触摸感应膜和触摸感测设备的制作方法

专利名称：触摸感应膜和触摸感测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸感应膜和利用触摸感应膜的触摸感测设备。
背景技术：
现今，用于不同种类的电器的用户界面越来越经常地借助于基于触摸感应膜而不是传统的机械按钮的不同类型的触摸感测设备实现。例如移动电话、便携式计算机和类似的设备的不同种类的触摸板和触摸屏是这些界面的众所周知的例子。除了复杂的及甚至奢侈的可实现的用户体验以外，基于触摸感应膜的触摸感测设备还为不断努力寻找功能上更通用、更小、更便宜、更轻以及在视觉上也更有吸引力的设备的设计者提供较多的自由。在这样的触摸感测设备中的一个关键元件是触摸感应膜，触摸感应膜包括被配置
成用作一个或多个感测电极的一个或多个导电层。这种膜的一般操作原理是，用户通过例如指尖或某种特定的指针设备的触摸改变该触摸感应膜连接到的电测量电路的电特性。实际的测量原理可以是例如电阻的或电容的，现今后者通常被认为是在最苛刻的应用中提供最佳性能的最闻级的可选方案。电容触摸传感基于一原理，即从电气观点来看，在触摸感应膜上的触摸意味着将外部电容耦合到触摸感应膜连接到的测量电路。由于触摸感应膜的足够高的灵敏度，甚至在触摸感应膜上没有直接接触成为必需的，但可通过仅仅将一个合适的指针带到触摸感应膜附近来实现电容耦合。电容耦合在测量电路的信号中被检测。按照惯例，电容触摸感应膜被配置为2层结构。一般，这两个导电层的每一个被图案化成单独的平行线或以另外方式成形的感测电极。特别是在线状的或细长的感测电极的情况下，在这两层中的电极最经常地相对于彼此正交地排列。驱动信号被提供到一个层的感测电极中，而电容地耦合到另一层的信号通过该层的感测电极被测量。从操作观点来看，用于提供信号并感测电容耦合的电极常常被分别称为驱动电极和感测电极。触摸改变这两层的电极之间的电容耦合，所述改变在位于该触摸的区域内或者附近的电极之间最大。通常，测量电路被布置成在感测电极上顺序地快速扫描，以使每个供应/测量电极对之间的耦合被测量。最近，也已提出一些单层电容触摸传感器配置。在单层配置中，触摸改变在单个导电层内和/或在该层和周围环境之间的信号的电耦合。单层方法的一个例子在US7477242B2中公开。在其中公开的设备的关键特征是使用导电聚合物作为导电层材料，代替按照惯例用在触摸屏的电容触摸感应膜中的导电氧化物。对于已知的触摸感应膜普通的是，适当地确定触摸的位置的需要使得在导电层中的大量单独的感测电极成为必要。换言之，导电层被图案化成单独的感测电极的网络。期望的分辨率越精确，就需要越复杂的感测电极配置。一个特别有挑战性的问题是多个同时的触摸的检测，另一方面，多个同时的触摸通常是触摸感测设备的最期望的特性之一。复杂的感测电极配置和大量的单个感测电极元件使制造工艺以及触摸感测设备的测量电子设备复杂化。在触摸屏中，除了触摸感测能力以外，触摸感应膜必须是光学透明的，以使膜能够在电子设备的显示器的顶部上使用，即，以使设备的显示器能够通过触摸感应膜被看到。此夕卜，从触摸感应膜可见性的观点来看，透明度也是非常重要的。触摸感应膜对例如LCD (液晶显示器)、OLED (有机发光二极管)显示器或e-paper (电子纸张)显示器的用户的可见性严重损害了用户体验。迄今为止，透明的导电氧化物如ITO (氧化铟锡)已形成触摸感应膜中的导电层材料的最常见的组合。