具有均匀的触控输入灵敏度的触控面板的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种触控面板，上述触控面板在同一层形成有感应电极和驱动电极，一个上述感应电极包括：主电极部，沿着一方向延长，以及N个分支电极部，从上述主电极部的N个分支点分岔而形成；上述各分支电极部呈漩涡状；包含在上述驱动电极的驱动电极-电池沿着上述分支电极部的延伸方向延伸，并以漩涡状形成。
【专利说明】具有均匀的触控输入灵敏度的触控面板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及触控面板，尤其涉及具有均匀的输入灵敏度的触控面板。
【背景技术】
[0002] 触控输入装置是指，在触控面板上感测手指等输入工具的位置(坐标)，将所感测 的位置相关信息作为输入信息进行提供的输入装置。典型的有电阻方式和电容方式。电容 方式大致分为自电容方式和互电容方式。互电容方式包括由透明的导电性材料构成的驱动 电极和感应电极，一般驱动电极和感应电极的延伸方向互不相同，在部分实施例中，两个电 极还可以呈相互垂直的方向。
[0003] 感应电极和驱动电极之间可以形成电容，尤其，大部分的电容可以在两个电极的 交叉区域形成。在本说明书中，这种交叉区域可称为"触控节点"或"节点"。一个触控面板 提供至少一个驱动电极和至少一个感应电极，因此，上述的触控节点可能存在一个以上。
[0004] 当手指触碰到上述的触控节点或位于上述的触控节点的附近时，在形成该触控节 点的感应电极和驱动电极之间所形成的电容的值就会发生变化。因此，可以通过测定在感 应电极和驱动电极之间所形成的电容的值的变化与否，来确认手指是否触碰触控面板。
[0005] 为了测定在感应电极和驱动电极之间所形成的电容是否发生变化，当向特定驱动 电极施加电流时，电荷则会注入到与上述特定驱动电极交叉的N个感应电极（N > 1)。所注 入的电荷的量随着上述特定驱动电极和借助上述的N个感应电极而分别形成的电容值而 发生变化。因此，可以通过测定和比较向上述的一个以上的感应电极所注入的电荷的量，判 断借助上述特定驱动电极和上述N个感应电极而形成的N个触控节点中是否存在发生触控 输入的触控节点以及触控输入位置。通过对多个驱动电极分别执行这种处理过程，从而可 以判断对于触控面板整体区域的触控输入位置。
【发明内容】
[0006] -个触控节点具有规定的面积A1的接触面，上述接触面的中心点可称为"接点中 心点"。一方面，在手指等输入工具触碰到触控面板的情况下，若具有规定的面积A2的接触 面，则上述接触面的中心点可称为"触控中心点"。根据上述触控中心点和上述节点中心点 的距离d，覆盖（cover)上述接触面中的上述一个触控节点的部分的面积将发生变化，其结 果，根据上述触控中心点和上述节点中心点的距离d，上述触控节点的电容变化量将发生变 化。在此情况下，若上述电容的变化量A C并未随着上述距离d而发生线性增减，则导致出 现触控输入位置的计算变得复杂的问题。
[0007] 并且，上述一个触控节点中的第一轴(例如：x轴)方向的内部图案不对应在此直角 交叉的第二轴(例如：y轴)方向的内部图案的情况下，可导致出现x方向的感知特性与y方 向的感知特性不同的问题。
[0008] 在本发明中，为使触控面板的特定触控节点的电容的变化量的大小，随着触控输 入位置的坐标而实现接近于线性的变化，拟提供具有崭新结构的感应电极和驱动电极，上 述触控面板在同一层形成有感应电极和驱动电极。并且，拟提供根据X轴方向的触控输入 感知特性和根据y轴方向的触控输入感知特性相似的感应电极及驱动电极的结构。
[0009] 为了解决上述问题，提供根据本发明的一观点的触控面板。该触控面板作为在同 一层形成有感应电极和驱动电极的触控面板，一个上述感应电极包括：主电极部，沿着一方 向延长，以及N个分支电极部，从上述主电极部的N个分支点分岔而形成；上述各分支电极 部呈漩涡状；包含在上述驱动电极的驱动电极-电池沿着上述分支电极部的延伸方向延 伸，并以漩涡状形成。
