一种电容式触控屏制造技术

本发明专利技术涉及触控屏，尤其涉及电容式触控屏。本发明专利技术揭示了一种电容式触控屏，在电容式触控屏或具有电容式触控屏的应用产品上建立触控信号的回流电极，将用于探测触控信号变化的触控检测电极和触控回流电极分别连接在触控激励源的不同输出端，让触控激励源、触控检测电极、触控回流电极、以及触控检测电极与触控回流电极间的耦合电容间形成闭合的触控回路，从触控激励源流入触控检测电极的触控信号再从触控回流电极流回触控激励源；再将触控系统与其他系统隔离开来，防止不同系统间信号的串扰，让触控信号在封闭系统中流动；通过检测特定频率的或其他特定特征的触控信号电流的变化来获取触控信息，从而防止其他信号或其他环境物质对触控探测的干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触控屏，尤其涉及电容式触控屏。技术背景触摸是人类最重要的感知方式，是人与机器进行互动的最自然的方式。触控屏发 展至今已广泛用于个人计算机、智能电话、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目 前的触控领域，主要有电阻式触控屏、光电式触控屏、超声波式触控屏、平面电容式触控屏， 近年来投射电容式触控屏发展迅速。电阻式触控屏仍是目前市场上的主导产品，但电阻式触控屏的双层基板的结构， 使得触控屏和显示面板层叠在一起使用时，触控屏的反光非常影响显示的亮度、对比度、色 饱和度等显示品质，使整个显示质量大大下降，而加大显示面板背光的亮度，还会使功耗大 涨；模拟式电阻触控屏还存在定位漂移的问题，不时要进行位置校准；另外，电阻式触控屏 电极接触的工作方式，又使得触控屏的寿命较短。红外线式触控屏和超声波式触控屏不会影响显示质量。但红外线式触控屏和超声 波式触控屏成本高，水滴和尘埃都会影响触控屏工作的可靠性，特别是红外线式触控屏和 超声波式触控屏机构复杂、功耗大，使得红外线式触控屏和超声波式触控屏基本无法应用 在便携式产品上。平面电容式触控屏的单层基板的结构，使得触控屏和显示面板层叠在一起使用 时，触控屏对显示质量的影响不大。但平面电容式触控屏也存在定位漂移的问题，不时要进 行位置校准；水滴也会影响触控屏工作的可靠性；特别是平面电容式触控屏功耗大、成本 高，也让平面电容式触控屏基本无法应用在便携式产品上。投射电容式触控屏仍然可以是单层基板结构，也使得触控屏和显示面板层叠在一 起使用时，触控屏对显示质量的影响不大。但投射电容式触控屏是通过测量手指或其他触 控物对触控屏电极间耦合电容的影响，实际是通过测量手指或其他触控物对触控屏电极充 放电的影响，来探测手指或其他触控物在触控屏上的位置。定位点需要经过模拟计算，而 非真正的数字式触控屏。制造和使用环境中的分布电容都会影响触控屏工作的可靠性，显 示驱动信号及其他电信号的干扰都会影响触控屏的工作，水滴也会影响触控屏工作的可靠 性；另外，投射电容式触控屏对探测电极线的电阻值方面有较高要求，使得和显示面板层 叠在一起使用的投射电容式触控屏的探测电极线，不能只有如ITO样的低电导率透明电极 层，还要有如金属类的高电导率电极层，制做工艺复杂、成本高，特别是在大尺寸、甚至超大 尺寸触控屏方面成本过高。目前的电容式触控屏，无论是平面电容式触控屏还是投射电容式触控屏，在与显 示屏重叠使用时，如果没有在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，显示屏上的显示信号或显 示状态，会通过显示屏与触控屏间的耦合电容对触控信号产生干扰，影响到触控屏工作的 可靠性。如果在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，屏蔽层有会减低触控屏的透射率影响显 示质量，还会带来成本的增加；如果不在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，而是以计算和甄别判断软件来消除显示的干扰，也会耗用相当的计算资源，使探测速度变慢成本增高。电容式触控屏的另一个的弱点是，只可以用手指作为触控物来操作触控屏。当操 作者带上手套进行触控时，电容式触控屏的反应会变得非常迟钝，甚至不能正常工作，更不 可以用常规的非金属触控笔操作触控屏。另外，电容式触控屏还存在着防水性能差的问题。触控屏上的水滴甚至是水气使 得电容式触控屏周边环境的介电系数发生变化，使得电容式触控屏的可靠性出现问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了提供一种技术解决方案，让电容式触控屏既可以排除显示对触控 探测的干扰，又可以让操作者带上手套顺利工作；既可以排除显示对触控探测的干扰，又可 以在潮湿或有水滴的环境下正常工作；实现电容式触控屏的高分辨率。