三角形电极变化量的比值，得出横轴方向上的坐标。

现有技术自电容传感装置还存在以下的缺陷和不足之处：

1. 生产工艺复杂；现有技术自电容传感装置的电极91，在实际生产中一般都无法做出真正的三角形，而以类三角形的梯形代替；为了在X轴方向上获得比较好的精度，通常要求梯形窄的一边，例如图12所示编号是911L的电极91的右侧，宽度越小越好，通常要求在0.3mm甚至更小，这对工艺能力有一定要求，成为影响生产成本降低的因素之一；

2. 生产工序多；传统结构的最小检测单元是一对三角形，而且为了改善画线线性度，还会把每个三角形拆成两个或更多个小三角形并联，这样的电极结构，对于激光工艺来说，需要切割很多次，成为又一个影响生产成本降低的因素；

3. 对于采用软性基材的触摸屏模组，例如用薄膜材料制成基材，如果在这种基材上采用现有技术自电容传感装置的电极91，由于三角形电极91的尖端很细，在生产、运输、测试过程中如果基材发生弯折，可能会导致电极区用于制造电极的透明导电材料，例如氧化铟锡Indium Tin Oxide发生断裂，而使得自电容传感装置，乃至触摸屏损坏；所述三角形电极91的易损结构也是影响生产成本降低的因素；

4. 电极材料要求高；对于一些新型制造电极91的材料，例如金属网metal mesh材料，为了保证构成金属网的金属丝之间搭接良好，电极91的最小宽度会比现有的氧化铟锡ITO材料大，应当在1mm以上，该最小宽度对于将现有技术三角形电极91用于制造自电容传感装置很难接受；

5. 抗静电释放Electro-Static Discharge性能差；对于现有主流的透明导电材料氧化铟锡ITO，其阻抗较大，如果发生静电释放ESD事件，在氧化铟锡ITO宽度较小的区域，例如宽度在0.1mm以下，比较容易发生静电释放ESD，导致氧化铟锡ITO电极间短路。

实用新型内容