]在实施例1和实施例2中，为保证有连接迹线构成的线圈能够有效检测电磁手写笔所发射的电磁波，一方面构成线圈的连接迹线的材质最好是低电阻率的金属银、铜等良导体；另一方面线圈内的损耗，主要是涡流损耗需要降低到最低。而对于电容检测而言，检测电极的面积越大则灵敏度越高，越容易检测到触摸物。因此这是一对需要克服的矛盾。为解决这个矛盾，在本发明中使用了抗涡流的检测电极。
[0023]所述抗涡流电极，是一种当交变磁场穿过电极图案时，图案内部产生或者产生很少的涡流损耗，即电极图案内没有大面积的低电阻率的良导体，或者电极内虽含有良导体但不构成面积较大的环路。在本发明中，一种可用的抗涡流电极的结构，是置于衬底上的电极或子电极和连接迹线，均由铺设于衬底表面的良导体如银、铜构成；抗涡流电极或子电极，是与所述连接迹线为起点延伸出的若干呈发散状延伸的分枝构成；每条延伸的分枝与连接迹线只有一个连接端，并且与其它分枝没有电连接。
[0024]针对实施例1的方案，所使用的抗涡流电极的几种可用结构见图3。从图中可容易看出，这些结构均具有较大的电极图案面积，但是发散的分枝结构保证了电极内部没有闭合的导电环路。因此这类结构能确保线圈内部导体所产生的涡流可忽略不计。在这些附图中，图3a给出了图1中电极的详细结构，即以连接迹线103为中心的鱼骨形的发散分枝构成了电容检测的图案。图3b?图3e是另外几种可用的发散分枝的图案结构。其中比较特殊的是图3e，为不规则的图案结构，在这种结构中，填充在电极图案内部的导电分枝不会构成固定间距的光栅，因此能够对减轻金属网格结构的电容感应面板所固有的莫尔效应(即产生亮暗相间莫尔纹，影响显示效果)有一定效果。
[0025]针对于电极内部导体的布设，因为可用的图案有无穷多种，所以附图3所给出的示例只能用于说明设计的原则思路，无法穷尽所有的具体图形设计。针对于电极组内由连接迹线构成的线圈的连接端口的布设，为避免所述线圈与外界处理电路之间的连接线构成附加的感应面积影响传感定位的准确性，在前面和后面的实施例中，推荐线圈的引出端位于衬底的一侧。
[0026]图4是针对实施例2的结构所给出的抗涡流电极与连接迹线之间的几种连接结构。其中图4a着重给出了图2所示实施例2中每个电极与连接迹线的连接关系，给出了基本的连接规则；图4b给出的是希望得到最大的电磁感应检测灵敏度时，电极与连接迹线之间的较好的一种连接结构——连接迹线的长度最短电阻最低但线圈的有效面积最大，故推荐为最佳实施结构。但这种结构图4c的连接迹线通过电极处的长度稍长，但也能得到较大的线圈面积，亦为可选择结构。
[0027]上述的电极内部结构，均以Y方向的某组电极中的一个完整的电极图案为例来说明。对于X方向电极组内的电极，将图示的电极旋转90度即可使用。
[0028]在本发明中，如果使用金属作为电极和连接迹线的制造材料，当显示面板得尺寸较大时，比较合理的设定是用作连接迹线的细金属线的宽度不大于50微米，用于抗涡流电极的分枝的宽度不大于20微米，这样在0.5米左右的使用和观看距离上，电极图案和连接迹线不会对人眼产生较大的干扰。实施中主要考虑的因素是显示面板尺寸的大小和分辨率的高低。如面板尺寸较小、分辨率较高，则需选用较小的宽度以免干扰视线，这时用作连接迹线的细金属线的宽度应不大于20微米，用于抗涡流电极的分枝的宽度不大于10微米。
[0029]实施例3
图5给出了一种由连接迹线构成多圈线圈的实施结构，目的在于大幅度地提升电磁感应线圈的检测灵敏度。在这个实施例中，每个电极均被分割为互相分离绝缘的多个子电极，如N个子电极。由连接迹线构成的线圈为多圈线圈，其平行于该电极所在的电极组延伸方向的线圈的不同线圈臂，分别与所述N个子电极中的同名子电极相连通。这里子电极的命名规则与实施例2相同，图中给出的是线圈为圈的一种结构。其中图5a给出的是基本的连接结构；图5b则是一种扩大线圈感应面积、提升电磁感应检测灵敏度的一种变化结构，相当于实施例2在这里的一种变形，即线圈为多圈但电极只被划分为两个子电极。但是图5b的结构的缺点是电极组边缘的连接迹线的布设密度较大，容易产生莫尔效应。
[0030]实施例3中的子电极，与实施例1、2中所使用的电极或子电极一样为抗涡流电极，可依据签署抗涡流的规则设计电极图案。
[0031]随着技术的进步，石墨烯有望成为一种可用于触控感应面板的新材料，因此本发明中构成电极、子电极和连接迹线的材料可选用石墨烯。如果所述良导体使用石墨烯，因为石墨烯拥有高达95%以上的透过光率且具有可以与金属相媲美的低电阻率，故可以对连接迹线和分枝节构的细线的宽度不作要求。