然而，从可见性的观点来看，它们远非理想的解决方案。例如ITO的高折射率使图案化感测电极变得可见。当感测电极图案化变得更加复杂时，这个问题突出了。在由网络化的纳米结构形成的或包括网络化的纳米结构的层中发现了在触摸感应膜中的一种有希望的新方法。除了合适的导电性能以外，由例如碳纳米管(CNT)或具有富勒烯或共价地粘合到管状碳分子的一侧的富勒烯类分子的碳NANOBUDs ( NANOBUD 是Canatu Oy的注册商标)的网络组成的层与例如透明的导电氧化物如ITO相比对于人眼显然更不可见。此外，如众所周知的，基于纳米结构的层可拥有比例如ITO更好的柔性、机械强度和稳定性。在US 2009/0085894A1中报告了一种基于纳米结构的解决方案。根据其描述，纳米结构可以是例如不同类型的碳纳米管、石墨烯薄片或纳米线。膜的掺杂作为一种用于提高其导电性的装置被提及。基于互电容和单层自电容方法的两层配置都被讨论。借助于所公开的膜，多个触摸检测被宣称为可能的。然而，该文件还涉及非常复杂的电极和测量电路配置的常见问题。基于纳米结构网络的其它触摸屏解决方案在US 2008/0048996A1中公开。该文件主要讨论了在依赖于电阻测量原理的触摸感测设备中的纳米结构网络的层。具有非图案化导电层的电容的、显然单层方法也被简短地讨论并在图中示出，但是或多或少只作为期望目标的原理而没有关于在实践中其实现的任何真正描述。总的来说，在市场上对于进一步增强的触摸感应膜和触摸感测设备仍然有强烈的需求，优选地使具有简单的感测电极配置和多点触摸感测能力的单层电容操作原理成为可倉泛。此外，在市场上还存在提供具有通用特性的触摸感应膜和触摸感测设备的需要，使以各种方式耦合到触摸感应膜的各种类型的指针或其它物体的检测成为可能。例如，如果触摸感应膜和触摸感测设备可以用来检测不仅电容地耦合到触摸感应膜的物体而且例如电感地耦合到触摸感应膜的物体，这将是有利的。发明目的本发明的目的是为上面阐述的需求提供新颖的解决方案。发明概述本发明的特征在于权利要求I和9中所提出的内容。本发明的第一个方面集中于触摸感应膜，其包括具有感测区域的导电层。通常，触摸感应膜指的是一种可在触摸感测设备中用作触摸感应元件的膜。在这里触摸感测设备被广泛地理解为涵盖通过触摸该设备例如通过指尖或触笔来操作的所有用户界面设备以及用于检测这样的指针或其它物体的存在和位置的其它类型的设备。正如下面更详细地解释的，所谓“触摸”在此是指不仅在触摸元件和触摸感应膜之间的物理接触,而且指在它们之间的足够的接近度。在操作中，当触摸感应膜作为触摸感测设备的适当配置的电气测量电路的一部分被连接时，膜上的物体的触摸或在膜附近的物体的存在引起电路中的一个或多个电特性的变化，基于此可以检测触摸并且优选地还可以确定其在触摸感应膜上的位置。实际上，这种变化可以通过为触摸感应膜提供激励信号以及从触摸感应膜接收响应信号并监测后者的变化来检测。本发明的触摸感应膜可以是电容触摸感应膜。电容触摸感应膜在此指的是触摸感应元件，通过使用该元件，触摸的检测可以主要基于电容感测原理。电容感测原理或触摸感应膜的电容操作指的是当触摸感应膜连接到适当的感测电路时，可以基于触摸在触摸感应膜和其周围环境之间或者触摸感应膜的不同点之间的电容耦合中引起的变化来检测触摸。另一方面，本发明的触摸感应膜也可以电感地操作。所谓电感操作在此指的是物体在触摸感应膜和周围环境之间或者触摸感应膜的不同点之间引起电感耦合。换句话说，电容或电感耦合也可以分别被视为到触摸感应膜的外部电容或电感耦合。总的来说，本发明的触摸感应膜可以是电容触摸感应膜、电感触摸感应膜或能够检测物体到触摸感应膜的电容和电感耦合的触摸感应膜。