[0010] 在此情况下，上述各分支电极部可由相互连接的第一分段和第二分段构成；上述 第一分段可存在于借助以直线延伸上述分支电极部的一端部和另一端部的虚拟的线而被 分割的两个平面中的第一平面；上述第二分段可存在于上述两个平面中的第二平面。
[0011] 在此情况下，上述各分支电极部可由相互连接的三个以上的直线分段构成，上述 三个以上的直线分段之间能够以规定的角度被弯曲。在此情况下，上述规定的角度可以是 直角。
[0012] 可提供根据本发明的再一观点的触控面板。该触控面板作为由形成于同一层的感 应电极-电池和驱动电极-电池构成的多个触控节点配置成矩阵形态的触控面板，上述各 感应电极-电池由相互连接的第一分段和第二分段构成；上述第一分段存在于借助以直线 延伸上述感应电极-电池的一端部和另一端部的虚拟的线而被分割的两个平面中的第一 平面；上述第二分段存在于上述两个平面中的第二平面；所属于相同的感应电极的多个上 述感应电极-电池通过上述一端部而相互连接。
[0013] 可提供根据本发明的另一观点的触控面板。该触控面板作为在同一层形成有第一 类型-电极和第二类型-电极的触控面板，一个上述第一类型-电极包括：主电极部，沿着 一方向延长，以及N个分支电极部，从上述主电极部的N个分支点分岔而形成；上述各分支 电极部呈漩涡状；包含在上述驱动电极的驱动电极-电池沿着上述分支电极部的延伸方向 延伸，并以漩涡状形成。
[0014] 在此情况下，上述第一类型-电极可以是感应电极，上述第二类型-电极可以是驱 动电极，或者上述第一类型_布线可以是感应电线，上述第二类型-布线可以是驱动电线。
[0015] 如果利用根据本发明而提供的新结构的感应电极和驱动电极，触控面板的特定触 控节点的电容的变化量的大小，可随着触控输入位置的坐标而实现接近于线性的变化。并 且，还可提供使X轴方向的感知特性和y轴方向的感知特性相似的感应电极和驱动电极的 结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图la及图lb是表不用于说明在同一层形成有感应电极和驱动电极的触控面板的 工作原理的示意图。
[0017] 图2a至图2c是表示用于说明根据触控面板的一个触控节点中的触控中心点的位 置而发生的电容的变化的示意图。
[0018] 图3a至图3c是表示根据本发明的各种实施例的一个触控节点及构成该触控节点 的驱动电极-电池及感应电极-电池的形态的示意图。
[0019] 图4a是表示根据图3a的触控节点配置成8*8矩阵形态，从而形成根据本发明的 一实施例的触控面板的示意图。
[0020] 图4b表示图4a示出的驱动电线22和各感应电线12在触控面板的感知区域外部 的连接关系的示意图。
[0021] 图5a至图5d是表示用于说明根据本发明的一实施例的感应电极的拓扑结构的示 意图。
[0022] 图6a是表示图3a所示的触控节点的感应电极-电池的另示示意图，用于说明在 本发明中所使用的漩涡状的含义。
[0023] 图6b是表示相对于本发明的其他实施例的，具有从图6a所示的感应电极-电池 的形状变形而成的形状的感应电极-电池的示意图。
[0024] 图6c是表示感应电极-电池具有相同于图6b所示的形状的情况下的触控节点的 形状。
【具体实施方式】
[0025] 下面，将参照附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属【技术领域】的 普通技术人员容易地实施。但本发明能够以各种不同形态实施，本发明不限于在此说明的 实施例。以下所使用的术语仅仅是为了提及特定实施例，并非用于限定本发明。并且，以 下所使用的单数形态还包括复数形态，除非相关语句明确表示与此相反的含义。本说明书 的附图为了便于说明而进行了部分夸大和缩小的图示，实际应用本发明的一实施例的情况 下，附图中所示的结构要素的各部分的比例可发生变化。
