本发明涉及电容式触摸屏技术领域，尤其涉及一种具有较少外围电路的电容式触摸屏。
背景技术：
触摸屏(touchscreen)是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式，其被广泛应用于信息查询、工业控制、自助服务、多媒体教学、电子游戏等众多领域。尤其其中的大尺寸(20寸及以上)触摸屏，由于能够提供更大的可视区域(或者可操作区域)，得到越来越多的应用。
在各种触摸屏类型中，电容式触摸屏以其准确好用、耐磨损、寿命长等的优点，在大尺寸触摸屏占据一席之地，并有着更佳的应用前景。通常，电容式触摸屏包括彼此之间通过粘性件(例如，双面胶、粘合剂等)固定连接的外屏和内屏，其中外屏是提供触控功能的屏幕部分，内屏是提供显示功能的屏幕部分。如图1-6所示的现有技术的电容式触摸屏的结构示意图所示，在外屏1的表面11的边缘部分(触摸屏的非可视区域)上固定有粘性件4，粘性件4将内屏2与外屏1固定连接。
其中，外屏1可以是单面结构的(如图1-3所示)，即在外屏的背离使用者的一侧表面11上同时布置感应、驱动单元阵列。具体地，如图1所示，在外屏1的该侧的表面11上，在可视区域1b内沿两个方向分别成排地布置多个感应单元和驱动单元，其中，在横向布置多行串联连接的感应单元，例如感应单元11a到感应单元11b的感应单元行由多个沿横向串联连接的感应单元构成。
图中用虚线框出的感应单元由菱形导电块和连接于其左右两端的导电段构成，驱动单元由菱形导电块和连接于其上下两端的导电段构成；但也可以将一个导电段和与其相连的一个菱形导电块认为是一个感应/驱动单元，或者将导电段和其两边的半个菱形导电块认为是一个感应/驱动单元，即本文中所述的感应/驱动单元可以有各种结构形式，在本图中绘示的结构仅作为一个示例，而不应被认为是都本文中所述的感应/驱动单元的限制。
如图所示，每一感应单元行的两端分别通过一个电极走线(通常是银浆材料的)连接到布置在外屏1的非可视区域1a的下边缘处的一个感应电极，例如感应单元行11a-11b的一端(即感应单元11a的一端)通过感应电极走线13a连接到感应电极15a，另一端(即感应单元11b的一端)通过感应电极走线13b连接到感应电极15b。如感应电极15a、15b的多个感应电极与固定在外屏1的非可视区域1a的下边缘处的fpc(柔性印刷电路板)32、fpc33电连接。另外，在纵向上布置多列串联连接的驱动单元，例如驱动单元12a到驱动单元12b的一驱动单元列由多个沿纵向串联连接的驱动单元构成；每一驱动单元列的两端中的上端悬空，下端通过一个电极走线(通常是银浆材料的)连接到布置在外屏1的非可视区域1a的下边缘处的一个驱动电极，如驱动单元列12a-12b的一端(即驱动单元12a的一端)悬空，另一端(即驱动单元12b的一端)通过驱动电极走线14连接到驱动电极16。如驱动电极16的多个驱动电极与固定在外屏1的非可视区域1a的下边缘处的fpc31电连接。
外屏1也可以是双面结构的(如图4-6所示)，即在外屏1的两个表面上分别布置感应、驱动单元阵列，其背离使用者的一侧表面11通过粘性件4与内屏2固定连接，另一侧的表面与一保护玻璃层(未示出)贴合。在此处示出的示例中，感应单元阵列、感应电极走线、感应电极及其电连接的fpc32、33布置在外屏的表面11上，驱动单元阵列、驱动电极走线、驱动电极及其电连接的fpc31布置在另一个表面上(图4中以虚线表示它们在该另一表面上的部分)。
