專利名稱：投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法及其圖形控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法及其圖形控制器。
背景技術(shù)：
電容式觸摸屏已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于計算機(jī)系統(tǒng)和手機(jī)等移動終端的顯示裝置。尤其是隨著iPhone的出現(xiàn)，投射電容式觸摸屏以其支持多點(diǎn)觸摸的良好的人機(jī)交互界面、低功耗以及高壽命等特點(diǎn)，而廣被消費(fèi)者接受。投射電容式觸摸屏的實(shí)現(xiàn)原理一般是在玻璃基板上對兩層銦錫氧化物(ITO)涂層 進(jìn)行蝕刻，形成按行方向和列方向排列的多個ITO圖形，每個ITO圖形對應(yīng)于一個感應(yīng)電極。一層ITO形成行方向(以下定義為Y方向)的感應(yīng)電極陣列，其中一行ITO圖形形成一條水平感應(yīng)電極陣列(以下定義為一條Y電極)；另一層ITO形成列方向(以下定義為X方向)的感應(yīng)電極陣列，其中一列ITO圖形形成一條垂直感應(yīng)電極陣列(以下定義為一條X電極)。此外，也可僅利用一層ITO來形成行方向和列方向上的各條電極。所有感應(yīng)電極都由一個電容式感應(yīng)芯片驅(qū)動，以檢測每個感應(yīng)電極上的電容變化。圖形控制器根據(jù)檢測到的電容變化量計算出觸摸點(diǎn)在X方向和Y方向上的精確坐標(biāo)。ITO圖形的形狀多呈現(xiàn)不規(guī)則形，目前普遍使用的是如圖I所示的菱形。然而，投射電容式觸摸屏的設(shè)計方面還存在很多需要解決的技術(shù)難點(diǎn)。例如，投射電容式觸摸屏設(shè)計的最關(guān)鍵的參數(shù)τ的模擬與仿真就是一個技術(shù)難點(diǎn)。參數(shù)τ是指每條電極的時間常數(shù)，其為每條電極的電阻值R和電容值C的乘積τ =RC(I)因此，參數(shù)τ取決于每條電極的電阻值R和電容值C，而電阻值R和電容值C取決于ITO圖形的結(jié)構(gòu)等。因此，參數(shù)τ的計算與設(shè)計直接影響到投射電容式觸摸屏的性能優(yōu)劣。關(guān)于參數(shù)τ的計算，目前普遍采用的方法是需要預(yù)先制作樣片，通過測量每條電極的電阻值R和電容值C，再根據(jù)測量的電阻值R和電容值C來計算每條電極的參數(shù)τ。然后，再根據(jù)計算的參數(shù)τ來確定ITO圖形結(jié)構(gòu)。這種方法不僅延長了項目的開發(fā)周期，同時也增加了設(shè)計成本，更為關(guān)鍵的是帶入了預(yù)先制作樣片的工藝誤差，使計算的參數(shù)τ的值不夠精確。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種適合于ITO圖形為菱形的投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法及其圖形控制器。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供的投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法包括(所述投射電容式觸摸屏的ITO圖形為菱形)計算每條電極的電阻值；
計算每條電極的電容值；和通過將計算的每條電極的電阻值和電容值相乘來得到參數(shù)τ，其中，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括將每條電極的圖形依次分割為多個規(guī)則圖形，并按照所分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述電極的電阻等效模型；計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和按照所述電阻等效模型計算所述電極的電阻值，并且，所述計算每條電極的電容值的步驟包括
將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型；對于所述電容等效模型中的每個電容，采用平行板電容器的模型來計算其等效電容值；和按照所述電容等效模型計算所述電極的電容值。優(yōu)選的是，所述分割的規(guī)則圖形包括規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形，所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟包括對于規(guī)則的矩形圖形，通過該矩形圖形所使用的材料的方塊電阻來計算其電阻值，對于規(guī)則的非矩形圖形，執(zhí)行以下步驟將所述非矩形圖形進(jìn)一步分割為能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形，并按照進(jìn)一步分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述非矩形圖形的電阻等效模型；按照所述積分方法計算進(jìn)一步分割的每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和按照所述電阻等效模型計算所述非矩形圖形的等效電阻值。