X 1菱形模型表示的是待研究的菱形电极模型的最小结构单元，将1 X 1菱形模型的三个结构参数:尺寸Pitch、桥宽Bridge Width和缝隙Deletion依次进行仿 真，每次仿真，保持其中两个结构参数数值不变，仅一个结构参数的数值进行变化，用圆柱 体仿真手指放在模型正中间，得到的结果如表1所示：
[0033] 表1:
[0034]
[0035] 由于ACm是触摸屏灵敏度的表征，因此由表1可以得到以下结论：
[0036] 对灵敏度影响最大的结构参数是尺寸Pitch和缝隙Deletion，影响最小的是桥宽 BridgeWidth。同时，增加桥宽BridgeWidth和尺寸Pitch对互电容变化有着积极的作用，随 着桥宽BridgeWidth增加，信噪比增加；随着尺寸Pitch增加，信噪比减少，随着缝隙 De 1 et i on的增加对电容变化和信噪比有着消极的作用。
[0037] 1 X 1菱形模型尺寸Pitch取6mm，宽度间隙Deletion分别取0 · lmm、0 · 15mm、0 · 2mm、 0.25mm和0.3mm条件下研究互电容变化Δ Cm与桥宽的关系，得到的结果如图4所示。
[0038] 由图4可以看出1X1菱形模型中相同桥宽下ACm随间隙的增大而减小；在间隙= 0· 1mm时Δ Cm随桥宽的增大不断减小，在del = 0·3mm时Δ Cm随桥宽的增大不断增大，其余间 隙的A Cm均是随桥宽的增大先增大后减小。
[0039] 接着用上述方法研究2 X 2菱形模型、3 X 3菱形模型、4 X 4菱形模型和5 X 5菱形模 型的互电容变化，模型分别如图5~图8所示，每个菱形模型的尺寸Pitch取6mm，宽度间隙 Deletion取0 · 3mm，仅改变桥宽，桥宽分别取100um、200um、300um、400um和500um条件下来研 究互电容变化A Cm与桥宽的关系，得到的结果如图9所示，信噪比与桥宽的关系，得到的结 果如图10所示。
[0040] 从图9我们可以得出有无手指触摸的互电容变化量随着求解域增加(2X2菱形模 型、3 X 3菱形模型、4 X 4菱形模型和5 X 5菱形模型）基本不会变化，由图10可以看出信噪比 随着求解域的增加(2 X 2菱形模型、3 X 3菱形模型、4 X 4菱形模型和5 X 5菱形模型）而减少 了。在1 X 1菱形模型、2 X 2菱形模型、3 X 3菱形模型、4 X 4菱形模型和5 X 5菱形模型仿真中， 1X1菱形模型最快收敛，仿真时间最短，5X5菱形模型最慢收敛，仿真时间最长。我们选择 仿真时间合适，精度相对高，信噪比较好的求解域研究，依据仿真结果3X3模型最为合适， 在其基础上改变尺寸，结合研究1 X 1模型得到的各结构参数影响大小而选择合适的各结构 参数尺寸，最后得到模型的最优结构尺寸。
[0041] 本发明分析方法通过探究电极图形主要结构参数尺寸的改变对灵敏度的影响，进 而通过改变结构参数的尺寸提高灵敏度，为最终得到最优的电极图形尺寸进而提高触摸屏 的灵敏度具有重大意义。本发明分析方法能够实现在设计出一种好的电极图形后，可以通 过对电极图形各个结构参数尺寸的改变来优化该电极图形，从而实现提高灵敏度的效果。
【主权项】
1. 一种触摸屏电极结构性能的分析方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤1，选取某个触摸屏的最小结构单元，利用COMSOL Multiphysics软件对该触摸屏 最小结构单元进行建模分析； 步骤2，C0MS0L Multiphysics软件中，采用极端电压法，求解建模分析对象中任两电极 之间的电容;将上层ITO、下层ITO、铜屏蔽层以及触摸时的手指均设为终端，其中一个终端 电极电压设为XV，其余终端电极电压均为0V，把下层ITO作为驱动电极，上层ITO作为感应电 极，仿真在驱动电极Tx和感应电极Rx之间来回设置电压，只设驱动电极Tx或感应电极Rx中 一个有电压，其余终端电极电压为0V，最后得到一个完整的〇11、〇 )[?、〇^、〇11/、〇￡[?、0|^的电容 矩阵;其中，X取除〇以外的任意数值； 步骤3，利用步骤2得到的Cm、CpRx、CpTx、C/、Cfrx、Cfτχ来计算有无手指触摸建模分析对象 的互电容变化：A Cm=Cm-C/，其中，Cm是无手指触摸时驱动电极Tx和感应电极Rx之间的互电 容，C/是有手指触摸时驱动电极Tx和感应电极Rx之间的互电容； 无手指触摸时的信噪比：SNRdispiay= Δ Cm/CpRX，其中，CpRX是感应电极Rx到屏蔽层的寄生 电容； 有手指触摸时的信噪比：SNRtcmch = Δ Cm/CfRX，其中，CfRX是感应电极RX和触摸手指之间的 耦合电容； 步骤4，保持建模分析对象其他结构参数的尺寸不变，改变建模分析对象某一个结构参 数的尺寸，重复进行步骤1到步骤3,得到一系列SNRdlsplay和SNRtc^h随该结构参数尺寸变化 的数值； 步骤5，遵循步骤4的操作方法，选取建模分析对象不同的结构参数进行尺寸改变，得到 各个结构参数对应的一系列SNRdispl^PSNRtcmah随结构参数尺寸变化的数值； 步骤6，利用步骤5得到的数据，分析不同结构参数对互电容变化、SNRdispi^PSNRtcmch的 影响，得到各个结构参数对电极性能的影响规律； 步骤7,增加求解域，利用COMSOL Multiphysics对触摸屏重复结构进行建模分析;执行 步骤2~6,得到触摸屏重复结构各个结构参数对触摸屏重复结构电极性能的影响规律。2. 根据权利要求1所述触摸屏电极结构性能的分析方法，其特征在于，步骤2中，CPTX是 指驱动电极Tx到屏蔽层的寄生电容;Cm是指驱动电极Tx和触摸手指之间的耦合电容。
【专利摘要】本发明公开了一种触摸屏电极结构性能的分析方法，该方法采用COMSOL？Multiphysics软件来仿真触摸屏，根据电势分布可以求出任意两电极之间电容，先研究出最小结构单元进而增加求解域引申到触摸屏重复结构中去，最终得到对整个触摸屏的分析。本发明的分析方法一方面建立和测试新模型方便，省时省力；另一方面，便于优化触摸屏结构、改进模型，使模型的灵敏度达到最佳效果；通过探究电极各结构参数尺寸的变化对电极灵敏度的影响，为最终得到最优的电极图形尺寸和提高触摸屏灵敏度具有重大意义。
【IPC分类】G06F3/044
【公开号】CN105653108
【申请号】
【发明人】谢江容, 潘风明, 刘晶晶, 吴政南
【申请人】南京点触智能科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月31日