在现有技术中，惯例是将所有的感应电极、驱动电极集中地布置在一个较小的区域范围内，这对于触摸屏制造商将fpc电连接到这些电极的操作是有利的。但是，对于大尺寸的触摸屏，这意味着感应电极走线和驱动电极走线(即，触摸屏的外围电路)需要从各行/列的感应单元和驱动单元的端部延伸更长的路径才能到达感应电极和驱动电极所在的位置。这不但需要占用较大的非可以区域的面积，从而导致产品的整体尺寸过大，并影响屏幕的美观；也更容易发生感应/驱动电极走线的电路失效问题，影响成品的良品率。
比如对于65寸的电容式触控屏，其大约有300个的驱动电极和感应电极。假定外围电路的线宽和线距都为0.1mm，那么非可视区的空间至少要60mm，这还不包括制作过程的各种误差和屏蔽电路的所需要的空间。并且，其外围电路中的走线可达1000-3000mm长。这样长、细、密的外围电路的走线要求模具具有高精度，而制作过程稍微有些疏漏就会导致电路失效，比如开路和短路问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种具有较少外围电路的电容式触摸屏，以解决上述现有技术中的问题。
技术实现要素：
为实现上述目的，本发明提供了一种具有较少外围电路的电容式触摸屏，其包括外屏和内屏；在所述外屏的可视区域，多个沿横向排列的第一单元行并排地延伸至所述外屏的非可视区域，多个沿纵向排列的第二单元列并排地延伸至所述非可视区域，其特征在于，
还包括至少两个第一fpc；
在所述非可视区域，所述多个第一单元行的第一端部被分为至少两组，其中每一组中的各个所述第一单元行的第一端部与所述至少两个第一fpc中的一个第一fpc中的各个电极一一对应地电连接。
进一步地，所述电容式触摸屏还包括至少两个第二fpc；
在所述非可视区域，所述多个第二单元列的第一端部被分为至少两组，其中每一组中的各个所述第二单元列的第一端部与所述至少两个第二fpc中的一个第二fpc中的各个电极一一对应地电连接。
进一步地，所述第一单元是驱动单元，所述第二单元是感应单元；或者，所述第一单元是感应单元，所述第二单元是驱动单元。
进一步地，所述第一单元和所述第二单元分别布置在所述外屏的两个表面上
进一步可选地，所述电容式触摸屏还包括至少两个第三fpc；所述多个第一单元行的第二端部被分为至少两组，其中每一组中的各个所述第一单元行的第二端部与所述至少两个第三fpc中的一个第三fpc中的各个电极一一对应地电连接；
所述多个第二单元列的第二端部悬空。
进一步可选地，所述电容式触摸屏还包括至少两个第三fpc和至少两个第四fpc；
所述多个第一单元行的第二端部被分为至少两组，其中每一组中的各个所述第一单元行的第二端部与所述至少两个第三fpc中的一个第三fpc中的各个电极一一对应地电连接；
所述多个第二单元列的第二端部被分为至少两组，其中每一组中的各个所述第二单元列的第二端部与所述至少两个第四fpc中的一个第四fpc中的各个电极一一对应地电连接。
可选地，所述各个所述第一单元行的第一端部与所述第一fpc中的各个电极一一对应地直接接触或通过第一电极走线相连，以实现两者间的所述电连接。
可选地，所述各个所述第一单元行的第二端部与所述第三fpc中的各个电极一一对应地直接接触或通过第一电极走线相连，以实现两者间的所述电连接。
可选地，所述各个所述第二单元列的第一端部与所述第二fpc中的各个电极一一对应地直接接触或通过第二电极走线相连，以实现两者间的所述电连接。
可选地，所述各个所述第二单元列的第二端部与所述第四fpc中的各个电极一一对应地直接接触或通过第二电极走线相连，以实现两者间的所述电连接。
进一步可选地，各个所述第一单元行由多个顺序串联的所述第一单元构成，各个所述第二单元列由多个顺序串联的所述第一单元构成。
进一步可选地，各个所述第一单元行由两个不相连的第一单元行部分构成，每个所述第一单元行部分由多个串联的所述第一单元构成。
进一步地，两个不相连的所述第一单元行部分之间的间隔不小于100nm。