優(yōu)選的是，所述能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形包括直角梯形和矩形。優(yōu)選的是，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括將每條電極的圖形依次分割為串聯(lián)的多個規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形，并按照所分割的圖形的位置關(guān)系確定所述電極的串聯(lián)電阻等效模型；分別按照所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟計算串聯(lián)的每個矩形圖形和非矩形圖形的等效電阻值；和按照所述串聯(lián)電阻等效模型計算所述電極的電阻值；優(yōu)選的是，所述每條電極的電容等效模型包括菱形與周邊4個菱形形成的電容；菱形與TFT-LCD最上層ITO之間的電容；圖形搭橋位置電容；邊沿引線與相鄰引線之間的電容；引線與TFT-IXD最上層引線之間的電容。本發(fā)明同時提供一種投射電容式觸摸屏的圖形控制器，所述投射電容式觸摸屏的ITO圖形為菱形，包括參數(shù)τ計算模塊，所述參數(shù)τ計算模塊包括電阻值計算單元，其計算每條電極的電阻值；電容值計算單元，其計算每條電極的電容值；和參數(shù)τ計算單元，其通過將計算的每條電極的電阻值和電容值相乘來得到參數(shù)τ ,其中，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括將每條電極的圖形依次分割為多個規(guī)則圖形，并按照所分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述電極的電阻等效模型；計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和按照所述電阻等效模型計算所述電極的電阻值，并且，所述計算每條電極的電容值的步驟包括將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型；對于所述電容等效模型中的每個電容，采用平行板電容器的模型來計算其等效電容值；和按照所述電容等效模型計算所述電極的電容值。優(yōu)選的是，所述分割的規(guī)則圖形包括規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形，·所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟包括對于規(guī)則的矩形圖形，通過該矩形圖形所使用的材料的方塊電阻來計算其電阻值，對于規(guī)則的非矩形圖形，執(zhí)行以下步驟將所述非矩形圖形進(jìn)一步分割為能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形，并按照進(jìn)一步分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述非矩形圖形的電阻等效模型；按照所述積分方法計算進(jìn)一步分割的每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和按照所述電阻等效模型計算所述非矩形圖形的等效電阻值。優(yōu)選的是，所述每條電極的電容等效模型包括菱形與周邊4個菱形形成的電容；菱形與TFT-LCD最上層ITO之間的電容；圖形搭橋位置電容；邊沿引線與相鄰引線之間的電容；引線與TFT-IXD最上層引線之間的電容。優(yōu)選的是，進(jìn)一步包括參數(shù)修正模塊,其用于根據(jù)參數(shù)τ計算模塊計算的參數(shù)τ來修正參數(shù)τ計算過程中所涉及的投射電容式觸摸屏的設(shè)計參數(shù)。優(yōu)選的是，所述設(shè)計參數(shù)包括所述電容式觸摸屏的ITO圖形的結(jié)構(gòu)參數(shù)、生產(chǎn)設(shè)備的工藝制程能力參數(shù)和所述電容式觸摸屏與TFT-LCD搭配的參數(shù)。本發(fā)明所提供的參數(shù)τ計算方法和圖形控制器能夠更精確地計算參數(shù)τ，而無需預(yù)先制作樣片，從而解決由于參數(shù)τ的計算而導(dǎo)致投射電容式觸摸屏開發(fā)耗時長、成本高的問題。


