专利名称：一种电容式触摸传感器、触摸检测装置及触控终端的制作方法
技术领域：
本实用新型属于触摸传感器技术领域，尤其涉及一种电容式触摸传感器、触摸检 测装置及触控终端。
背景技术：
目前，电容式触摸传感器的实现原理如图1所示(单点触摸结构或多点触摸中的 单元结构)，由上向下依次是触摸面板11、感应电极层12、绝缘隔离层13、驱动电极层14和 基板15，其中触摸面板11可以采用钢化玻璃、亚克力或PVC类材料。由于驱动电极14与 感应电极12的正对面积大，使得两个电极之间的初始电容较大，同时大部分的电场线EL在 驱动电极14与感应电极12之间，手指在触摸时只能接触到的很少的外围电场线，使得驱动 电极14与感应电极12之间的电容变化量小，反映为触摸时电容式触摸传感器的电容变化 率小。由于这个缺陷，导致检测电路检测到的数据变化率小，故灵敏度不高，使信噪比(SNR) 小而加重了软件滤波处理。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种电容式触摸传感器、触摸检测装置及触控终端， 旨在解决现有的电容式触摸传感器灵敏度不高的问题。本实用新型是这样实现的，一种电容式触摸传感器，包括驱动电极层、感应电极 层，在感应电极层与所述驱动电极层之间有一绝缘隔离层，所述感应电极层之上附着有触 摸面板，所述感应电极层上的感应电极布线的内部有挖空。进一步地，所述感应电极层上的每一条感应电极布线内部有一处挖空或不相连的 多处挖空。进一步地，所述感应电极布线内部的挖空部分和/或所述感应电极层上的各个感 应电极之间填充有悬浮块，所述悬浮块与所述感应电极层上的感应电极之间留有间隙。进一步地，在所述感应电极层上至少每一个感应电极区域的非挖空部分在所述驱 动电极层上有正对的驱动电极区域。本实用新型提供的触摸检测装置包括如上所述的电容式触摸传感器、与所述电容 式触摸传感器连接的触摸控制器。本实用新型提供的触控终端包括如上所述的触摸检测装置。本实用新型提出了一种新的触摸检测装置中的传感器结构，该传感器结构中的感 应电极层(如菱形、长方形、圆形等等)内部进行挖空处理，其结构有利于提高触摸检测的 灵敏度，使检测数据的信噪比有所提高，为保证整体的透光率，还可以在挖空位置或各感应 电极之间填充悬浮块，该结构可以应用到各种触摸屏终端中或其他类型的触控终端中。
图1是现有技术提供的电容式触摸传感器的实现原理图；[0012]图2是本实用新型电容式触摸传感器的实现原理图；图3是采用图2所示的电容式触摸传感器组成的触摸检测装置的结构原理图；图4A、4B、4C分别是采用图2所示的电容式触摸传感器组成的多点电容触摸屏的 结构以及该结构的感应电极层和驱动电极层的示意图；图5是本实用新型提供的本实用新型实施提供的驱动电极层的图案及驱动电极 层的引线局部设计图；图6A示出了本实用新型实施提供的菱形感应电极层挖空的图案、感应电极层的 引线及悬浮块的局部设计图；图6B则是将图5所示驱动部分的图案与图6A所示的感应部分的图案组成后的结 构图；图7A示出了本实用新型实施提供的另一种菱形感应电极层挖空的图案、感应电 极层的引线及悬浮块的局部设计图；图7B则是将图5所示驱动部分的图案与图7A所示的感应部分的图案组成后的结 构图；图8A示出了本实用新型实施提供的长方形感应电极层挖空的图案、感应电极层 的引线及悬浮块的局部设计图；图8B则是将图5所示驱动部分的图案与图8A所示的感应部分的图案组成后的结 构图；图9A示出了本实用新型实施提供的圆形感应电极层挖空的图案、感应电极层的 引线及悬浮块的局部设计图；图9B则是将图5所示驱动部分的图案与图9A所示的感应部分的图案组成后的结 