触控设备及其触摸感应装置的制作方法

本实用新型涉及电子设备技术领域，具体地，涉及触控设备及其触摸感应装置。

背景技术：

随着触摸屏的不断发展，电容式触摸屏在终端设备领域中逐渐被广泛地应用。

在现有的电容式触控设备中，通常通过在玻璃表面形成具有一定图案的单层氧化铟锡(ITO)以构成互电容阵列，从而实现触控设备的多点触摸。具体原理是：互电容阵列中的每个互电容分别由驱动电极和感测电极形成，当手指触摸到电容屏时，触摸点附近的两个电极发生耦合，从而使这两个电极之间的电容值发生改变；在检测阶段，驱动电极接收触控设备发出的激励信号，触控设备中的控制电路能够通过对感测电极进行检测得到互电容阵列中各位置处的电容值的变化量，从而获知每个触摸点的坐标。

在传统的触控设备中，每个驱动电极和每个感测电极均需要通过引出线引出到触控感应装置外，用于与触控设备中的控制电路相连。因此，当触摸感应装置上设置的电极数量很多时，引出线的数量也会很多，在实际生产中引出线的数量通常都在150条以上。传统触控设备中互电容设置图案所需的大量引出线导致了触控设备中的触摸感应装置结构繁琐，并且影响触控设备的性能。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种减少了引出线数量的触控设备及其触摸感应装置。

根据本实用新型的一方面，提供了一种触摸感应装置，包括基板、位于基板上的感应层和位于感应层上的保护层，其中所述感应层包括：布置成阵列的第一电极和第二电极，相邻的第一电极与第二电极之间形成互电容；多条引出线，用于将所述第一电极与所述第二电极连接至所述触摸感应装置外，其中，每一列第一电极与一列第二电极和一列第一电极相邻，每一列第二电极与一列第二电极和一列第一电极相邻，每列第一电极中的每个第一电极与相邻列第二电极中的两个第二电极相邻以形成连两个互电容，每列第二电极中的每个第二电极与相邻列第一电极中的两个第一电极相邻以形成两个互电容，每一列第一电极分成两组，每一组第一电极通过一条引出线引出，每列第二电极中的每一个第二电极通过一条引出线引出。

优选地，每列第一电极按照奇数和偶数位置分成两组。

优选地，同一组的第一电极彼此相连。

优选地，所述第一电极为感测电极，所述第二电极为驱动电极。

优选地，远离引出线引出方向的最后一行第二电极中彼此相邻的两个第二电极通过一条引出线引出。

优选地，所述感应层还包括分布于相邻两列第二电极之间的第三电极。

优选地，所述感应层还包括：相邻的两列第一电极之间的第一隔离区，所述第一隔离区接地。

优选地，所述感应层还包括：相邻的两列第二电极之间的第二隔离区，所述第二隔离区接地。

优选地，所述感应层的材料包括透明导电材料。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种触控设备，其特征在于，包括触摸控制电路以及触摸感应装置，所述触摸感应装置包括感应层，所述感应层包括：布置成阵列的第一电极和第二电极，相邻的第一电极与第二电极之间形成互电容；多条引出线，用于将所述第一电极与所述第二电极连接至所述触摸感应装置外，其中，每一列第一电极与一列第二电极和一列第一电极相邻，每列第一电极中的每个第一电极与相邻列第二电极中的两个第二电极相邻以形成连两个互电容，每列第二电极中的每个第二电极与相邻列第一电极中的两个第一电极相邻以形成两个互电容，每一组第一电极通过一条引出线引出，每列第二电极中的每一个第二电极通过一条引出线引出，所述触控感应装置的所述多条引出线连接至所述触摸控制电路。

优选地，在所述触控设备中，每一行所述第二电极所对应的引出线彼此相连。

根据本实用新型实施例的触摸感应装置及触控设备中，由于每个驱动电极与2个不同组的感测电极能够形成2个互电容，因此与现有技术相比，本实施例仅需要一半个数的驱动电极即可形成相同个数的互电容，从而减少了由驱动电极产生的引出线的数量，并且由于每个驱动电极对应两个互电容的结构有助于缩减互电容之间的距离，从而有利于提高触摸感应装置以及触控设备的分辨率。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出现有的触摸感应装置中各电极的位置关系与连接关系示意图。

图2示出本实用新型实施例的触摸感应装置的结构示意图。

图3示出本实用新型实施例的触摸感应装置中感应层的布局示意图。

图4示出本实用新型实施例的替代实施例的触摸感应装置中感应层的布局示意图。

图5示出本实用新型实施例的触控设备的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中没有画出除了对应驱动电极与感测电极之外的引出线，并且可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。