圖I是具有菱形ITO圖形的投射電容式觸摸屏的示意圖；圖2是投射電容式觸摸屏的平面示意圖和剖面圖；圖3是投射電容式觸摸屏的金屬橋與菱形圖形的連接示意圖；圖4是投射電容式觸摸屏的邊沿引線的連接示意圖；圖5是投射電容式觸摸屏中的一行菱形圖形的數(shù)學(xué)模型劃分的示意圖；圖6a_6d分別是圖5中所示的各個分割圖形的進(jìn)一步分割的數(shù)學(xué)模型；圖7是圖6a_6d中各個分割圖形的電阻等效模型；圖8是直角梯形的積分模型；圖9是觸摸屏邊沿引線的數(shù)學(xué)模型；
圖10是菱形與周邊菱形的電容模型；圖11是ITO圖形感應(yīng)層與IXD最上層ITO之間的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是計算菱形電容時的等效模型；圖13是每條邊沿引線的電容環(huán)境。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種適合于ITO圖形為菱形的投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法和圖形控制器。這里強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所提供的參數(shù)τ計算方法和圖形控制器可應(yīng)用于所有具有菱形ITO圖形的投射電容式觸摸屏。以下，將參照附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
首先，為充分理解本發(fā)明，對ITO圖形為菱形的投射電容式觸摸屏的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。這里，主要以僅用一層ITO實(shí)現(xiàn)投射式感應(yīng)的電容式觸摸屏作為示例進(jìn)行說明。具體來講，在一層ITO上形成按行方向和列方向排列的多個菱形ITO圖形，在行方向上通過ITO將各個圖形互連，在列方向上通過金屬橋?qū)⒏鱾€圖形互連。當(dāng)然，也可以在列方向上通過ITO將各個圖形互連，在行方向上通過金屬橋?qū)⒏鱾€圖形互連。圖2是投射電容式觸摸屏的平面示意圖和沿著線A-A截取的剖面圖。如圖2所示，投射電容式觸摸屏包括玻璃基板201;ITO感應(yīng)圖形層，其形成在玻璃基板201上，包括ITO層202,其包括按行方向和列方向排列的多個菱形ITO圖形以及按列方向排列的ITO互連部分，所述ITO互連部分用于連接列方向上的相鄰ITO圖形以及連接列方向上與觸摸屏邊沿引線相鄰的ITO圖形與所述邊沿引線；金屬橋204,其形成在ITO層202上方,按行方向排列，用于連接行方向上的相鄰ITO圖形以及連接行方向上與觸摸屏邊沿引線相鄰的ITO圖形與所述邊沿引線；絕緣層203，其形成在ITO層202與搭橋的金屬線(即金屬橋204)之間，用于對行和列的ITO圖形做分割。這里指出，如上所述，金屬橋204也可按列方向排列，用于連接列方向上的相鄰圖形以及連接列方向上與觸摸屏邊沿引線鄰近的ITO圖形與所述邊沿引線。在這種情況下，ITO層202的ITO互連部分則按行方向排列，用于連接行方向上的相鄰ITO圖形以及連接行方向上與觸摸屏邊沿引線鄰近的ITO圖形與所述邊沿引線。金屬橋204與其下方ITO圖形可采用打孔的方式連接，如圖3所示。在圖3中，顯不了按列方向排列的金屬橋，其中，d4表不金屬橋的橋接寬度,2a表不金屬橋的橋接長度。觸摸屏的邊沿的金屬引線如圖4所示。在投射電容式觸摸屏的一個實(shí)施例中，金屬橋可與邊沿引線采用相同的金屬材料，這樣可保證邊沿引線與金屬橋的金屬引線能在一道m(xù)ask (光掩膜工藝)中完成，整個觸摸屏的制作可通過3mask完成(常見的投射電容式觸摸屏的制作總共需要4-5mask)，從而節(jié)省制作工藝，節(jié)約生產(chǎn)成本。例如，金屬橋和邊沿引線的材料可選為金屬鑰。當(dāng)然，金屬橋的材料并不限于金屬鑰，也可以用其它金屬材料代替。以下，對本發(fā)明所提供的參數(shù)τ計算方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
總地來講，本發(fā)明所提供的參數(shù)τ計算方法是，按照每條電極的等效電阻模型和電容模型來計算每條電極的電阻值和電容值，然后根據(jù)公式(I)計算出參數(shù)τ，從而實(shí)現(xiàn)對參數(shù)τ的模擬仿真。其中，在計算每條電極的電阻值時，通過數(shù)學(xué)的方式對ITO菱形圖形進(jìn)行邏輯分割和積分來計算，在計算每條電極的電容值時，通過將其等效于一系列相關(guān)電容并聯(lián)的等效電容模型來計算。這樣，在設(shè)計之初就可以預(yù)先知道在生產(chǎn)的時候各層需要鍍多厚的膜，克服了現(xiàn)有方法需要預(yù)先制作樣片而導(dǎo)致的開發(fā)耗時長、成本高的不足。