[0032]另外一种正在被推广应用的触控电极制造材料是直径为纳米级的金属线或金属颗粒，如纳米银线或银颗粒、纳米铜线或铜颗粒，经印刷、固化后得到透明度较高的导电膜。经特定加工，这种材料亦可应用于本发明的某些实施应用中，如尺寸较小的触控面板。如果使用纳米金属材料制造置于衬底上的连接迹线和电极，可使用纳米金属含量较低、电阻率或方阻较大的透明导电膜铺设于衬底表面用于电极；纳米金属含量较高、电阻率或方阻较小的透明导电膜用于连接迹线，即构成连接迹线部分的导电膜中纳米金属的含量，数倍于构成透明电极的导电膜中纳米金属的含量。制备这种不同区域导电能力不同的布线的方法，或者可使用不同纳米金属配比的透明导电油墨分次印刷制备得到不同电阻率的连接迹线和电极，或可使用同样纳米金属配比的油墨多次印刷，得到低电阻率的连接迹线。在这种情况下，透明电极因导电膜的膜层很薄、电阻率很高，在交变磁场穿过时所产生的涡流很小，亦可用作抗涡流电极。
[0033]如果使用纳米级的金属线或金属颗粒含量足够高的透明导电印刷油墨制造透明电极和连接迹线，也可以使用前面的描述的发散状延伸的分枝结构。因为因为含有纳米金属材料的透明导电膜具备较高的透光率，所以分枝节构的细线的宽度一般可不作要求。
[0034]应当理解，本发明的技术方案不局限于本具体实施例中的结构，在不脱离本发明的技术思想的范围内进行等同的变换、移植、代替或劣化，均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种兼容触摸和电磁手写检测的二维传感器，包含有若干组以图案形式布置于衬底上的多个由铺设在衬底表面的导电感应层构成的电极，其特征在于:所述电极为抗涡流电极；组内各个电极通过至少一条低阻抗的连接迹线互相连通形成电连接；所述的连接迹线在连接每组内每一电极的同时，自身构成一个带有两个引出端的线圈。
2.根据权利要求1所述的二维传感器，其特征在于:所述线圈的引出端位于衬底的一侧。
3.根据权利要求1所述的二维传感器，其特征在于:所述置于衬底上的每个抗涡流电极被分为两个互相分离的第一抗涡流子电极和第二抗涡流子电极，所述由连接迹线构成的线圈为一端开口单圈线圈，其平行于电极延伸方向的两臂分别与所述两个子电极中的同名子电极相连通。
4.根据权利要求1所述的二维传感器，其特征在于:所述置于衬底上的每个电极被分为N个互相分离的抗涡流子电极，所述由连接迹线构成的线圈为多圈线圈，其平行于该电极所在的电极组延伸方向的线圈的不同线圈臂，分别与所述N个子电极中的同名子电极相连通。
5.根据权利要求1或3、4所述的二维传感器，其特征在于:所述置于衬底上的电极或子电极和连接迹线，均由铺设于衬底表面的良导体构成；所述连接迹线为良导体细线；所述抗涡流电极或子电极，是与所述连接迹线为起点延伸出的若干呈发散状延伸的分枝构成；每条延伸的分枝与连接迹线只有一个连接端，并且与其它分枝没有电连接。
6.根据权利要求5所述的二维传感器，其特征在于:所述良导体是金属。
7.根据权利要求6所述的二维传感器，其特征在于:所述用作连接迹线的细金属线的宽度不大于50微米，用于抗涡流电极的分枝的宽度不大于20微米。
8.根据权利要求5所述的二维传感器，其特征在于:所述良导体是石墨烯。
9.根据权利要求1或3、4所述的二维传感器，其特征在于:所述置于衬底上的连接迹线和抗涡流电极或子电极，均由铺设于衬底表面的包含有纳米金属线或纳米金属颗粒的透明导电膜构成；构成所述连接迹线部分的透明导电膜中纳米金属的含量，多倍于构成透明电极的导电膜中纳米金属的含量。
10.根据权利要求9所述的二维传感器，其特征在于:所述金属为银、铜中的一种。
【专利摘要】一种兼容触摸和电磁手写检测的二维传感器，在衬底上布设有若干组以图案形式由铺设在衬底表面的导电感应层构成的多个抗涡流电极；组内各个电极通过至少一条低阻抗的连接迹线互相连通形成电连接；所述的连接迹线在连接每组内每一电极的同时，自身构成一个带有两个引出端的单圈或多圈的线圈。从上述结构可看到，本发明在不改变现有电容触摸感应面板的基本结构和生产工艺的基础上，仅通过改变电极图案中的导电体的布设位置，就可以兼容对电磁感应手写笔的电磁信号点的检测，并且能彻底杜绝了手部碰触屏幕表面对手写输入的干扰。
【IPC分类】G06F3-046
【公开号】CN104571773
【申请号】CN201310490154
【发明人】刘中华
【申请人】刘中华
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月18日