构图；图IOA示出了本实用新型实施提供的六边形感应电极层挖空的图案、感应电极层 的引线及悬浮块的局部设计图；图IOB则是将图5所示驱动部分的图案与图IOA所示的感应部分的图案组成后的 结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例中，针对现有的电容触摸传感器初始电容较大且触摸时电容变 化小的缺陷，本专利提出了一种新的电容触摸感应检测装置中的传感器结构，即对感应电 极层(如菱形、长方形、圆形等等)内部挖空处理。图2示出了本实用新型实施例提供的电容式触摸传感器的实现原理，为了便于描 述，仅示出了与本实施例相关的部分。参照图2，在隔离绝缘层23的下表面紧贴布设有一个或多个驱动电极图案的驱动 电极层24，同时，所述隔离绝缘层23的上表面紧贴布设有一个或多个感应电极图案的感应 电极层22，在所述感应电极层22之上附着有触摸面板21，可以在所述驱动电极层24下表面增加一基板25，(也可以不用所述基板25)，本实施例中，感应电极层22的内部有区域被挖空。 设驱动电极层24与感应电极层22之间的初始电容为Ctl，触摸后电容变小为CT，则 电容变化率为 由上式(1)可见，增加Ctl与Ct的差值就可以增大触摸引起的检测点电容变化率， 从而有助于提高检测控制电路对触摸状态的检测与识别。参考平行板电容器公式 其中，ε为介电常数，S为上下基板的正对面积，k为静电力常量，d为上下基板之 间的距离。由公式⑵可以看到，电容C的大小与平行板电容器的正对面积线性成正比。当 然在电容触摸按键与触摸屏中，驱动电极层与感应电极层所形成的电容是非标准的平行板 电容器，但其电容大小与面积成正比这一趋势不会改变。本实用新型实施例通过将感应电 极层内部挖空，使驱动电极与感应电极正对面积减小，故其初始电容Ctl变小。由于感应电极层22内部被挖空，使驱动电极层24到感应电极层22的电场线EL 更加发散，手指触摸时能接触到的更多的电场线，其引起的电容变化量变大，即Cci-Ct增大。 因此图2所示的电容式触摸传感器可以在很大程度上提高手指触摸时的电容变化率，意味 着灵敏度也有所提高。本实用新型实施例中，在感应电极层22上的每一个感应电极区域至少保证其非 挖空部分在驱动电极层24上有正对的驱动电极区域，通过该正对的驱动电极区域屏蔽来 自下层设备(如LCD)对感应电极的干扰。图3示出了采用上述电容式触摸传感器组成的触摸检测装置的结构原理，其中触 摸控制器用于扫描检测和控制，并对采样的数据进行处理和运算，向上层CPU输出坐标。而 上层CPU对底层输入的坐标进行上层处理。上述方案可实现的多点电容触摸结构，其整屏结构以及感应电极层和驱动电极层 的图案如图4A、4B、4C所示。经实验验证，检测点初始电容小，手指触摸时电容变化率大，检 测到的信号数据大，灵敏度高，很大程度上提高了检测数据的信噪比(SNR)。本实用新型实施例中，为保证整屏透光率一致，在挖空位置和/或各个感应电极 之间填埋悬浮块，该悬浮块与各感应电极之间留有间隙，而悬浮块的具体外形则可以根据 感应电极的形状进行灵活设计。图5示出了本实用新型实施提供的驱动电极层的图案及驱 动电极层的引线A局部设计，图6A示出了本实用新型实施提供的菱形感应电极层挖空的图 案、感应电极层的引线Bl及悬浮块Cl的局部设计，图6B则是将图5所示驱动部分的图案 与图6A所示的感应部分的图案组成后的结构图。图7A示出了本实用新型实施提供的另一 种菱形感应电极层挖空的图案、感应电极层的引线B2及悬浮块C2的局部设计，图7B则是 将图5所示驱动部分的图案与图7A所示的感应部分的图案组成后的结构图。