本發(fā)明的原理是在形成ITO層202的ITO膜和形成金屬橋204的金屬膜的厚度確定后，ITO膜和金屬膜的方塊電阻R'就可確定；在形成絕緣層203的絕緣材料確定后，絕緣材料的介電常數(shù)ε就可確定；根據(jù)公式(I)，只要確定每條電極的電阻值R和電容值C后，即可得到需要的τ參數(shù)，以驗證設(shè)計的參數(shù)(包括ITO膜、金屬膜、絕緣層的厚度、走線寬度等)是否滿足設(shè)計要求，以指導(dǎo)產(chǎn)品設(shè)計。具體地講，本發(fā)明在計算每條電極的電阻值時，首先，將每條電極的圖形依次分割為多個規(guī)則圖形，并按照所分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定該電極的電阻等效模型，然后，計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值，最后，按照電阻等效模型計算該電極的電阻值。 其中，所述分割的規(guī)則圖形可包括規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形(例如，梯形、菱形)。對于規(guī)則的矩形圖形，通過以下公式來計算其等效電阻值R1 = R'—(2)其中，V為方塊電阻，I為電流流經(jīng)方向的長度，w為電流流經(jīng)方向的垂直寬度。對于規(guī)則的非矩形圖形，采用先分割后積分的方式來計算其電阻值。具體來講，將每個非矩形圖形進(jìn)一步分割為能通過積分方法計算其等效電阻值的規(guī)則圖形，例如梯形和矩形，并按照進(jìn)一步分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定該非矩形圖形的電阻等效模型。然后，按照積分方法計算進(jìn)一步分割的每個規(guī)則圖形的等效電阻值，最后，按照該電阻等效模型計算該非矩形圖形的等效電阻值。這里指出，以上圖形分割僅僅是示例性的，本發(fā)明所述圖形分割不限于將每條電極的圖形分割為矩形和非矩形，而是可將每條電極的圖形分割為能通過某種數(shù)學(xué)方式計算其電阻值的任何圖形，例如三角形、梯形等。在計算每條電極的電阻值時，優(yōu)選的是，首先，將每條電極的圖形依次分割為串聯(lián)的多個規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形，并按照所分割的圖形的位置關(guān)系確定該電極的串聯(lián)電阻等效模型，然后，分別按照前述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟計算串聯(lián)的每個矩形圖形和非矩形圖形的等效電阻值，最后，按照該串聯(lián)電阻等效模型計算該電極的電阻值。這種計算方式可進(jìn)一步提高計算效率。本發(fā)明在計算每條電極的電容值時，首先將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型，然后，對于該電容等效模型中的每個電容，采用平行板電容器的模型來計算其等效電容值，最后，按照該電容等效模型計算該電極的電容值。其中，電容等效模型中的每個電容的電容值的計算公式為C = S0Sr —(-)
a其中，ε ^為真空的絕對介電常數(shù)，ε ^為材料的相對介電常數(shù)，s為平行板電容器的面積，d為兩平行板之間的距離。以下，將結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明所提供的參數(shù)τ的計算方法進(jìn)行描述。(一)每條電極的電阻值的計算首先，對每條Y電極的電阻值的計算進(jìn)行詳細(xì)描述。圖5是投射電容式觸摸屏中的一行菱形圖形的數(shù)學(xué)模型劃分的示意圖。如圖5所示，一行菱形圖形被分割為4種類型的圖形，分別為圖示的501、502、503和504。圖6a_6d分別是圖5中所示的分割圖形501、502、503和504的進(jìn)一步分割的數(shù)學(xué)模型601、602、603和604。從圖6a_6d可見，分割圖形501被進(jìn)一步分割為兩個直角梯形(S1);分割圖形502本身為規(guī)則的矩形，因此不必再進(jìn)行分割，其中I1表示該矩形在電流
流經(jīng)方向上的長度；分割圖形503被進(jìn)一步分割為四個直角梯形(S1, S2, S3, S4)和一個矩形(S5)，其中d為該菱形垂直于電流方向的短邊長；分割圖形504本身為規(guī)則的矩形，因此不必再進(jìn)行分割，其中e為該矩形垂直于電流方向的短邊長。圖7是圖6a_6d中各個分割圖形的等效電阻模型。在圖7中，701是分割圖形601的等效電阻模型，702是分割圖形602的等效電阻模型，703是分割圖形603的等效電阻模型，704是分割圖形604的等效電阻模型。在通過圖6的分割和圖7的等效電阻模型之后，整個一行圖形上的電阻的計算變得清晰簡單。分割后的矩形圖形的電阻通過公式(2)即可完成計算，對于梯形部分，通過積分的方式來完成計算，積分的模型詳見圖8。在圖8的積分模型中，第一步先將直角梯形做輔助線，補(bǔ)充成一個直角三角形，補(bǔ)充的部分見紅色的虛線三角形部分。在補(bǔ)充完成后的圖形中，設(shè)三角形的高為h，梯形的上底邊長為a,梯形的下底邊長為c,高為b。設(shè)虛線三角形的頂角為α，計算頂角的正切值可以得到以下公式
