互电容触摸屏及其驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种互电容触摸屏及其驱动方法，所述互电容触摸屏相对于现有技术增加了驱动信号单元，其向驱动线提供驱动信号，在所述驱动信号的波形的上升阶段，向所述驱动线提供第一正向恒定电流；在所述驱动信号的波形的下降阶段，向所述驱动线提供第一反向恒定电流。本发明专利技术有效降低了ＲＣ延迟造成的波形变形，即使寄生电容很大，检测信号也较大并且更容易被检测到，从而提高了触摸屏的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸屏领域，具体地讲，涉及一种提高了灵敏度的互电容触摸屏及其 驱动方法。
技术介绍
在触摸屏技术中，电容式触摸屏相比电阻式触摸屏具有寿命长，透光率高，可以支 持多点触摸等优点。而互电容感应触摸屏是电容式触摸屏中一种新兴的技术，它不但可以 实现真正的多点触摸，还对噪声和对地寄生电容有很好的抑制作用，因此已经成为各电容 式触摸屏芯片厂商主攻的方向。如图1和图2所示，传统的互电容触摸屏包括下基板9，所述下基板9上形成有 驱动线层(材料为氧化锡铟)10，所述驱动线层10包括至少一条驱动线2，所述驱动线2由若干相互平行的驱动电极2a，2b......2h组成，所述驱动电极层10上具有绝缘介质11，所述绝缘介质11的另一面上形成有感应线层12，所述感应线层12包括至少一条感应线5，所述感应线5由若干相互平行的感应电极5a，5b......5i组成，所述感应线层12上形成有保护层13，所述驱动电极2a，2b......2h和所述感应电极5a，5b......5i相互垂直，所述传统的互电容触摸屏还包括交流驱动电源1，所述交流驱动电源1用以向所述驱动线提供信号； 如图2所示，每一根所述感应线5通过一个数字开关17连接到检测单元16。图3所示为所述传统的互电容触摸屏的等效电路。如图3所示，所述交流驱动电 源1连接所述驱动线2，一定长度的所述驱动线2等效成一个电阻，所述驱动电极和所述感 应电极在交叉点形成互电容4，当有触摸时，所述互电容4的值会发生变化，另外，所述驱动 电极和所述感应电极也分别存在对地寄生电容3，由于感应线5上的感应信号比较小，所以 一般还会在每条感应线5的一端连接一个放大器6用以放大信号，然后通过输出端8输出 输出信号Vout。所述传统的互电容触摸屏的检测方式为依次扫描每一根驱动线2，即在每根驱 动线2上依次施加驱动电压14，同时其余的驱动线接地15，而检测端每根感应线5都通过 一个数字开关17接到检测单元16，由数字开关17控制每一根感应线5连接到检测单元16 从而检测出每一根感应线5上的信号。由于手指是一种导体，当手指触摸到触摸屏表面时，触摸位置处的互电容4就由 于手指的电容感应效应发生了变化。这一变化可以被检测单元16检测出来，从而判断出是 否有手指触摸以及在什么位置触摸。当对地寄生电容3比较大时，互电容4的变化仍然可 以对检测电路6处的信号产生较大的影响，检测信号6由于互电容4变化所产生的变化并 不受寄生电容3变大的影响。因此互电容检测原理对于对地寄生电容有较强抑制作用。同 样，这一原理对于耦合的噪声也有较好的抑制作用。尽管互电容触摸屏对寄生电容3具有很强的抑制作用。但当寄生电容3很大时， 驱动信号会发生严重的变形。驱动脉冲的变形会对检测信号产生两方面不利影响首先是 会使检测信号严重衰减，其次是若采用电荷采集的方式检测触摸信号，驱动脉冲的变形会使采集的电荷一直变化，从而难以进行检测。图4a至图6b说明了驱动脉冲的变形造成的 上述不利影响。脉冲变形主要是由电阻电容的时间延迟(RC延迟)造成的，在图4a和图4b中，从 所述驱动线2上的驱动信号节点18测得驱动信号，在图5a和图5b中，从所述感应线5上 的感应信号节点19测得感应信号。由于RC(R表示电阻，C表示电容)延迟不同，交流驱动 电源1施加的驱动电压14分别为驱动方波Ia和Ib时，在驱动线2的驱动信号节点18处 会分别变形成为波形18a和18b。当驱动线2和感应线5上的电阻均为1千欧姆、驱动线2 上的寄生电容为300pF、感应线5上的寄生电容为40pF、互电容为1. 4pF的情况，驱动信号 节点18处的波形由驱动方波Ia变形为波形18a;当驱动线2上的电阻为10千欧姆、感应线 5上的电阻为15千欧姆、驱动线2上的寄生电容为900pF、感应线5上的寄生电容为40pF、 互电容为1. 