进一步可选地，各个所述第二单元列由两个不相连的第二单元列部分构成，每个所述第二单元列部分由多个串联的所述第二单元构成。
进一步地，两个不相连的所述第二单元列部分之间的间隔不小于100nm。
由此可见，本发明通过将电容式触摸屏的外屏上的驱动单元行/列和/或感应单元列/行的两端分组地连接到多个fpc，减少了用于将驱动单元行/列和感应单元列/行的端部连接到fpc上的电极所需要的电极走线的长度；并且可以通过令驱动单元行/列和感应单元列/行的端部与fpc上的电极直接接触以实现它们之间的电连接，从而不需要制备上述的电极走线。因此，本发明能够减少布置在电容式触摸屏的外屏的非可视区域的外围电路，从而有效地降低了由于过多过长的外围电路中的电极走线引起的电路开路和短路的问题，提高了产品的良品率；并且还能够减少电容式触摸屏的外屏的非可视区域所需要占用的屏幕面积，从而使成品的触摸屏能够具有较狭窄的边框，从而更为美观；并且对于大尺寸触摸屏，狭窄的边框有效地减轻了触摸屏的重量。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1显示了一种现有技术的触摸屏的结构分解图，其中包括内屏和外屏。
图2是图1所示的触摸屏的侧视图，其内、外屏彼此之间固定连接。
图3显示了图1所示的外屏，其是单面结构的。
图4显示了另一种现有技术的触摸屏的结构分解图。
图5是图4所示的触摸屏的侧视图，其内、外屏彼此之间固定连接。
图6显示了图4所示的外屏，其是双面结构的。
图7示意性地示出了在第一个较佳实施例中，多个感应单元行的第一端部通过电极走线分别连接到两个fpc，其第二端部也通过电极走线分别连接到两个fpc。
图8示意性地示出了在第二个较佳实施例中，多个感应单元行的第一端部分别与两个fpc直接接触地相连，其第二端部也分别与两个fpc直接接触地相连；其中多个驱动单元列的第一端部也分别与两个fpc直接接触地相连，其第二端部悬空。
图9示出了图8中的一个感应单元行的第一端部与一个fpc之间直接接触地相连。
图10示意性地示出了在第三个较佳实施例中，多个感应单元行的第一端部和第二端部皆分别与两个fpc直接接触地相连，多个驱动单元列的第一端部和第二端部也皆分别与两个fpc直接接触地相连。
图11示意性地示出了在第四个较佳实施例中，连接多个感应单元行的第一端部和第二端部的四个fpc和四个感应芯片；以及连接多个驱动单元列的第一端部的两个fpc和两个驱动芯片。
图12示意性地示出了在第五个较佳实施例中，连接多个感应单元行的第一端部和第二端部的四个fpc和四个感应芯片；以及连接多个驱动单元列的第一端部的两个fpc和两个驱动芯片；其中各个感应单元行皆有两个不相连的感应单元子行构成。
图13示出了图12所示的一个感应单元行中的两个不相连的感应单元子行。
图14示出了图12所示的一个感应单元行中的两个不相连的感应单元子行之间的另一种位置关系。
图15示出了图8所示的触摸屏的外屏，其上固定有连接件，该连接件用于实现外屏与内屏固定连接。
图16示出了图11所示的触摸屏的外屏，其上固定有连接件，该连接件用于实现外屏与内屏固定连接。
具体实施方式
如前所述地，电容式触摸屏的外屏可以是单面结构的，也可以是双面结构的。本发明提供的电容式触摸屏也一样，其中的外屏既可以是单面结构的，也可以是双面结构的。但是，从实用性的角度看，尤其需要采用本发明的技术构思的大尺寸的电容式触摸屏的外屏通常采用的都是双面结构的布局。因此，以下仅以双面结构的外屏作为示例，描述本发明的技术方案。但是，本领域的技术人员可以理解，本发明的技术方案同样适用于具有单面结构的外屏的触摸屏。另外，在以下结合附图对本发明的技术方案的描述中，其绘示的感应单元、驱动单元的形式和布局也并不应该被认为是对本发明的技术方案的限制。本领域的技术人员应当理解，本发明的技术方案可以应用于具有各种形式和布局的感应单元、驱动单元的触摸屏。