下面，参照附图对本实用新型进行详细说明。

图1示出现有的触摸感应装置中各电极的位置关系与连接关系示意图。

如图1所示，在现有的触摸感应装置100中，感应层上包含多个感应单元111。每个感应单元112中包含4列驱动电极和4个感测电极Y1至Y4，每列驱动电极包括沿列方向排列的多个驱动电极T1至T6，感测电极Y1与感测电极Y2之间布置有两列驱动电极，感测电极Y3与感测电极Y4之间布置另外两列驱动电极。每个感测电极同时与相邻列的驱动电极T1至T6形成6个互电容，从而在每个感应单元112中能够形成由6*4＝24个独立的互电容所构成的互电容阵列。

由于触摸感应装置需要与触控设备中的触摸控制电路相连，因此在触摸感应装置的每个感应单元112中，每个驱动电极与每个感测电极均需要通过引出线111引出到触摸感应装置外，当触摸感应装置中的驱动电极与感测电极的数量很多时，引出线的数量也会很多。例如在图1所示的包含4列驱动电极和4个感测电极的感应单元112中，4个感测电极Y1至Y4需要4条引出线y1至y4；每列驱动电极T1至T6共需要6条引出线t1至t6，4列驱动电极则需要6*4＝24条引出线；又由于相邻列的、位于最后一行的两个驱动电极T6可以共用一条引出线t6，因此感应单元111所需要的引出线111的数量为4+24-2＝26条。在实际生产中，触控感应装置包括多个感应单元112，因此驱动电极与感测电极的数量更大，例如在尺寸为5寸的触摸感应装置中，引出线的数量约为260条以上。

因此，传统触控感应装置需要大量的引出线，导致了触控设备中的触摸感应装置结构繁琐，并且影响触控设备的性能。

需要说明的是，本说明书中所述的“最后一行”指的是远离引出线引出方向的最后一行。

图2示出本实用新型第一实施例的触摸感应装置的结构示意图。

如图2所示，触摸感应装置200包括基板230、位于基板上的感应层220以及位于感应层上的保护层210，为了清楚起见，将保护层210与其他部分之间分离示出。如图2所示，感应层220位于基板230与保护层210相对的表面上。感应层220中包含多个感应单元222以及多条引出线221每个感应单元222分别与多条引出线221对应。需要说明的是，多个感应单元222与多条引出线221在感应层220中的布局不限于图2所示的布局。

触摸感应装置200中的感应层220的材料可以包括透明导电材料，例如图案化的氧化铟锡薄膜或者纳米线导电薄膜，从而在实现触摸感应的同时允许背光显示。在一些实施例中，感应层220的材料可以为非透明的导电材料，例如当触摸感应装置200应用于不具有显示功能的触控板时，感应层220可以为由PCB等工艺制成的金属层。

下面具体对感应层220的结构进行说明。

图3示出本实用新型第一实施例的触摸感应装置中感应层的布局示意图。

如图3所示，感应层220所包含的每个感应单元222中包含2列驱动电极T(如图2所示，T1至T6)和2列感测电极Y(如图2所示，Y1至Y4)，其中，2列驱动电极位于2列感测电极之间。每列驱动电极包括沿列方向排列的多个驱动电极T1至T6。第一列感测电极按照奇数和偶数位置分成第一组感测电极Y1和第二组感测电极Y2；第二列感测电极按照奇数和偶数位置分成第三组感测电极Y3和第四组感测电极Y4，每一组感测电极彼此相连，如图2所示。每列驱动电极中的每个驱动电极分别与相邻列中包含的两个不同组的感测电极相邻而形成2个互电容，每列感测电极中的每个感测电极同时与相邻列的2个驱动电极形成2个互电容，从而在每个感应单元222中能够形成由12*2＝24个独立的互电容所构成的互电容阵列。

由于本实施例的触摸感应装置的感应层包含多个感应单元222，因此为防止电极之间的干扰，相邻的两列驱动电极之间设置有第一隔离区GND1，且第一隔离区GND1接地。如图2所示，在感应单元222中两列感测电极的外侧设有行方向上宽度为第一隔离区一半的半隔离区，从而可以由多个具有相同图案的感应单元222拼接出感应层，使得相邻感应单元中相邻的半隔离区电接触而形成将感应层中相邻两列驱动电极隔离的第一隔离区。

在本实施例的触摸感应装置中，感应层222所包括的感测电极、驱动电极、引出线、隔离区以及电极之间的连线均为透明导电材料所形成的图案，例如氧化铟锡图案，用于在完成触摸感应的同时允许透出触控设备中显示器的光。由于触摸感应装置中，布置有图案的区域与未布置图案的区域的反光率与透光率存在差异，因此为减小差异，可以在每个感应单元222中相邻的两列驱动电极之间设置第三电极，其可以包括两列冗余电极Dummy，各冗余电极Dummy可以与感应层中的引出线以及其他电极不相连。由于第三电极与感应层中的感测电极、驱动电极、引出线、隔离区以及电极之间的连线可以为同一种材料所形成的图案，因此减小了感应层中未布置图案的面积，使触摸感应装置各位置处的透光率与反光率更相近。

