触摸感应装置的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备技术领域，特别涉及一种触摸感应装置。


背景技术：

2.随着触摸屏的不断发展，电容式触摸感应装置(例如电容式触摸屏)在终端设备领域中逐渐被广泛地应用。电容式触摸感应装置可以分为自电容触摸感应装置和互电容式触摸感应装置，自电容触摸感应装置包括多个感应电极，触摸会导致感应电极与地之间的电容发生变化，据此可以检测到触摸。互电容触摸感应装置上设置多个感应电极和驱动电极，驱动电极与感应电极之间形成互电容，触摸屏在工作时向驱动电极施加驱动信号并从感应电极获得感应信号，由于触摸会导致驱动电极与感应电极之间的互电容发生变化，所以可以据此来检测到触摸。
3.传统的电容式触摸感应装置的电极布置主要采用双层结构、架桥结构和单层结构。在单层结构的触摸感应装置中，通常通过在基板(例如玻璃或pcb板)表面形成具有一定图案的单层氧化铟锡(ito)或者其它导电介质，以构成互电容阵列，从而实现触控设备的多点触摸，单层结构由于具有工艺步骤少、价格低廉等优点而被广泛使用。然而，现有的单层导结构的触摸感应装置存在线性度差、精准度低等缺陷，如图1所示，图1示出现有技术的触摸感应装置。触摸感应装置100包括基板110和位于基板110之上的感应层，感应层包括成阵列分布的多个感应单元。图1中只示出两个感应单元，感应层包括感应电极120、驱动电极131至驱动电极134，可以看到，驱动电极131和驱动电极133在y方向相接处的宽度d1较大，在该区域驱动电极131和/或驱动电极133只与感应电极120在y方向上的主干部分形成互电容，导致该区域形成盲区，降低触摸感应装置的线性度和精准度。
4.因此，期待一种改进的触摸感应装置，能够减小或消除盲区，提高触摸感应装置的线性度和精准度。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种触摸感应装置，从而减小或消除感应单元之间的盲区，提高触摸感应装置的线性度和精准度。
6.根据本实用新型的一方面，提供一种触摸感应装置，包括：基板，以及位于所述基板上的感应层，所述感应层包括布置成阵列的多个感应单元，其特征在于，所述感应单元包括：第一电极，包括沿第一方向延伸的主干以及沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸的分支；多个第二电极，分布在所述第一电极两侧，具有与所述第一电极互补的形状，每个第二电极与第一电极之间的初始电容值相同；其中，所述感应单元在所述第一方向上的一端为所述第一电极的所述主干，另一端为所述第一电极的所述分支。
7.可选地，所述主干呈“弓”字型。
8.可选地，所述主干呈直线型。
9.可选地，所述分支分布在所述主干的两侧，所述主干两侧在同一直线上的两个分
支分别具有第一长度和第二长度。
10.可选地，所述第一长度不等于所述第二长度。
11.可选地，在所述主干的同一侧，具有所述第一长度的分支和具有所述第二长度的分支交替分布。
12.可选地，在所述主干的同一侧，具有所述第一长度的分支和具有所述第二长度的分支两两一组交替分布。
13.可选地，所述第一长度与所述第二长度之差的绝对值，等于沿所述第一方向延伸的所述主干在所述第二方向上的长度。
14.可选地，在所述第二方向上相邻的所述第二电极相互连接。
15.可选地，所述第一电极包括沿主干分割的第一子电极和第二子电极，所述第一子电极和第二子电极之间设置有接地电极，用于屏蔽和隔离电信号。
16.可选地，所述第一电极为驱动电极或感应电极中的一个，所述第二电极为另一个。
17.本实用新型实施例提供的触摸感应装置，通过改变驱动电极与感应电极的图案，令感应单元在第一方向上的一端为感应电极的主干，另一端为感应电极的分支，并形成与感应电极形状互补的驱动电极，使得在第一方向上相邻的感应单元的相接处不再是同种电极，同时，感应电极的分支在第一方向上间隔相同，感应电极分支的分布更加均匀，从而使得原始值更均匀，并消除现有技术中第一方向相邻的感应单元相接处的盲区，有效提高触摸感应装置的线性度和精准度。
18.进一步地，在第一方向上相邻的驱动电极的相接处缝隙很小，例如为几微米至几十微米，几乎不影响在第一方向上相邻的驱动电极间的一致性，进一步提高触摸感应装置的线性度和精准度。
19.可选地，本实用新型实施例的触摸感应装置可以应用于触控板，在基板的一面布置驱动电极和感应电极，并通过过孔在基板的另一面布线，进一步消除因为电极和布线设置在基板的同一面而产生的盲区。
20.可选地，本实用新型实施例的触摸感应装置，通过将第二方向上相邻的驱动电极相互连接，从而减少基板上所需的过孔的数量，有效增大基板的布线空间、降低其制作成本，以及改善过孔的寄生电容对触摸感应装置精准度的影响，进一步提高触摸感应装置的良率。
21.可选地，触摸感应装置将感应电极沿主干分割成第一子电极和第二子电极，第一子电极和第二子电极之间设置有接地电极，能够屏蔽和隔离电信号，提高触摸感应装置的精准度。
附图说明
22.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
23.图1示出了现有技术的触摸感应装置；