如图7所示，在第一个较佳实施例中，本发明的触摸屏的外屏上的感应单元阵列为m个沿横向排列的感应单元行：感应单元行111-11n、…、1i1-1in、1j1-1jn、…、1m1-1mn，其中每行具有n个感应单元，即这是一个m×n的感应单元阵列；其中，i、j皆为自然数，且1<i<j<m；各感应单元行具有两端，即第一端部和第二端部，分别通过电极走线连接到fpc311、312、321、322中的一个。
外屏上的驱动单元阵列与下一实施例中的一样(参见图8)，其中的驱动单元阵列为g个沿纵向排列的驱动单元列：驱动单元列211-21h、…、2e1-2eh、2f1-2fh、…、2g1-2gh，其中每列具有h个驱动单元，即这是一个h×g的驱动单元阵列；其中，e、f皆为自然数，且1<e<f<g。通常，m等于h或者与h差1，n等于g或者与g差1；各驱动单元列的一端(第二端部)悬空，另一端(第一端部)通过电极走线连接到一个fpc31。
在本实施例中，m个感应单元行的第一端部被分为两组，其中一组(即，感应单元111、…、1i1的端部)分别通过电极走线连接到fpc311，并与fpc311上的各个电极一一对应地电连接；另一组(即，感应单元1j1、…、1m1的端部)分别通过电极走线连接到fpc312，并与fpc312上的各个电极一一对应地电连接。m个感应单元行的第二端部也被分为两组，其中一组(即，感应单元11n、…、1in的端部)分别通过电极走线连接到fpc321，并与fpc321上的各个电极一一对应地电连接，另一组(即，感应单元1jn、…、1mn的端部)分别通过电极走线连接到fpc322，并与fpc322上的各个电极一一对应地电连接。较佳地，这m个感应单元的第一/第二端部被均分为两组，例如取i＝int(m/2)。
本实施例中布置在各fpc和感应单元行的端部之间的电极走线可以是由导电银浆制备形成。如电极走线采用与可视区相同的透明导电材料(例如ito)，则可在制备可视区触控单元时一同制成，减少生产工序。由于可以(如图7所示地)设计并使用较长条的fpc并将该fpc固定在需要其电连接的感应单元行的端部处，本实施例中布置的上述电极走线可以很短，例如不超过50cm，并且它们的布局可以实现使得它们在保有较大的间距(例如不小于0.03mm)的前提下具有较大的线宽(例如，不小于0.1mm)。这对于成品的电容式触摸屏的良品率是很有好处的。
如图8所示，在第二个较佳实施例中，本发明的触摸屏的外屏上的感应单元阵列和驱动单元阵列与前一个实施例相同。但是，本实施例中的g个驱动单元列的第一端部被分为两组，其中一组(即，驱动单元211、…、2e1的端部)分别通过电极走线连接到fpc411，并与fpc411上的各个电极一一对应地电连接；另一组(即，驱动单元2f1、…、2g1的端部)分别通过电极走线连接到fpc412，并与fpc412上的各个电极一一对应地电连接。m个感应单元行的第二端部与前一个实施例相同地悬空。较佳地，这g个驱动单元列的第一端部被均分为两组，例如取e＝int(g/2)。
另外，在本实施例中，感应单元行的两个端部和驱动单元列的第一端部直接地与对应的fpc上的电极电接触，从而实现它们之间的电连接，而不需要制备如前一实施例中的电极走线。如图9所示，其中放大地示出了图8中的感应单元行111-11n的第一端部与对应的fpc311之间的连接。可见，该感应单元行111-11n的第一端部111a从感应单元111向外屏1的非可视区域延伸并进入该非可视区域，fpc311紧邻感应单元111地布置在非可视区域，并覆盖第一端部111a，以使得其上的电极与第一端部111a直接接触，从而实现两者之间的电连接。另外，可以采用通常布置fpc的方式，例如热压，实现其上的电极与第一端部111a之间可靠电连接。