,、 c a X/.,/^( ) = -=-~-=---⑷
h η-ο h-y根據(jù)公式(4)所示關(guān)系可以計算出h=^—(5)
c - ax = c-~-(6)
h在直角梯形的高度方向?qū)χ苯翘菪蔚娜遙做若干個等分細(xì)分，每一等分的電阻的電流流經(jīng)方向的長為dy，寬為X。在這個模型下，整個等腰梯形等價于若干個長為dy、寬為X的電阻串聯(lián)，對梯形的高度方向積分得到Rt = f^-^·ι7)
o ^將公式(6)代入公式(7)可得到
剛沿4尋…、
0C--V
η 對公式⑶求積得到
Rt = --R'ln(v-h)b0(9)進(jìn)一步計算公式(9)得到Rt(10)
Ch-b這樣，分割圖形601的電阻等效于兩個梯形并聯(lián)，其電阻為^ =^ =與(!I)
22c h-b分割圖形602為一規(guī)則的矩形圖形，其電阻為 R,、。= R'— = R —(12)
- w 2a其中，w為直角梯形上底邊長度的2倍(B卩，w=2a)，高度為Ip分割圖形603的電阻為兩直角梯形并聯(lián)，再與一矩形電阻串聯(lián)，再與兩直角梯形并聯(lián)，對應(yīng)關(guān)系為圖6c中S1對應(yīng)圖7中R4，S2對應(yīng)R7，S3對應(yīng)R5，S4對應(yīng)R8，S5對應(yīng)R6,所以一個完整的菱形603的電阻值為Rd=R4//R5+R6+R7//R8(13)其中，R4//R5和R7//R8等于R601,因此，將公式(11)和(2)代入公式(13)得到Rd = —/'Πη(—^-) +(14)
d 2c h-b 2c 2c h-b,進(jìn)一步計算公式(14)得到Rtm = — R ln(-—-) + R —(15)
c h-b 2c其中，d為菱形603垂直于電流流經(jīng)方向的短邊長(參見圖6c)。分割圖形604為一規(guī)則的矩形圖形，其電阻為Rm = R1- = R'-(16)
w Ic其中，e為矩形604垂直于電流流經(jīng)方向的短邊長。在本實(shí)施例中，Y電極每條上有8個完整菱形S6tl3和9個S6tl2、兩個S6tll和兩個S6(l4，所以Y電極上的圖形電阻為Ry=8R6(l3+9R6(l2+2R6(ll+2R6(l4(17)將公式(11)、(12)、(15)和(16)代入公式(18)得到Rv = 8{ - R' ln(-^—) + R'—) + 9(R'丄)+ 2( — R' ln(—^-)) + 2{R' —■)(18)
c h-b 2c2a 2 c h-b2c進(jìn)一步計算公式(18)得到
「 ^ I / h Ν 4d + e 9L./ γΑRy = (9—ln(-·) +-+」)i (19)
c h-b c 2α這里，由于在本實(shí)施例中Y電極通過ITO連接菱形圖形，因此，Y電極上的分割圖形601、602、603和604的方塊電阻均設(shè)為，因此，Y電極的電阻為
Γ π . r h . Ad jT e 91./0/λΝ R = (9—ln(^—-) -I---h ——)RITO(20)
c h-b c 2a 對于圖形邊沿的引線，可看作若干矩形線段串聯(lián)，其等效模型見圖9，因此其電阻為Rtine = Rr~ - Kio 丄(21)
wW1其中，表示邊沿引線的方塊電阻，在本實(shí)施例中，邊沿引線采用金屬M(fèi)O。這樣一條Y電極上的所有電阻基本計算出來，當(dāng)然在連接點(diǎn)還有一些很小的電阻，這些電阻可用Λκ表示，在本實(shí)施例中，其取值為O。所以，整條Y電極的電阻為
/ h 4,/ P O//Rv^{9-\n{^) + ^^AR'ITO+^R'MO+kR(22)
—c h-b c 2 aW1將公式(5)代入公式(22)得到
/)/ * Azj 4- P Q//Rv = (9-ln(—) +-+ 十 Wito + ~^mo +(23)
' C- a a c 2aW1對于X電極，其計算方法與Y電極類似。由于X電極中通過金屬橋連接菱形，因此只需將菱形之間的連接處的方塊電阻更改為金屬的方塊電阻即可。在金屬橋使用金屬M(fèi)O的情況下，分割圖形601、603和604的方塊電阻為V Π()，而分割圖形602的方塊電阻為
U /