4pF的情况，驱动信号节点18处的波形由驱动方波Ib变形为波形18b。其中， 图4a和图4b中，各个波形的周期均为16微秒(μ s)，所述驱动方波la，lb的峰值为正负 18伏(V)。波形18a和18b上升到各自幅值的0.632倍所需的时间就是RC的乘积。图4a 显示了 RC延迟较小的情况，而图4b显示了 RC延迟较大的情况，从图4a和图4b可知，当寄 生电容较大时，RC延迟较大，波形18a和18b上升速度较慢。在图4b中，可以看出，由于RC 延迟，驱动信号节点18处的波形18b还没有上升到最大值，就因为驱动方波Ib的下降沿到 来从而开始下降。因此驱动线2上的波形18b无法达到最大值，从而降低了输出端8输出 的输出信号Vout。此时波形18a的峰值仍为正负18伏，而波形18b稳定后的峰值约8伏。图5a和图5b示出了感应线5上感应信号节点19处两种情况的波形19a和19b， 其中，图5a对应图4a所示的情况，图5b对应图4b所示的情况。图5a和图5b各个波形周 期也均为16微秒。驱动线2上的驱动信号的波形18a和18b经过了互电容4的高通作用， 在感应线5上产生了感应信号，所述感应信号的波形为波形19a和19b，感应信号的波形的 强弱同驱动线上的波形18a和18b有关，驱动信号节点处的波形18a和18b的减小同样也 会导致感应信号节点19a和19b的减小。图5a中，波形19a显示了 RC延迟较小的情况，而 图5b中，波形19b显示了 RC延迟较大的情况。波形19a的峰值约为正负350毫伏(mV)，波 形19b的峰值约为50毫伏。图6a和图6b示出了波形19a和19b经过放大器6之后的输出端8输出的输出信 号Vout的波形8a和Sb。其中，图6a对应图4a所示的情况，图6b对应图4b所示的情况。 图6a和图6b各个波形周期也均为16微秒。事实上，这一输出电压实际上就是感应线信号 的波形19a、19b的积分信号。因此，由于RC延迟造成的信号减小现象同样在输出电压上体 现出来。图6a中，波形8a显示了 RC延迟较小的情况，而图6b中，波形8b显示了 RC延迟较 大的情况。波形8a的峰值为0到-1伏，峰峰值1伏，波形8b的峰值为约-300毫伏到-700 毫伏，峰峰值约为400毫伏。所述峰峰值是指波形最大正相值与最大负向值之间的差值。另外由于各个波形18b、19b的变形，波形8b的幅值一直在改变，因此相比波形8a， 波形8b更加难以被检测出来，也就是说，触摸以及触摸的位置较难被检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决由于RC延迟造成的波形变形，尤其是在寄生电容很大的情 况下，感应信号的波形较小而且不稳定，从而波形不容易被检测到，触摸屏的灵敏度低的问题。为达到本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种互电容触摸屏，所述互电容触摸屏 包括绝缘层；驱动线层，位于所述绝缘层的第一表面，所述驱动线层包括至少两条驱动线；感应线层，位于所述绝缘层的第二表面，所述感应线层包括至少两条感应线；其特征在于，还包括驱动信号单元，向所述驱动线提供驱动信号，在所述驱动信 号的波形的上升阶段，向所述驱动线提供第一正向恒定电流；在所述驱动信号的波形的下 降阶段，向所述驱动线提供第一反向恒定电流。可选的，所述驱动信号单元通过第一开关单元向所述驱动线提供驱动信号。可选的，所述第一开关单元为单刀多掷开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种互电容触摸屏，所述互电容触摸屏包括：绝缘层；驱动线层，位于所述绝缘层的第一表面，所述驱动线层包括至少两条驱动线；感应线层，位于所述绝缘层的第二表面，所述感应线层包括至少两条感应线；其特征在于，还包括：驱动信号单元，向所述驱动线提供驱动信号，在所述驱动信号的波形的上升阶段，向所述驱动线提供第一正向恒定电流；在所述驱动信号的波形的下降阶段，向所述驱动线提供第一反向恒定电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈悦，邱承彬，
申请(专利权)人：上海天马微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]