24.图2示出了本实用新型实施例的触摸感应装置；
25.图3示出了本实用新型实施例触摸感应装置的驱动电极的布线图；
26.图4示出了本实用新型另一实施例的驱动电极布线图；
27.图5示出了本实用新型又一实施例的触摸感应装置。
具体实施方式
28.以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件或者模块采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
29.应当理解，在以下的描述中，“电路”可包括单个或多个组合的硬件电路、可编程电路、状态机电路和/或能存储由可编程电路执行的指令的元件。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件或电路“连接在”两个节点之间时，它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的，或者其结合。相反，当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
30.同时，在本专利说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域普通技术人员应当可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本专利说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。
31.在本技术中，“行”与“列”的概念包括但不限于附图中所示的横向概念或竖向概念。在下文中描述了本实用新型的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本实用新型。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本实用新型。
32.此外，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
33.图2示出了本实用新型实施例的触摸感应装置。触摸感应装置200包括基板210以及位于基板210上的感应层。在一种可行的实施例中，触摸感应装置还包括位于感应层上的保护层。基板210例如选自pcb板。
34.感应层包括布置成阵列的多个感应单元，示例性的，图中示出3个感应单元。感应层包括感应电极220、驱动电极231至驱动电极236。
35.感应电极220包括沿y方向延伸的主干，以及沿x方向延伸的分支。沿y方向的主干呈“弓”字型，沿x方向的分支呈直线型。分支分布在主干的两侧，且主干两侧位于同一直线上的两个分支具有不同的长度，分布在同一侧的分支也具有不同的长度。
36.驱动电极231至驱动电极236分别在感应电极220分支之间的缝隙和端部延伸，从而形成和感应电极220互补的形状。同时，驱动电极在y方向上两两对齐，例如驱动电极231和驱动电极232在y方向上的长度相等，且驱动电极231和驱动电极232的最上端在x方向上的同一直线上，驱动电极231和驱动电极232的最下端也在x方向上的同一直线上。
37.在本实施例中，感应电极220具有两种长度的分支，分别为第一长度x1和第二长度
x2。在一个感应单元内部的感应电极形如两个上下叠放的“土”字，且“土”字中的两横长短相等，竖画偏离对称轴。例如驱动电极231和驱动电极232之间的感应电极，位于上部的“土”形电极，竖画整体向右移动，位于下部的“土”形电极，竖画整体向左移动。
38.可选地，感应电极220的主干的宽度为x3，当|x1-x2|＝x3时，触摸感应装置200的线性度、灵敏度等性能较好。参见图2，直观地讲，位于上部的“土”形电极竖画的一侧边与位于下部的“土”形电极竖画的另一侧边在同一直线上时，即，若把位于上部的“土”形电极的竖画平移至位于下部的“土”形电极，两竖画区域的交集为一线段且该线段位于“土”形电极两横画在x方向的对称轴上时，触摸感应装置200的线性度、灵敏度等性能较好。
39.驱动电极231形如两个上下叠放的大写字母“f”，两个“f”的竖位于同一直线上，且两个“f”的横的长度不同。
40.参见图2，图2中的虚线所包围的部分为手指触摸的区域a，区域a位于驱动电极231和驱动电极233在y方向上的相邻处，涉及感应电极220、驱动电极231和驱动电极233。驱动电极231、驱动电极233和感应电极220之间互相嵌套，三者之间的电容主要分布于电极交错的部分，即相互正对面积的部分，通过判断区域a范围内驱动电极与感应电极正对面积的大小比值即可确定相应电容的大小比值，从而求得驱动电极231和感应电极220之间的电容变化为δc1，驱动电极233和感应电极220之间的电容变化为δc2，根据电容变化量δc1和δc2计算即可得出区域a在y方向上的坐标。
41.本实用新型实施例提供的触摸感应装置200，通过改变驱动电极与感应电极的图案，令感应单元在y方向上的一端为感应电极220的主干，另一端为感应电极220的分支，并形成与感应电极220形状互补的驱动电极，使得在y方向上相邻的感应单元的相接处不再是同种电极，同时，感应电极220的分支在y方向上间隔相同，感应电极220分支的分布更加均匀，从而使得原始值更均匀，并消除现有技术中y方向相邻的感应单元相接处的盲区，有效提高触摸感应装置200的线性度和精准度。