如上所示，词“触摸”和其衍生词在本发明的背景下在广泛的意义上被使用，涵盖了不仅在指尖、触笔或某种其它指针或物体和触摸感应膜之间的直接的机械或物理接触，而且涵盖了这样的物体在触摸感应膜附近以使该物体在触摸感应膜和周围环境之间或在触摸感应膜的不同点之间产生足够的电容或电感耦合的情况。在这个意义上，本发明的触摸感应膜也可用作接近度传感器。本发明的触摸感应膜被使用的实际应用对于本发明的原理不是必要的。也许商业上最有吸引力的应用是触摸感测设备，其不仅能够检测一个触摸的存在并确定其位置，而且能够检测和定位多个同时的触摸。导电层是由一种或多种导电材料形成的层。所谓“导电”在此是指能够允许电荷在材料中流动的任何材料，而不考虑材料的导电机制或导电性类型。因此，“导电”在此涵盖例如半导电或半导体材料。在触摸感应膜作为触摸感测设备的一部分的操作中，激励信号被提供给一个或多个导电层，且响应信号从一个或多个导电层被测量。导电层内的感测区域是导电层的“活动”或操作部分，即实际的触摸感测操作将被执行的区域。触摸感测区域也可以覆盖导电层的整个区域。触摸感应膜中可以有一个或多个导电层，且导电层可以具有一个或多个感测区域。除了导电层以外，触摸感应膜也可以包括实现整个工作触摸感应元件所需的其它层和结构。例如，可以有用于膜的机械保护的一个或多个层。此外，也可以有用于折射率或颜色匹配的一个或多个层和/或例如用于抗刮擦、装饰、自清洁或其它目的的一个或多个涂层。除了分层的元件以外，触摸感应膜还可以包括三维有序的结构，例如穿过触摸感应膜或其一部分延伸的接触结构。根据本发明，感测区域中的导电层的薄层电阻大于或等于3. OkQ。所谓薄层电阻在此是指其标准定义，即正方形的膜或层的DC (直流)电阻。作为本文件中使用的以欧姆(Ω)表示薄层电阻的符号的一种替代方案，薄层电阻还可以用每平方欧姆(例如Ω/square、Ω/sq 或 Ω / □)来表示。这种高直流电阻率与现有技术相比是根本的改变。例如，US 7477242B2提出电容触摸感测系统通常需要在100(Γ2500Ω的范围内的导电膜的薄层电阻。特别是在用于触摸感测应用的基于纳米结构的导电层中，通过优化导电层的导电率/电阻率来提高触摸感测性能的早期的努力主要集中于试图例如通过掺杂纳米结构网络来增加导电率，即降低电阻率。作为一个例子，us 2009/0085894A1描述了用于通过将电容触摸感测设备的纳米结构膜的薄层电阻值从1000Ω降低到低至131和230Ω的低值来“提高”该薄层电阻值的处理。根据本发明的高薄层电阻范围基于发明人的令人惊讶的观察将感测区域内的导电层的薄层电阻从在现有技术中典型的值增加到所主张的范围使得人们能够实现触摸感应膜的优异的灵敏度和触摸位置分辨率性能。这些特性是非常有用的，特别是在多点触摸检测中。此外，发明人已发现，根据本发明的触摸感应膜还能够检测电感地耦合到触摸感应膜的物体的存在和位置。通常很难借助于传统的电容触摸感测器来检测的不同类型的金属物体例如金属线圈是这些物体的例子。导电层的最合适的薄层电阻在某种程度上取决于激励和响应信号的频率，所述信号被提供到导电层的感测区域并且从导电层的感测区域被接收。通常，较高的电阻率允许使用较低的频率。