专利名称：一种ito触摸感应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸感应领域，具体涉及一种ITO触摸感应器。
背景技术：
由于目前用于多触点感应检测技术的ITO (Indium Tin Oxide铟锡金属氧化物)触摸感应器，多以电容式的双层或单层跳线ITO结构来实现。图I为用于多触点感应检测技术的电容式ITO结构示意图，为达到图I所示的ITO结构，其中电容式双层ITO结构是将坐标轴X和Y方向的ITO分为两层，中间由隔离层隔开(如图2所示);而电容式单层ITO跳线结构是将坐标轴X和Y方向的ITO平铺在一层，中间通过跳线连接(如图3所示)。其中电容式双层ITO结构的制作成本较高、层与层之间的对准精度较差，因此导·致触点识别精度降低，而且透光率极低将间接导致背光源的功耗增大；而电容式单层跳线ITO结构需要非常细的跳线进行连接，因此导致ITO感应器的布线困难、制作难度大、成品率低等弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种ITO触摸感应器，不仅简化了触摸感应器的制作工艺、降低了触摸感应器的制作成本，实现了单层无跳线的ITO结构，而且能够对至少两个触点进行识别和定位。本发明为了解决上述技术问题，公开了一种ITO触摸感应器，所述ITO触摸感应器包括绝缘基板、ITO感应层、绝缘隔离层和触摸传导层，其中，所述ITO感应层设置在绝缘基板上，并通过绝缘隔离层与触摸传导层进行隔离；当有电信号加载至触摸传导层时，所述的触摸传导层和ITO感应层在电信号加载处会产生接触点，所述接触点处的ITO感应层接收并传递该电信号。进一步，所述ITO感应层由ITO材料制成的多个ITO基本单元和多个ITO子单元组成，所述多个ITO基本单元相互之间通过ITO子单元相连接。进一步，所述ITO基本单元的形状为多边形。进一步，所述多边形为正多边形。进一步，所述多边形为不规则多边形。进一步，所述多边形为三角形、四边形、六边形、八边形、圆形或椭圆形。进一步，所述组成ITO感应层的多个ITO基本单元的形状相同。进一步，所述组成ITO感应层的多个ITO基本单元的形状至少为两种。采用上述本发明技术方案的有益效果是通过采用单层无跳线ITO结构的触摸感应器，能够对至少两个触点进行识别和定位，同时本发明的技术方案简化了触摸感应器的制作工艺，并且减小了对触摸感应点定位的误差，提高了触摸感应的精度，增强了触摸感应器的透光率，间接降低了背光源的功耗，从而也降低了触摸感应器的功耗，并从整体上降低了触摸感应器的制作成本。
图I为用于多触点感应检测技术的电容式ITO结构示意 图2为电容式双层ITO结构的剖面示意 图3为电容式单层跳线ITO结构的剖面示意 图4为本发明实施例中ITO触摸感应器的剖面结构示意 图5A为本发明实施例中ITO感应层的剖面示意 图5B为本发明实施例中图5A的等效RC电路结构 图6A为本发明实施例中由多个三角形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图； 图6B为本发明实施例中图6A的等效RC电路结构 图7A为本发明实施例中由多个四边形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图； 图7B为本发明实施例中图7A的等效RC电路结构 图8A为本发明实施例中由多个六边形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图； 图8B为本发明实施例中图8A的等效RC电路结构 图9为本发明实施例中ITO感应层的等效RC电路 图10为本发明实施例中ITO触摸感应器上有无手指触摸时的延迟特性；
图11为本发明实施例中ITO触摸感应器的工作原理图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明一实施例公开了一种ITO触摸感应器，图4为本发明实施例中ITO触摸感应器的剖面结构示意图，如图4所示所述ITO触摸感应器包括绝缘基板401、ITO感应层402、绝缘隔离层403和触摸传导层404，其中，所述ITO感应层402设置在绝缘基板401上，并通过绝缘隔离层403与触摸传导层404进行隔离。在该实施方式中，所述绝缘基板401通常采用透明的硬质材料，如玻璃或有机薄膜等；所述触摸传导层404大多采用钢化玻璃或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等，其中PET的优势在于可以将触摸传导层做到更薄，而且价格也更加便宜。在本发明实施例中，所述ITO感应层由ITO材料制成的多个ITO基本单元和多个ITO子单元组成,其中ITO (Indium Tin Oxide铟锡金属氧化物)是一种N型氧化物半导体——氧化铟锡，由于ITO本身的电阻特性和ITO对地的电容特性(该实施方式中，所述ITO的电阻特性是指ITO材料本身所具有的电阻率，所述ITO对地的电容特性是指将ITO和地做为一个整体形成等效电容，其中ITO为等效电容的一个极板，地为等效电容的另一个极板)，因此多个ITO基本单元和ITO子单元相互排列而形成了等效的RC电路结构，由此避免了金属连线及打孔的复杂工艺。