由于触摸感应装置需要与触控设备中的触摸控制电路相连，因此在触摸感应装置的每个感应单元222中，每个驱动电极与每个感测电极均需要连出触摸感应装置外，其中，每个驱动电极各引出一条引出线，同一组感测电极仅需要连出一根引出线。与现有技术不同的是，由于每个驱动电极与2个不同组的感测电极能够形成2个互电容，因此在形成相同互电容个数的前提下，本实施例只需要一半个数的驱动电极，从而减少了引出线的数量。例如在图2所示的包含2列驱动电极和4组感测电极的感应单元222中，4组感测电极Y1至Y4需要4条引出线y1至y4；每列驱动电极T1至T6共需要6条引出线t1至t6，2列驱动电极则需要6*2＝12条引出线；又由于相邻列的、位于最后一行的两个驱动电极T6可以共用一条引出线t6，因此感应单元222所需要的引出线221的数量为4+12-1＝15条，因此，与图1所示的现有触摸感应装置的感应单元111相比，图2所示的触摸感应装置的感应单元222在实现相同个数的独立互电容的情况下，共减少了26-15＝11条引出线。在实际生产中，触控感应装置的感应层中包括多个感应单元，因此驱动电极与感测电极的数量更大，从而本实施例的触控感应装置能够使引出线的数量明显减少。

需要说明的是，在上述对本实施例的描述中，感应单元中的2列驱动电极位于2列感测电极之间，作为一种替代的实施例，感应单元中的2列感测电极位于2列驱动电极之间，即在感应单元中2列感测电极可以与2列驱动电极的位置互换。另外，本说明书中仅提到了一个感测电极同时与两个驱动电极相邻的情况，需要说明的是，在与本实用新型的原理相同的其他实施例中，一个感测电极可以同时与多个感测电极相邻。

图4示出本实用新型第一实施例的替代实施例的触摸感应装置中感应层的布局示意图。

图4的触摸感应装置的感应层与图3的触摸感应装置的感应层类似，区别在于图3的触摸感应装置的感应层中相邻的两列驱动电极之间设置有第一隔离区，在如图4所示的触摸感应装置的感应层中相邻两列驱动电极之间还设置有第二隔离区。为了描述清楚，下面仅对区别部分进行详细描述。如图4所示，在左侧一列驱动电极T1至T6与右侧一列驱动电极T1至T6之间存在第二隔离区GND2，第二隔离区GND2接地，以减小相邻列驱动电极之间的影响。

需要说明的是，由于本实用新型主要减少了与驱动电极、感测电极对应的引出线的数量，因此本说明书所述的引出线指的是对应驱动电极与感测电极的引出线，在实际应用中，除了驱动电极与感测电极之外的部分也可以具有引出线，例如本说明书中提到的第一隔离区GND1与第二隔离区GND2通过其对应的引出线接地。

在根据本实用新型实施例的触摸感应装置及触控设备中，由于每个驱动电极与2个不同组的感测电极能够形成2个互电容，因此与现有技术相比，本实施例仅需要一半个数的驱动电极即可形成相同个数的互电容，从而减少了由驱动电极产生的引出线的数量，并且由于每个驱动电极对应两个互电容的结构有助于缩减互电容之间的距离，从而有利于提高触摸感应装置以及触控设备的分辨率。

另外，虽然以上附图中以驱动电极T1至T6和感测电极Y1至Y4为例描述了本实用新型的实施例，然而本领域技术人员应清楚，每个感应单元中包含的驱动电极和感测电极的数目不限于此，可以根据需要而定。

图5示出本实用新型第二实施例的触控设备的结构示意图。

本实用新型第二实施例提供一种触控设备，该触控设备可以是手机、全球定位系统设备，或是掌上电脑等电容式触控设备，其可以包括以上描述的触摸感应装置200以及触摸控制电路300。在一些实施例中，触控设备还可以包括显示模组等，在此不再赘述。触摸感应装置200与触摸控制电路300相连，当用户接触触摸感应装置时，触摸感应装置200感应层中的互电容阵列会由于触摸而发生改变，触摸控制电路会根据互电容的电容值的改变而确定用户对触控设备的触摸操作。

如图5所示，驱动电极的n条引出线t1至tn分别连接到触摸控制电路以形成驱动信号通道，感测电极的m条引出线y1至ym分别连接到触摸控制电路以形成感测信号通道，其中，n与m为大于1的自然数并且与触摸感应装置的尺寸相关，例如，尺寸为5寸的触摸感应装置中n的值约为11、m的值约为24。同一行的驱动电极的引出线在触摸感应装置外部连接在一起作为一个信号通道，例如，如图3和图4所示的第一行驱动电极T1的引出线t1在触摸感应装置外部连接在一起作为驱动电极T1的公共通道。由于上述触摸感应装置200在传统触摸感应装置100的基础上减少了引出线的数量，因此图5所示的触控设备中与引出线相关的线路结构能够得到简化。

本实用新型第二实施例的触控设备通过减少触摸感应装置引出线的数量实现了结构的简化，并且由于每个驱动电极对应两个互电容的结构有助于缩减互电容之间的距离，从而有利于提高触摸感应装置以及触控设备的分辨率。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。