最佳频率又取决于很多因素。噪声随着频率的降低而增大。另一方面，干扰触摸检测的天线效应对过高的频率成为问题。所谓天线效应在此是指测量电路的不同部分像倾向于耦合电路和周围环境之间的干扰信号的天线一样起作用。除频率之外，发明人·还认为，为了使触摸感应膜的灵敏度最大化，导电层的电阻率应适当地匹配触摸耦合到导电层的(与频率相关的)电抗。从触摸检测灵敏度的观点来看，已发现通常在下和上截止频率之间存在最佳的频率范围。此范围取决于例如感测区域内的导电层的薄层电阻率和基底的材料，导电层位于所述基底上。例如，由于足够高的频率，PET基底变成导电的，从而干扰激励和响应信号。考虑到所有这些方面，发明人发现上面确定的电阻率范围适合于各种各样的实施方式和应用。由于导电层具有该范围内的电阻率，良好的触摸感测性能被实现，例如，在IOkHz至5MHz的范围内的频率。通常，较高的频率实现更好的分辨率。然而，在频率过高时，在导电层和该导电层所位于的基底之间出现电容耦合，从而损坏触摸检测灵敏度。在本发明的一种优选实施方式中，薄层电阻在5到IOOkQ的范围内，优选地在10到50kQ的范围内，最优选地在10到20k Ω的范围内。这些是用于使触摸感应膜的灵敏度和触摸位置分辨率性能最大化的更加优选的值。增加电阻率增大了测量中的噪声以及不同的电磁干扰效应，这可以根据每个特定应用的整体情况为薄层电阻设定上限。在大部分现有技术电容触摸感应膜中，导电层被图案化以形成单独的感测电极元件的网格。相反，在导电层作为实心的，即，连续不中断的和非图案化的结构实质上在整个感测区域延伸的优选实施方式中，在本发明的灵敏度和触摸位置分辨率方面的优点是特别有效的。由导电层的良好灵敏度实现的这个特征不仅最小化了导电层的可见性，而且当不需要图案化该层时简化了其制造。它还简化了具有根据本实施方式的触摸感应膜的触摸感测设备的电子设备。此外，根据本发明的触摸感应膜的灵敏度和触摸位置分辨率性能允许使用这样非图案化的导电层，即使在单层操作模式中。在单层模式中的操作意味着在触摸感测测量中仅仅使用单个导电层。换句话说，用在触摸检测中的所有信号随后被提供给所述单个导电层并且从所述单个导电层被接收。单层能力结合使导电层作为在整个感测区域上延伸的实心结构的可能性为触摸感测设备的设计和制造打开了完全新的可能性。甚至在单层操作模式中的和具有非图案化导电层的多点触摸检测能力也是可能的。单层能力因此也允许将整个触摸感应膜制造为相当薄的结构。在一种实施方式中，感测区域包括具有第一薄层电阻的至少一个第一子区域和具有偏离第一薄层电阻的第二薄层电阻的至少一个第二子区域。这种调制的电阻率可以增加通过触摸感应膜可实现的触摸感测精度。导电层可以由具有在上面定义的薄层电阻范围之一内的电阻率的任何材料形成。可能的材料组例如由不同的导电聚合物和金属氧化物形成。另一方面，在一种优选实施方式中，导电层包括高纵横比分子结构(HARMS)网络。所谓HARMS或HARM结构在此处指的是具有在纳米尺度上的特征尺寸，即小于或等于约100纳米的尺寸的导电结构。这些结构的例子包括碳纳米管(CNT)、碳NANOBUD (CNB)、金属纳米线和碳纳米带。在HARMS网络中，大量的这种单一结构例如CNT彼此互连。换句话说，在纳米尺度，HARM结构不形成真正连续的材料例如导电聚合物或ΙΤ0，而是电互连的分子的网络。然而，正如在宏观尺度考虑的，HARMS网络形成了实心的整体材料。作为基本特征，HARMS网络可以被制造成薄层的形式。
