[發(fā)明專利]觸摸屏輸入裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080003802.8
• 申請(qǐng)日: 2010-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN102265251A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓相賢;金起杋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 尖端芯片株式會(huì)社
• 主分類號(hào): G06F3/041
• 分類號(hào): G06F3/041;G06F3/044;G02F1/13
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種觸摸屏輸入裝置，尤其是一種改善電極圖案結(jié)構(gòu)而減少噪聲并同時(shí)降低成本的觸摸屏輸入裝置。

背景技術(shù)

一般來說，觸摸屏(touch?screen)是一種安裝了特殊輸入裝置的畫面，用手接觸(touch)時(shí)可以通過該裝置輸入其位置。也就是說，不使用鍵盤而用手或小工具接觸畫面(屏幕)上的文字或特定位置就能掌握該位置并且通過已儲(chǔ)存的程序進(jìn)行特定處理，可以在畫面直接接受所輸入的資料。

如圖1所示，前述靜電容量方式的觸摸屏包括：觸摸屏(靜電容量傳感器)20，可以偵測(cè)到透明材質(zhì)的窗(window)10與人體之間的接觸；控制器半導(dǎo)體(控制單元)30，向傳感器施加電氣信號(hào)并且從傳感器發(fā)生的電氣信號(hào)變化算出通過使用者的觸摸行為輸入到顯示器上的坐標(biāo)；顯示裝置40。

具備所述觸摸屏裝置的電子機(jī)器可以同時(shí)檢測(cè)兩點(diǎn)(兩個(gè)手指)以上的使用者輸入，除了單純的一點(diǎn)(一個(gè)手指)觸摸輸入以外，還能同時(shí)在多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行觸摸輸入，因此除了使用者單純的一點(diǎn)觸摸輸入動(dòng)作以外，還能作為通過圖形用戶界面(GUI)實(shí)現(xiàn)的各種多重輸入命令體系的輸入裝置。

所述窗10通常使用約0.5mm到5mm厚的透明塑料材質(zhì)或透明玻璃材質(zhì)制作，位于靜電容量傳感器20與顯示裝置40畫面的最前面。

所述靜電容量傳感器20位于窗10的下部，在透明材質(zhì)的膜或玻璃基板上涂敷基于具有透明特性與導(dǎo)電性的ITO(Indium?Thin?Oxide)或聚合物材質(zhì)或碳納米管的導(dǎo)電性油墨(Ink)等物后制成具有特定形狀的電極圖案。以當(dāng)前技術(shù)，透明導(dǎo)電性材質(zhì)通常使用ITO材質(zhì)。

所述靜電容量傳感器的結(jié)構(gòu)可以如圖2所示地配置，讓成形于膜(Film)或玻璃基板22a，23a上的各導(dǎo)電性透明電極圖案互不重疊并且在第一層22b與第二層23b分別檢測(cè)第一軸與第二軸方向的靜電容量的變化量，也可以如圖4所示地配置具有下列幾何結(jié)構(gòu)的電極圖案，該電極圖案可以在一個(gè)基板22a上只利用一層透明導(dǎo)電性電極圖案層22b檢測(cè)第一軸方向與第二軸方向的靜電容量的變化量。

憑借前述靜電容量傳感器裝置的垂直結(jié)構(gòu)，可以在窗外接觸的靜電容量性媒介(通常是使用者的手，稱為第一電極)25與成型于各傳感器層上的透明導(dǎo)電性電極圖案區(qū)域(電極，第二電極)22b，23b層之間發(fā)生靜電容量(capacitance)成分，該靜電容量成分將包括窗或窗和1層基板22a的部分作為間隙(電介質(zhì)/絕緣體)。

此時(shí)，利用傳感器控制器(Controller)半導(dǎo)體分別檢測(cè)靜電容量的大小，該靜電容量的大小是所發(fā)生的靜電容量成分中傳感器的第一層與第二層，亦即第一軸或第二軸上配置的各透明導(dǎo)電性圖案與身體或其它導(dǎo)電性媒介的接觸所生成的，算出各傳感器的第一軸與第二軸的二維空間上的靜電容量分布并且將符合信息設(shè)備顯示裝置的二維位置加以坐標(biāo)化后輸出，從而讓電子機(jī)器掌握使用者觸摸行為的發(fā)生及進(jìn)行了觸摸行為的二維空間上的位置。

具有前述結(jié)構(gòu)與動(dòng)作原理的靜電容量式觸摸屏裝置不僅在外部沖擊或刮痕或污染方面的耐久性優(yōu)于現(xiàn)有電阻膜式觸摸屏裝置，還能對(duì)使用者的各種觸摸輸入行為進(jìn)行檢測(cè)，由于光學(xué)透射率優(yōu)異而可以為使用者提供清晰的顯示器畫面。

現(xiàn)有靜電容量傳感器裝置通常區(qū)分為下列三種。

第一方式的傳感器制成如圖2所示地具有2個(gè)導(dǎo)電性圖案的層結(jié)構(gòu)，第一、第二層如圖3所示地在第一軸與第二軸方向互相連接配置的菱形形態(tài)的透明電極圖案22b，23b以最小間距依次配置并且檢測(cè)各方向的靜電容量及靜電容量的變化量。

第一層的透明導(dǎo)電體圖案與第二層的透明導(dǎo)電體圖案的配置及偵測(cè)方向互相垂直，并且如圖2所示結(jié)構(gòu)一樣在垂直方向配置而得以檢測(cè)二維空間的靜電容量。

此時(shí)，所述第一層的導(dǎo)電性電極圖案與第二層的導(dǎo)電性電極圖案按照下列方式配置，從窗上垂直地往下查看時(shí)各層的菱形形態(tài)電極被配置成除了菱形的連接點(diǎn)以外的部位不重疊，所形成的垂直/水平結(jié)構(gòu)可以在兩個(gè)軸方向比較均勻地檢測(cè)出身體對(duì)窗表面的接觸動(dòng)作所生成的靜電容量。

但是與后述的第三方式相比，該傳感器結(jié)構(gòu)無法有效地屏蔽從顯示裝置40與電子機(jī)器本身、及窗正面流入的靜電噪聲。由于傳感器圖案沒有可以屏蔽外部靜電噪聲流入的接地(Ground)保護(hù)層，因此對(duì)外部噪聲非常脆弱。

第二方式的傳感器制成圖4所示僅僅具有一個(gè)透明導(dǎo)電性圖案22b的單層結(jié)構(gòu)，一般采取具有三角形及四角形等形態(tài)的導(dǎo)電性圖案的組合，僅僅使用一個(gè)層就能檢測(cè)第一軸與第二軸方向的靜電容量成分。