在该实施方式中，所述ITO感应层由多个ITO基本单元和多个ITO子单元组成，其中每个ITO基本单元对地相当于一个等效电容；而多个ITO基本单元相互之间又通过ITO子单元连接，所述作为连线的每个ITO子单元相当于一个等效电阻。以下结合附图5A和附图5B说明ITO感应层等效RC电路结构的基本等效关系，图5A为本发明实施例中单层ITO感应层的剖面示意图，如图5A所示以四边形ITO基本单元组成的单层ITO感应层结构为例，所述单层ITO感应层501固定在绝缘基板502之上，在本发明实施例中，所述单层ITO感应层501由4个四边形ITO基本单元41、423334和4个ITO子单元al、a2、a3、a4组成，所述4个四边形ITO基本单元之间通过ITO子单元连接，依据ITO材料本身的电阻特性和ITO对地的电容特性，图5B为本发明实施例中图5A的等效RC电路结构图，如图5B所示所述4个四边形ITO基本单元A1、A2、A3、A4对地相当于等效电容C1、C2、C3、C4 ;又因为ITO材料本身的电阻特性，所述连接四边形ITO基本单元的ITO子单元al、a2、a3、a4相当于等效电阻Rl、R2、R3、R4 ;在该实施方式中，所述等效电容C和等效电阻R的参数与附图5A中ITO感应层501的ITO基本单元和ITO子单元的大小以及绝缘基板502的材料结构有一定的关系，所述对应的关系如下所不
等效电阻所述等效电阻R的参数与ITO基本单元的尺寸(ΙΤ0基本单元的宽W、长L、厚度d)和ITO子单元的尺寸(ΙΤ0子单元的宽W、长I)有关，其关系式为R =f (W) *f (L) *f (d) *f (w) *f (I);
等效电容所述等效电容C的参数与ITO基本单元的尺寸(ΙΤ0基本单元的宽W、长L、厚度d)和绝缘基板的厚度H、真空介电常数ε0、绝缘基板材料的介电常数ε:有关,其关系式为:0=εοε: *f (W) *f (L) *f (d) *f (H);
在具体应用过程中，可以通过改变单层ITO感应层结构的形状、尺寸、厚度等参数，或者通过改变绝缘基板结构的形状、尺寸、厚度等参数，来调节对应的等效RC电路结构中电阻和电容的参数值。本发明实施例中，也可以根据实际使用时的需要，将ITO基本单元设计成多种形状，图6A为本发明实施例中由多个三角形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图，如图6A所示所述ITO感应层由多个三角形ITO基本单元组成，其中每个三角形的ITO基本单元对地相当于等效电容C ;而多个三角形ITO基本单元之间通过ITO子单元相连接，所述作为连线的ITO子单元可以是直线、斜线、折线等多种形式；图6A中由多个三角形ITO基本单元组成的ITO感应层可以等效为由多个六边形的RC基本单元组成的RC网络结构，如图6B所示，为本发明实施例中图6A的等效RC电路结构图。在该实施方式中，所述各种形状的ITO基本单元和ITO子单元组成的ITO感应层的等效RC电路的原理类同，此处并不一一赘述；如图7A为本发明实施例中由多个四边形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图，同理可知，图7B为本发明实施例中图7A的等效RC电路结构图；如图8A为本发明实施例中由多个六边形ITO基本单元组成的ITO感应层结构示意图，同理可知，图SB为本发明实施例中图8A的等效RC电路结构图。以下结合附图9 11对本发明的ITO触摸感应器的工作原理进行详细描述当有电信号加载至ITO触摸感应器的触摸传导层时,所述的触摸传导层和ITO感应层在电信号加载处会产生接触点，所述的电信号通过接触点处的ITO感应层接收和传递。在本发明实施例中，根据ITO材料的电阻特性和ITO对地的电容特性，并通过ITO感应层与RC电路结构的等效原理，利用“Re电路的延迟特性”来描述ITO触摸感应器的工作原理，其中，所述ITO感应层等效RC电路的延迟特性如图9所示在图9的RC电路中，在输入端VIN加入脉冲信号，由于对电容进行充放电，引出端VOUT对输入端VIN会产生延迟量Tc，如图10所示，其中延迟量Tc是R和C的函数Tc=f(R，C)。图11为本发明实施例中ITO触摸感应器的工作原理图，如图11所示，以四边形ITO基本单元组成的ITO感应层的ITO触摸感应器为例由于单层ITO感应层结构，可以等效为对应的Re电路结构；其工作原理为，通过四周的引出端在ITO感应层上按照一定的顺序和方式加入激励信号，利用其等效Re电路的延迟特性，会产生相应的行延迟和列延迟。如图10所示在一个具体的实施例中，假设脉冲的高电平电压为VH，检测电压的阈值为VTHJlJ VTH=a*VH，其中a为常数(0〈a ( I);当输入脉冲VIN的电压超过VTH时的时间点设为TO，对应引出端VOUT的电压超过VTH时的时间点设为Tl，因此延迟时间Tc=Tl-TO。