在导电层中借助于HARMS网络可实现的优点包括在需要光学透明的触摸感应膜的应用中有用的优良的机械耐用性和高的光透射率，而且还有非常灵活可调的电特性。为了使这些优点最大化，导电层可以实质上完全地由一个或多个HARMS网络形成。HARMS网络的电阻率性能取决于层的密度(厚度)，并在某种程度上还取决于HARMS结构的细节，如结构的长度、厚度或晶体方向、纳米结构束的直径等。这些特性可以通过适当选择HARMS制造工艺和其参数来控制。生产包括具有在根据本发明的范围内的薄层电阻的碳纳米结构网络的导电层的合适的工艺在例如Canatu Oy的WO 2005/085130A2和W02007/101906A1中被描述。关于实现根据本发明的电阻率值的更详细的描述稍后在本发明的详细描述中被提出。在一种优选实施方式中，触摸感应膜被形成为柔性的结构，以便允许其沿三维表面弯曲。“柔性的”结构在本文指的是一种允许在至少一个方向上以低于10mm、更优选地低于5_的曲率半径优选地可反复弯曲的结构。优选地，触摸感应膜同时在至少两个方向上是柔性的。代替或除了柔性以外，触摸感应膜也可以被形成为可变形的结构，以便允许其例如通过使用热成形沿三维表面变形。触摸感应膜的柔性和/或可变形性结合其独特的灵敏度性能打开了实现触摸感测设备的完全新的可能性。例如，用作移动设备的用户界面的触摸感应膜可以弯曲或成形以延伸到设备边缘，使得触摸感应膜可以覆盖甚至移动设备的整个表面。在覆盖三维设备的不同表面的触摸感应膜中，可以有用于不同目的的多个触摸感测区域。一个感测区域可以覆盖显示器的区域以形成触摸屏。例如在设备的侧面处的其它感测区域可被配置成用作取代传统的机械按钮例如电源按钮的触摸感测元件。柔性的和/或可变形的触摸感应膜的很好的选择是包括一个或多个HARMS网络的导电层。HARM结构和其网络内在地是灵活的，从而使触摸感应膜变得可弯曲和/或可变形。优选地，触摸感应膜是光学透明的，从而允许使用触摸感应膜例如作为触摸屏的一部分。触摸感应膜的光学透明度在本文指的是在所讨论的应用中从实质上垂直于膜的平面的方向在相关的频率/波长范围的入射辐射的至少10%、优选地至少90%透射过所述膜。在大部分触摸感测应用中，这个频率/波长范围是可见光的频率/波长范围。
对于光学透明度，触摸感应膜的关键层是导电层。同时的导电性和光学透明度的要求限制了该层的可能的材料的数量。在这个意义上，包括一个或多个HARMS网络的导电层为光学透明的触摸感应膜形成了良好的基础，因为HARMS网络可以提供比例如透明的导电氧化物的透明度更好的透明度。本发明的第二个方面集中于包括触摸感应膜的触摸感测设备，该设备还包括用于将电激励信号提供给触摸感应膜和从触摸感应膜接收电响应信号的电路装置，以及用于处理从触摸感应膜接收的电响应信号以基于触摸对响应信号的影响来检测触摸的处理装置。因此，所谓触摸感测设备在此是指整个可 操作的设备，其除了触摸感应膜以外还包括其它元件，如测量电子设备和其中执行触摸感测操作所必需的测量算法软件。电路装置可以包括不同类型的接触电极、配线和其它形式的导体、开关及将触摸感应膜和其中的一个或多个导电层连接到触摸感测设备的剩余部分所需的其它元件。相应地，处理装置可以包括任何硬件和电子设备以及用于产生和控制在操作触摸感应膜时需要的信号的软件工具。它们还可以包括测量、采集和处理响应信号的任何装置，以便检测和定位触摸感应膜上的触摸。