本专利技术的基本技术思路是在电容式触控屏或具有电容式触控屏的应用产品上建 立触控信号的回流电极，将用于探测触控信号变化的触控检测电极和触控回流电极分别连 接在触控激励源的不同输出端，在触控激励源、触控检测电极、触控回流电极、以及触控检 测电极与触控回流电极间的耦合电容间形成闭合的触控回路，从触控激励源流入触控检测 电极的触控信号再从触控回流电极流回触控激励源；再将触控系统与其他系统隔离开来， 防止不同系统间信号的串扰，让触控信号在封闭系统中流动；通过检测特定频率的或其他 特定特征的触控信号电流的变化来获取触控信息，从而防止其他信号或其他环境物质对触 控探测的干扰。本专利技术的电容式触控屏基本工作原理是在触控板以绝缘层相间隔的不同层上分 别设置两组相交的触控电极组，触控电路具有触控激励源和触控信号检测电路；让触控屏 上的两条邻近的触控电极线分别连通触控激励源两个不同的输出端，一条作为触控检测电 极，一条作为触控回流电极。从触控激励源一个输出端流出的触控信号，经触控信号采样元 件流入与其相连的触控电极线上，经不同触控电极线间的耦合电容流入与检测触控电极所 连通的触控激励源不同输出端的触控电极线，再从与被检测的触控电极所连通的触控激励 源不同输出端流回到触控激励源，触控信号在闭合的触控回路上的流动。当人的手指或其 他触控物靠近或接触两条连通触控激励源不同输出端的触控电极线时，手指或其他触控物 改变了不同触控电极线间的耦合电容，耦合电容的改变让触控回路上触控信号的电流也相 应发生改变。触控电路以扫描方式顺序地让触控屏相邻的两条触控电极线连通触控激励源 两个不同的输出端，并同时触控信号检测电路检测输出端上触控信号电流的变化，找出触 控信号电流变化最大的或电流变化超过某阈值的触控电极线，从而找出手指或其他触控物 在触控板上的位置。由于触控信号是在触控电路与触控板上的不同触控电极线间所形成的闭合回路 上流动，介电系数与空气介电系数不同的非金属触控物靠近或接触触控屏时，也可以改变 不同触控电极线间的耦合电容，造成触控回路上触控信号电流的变化，让通常的非金属触 控笔也可以用于操作电容式触控屏；金属触控物靠近或接触触控屏时，金属触控物改变了 不同触控电极线间耦合电容电极的有效耦合距离，从而改变了触控电极线间的耦合电容， 造成回路上触控信号电流的变化，让金属触控物也可以用于操作电容式触控屏。由于触控信号是在触控电路与触控板上的不同触控电极线间所形成的闭合回路上流动，触控物改变不同触控电极线间的耦合电容，造成触控回路上触控信号电流的变化; 也就是只要改变回路内器件的特性和参数，就可以造成触控回路上触控信号电流的变化， 并不需要从触控屏的触控电极线上引走泄漏电流，来让触控信号检测电路获得触控信息。 这样就可以将触控系统(触控板和触控电路)与显示系统(包括显示屏、背光源及其驱动 电路)和与主机电路隔离开来，特别是将触控电路电源与触控屏重叠使用的显示电路电源 和与主机电源隔离开来；所谓隔离就是在触控电路与主机和与显示电路间设置隔离器，让 触控信号不能顺利地在两个电路间流动。这样，在触控屏与显示屏重叠使用时，触控信号就 无法从触控屏和触控电路上流入显示电路或主机电路再流回触控电路，避免触控屏、触控 电路与显示电路间和与主机电路间所存在的耦合对触控探测产生干扰。触控屏上的触控信号回路使得，只有在触控物同时触及触控检测电极和触控回流 电极时，才会影响触控回路上触控信号电流的变化，减少了触控信号在触控屏各条触控电 极之间的串扰流动；并且可以同时对多条电极线施加触控激励信号，进一步地减少触控信 号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式触控屏，包括触控基板和触控电路，触控电路具有触控激励源和触控信号检测电路，触控基板上设置有触控电极组；触控基板上设置有不少于两组的触控电极时，各组触控电极设置在不同的触控基板上或以绝缘层相隔离设置在同一触控基板上；触控基板设置在应用产品上，应用产品具有显示系统（包括显示屏及其驱动电路、背光源及其驱动电路）；触控激励源的第一输出端用于在检测时段的至少部分时刻对连接的电极线施加触控信号；触控信号检测电路用于在检测时段的至少部分时刻选择其中至少部分电极线为触控检测电极，来探测该部分电极线是否被触碰；所述触控检测电极是指在对该电极施加有触控信号的同时，还检测流经该电极触控信号变化的电极；其特征在于：触控电路在选择部分电极为检测电极的同时，还选择触控基板的部分电极线为触控回流电极；所述触控回流电极是指，在对触控检测电极施加触控信号并检测流经其触控信号变化的时刻，连通于触控激励源的第二输出端或连通于另一触控激励源，为检测电极上的触控信号提供回流通路的触控电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈其良，
申请(专利权)人：智点科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]