又由于人体相当于一个存储有电子的装置，同样地相当于一个电容，当使用者的手指触摸到ITO触摸感应器的触摸传导层时，导致触摸传导层与ITO感应层在触摸处产生接触点，同时触摸传导层通过接触点将人体的电容叠加到ITO感应层上，致使ITO感应层的“正常”电容场发生变化，由于手指触摸时产生的接触点改变了 ITO感应层上接触点处ITO基本单元的电容量，因此有无手指触摸时的行、列延迟量不同，如图10所示当有 手指触摸时对应的延迟时间Tcf = Tlf-TOf ;且在有手指触摸时对应的延迟量Tcf也是R和C的函数Tcf=f (R，C)，与无手指触摸时的延迟量Tc进行比较，得到延迟变化量Λ T，AT=Tcf-Tc。在本发明实施例中，所述引出端针对激励信号在有手指触摸和无手指触摸时产生的行延迟和列延迟信号，经前处理系统802 (由Λ TDC和寄存器组成)，计算出有手指触摸和无手指触摸时行延迟和列延迟的时间差值，转换成数字信号。即经Λ TDC (Delta-Time-to Digital Converter时间数据转换器)进行数字信号的转换，将转换后的数字信号存储在寄存器中，再经过后处理系统803 (本实施例中后处理系统为处理器)，通过特定的算法，完成对触点的定位功能。本实施例结合上述ITO触摸感应器的工作原理描述单点、两点及多点触摸时的响应过程在本发明实施例中，当单个手指触摸到ITO触摸感应器上时，由于手指的感应电容改变了 ITO感应层上接触点处的ITO基本单元的电容值，因此对应该接触点的行延迟输出信号和列延迟输出信号随之改变，行列延迟的信号经过前处理系统、后处理系统的存储和计算，得到该接触点的X和Y的坐标位置，从而实现了对单触点的定位；当有两个手指同时触摸到ITO触摸感应器上时，由于手指的感应电容改变了 ITO感应层上两个接触点处的ITO基本单元的电容值，因此对应该两个接触点的行延迟输出信号和列延迟输出信号随之改变，行列延迟的信号经过前处理系统、后处理系统的存储和计算，分别得到这两个接触点的X和Y的坐标位置，从而实现了对同时触摸的两个触点的定位；当同时有多个手指触摸到ITO触摸感应器上时，由于手指的感应电容改变了 ITO感应层上多个接触点的ITO基本单元的电容值，因此对应该多个接触点的行延迟输出信号和列延迟输出信号随之改变，行列延迟的信号经过前处理系统、后处理系统的存储和计算，分别得到这些触摸点的X和Y的坐标位置，从而实现了对同时触摸的多个触点的定位。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种ITO触摸感应器，其特征在于，所述ITO触摸感应器包括绝缘基板、ITO感应层、绝缘隔离层和触摸传导层，其中，所述ITO感应层设置在绝缘基板上，并通过绝缘隔离层与触摸传导层进行隔离；当有电信号加载至触摸传导层时，所述的触摸传导层和ITO感应层在电信号加载处会产生接触点，所述接触点处的ITO感应层接收并传递该电信号。
2.根据权利要求I所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述ITO感应层由ITO材料制成的多个ITO基本单元和多个ITO子单元组成，所述多个ITO基本单元相互之间通过ITO子单元相连接。
3.根据权利要求2所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述ITO基本单元的形状为多边形。
4.根据权利要求3所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述多边形为正多边形。
5.根据权利要求3所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述多边形为不规则多边形。
6.根据权利要求3所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述多边形为三角形、四边形、六边形、八边形、圆形或椭圆形。
7.根据权利要求I 6任一项所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述组成ITO感应层的多个ITO基本单元的形状相同。
8.根据权利要求I 6任一项所述的ITO触摸感应器，其特征在于，所述组成ITO感应层的多个ITO基本单元的形状至少为两种。
全文摘要
本发明涉及一种ITO触摸感应器，所述ITO触摸感应器包括绝缘基板、ITO感应层、绝缘隔离层和触摸传导层，其中，所述ITO感应层设置在绝缘基板上，并通过绝缘隔离层与触摸传导层进行隔离；当有电信号加载至触摸传导层时，所述的触摸传导层和ITO感应层在电信号加载处会产生接触点，所述接触点处的ITO感应层接收并传递该电信号。通过本发明的技术方案，实现了单层无跳线ITO结构的触摸感应器，并且该触摸感应器能够对至少两个触点进行识别和定位，同时本发明的技术方案简化了触摸感应器的制作工艺、降低了触摸感应器的制作成本。
文档编号G06F3/041GK102890573SQ20111020336
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者梁洁, 律博, 苏建华, 王莹莹, 韩路, 栾昌海 申请人:国民技术股份有限公司