42.进一步地，驱动电极231和驱动电极233相接处缝隙很小，例如选自几微米至几十微米，几乎不影响在y方向上相邻的驱动电极间的一致性，进一步提高触摸感应装置200的线性度和精准度。
43.图3示出了本实用新型实施例触摸感应装置的驱动电极的布线图。为简便起见，未示出感应电极。各横向电极的纵向距离一致。为连接在x方向上彼此隔离的多个驱动电极230，需要在基板210的相应位置打上过孔211，在基板210与感应电极230所在面相对的一面通过布线进行连接。
44.本实用新型实施例的触摸感应装置200例如可以应用于触控板，在基板210的一面布置驱动电极和感应电极，并通过过孔211在基板210的另一面布线，进一步消除因为电极和布线布置在基板的同一面而产生的盲区。
45.然而过孔数量过多会导致布线空间减小、制作成本上升，且过孔211本身存在对地的寄生电容，在一定程度上会对触摸感应装置200的精准度产生影响。
46.因此，提出一种可以减少过孔数量的驱动电极图案，将图3中在x方向上相邻的两个驱动电极彼此相连，使其合并为一个驱动电极，从而得到如图4所示的本实用新型另一实施例的驱动电极布线图。可以看到，在x方向的感应单元数量均为3个的情况下，连接驱动电极所需的过孔数量由六个减少至四个，有效增大基板210的布线空间、降低其制作成本，以
及改善过孔211的寄生电容对触摸感应装置201的影响，进一步提高触摸感应装置200的良率。
47.图5示出了本实用新型又一实施例的触摸感应装置。触摸感应装置202包括基板210以及位于基板210上的感应层，感应层包括多个感应单元，示例性的，图5示出三个感应单元。
48.触摸感应装置202包括感应电极和驱动电极230。感应电极包括沿主干分割的第一子电极221和第二子电极222，第一子电极221和第二子电极222之间设置有接地电极250，用于屏蔽和隔离电信号。
49.如图5所示，感应电极为非对称结构，包括主干以及多个在一侧沿x方向延伸的分支，图中位于主干两侧且位于同一直线上的分支具有不同的长度，较长分支和较短分支两两一组，交替分布在主干的同侧。
50.综上所述，本实用新型实施例提供的触摸感应装置200，通过改变驱动电极与感应电极的图案，令感应单元在y方向上的一端为感应电极220的主干，另一端为感应电极220的分支，并形成与感应电极220形状互补的驱动电极，使得在y方向上相邻的感应单元的相接处不再是同种电极，同时，感应电极220的分支在y方向上间隔相同，感应电极220分支的分布更加均匀，从而使得原始值更均匀，并消除现有技术中y方向相邻的感应单元相接处的盲区，有效提高触摸感应装置200的线性度和精准度。
51.进一步地，驱动电极231和驱动电极233相接处缝隙很小，例如选自几微米至几十微米，几乎不影响在y方向上相邻的驱动电极间的一致性，进一步提高触摸感应装置的线性度和精准度。
52.可选地，本实用新型实施例的触摸感应装置200例如可以应用于触控板，在基板210的一面布置驱动电极和感应电极，并通过过孔211在基板210的另一面布线，进一步消除因为电极和布线设置在基板的同一面而产生的盲区。
53.可选地，本实用新型实施例的触摸感应装置201，通过将x方向上相邻的驱动电极相互连接，从而减少基板210上所需的过孔211的数量，有效增大基板210的布线空间、降低其制作成本，以及改善过孔211的寄生电容对触摸感应装置201的影响，进一步提高触摸感应装置的良率。
54.可选地，触摸感应装置202将感应电极沿主干分割成第一子电极221和第二子电极222，第一子电极221和第二子电极222之间设置有接地电极250，能够屏蔽和隔离电信号，提高触摸感应装置的精准度。
55.应当理解，在上述实施例中，感应电极和驱动电极可以互换。在实际应用中，触摸感应装置的感应单元个数、感应电极或驱动电极包括的分支个数根据触摸区域大小、精度要求以及工艺制成能力等各个方面确定。
56.上述实施例仅描述了感应层为单层的情况，在实际生产应用中，如有需要，与本实用新型原理相同的实施例也可以应用于多层结构的感应层上。
57.应当说明，本领域普通技术人员可以理解，本文中使用的与电路运行相关的词语“期间”、“当”和“当
……
时”不是表示在启动动作开始时立即发生的动作的严格术语，而是在其与启动动作所发起的反应动作(reaction)之间可能存在一些小的但是合理的一个或多个延迟，例如各种传输延迟等。本文中使用词语“大约”或者“基本上”意指要素值
(element)具有预期接近所声明的值或位置的参数。然而，如本领域所周知的，总是存在微小的偏差使得该值或位置难以严格为所声明的值。本领域已恰当的确定了，至少百分之十(10％)(对于半导体掺杂浓度，至少百分之二十(20％))的偏差是偏离所描述的准确的理想目标的合理偏差。当结合信号状态使用时，信号的实际电压值或逻辑状态(例如“1”或“0”)取决于使用正逻辑还是负逻辑。
58.依照本实用新型的实施例如上文，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求及其等效物所界定的范围为准。