[发明专利]触摸屏输入装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸屏输入装置，尤其是一种改善电极图案结构而减少噪声并同时降低成本的触摸屏输入装置。

背景技术

一般来说，触摸屏(touch screen)是一种安装了特殊输入装置的画面，用手接触(touch)时可以通过该装置输入其位置。也就是说，不使用键盘而用手或小工具接触画面(屏幕)上的文字或特定位置就能掌握该位置并且通过已储存的程序进行特定处理，可以在画面直接接受所输入的资料。

如图1所示，前述静电容量方式的触摸屏包括：触摸屏(静电容量传感器)20，可以侦测到透明材质的窗(window)10与人体之间的接触；控制器半导体(控制单元)30，向传感器施加电气信号并且从传感器发生的电气信号变化算出通过使用者的触摸行为输入到显示器上的坐标；显示装置40。

具备所述触摸屏装置的电子机器可以同时检测两点(两个手指)以上的使用者输入，除了单纯的一点(一个手指)触摸输入以外，还能同时在多个点进行触摸输入，因此除了使用者单纯的一点触摸输入动作以外，还能作为通过图形用户界面(GUI)实现的各种多重输入命令体系的输入装置。

所述窗10通常使用约0.5mm到5mm厚的透明塑料材质或透明玻璃材质制作，位于静电容量传感器20与显示装置40画面的最前面。

所述静电容量传感器20位于窗10的下部，在透明材质的膜或玻璃基板上涂敷基于具有透明特性与导电性的ITO(Indium Thin Oxide)或聚合物材质或碳纳米管的导电性油墨(Ink)等物后制成具有特定形状的电极图案。以当前技术，透明导电性材质通常使用ITO材质。

所述静电容量传感器的结构可以如图2所示地配置，让成形于膜(Film)或玻璃基板22a，23a上的各导电性透明电极图案互不重叠并且在第一层22b与第二层23b分别检测第一轴与第二轴方向的静电容量的变化量，也可以如图4所示地配置具有下列几何结构的电极图案，该电极图案可以在一个基板22a上只利用一层透明导电性电极图案层22b检测第一轴方向与第二轴方向的静电容量的变化量。

凭借前述静电容量传感器装置的垂直结构，可以在窗外接触的静电容量性媒介(通常是使用者的手，称为第一电极)25与成型于各传感器层上的透明导电性电极图案区域(电极，第二电极)22b，23b层之间发生静电容量(capacitance)成分，该静电容量成分将包括窗或窗和1层基板22a的部分作为间隙(电介质/绝缘体)。

此时，利用传感器控制器(Controller)半导体分别检测静电容量的大小，该静电容量的大小是所发生的静电容量成分中传感器的第一层与第二层，亦即第一轴或第二轴上配置的各透明导电性图案与身体或其它导电性媒介的接触所生成的，算出各传感器的第一轴与第二轴的二维空间上的静电容量分布并且将符合信息设备显示装置的二维位置加以坐标化后输出，从而让电子机器掌握使用者触摸行为的发生及进行了触摸行为的二维空间上的位置。

具有前述结构与动作原理的静电容量式触摸屏装置不仅在外部冲击或刮痕或污染方面的耐久性优于现有电阻膜式触摸屏装置，还能对使用者的各种触摸输入行为进行检测，由于光学透射率优异而可以为使用者提供清晰的显示器画面。

现有静电容量传感器装置通常区分为下列三种。

第一方式的传感器制成如图2所示地具有2个导电性图案的层结构，第一、第二层如图3所示地在第一轴与第二轴方向互相连接配置的菱形形态的透明电极图案22b，23b以最小间距依次配置并且检测各方向的静电容量及静电容量的变化量。

第一层的透明导电体图案与第二层的透明导电体图案的配置及侦测方向互相垂直，并且如图2所示结构一样在垂直方向配置而得以检测二维空间的静电容量。

此时，所述第一层的导电性电极图案与第二层的导电性电极图案按照下列方式配置，从窗上垂直地往下查看时各层的菱形形态电极被配置成除了菱形的连接点以外的部位不重叠，所形成的垂直/水平结构可以在两个轴方向比较均匀地检测出身体对窗表面的接触动作所生成的静电容量。

但是与后述的第三方式相比，该传感器结构无法有效地屏蔽从显示装置40与电子机器本身、及窗正面流入的静电噪声。由于传感器图案没有可以屏蔽外部静电噪声流入的接地(Ground)保护层，因此对外部噪声非常脆弱。

第二方式的传感器制成图4所示仅仅具有一个透明导电性图案22b的单层结构，一般采取具有三角形及四角形等形态的导电性图案的组合，仅仅使用一个层就能检测第一轴与第二轴方向的静电容量成分。