[0026] 根据本发明的一实施例的触控面板可包括沿着第一方向，如垂直方向延伸的多个 透明电极。并且，触控面板可包括沿着第二方向，如水平方向延伸的多个透明电极。其中， 第一方向和第二方向可以是相互垂直的方向，但并不受此限定。在本发明中，为了便于说 明，图中沿着垂直方向延伸的电极可称为感应电极（sensing electrode)，沿着水平方向延 伸的电极可称为驱动电极（driving electrode)。但是，在其他实施例中，垂直方向的电极 和水平方向的电极的作用可以互换。
[0027] 各感应电极和各驱动电极可形成于相互不同的层（layer)，或者可形成于相同的 层。可定义各感应电极和驱动电极的交叉区域，但这种交叉区域可具有矩阵结构。对应于 该矩阵结构的各要素（element)的区域可作为用于确定触控面板内的触控输入位置的基准 单位而使用。在本发明中，这种基本单位可称为"触控节点"。
[0028] 向驱动电极施加电压时，可以在驱动电极和各感应电极的交叉点通过互电容 (mutual capacitance) Csense向各感应电极注入电荷（charge)。输入到各感应电极的电 荷量（Qsense)可以由驱动信号的第一级别（Vdrive)和互电容（Csense)的乘积表示（即， Qsense = Vdrive 氺 Csense)。
[0029] 在特定时段内，可将如第一级别（Vdrive)的电压和第二级别（0V)的电压周期性 进行反复的脉冲串的驱动信号施加到驱动电极中的一个电极。当特定时段结束时，可将驱 动信号施加到其他驱动电极。可将直流电压施加到除了被输入驱动信号的驱动电极之外的 剩余各驱动电极，上述直流电压例如可为0V的电压。但是，根据实施例，还可以使用将驱动 信号一同施加到多个驱动电极的结构。
[0030] 图la及图lb是表不用于说明在同一层形成有感应电极120和驱动电极110的触 控面板的工作原理的示意图。如图lb所示，当借助手指600而构成触控输入时，从驱动电 极110产生的电场510中的部分被手指600吸收并被断开，因此，驱动电极110和感应电极 120之间的互电容值将发生变化（Csense -Csense -ACsense)。当借助触控输入的互电 容的变化量的动态范围具有适当的大值时，有利于判断触控输入与否。因此，优选地，感应 电极120和驱动电极110的形状应能够提供可由手指断开/或吸收的足够的电场510。
[0031] 图2a至图2c是表示用于说明根据触控面板的一个触控节点中的触控中心点的位 置而发生的电容的变化的示意图。
[0032] 在图2a中，为了便于说明，示出了形成有共8个感应电极（C1~C8 )和共12个驱动 电极（R1~R12)的触控面板。由感应电极和各驱动电极交叉的各触控节点的区域用正方形 表示。在使用手指触碰的情况下，实际上由手指断开从驱动电极面向感应电极的电场的区 域，可以使用椭圆形或圆形等建模。在这里，为了便于说明，以圆形建模为前提进行说明。
[0033] 图2b是具体示出了图2a的节点[R3, C4]、节点[R3, C5]及节点[R3, C6]的示意 图。触控输入能够以在图2b中表示的指标[_9]~[9]所示位置为中心而构成。在以指标 [-9]、指标[0]及指标[9]所示的位置为中心（S卩，触控中心点）而构成触控输入的情况下， 电场被断开的区域可以分别是圆形区域A[-9]、圆形区域A[0]及圆形区域A[9]。
[0034] 图2c的y轴（S卩，垂直于x轴的轴)值表示节点[R3, C5]的电容变化值，+x轴和-x 轴分别表示从节点[R3，C5]的中心点向右侧及左侧分隔的距离。图2c的指标[_9]~[9]分 别对应于图2b的指标[_9]~[9]。在以指标[0]所示的位置（S卩，节点[R3，C5]的节点中心 点）为中心而构成触控输入的情况下，节点[R3, C5]上的电场被断开最多，因此，y值呈最 大值。在以指标[-9]所示的位置（S卩，节点[R3，C4]的节点中心点）或指标[-9]所示的位 置（即，节点[R3, C6]的节点中心点）为中心而构成触控输入的情况下，节点[R3, C5]上的 电场不被断开，y值为0。图2c所示的直线L-I表示根据触控输入位置的理想的电容的变 化，曲线L-R表示根据触控输入位置的实际电容的变化。直线L-I之所以被认为是理想的 (ideal )，是因为当根据触控输入位置变化的电容的变化满足线性性时，可简化应由触控输 入处理器执行的计算。图2c所示的D (xn)表示在位置xn上的直线L-I和曲线L-R的差 异值。