图8A示出了 本实用新型实施提供的长方形感应电极层挖空的图案、感应电极层的引线B3及悬浮块C3 的局部设计，图8B则是将图5所示驱动部分的图案与图8A所示的感应部分的图案组成后的结构图。图9A示出了本实用新型实施提供的圆形感应电极层挖空的图案、感应电极层的 引线B4及悬浮块C4的局部设计，图9B则是将图5所示驱动部分的图案与图9A所示的感 应部分的图案组成后的结构图。图IOA示出了本实用新型实施提供的六边形感应电极层挖 空的图案、感应电极层的引线B4及悬浮块C4的局部设计，图IOB则是将图5所示驱动部分 的图案与图IOA所示的感应部分的图案组成后的结构图。其中，每一条感应电极布线内部 可以只有一处挖空，如图8A所示，也可以有不相连的多处挖空，如图6A、图7A、图9A、图IOA 所示。同时，通过对内部挖空面积的控制可以控制初始电容的变化，加强对各种不同环 境(如厚度)的适应能力。如应用于薄膜触摸面板当驱动电极层与感应电极层距离减小 时，根据公式(2)，其初始电容Ctl增大，这会减小电容变化率。此时可以通过增大挖空面积 的方法进行处理，使驱动电极层与感应电极层的正对面积减小，从而减小其初始电容，以抵 消距离减小对电容变化率带来的负面影响。具体实施时，可采用上述电容式触摸传感器制成单独的触摸检测装置，也可直接 将上述电容式触摸传感器直接制作在各种电容式触控终端，比如电容式触摸按键控制终 端、电容式触摸滑条控制终端、电容式触摸转轮控制终端及电容式触摸屏终端等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求一种电容式触摸传感器，包括驱动电极层、感应电极层，在感应电极层与所述驱动电极层之间有一绝缘隔离层，所述感应电极层之上附着有触摸面板，其特征在于，所述感应电极层上的感应电极布线的内部有挖空。
2.如权利要求1所述的电容式触摸传感器，其特征在于，所述感应电极层上的每一条 感应电极布线内部有一处挖空或不相连的多处挖空。
3.如权利要求1所述的电容式触摸传感器，其特征在于，所述感应电极布线内部的挖 空部分和/或所述感应电极层上的各个感应电极之间填充有悬浮块，所述悬浮块与所述感 应电极层上的感应电极之间留有间隙。
4.如权利要求1所述的电容式触摸传感器，其特征在于，在所述感应电极层上至少每 一个感应电极的非挖空部分在所述驱动电极层上有正对的驱动电极区域。
5.一种触摸检测装置，包括电容式触摸传感器、与所述电容式触摸传感器连接的触摸 控制器，其特征在于，所述电容式触摸传感器为如权利要求1至4任一项所述的电容式触摸 传感器。
6.一种触控终端，其特征在于，包括一如权利要求5所述的触摸检测装置。
专利摘要本实用新型适用于触摸传感器技术领域，提供了一种电容式触摸传感器、触摸检测装置及触控终端，所述电容式触摸传感器包括驱动电极层、感应电极层，在感应电极层与所述驱动电极层之间有一绝缘隔离层，所述感应电极层之上附着有触摸面板，其特征在于，所述感应电极层上的感应电极布线的内部有挖空。本实用新型提出了一种新的触摸检测装置中的传感器结构，该传感器结构中的感应电极层(如菱形、长方形、圆形等等)内部进行挖空处理，其结构有利于提高触摸检测的灵敏度和检测数据的信噪比。
文档编号G06F3/044GK201622554SQ20102011048
公开日2010年11月3日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者昌浩, 邓耿淳 申请人:深圳市汇顶科技有限公司