本实施例中的各感应单元行的第一、第二端部是制作各感应单元行时同时形成的，各驱动单元列的第一端部是制作驱动单元列时同时形成的，它们皆是例如ito材料的。由于不需要额外地制作电极走线，本实施例的结构能够使得电容式触摸屏的制作工艺得到简化。
本发明提供的触摸屏中的外屏上的驱动单元阵列也可以由两端皆分组地连接到fpc，即各列驱动单元列的两端皆不悬空，如图10所示。
在图10所示的实施例中，外屏上的感应单元阵列、驱动单元阵列与前两个实施例相同，感应单元行的第一、第二端部的分组也与前两个实施例相同，与前一个实施例不同的是，其中的g个驱动单元列没有悬空端，其第二端部也被分为两组，其中一组(即驱动单元211、…、2e1的端部)与fpc421上的电极一一对应地直接接触，实现它们之间的电连接；另一组(即驱动单元21h、…、2eh的端部)与fpc421上的电极一一对应地直接接触，实现它们之间的电连接。
另外，虽然未图示，本领域的技术人员可以理解，本发明提供的触摸屏的外屏上的各感应单元行也可以是一端悬空的，如图8所示的驱动单元列那样。
本发明提供的电容式触摸屏的外屏上的各个fpc可以与各个不同的感应/驱动芯片电连接，如以下的实施例中将要描述的那样。
如图11所示，在本实施例中，外屏上的感应、驱动单元阵列与图8所示的实施例相同，并且，其各感应、驱动走线的分组也与该实施例相同。具体地，m个感应单元行的第一端部分为两组，分别连接到fpc1311、1312；m个感应单元行的第二端部分为两组，分别连接到fpc1321、1322；g个驱动单元列的第一端部(即非悬空端)分为两组，分别连接到fpc1411、1412。
在本实施例中，使用四个感应芯片1511-1522与fpc1311-1322电连接，来检测来自感应单元阵列的电信号；使用两个驱动芯片1611、1612与fpc1411、1412电连接，来向驱动单元阵列发送电信号。具体地，在本实施例中，采用cof(chiponfilm)技术，将各个芯片固定在对应的fpc上并与该fpc实现电连接。具体地，感应芯片1511布置在fpc1311上并与fpc1311电连接，感应芯片1512布置在fpc1312上并与fpc1312电连接，感应芯片1521布置在fpc1321上并与fpc1321电连接，感应芯片1522布置在fpc1322上并与fpc1322电连接，驱动芯片1611布置在fpc1411上并与fpc1411电连接，驱动芯片1612布置在fpc1412上并与fpc1412电连接。
本领域的技术人员可以理解，虽然本实施例中描述的是各感应单元行的两端分别连接两个不同的感应芯片，但是在其他实施例中也可以在各驱动单元列的两端分别连接两个不同的驱动芯片。即这里描述的感应/驱动芯片的布置同样适用于图10所示的电容式触摸屏的外屏结构。
如前所述，本实施例中的各感应单元行两端分别电连接两个不同的感应芯片，而且感应单元行中的各个感应单元为串联连接。而在图12所示的实施例中，其感应单元行两端也分别电连接两个不同的感应芯片，但其感应单元行中的各个感应单元并非串联连接，而是由两个感应单元子行彼此不相连地形成，每个感应单元子行中的各个感应单元串联地连接。