[0035] 在本发明中，以称为"Interpolability"的术语定义符合插值的水平，该值可按距 离测定相邻两个电池之间的电容的变化量的大小而得出。数学式1是对理想的插值响应属 性L-I (插值响应曲线，Interpolation Response Profile)和实际插值响应属性L-R之间 的差异的定量化。
[0036] 数学式1
【权利要求】
1. 一种触控面板，在同一层形成有感应电极和驱动电极，其中， 一个上述感应电极包括： 主电极部，沿着一方向延长，以及 N个分支电极部，从上述主电极部的N个分支点分岔而形成； 上述各分支电极部呈漩涡状， 包含在上述驱动电极的驱动电极-电池沿着上述分支电极部的延伸方向延伸，并以漩 涡状形成。
2. 根据权利要求1所述的触控面板，其中， 上述各分支电极部由相互连接的第一分段和第二分段构成； 上述第一分段存在于借助以直线延伸上述分支电极部的一端部和另一端部的虚拟的 线而被分割的两个平面中的第一平面； 上述第二分段存在于上述两个平面中的第二平面。
3. 根据权利要求1所述的触控面板，其中，上述各分支电极部由相互连接的三个以上 的直线分段构成，上述三个以上的直线分段之间以规定的角度被弯曲。
4. 根据权利要求3所述的触控面板，其中，上述规定的角度为直角。
5. 根据权利要求1所述的触控面板，其中，与上述感应电极相连接的感应电线和与上 述驱动电极相连接的驱动电线，在配置有上述感应电极及上述驱动电极的感知区域内，配 置在与上述感应电极及上述驱动电极相同的层。
6. -种触控面板，由形成于同一层的感应电极-电池和驱动电极-电池构成的多个触 控节点配置成矩阵形态，其中， 上述各感应电极-电池由相互连接的第一分段和第二分段构成； 上述第一分段存在于借助以直线延伸上述感应电极-电池的一端部和另一端部的虚 拟的线而被分割的两个平面中的第一平面； 上述第二分段存在于上述两个平面中的第二平面； 所属于相同的感应电极的多个上述感应电极-电池通过上述一端部而相互连接。
7. 根据权利要求6所述的触控面板，其中，与上述感应电极-电池相连接的感应电线 和与上述驱动电极-电池相连接的驱动电线，在配置有上述感应电极-电池及上述驱动电 极-电池的感知区域内，配置在与上述感应电极-电池及上述驱动电极-电池相同的层。
8. -种触控面板，在同一层形成有第一类型-电极和第二类型-电极，其中， 一个上述第一类型-电极包括： 主电极部，沿着一方向延长，以及 N个分支电极部，从上述主电极部的N个分支点分岔而形成； 上述各分支电极部呈漩涡状； 包含在上述驱动电极的驱动电极-电池沿着上述分支电极部的延伸方向延伸，并以漩 涡状形成。
9. 根据权利要求8所述的触控面板，其中，与上述第一类型-电极相连接的第一类 型-布线和与上述第二类型-电极相连接的第二类型-布线，在配置有上述第一类型-电极 及上述第二类型-电极的感知区域内，配置在与上述第一类型-电极及上述第二类型-电 极相同的层。
10.根据权利要求9所述的触控面板，其中，上述第一类型-电极为感应电极，上述第 二类型-电极为驱动电极，上述第一类型-布线为感应电线，上述第二类型-布线为驱动电 线。
【文档编号】G06F3/044GK104395868SQ201280072684
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年3月27日
【发明者】金盛汉, 申亨哲, 尹一炫 申请人:津尼蒂克斯有限公司