电路装置和控制装置可以借助于已知的器件、元件和原理来实现。激励信号在本文指的是用于通过电路装置耦合到触摸感应膜的导电层并提供适合于监测变化的条件的任何电信号，在这些条件下触摸引起所述变化。激励信号也可以被称为例如驱动信号或刺激信号。典型的例子是AC电流和电压。相应地，响应信号相应地是任何电信号，所述电信号通过使用电路装置并允许基于触摸对该信号引起的变化检测触摸来从导电层被测量。本发明的触摸感测设备可被实现为标准的或定制的独立模块或实现为被集成为某个较大的移动设备例如移动电话、便携式计算机、电子阅读器、电子导航仪、游戏操纵台、汽车的仪表板或方向盘等的一部分的不可分离的单元。根据本发明的第二个方面，触摸感测设备的触摸感应膜是根据本发明的第一个方面的触摸感应膜，其原理和优点已在上面被讨论。根据本发明的第一个方面的触摸感应膜的独特的触摸灵敏度特性特别有效地被用在触摸感测设备的一种优选实施方式中，其中电路装置被配置成将电激励信号提供给导电层的感测区域，并从同一感测区接收电响应信号。换句话说，在该实施方式中，触摸感测设备被配置成实现在仅仅利用单个导电层的单层模式中的操作。与利用对于激励和响应信号使用不同的导电层的两层方法的大多数现有技术电容触摸感应膜相比，这是一个根本的简化。在根据上述实施方式操作触摸感测设备的一个例子中，作为激励信号的交流电流或电压被耦合到在一点处的导电层的感测区域，并且作为响应信号的交流电压或电流在同一感测区域的另一点处被测量。这样的布置相应于将信号提供给滤波器的输入端和当信号通过滤波器时通过在其输出端测量信号如何被改变来监测信号。可选地，触摸感测测量可以被执行，例如作为阻抗测量，即通过使用在导电层的两点之间的电流或电压作为激励信号并随后测量分别在这些点之间的电压或电流作为响应信号。此外，耦合到在导电层的两点之间的导电层的一部分的信号在另一对电极之间提供的激励信号的存在时也可以作为响应信号被测量。该布置也可用在两层操作模式中。当单层操作模式能力与在感测区域中的导电层的实心非图案化结构结合以提供单层非图案化触摸传感器结构时，本发明的触摸感测设备的一种特别有利的实施方式被实现。在为单层操作配置的触摸感测设备 的一种优选实施方式中，处理装置被配置成确定响应信号和激励信号之间的相位移，用于基于触摸在所述相位移中产生的变化来检测感测区域内的触摸。自然，在本实施方式中，激励信号必须包括交流电流或电压部分，因为完全没有与直流信号相关的相位。信号形式不是必要的；可以使用正弦电压或电流，但是，例如三角波或方波也是适合的。此外，激励信号可以是任何信号形式的单个脉冲或多个脉冲的串。如上所述，激励信号可以是在导电层的一点处耦合到导电层的电流或电压，其中在导电层的另一点处的电流或电压可以作为响应信号被测量。除了振幅衰减之外，穿过在导电层的两点之间的导电层的信号还总是经历由于在导电层内和在导电层和周围环境之间的寄生电容和/或电感而产生的某个相位移。本发明的这种实施方式基于发明人的观察由于根据本发明的导电层薄层电阻，特别是在包括一个或多个HARMS网络的导电层的情况下，与按照惯例用在触摸检测中的信号振幅相比，穿过导电层的信号的相位移对触摸灵敏得多。集中于相位移的变化而不是振幅的变化实现较高的触摸灵敏度和触摸位置分辨率，这在触摸感测设备的多点触摸操作中是特别有利的。此外，除了作为电容触摸感测设备操作以外，监测响应信号的相位移还允许触摸感测设备作为检测在触摸感应膜上的物体的电感耦合的电感触摸感测设备来操作。