IV MO0(二)每條電極的電容值的計算接下來，對每條電極的電容值的計算進(jìn)行描述。如上所述，在計算每條電極的電容值時，將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型，其中包括(I)菱形與周邊4個菱形形成的電容C1X2X3和C4 (如圖10所示);(2)菱形與TFT-LCD最上層ITO (如圖11所示，TFT-LCD最上層ITO用于為LCD提供Vot信號)之間的電容Ckdl ；(3)圖形搭橋位置電容C3tll (如圖3所示)；(4)邊沿引線與相鄰弓I線之間的電容Cline ; (5)引線與TFT-IXD最上層弓丨線之間的電容Clc;d2。在以上數(shù)學(xué)模型中，這些電容是相互并聯(lián)的，一起形成每條電極上的寄生電容，SP有Ctotal-45l<C1+Clcdl+C3oi+Cline+Clcd2(24)這里說明，在本實(shí)施例中，在做ITO圖形的時候，設(shè)計值是各菱形與周邊相鄰的菱形等間距，所以C1=C2=C3=Cp上述電容的等效模型為平行板電容器，下面將對每個電容的計算方法予以詳細(xì)說明。在說明之前，先對介電常數(shù)做說明。^為真空絕對介電常數(shù)，^gap為菱形與四邊菱形之間的介電常數(shù)，ε Μ 為TFT-LCD之間絕緣材料的介電常數(shù)，ε lliM為金屬線之間的電常數(shù)，ε bridge為金屬橋與圖形ITO之間的絕緣材料的介電常數(shù)。電容C1S:C1 = S0Sgap(25)其中，^為ITO圖形感應(yīng)層的厚度(如圖11所示)，I3為菱形的邊長，(12為菱形間距(如圖10所示)。Clcdl為整個菱形圖形與TFT-IXD ITO的平行板電容，故其平行板面積為整個菱形的面積，菱形的面積計算采用如圖12所示的分割方式計算，其面積為
Sd=S10+Sn+S12+S13+S14+S15-S16=4S10+S14+S15-S16 (26)其中，S14為中間豎長條矩形區(qū)域面積(包含中心區(qū)域S16)，S15為中間橫長條區(qū)域面積(包含中心區(qū)域S16),因此Sd=2b (c~a) +4a (b+d) +4dc_4ad=2ab+2bc+4cd(27)因此，ClcdlS:
權(quán)利要求
1.一種投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法，所述投射電容式觸摸屏的ITO圖形為菱形，其特征在于，所述方法包括 計算每條電極的電阻值； 計算每條電極的電容值；和 通過將計算的每條電極的電阻值和電容值相乘來得到參數(shù)τ， 其中，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括 將每條電極的圖形依次分割為多個規(guī)則圖形，并按照所分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述電極的電阻等效模型； 計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和 按照所述電阻等效模型計算所述電極的電阻值， 并且，所述計算每條電極的電容值的步驟包括 將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型； 對于所述電容等效模型中的每個電容，采用平行板電容器的模型來計算其等效電容值；和 按照所述電容等效模型計算所述電極的電容值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的參數(shù)τ計算方法，其特征在于，所述分割的規(guī)則圖形包括規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形， 所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟包括 對于規(guī)則的矩形圖形，通過該矩形圖形所使用的材料的方塊電阻來計算其電阻值， 對于規(guī)則的非矩形圖形，執(zhí)行以下步驟 將所述非矩形圖形進(jìn)一步分割為能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形，并按照進(jìn)一步分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述非矩形圖形的電阻等效模型； 按照所述積分方法計算進(jìn)一步分割的每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和 按照所述電阻等效模型計算所述非矩形圖形的等效電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的參數(shù)τ計算方法，其特征在于，所述能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形包括直角梯形和矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的參數(shù)τ計算方法，其特征在于，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括 將每條電極的圖形依次分割為串聯(lián)的多個規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形，并按照所分割的圖形的位置關(guān)系確定所述電極的串聯(lián)電阻等效模型； 分別按照所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟計算串聯(lián)的每個矩形圖形和非矩形圖形的等效電阻值；和 按照所述串聯(lián)電阻等效模型計算所述電極的電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的參數(shù)τ計算方法，其特征在于，所述每條電極的電容等效模型包括菱形與周邊4個菱形形成的電容；菱形與TFT-LCD最上層ITO之間的電容；圖形搭橋位置電容；邊沿引線與相鄰引線之間的電容；引線與TFT-LCD最上層引線之間的電容。