如图13、14所示的感应单元行2111-211n(其在图12所示的外屏上的位置相当于感应单元行111-11n在图7所示的外屏上的位置)，其由感应单元子行2111-211e和感应单元子行211f-211n构成，其中感应单元子行2111-211e中的各个感应单元是串联连接的，感应单元子行211f-211n中的各个感应单元也是串联连接的。本实施例中，感应单元子行2111-211e和感应单元子行211f-211n彼此并不相连，具体地，感应单元211e和211f之间具有一个间隙2110，该间隙2110可以在设计感应单元阵列的版图时同时被设计，在形成感应单元阵列的同一工艺步骤中与感应单元阵列同时形成；该间隙2110也可以在设计感应单元阵列的版图时不予考虑，而在形成感应单元阵列的工艺步骤之后，通过例如化学和激光刻蚀等的方法在原本相连的感应单元211e和211f之间形成。较佳地，该间隙2110的跨度为不小于100nm。
进一步地，为了更有效地实现间隙两侧的感应单元子行之间的信号屏蔽，可以令这两个感应单元子行彼此相邻的两个端部分别接地。
另外，上述用两个不相连的感应单元子行构成一个感应单元行的设计思路也可以用于如图10所示的外屏中的驱动单元列，使得其中各驱动单元列皆有两个不相连的驱动单元子列构成。
如图12所示，在诸如该感应单元行2111-211n的各感应单元行的两端皆为连接不同的感应芯片，并且皆由两个彼此之间通过间隙分离的感应单元子行构成。除了各感应单元行被间隙分离成两个感应单元子行之外，本实施例中的结构与前一实施例完全相同。即，m个感应单元行的第一端部分为两组，分别连接到fpc2311、2312；m个感应单元行的第二端部分为两组，分别连接到fpc2321、2322；g个驱动单元列的第一端部(非悬空端)分为两组，分别连接到fpc2411、2412。采用cof技术，将各个芯片固定在对应的fpc上并与该fpc实现电连接。具体地感应芯片2511布置在fpc2311上并与fpc2311电连接，感应芯片2512布置在fpc2312上并与fpc2312电连接，感应芯片2521布置在fpc2321上并与fpc2321电连接，感应芯片2522布置在fpc2322上并与fpc2322电连接，驱动芯片2611布置在fpc2411上并与fpc2411电连接，驱动芯片2612布置在fpc2412上并与fpc1412电连接。
如背景技术部分所述的，电容式触摸屏的内屏和外屏需要彼此固定连接在一起，本发明提供的电容式触摸屏的外屏尤为适合通过如申请号为201711041470.2的中国发明专利中公开的连接件与内屏固定连接。本说明书在此通过引用的方式包括上述中国发明专利中的相关内容，并且进一步地提供使用其中具有槽的连接件固定连接诸如本申请的第二(图8)、第四(图11)个实施例所描述的外屏的方式。
如图15所示，具有槽的连接件4000的一个表面固定连接在外屏的非可视区域，其为方框形；槽在连接件4000中延伸，其至少经过固定在外屏上的各个fpc311、312、321、322、411和412，并且在其一个外部边缘处具有开口4001。从各fpc311、312、321、322、411和412引出的导线600被容纳在槽中，并一直延伸通过开口4001，从而被引出外屏，并可以连接到布置在外屏之外的感应芯片、驱动芯片。
如图16所示，具有槽的连接件4000的一个表面固定连接在外屏的非可视区域，其为方框形；槽在连接件4000中延伸，其至少经过固定在外屏上的各个感应芯片2511、2512、2521和2522和各个驱动芯片2611、2612，并且在其一个外部边缘处具有开口4001。从各芯片2511、2512、2521、2522、2611和2612引出的导线2600被容纳在槽中，并一直延伸通过开口4001，从而被引出外屏，并可以连接到布置在外屏之外的处理器。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域的技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。