6.一種投射電容式觸摸屏的圖形控制器，所述投射電容式觸摸屏的ITO圖形為菱形，其特征在于，包括參數(shù)τ計算模塊，所述參數(shù)τ計算模塊包括 電阻值計算單元，其計算每條電極的電阻值；電容值計算單元，其計算每條電極的電容值；和 參數(shù)τ計算單元，其通過將計算的每條電極的電阻值和電容值相乘來得到參數(shù)τ， 其中，所述計算每條電極的電阻值的步驟包括 將每條電極的圖形依次分割為多個規(guī)則圖形，并按照所分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述電極的電阻等效模型； 計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和 按照所述電阻等效模型計算所述電極的電阻值， 并且，所述計算每條電極的電容值的步驟包括 將每條電極的電容等效為一系列相關(guān)電容并聯(lián)的電容等效模型； 對于所述電容等效模型中的每個電容，采用平行板電容器的模型來計算其等效電容值；和 按照所述電容等效模型計算所述電極的電容值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖形控制器，其特征在于，所述分割的規(guī)則圖形包括規(guī)則的矩形圖形和規(guī)則的非矩形圖形， 所述計算每個規(guī)則圖形的等效電阻值的步驟包括 對于規(guī)則的矩形圖形，通過該矩形圖形所使用的材料的方塊電阻來計算其電阻值， 對于規(guī)則的非矩形圖形，執(zhí)行以下步驟 將所述非矩形圖形進(jìn)一步分割為能通過積分方法計算其電阻值的規(guī)則圖形，并按照進(jìn)一步分割的規(guī)則圖形的位置關(guān)系確定所述非矩形圖形的電阻等效模型； 按照所述積分方法計算進(jìn)一步分割的每個規(guī)則圖形的等效電阻值；和 按照所述電阻等效模型計算所述非矩形圖形的等效電阻值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖形控制器，其特征在于，所述每條電極的電容等效模型包括菱形與周邊4個菱形形成的電容；菱形與TFT-LCD最上層ITO之間的電容；圖形搭橋位置電容；邊沿引線與相鄰引線之間的電容；引線與TFT-LCD最上層引線之間的電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖形控制器，其特征在于，進(jìn)一步包括 參數(shù)修正模塊，其用于根據(jù)參數(shù)τ計算模塊計算的參數(shù)τ來修正參數(shù)τ計算過程中所涉及的投射電容式觸摸屏的設(shè)計參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖形控制器，其特征在于，所述設(shè)計參數(shù)包括所述電容式觸摸屏的ITO圖形的結(jié)構(gòu)參數(shù)、生產(chǎn)設(shè)備的工藝制程能力參數(shù)和所述電容式觸摸屏與TFT-IXD搭配的參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種投射電容式觸摸屏的參數(shù)τ計算方法。所述參數(shù)τ計算方法包括分別計算每條電極的電阻值和電容值并且將計算的每條電極的電阻值和電容值相乘來得到參數(shù)τ，其中，在計算每條電極的電阻值時通過對ITO菱形圖形進(jìn)行邏輯分割和積分來計算，在計算每條電極的電容值時通過將其等效于一系列相關(guān)電容并聯(lián)的等效電容模型來計算，從而模擬仿真出參數(shù)τ。此外，還提供了相應(yīng)的圖形控制器。本發(fā)明所提供的參數(shù)τ計算方法和圖形控制器能夠更精確地計算參數(shù)τ，而無需預(yù)先制作樣片，從而解決由于參數(shù)τ的計算而導(dǎo)致投射電容式觸摸屏開發(fā)耗時長、成本高的問題。
文檔編號G06F3/044GK102880367SQ20121033740
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者魯友強(qiáng) 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 成都京東方光電科技有限公司