作为监测响应信号的相位而不是振幅的另外的优点是，与振幅的相应最大灵敏度相比，响应信号相位的最大灵敏度以较低的频率实现。然后，可以使用较低的信号频率。触摸感测设备的触摸检测灵敏度和触摸位置分辨率不仅仅取决于导电层的特性和处理装置的性能。自然，它也是例如接触电极配置的问题。在配置成允许在单层模式中的操作的触摸感测设备的一种优选实施方式中，感测区域通过在导电层上的多个接触区域电连接到电路装置，接触区域限定环绕感测地区的边界线。因此，接触区域形成了在设备的感测区域和电路装置之间的电气界面。接触区域可以是例如在导电层和电极之间的接触区域，所述电极连接到接触区域作为电路装置的部分。所谓边界线在此是指将所有的接触区域连接到一起的虚构的线，因此确定感测区域的封闭的外围线。另外，在本实施方式中，正如在沿所述边界线的方向上所确定的，两个相邻的接触区域的中心之间的平均距离是在相同方向上的接触区域的平均宽度的至少2倍，较优选地至少5倍，并且最优选地至少10倍。当电流或电压被耦合到在两个接触区域之间的导电层的感测区域时，电流集中在这些接触区域之间的笔直连接线上。发明人已发现，通过根据如上确定的接触区域间距分离这些连接线或信号路径，可以最大化触摸位置确定的分辨率。另一方面，触摸感应膜和利用触摸感应膜的触摸感测设备的触摸位置分辨率还取决于接触区域的数量和它们相对于彼此的放置。这些是关键问题，特别是在具有非图案化导电层的单层方法中。通常，例如在US 7477242B2和US 2008/0048996A1中描述的这种类型的现有技术设备依赖于在其角处的矩形导电层和四个接触电极。然而，此配置需要非常复杂的信号处理，而且算法的适当选择对装置的性能是至关重要的。特别地，多点触摸能力对使用那种方法实现可能是非常有挑战性的。为了避免在触摸位置确定中的这种困难，在配置成允许单层操作模式的触摸感侧设备的一种优选实施方式中，接触区域的数量和放置被选择，使得当在每对两个接触区域的接触区域中心之间的感测区域上确定笔直连接线时,在感测区域内存在这些连接线的多个交叉点。如上所述，所述假想的连接线与在电极对之间的感测区域上的信号路径重合。在这些连接线或信号路径之一上或附近的触摸改变从该路径测量的信号比改变从其它信号路径测量的信号更多。这提供了关于在一个方向上的导电层上的触摸位置的信息。换句话说，基于此，可以确定“接近的”连接线，即触摸位于上面或附近的连接线。确定具有不同方向的两条这样的“接近的”连接线允许在两个方向上确定触摸位置。换言之，通过选择两个或多个不同定向的“接近的”连接线，即，触摸对在这些方向上的响应信号引起最大的变化的连接线，触摸位置可以在这些连接线的交叉点处或附近来确定。基于利用所述多个连接线和其中的交叉点的这种方法与仅仅基于四个接触电极及因此仅仅具有一个连接线交叉点的现有技术装置相比大大简化了所需的触摸定位算法。原则上，产生多个，即至少两个所述交叉点的接触电极的最小数量是五个。然而，所述交叉点越多，可能触摸定位就越精确。优选地，连接线交叉点实质上均匀地分布在整个感测区域上。在根据本发明的触摸感测设备的一种优选实施方式中，触摸感测设备包括用于响应于在触摸感应膜上的触摸优选通过导电层提供触觉反馈的装置。通过导电层提供触觉反 馈指的是导电层用作用于产生触觉反馈的装置的一部分，取代基于连接到触摸感应膜用于产生触摸感应膜的振动的单独的致动器的传统方法。对此存在各种可能性。触觉效应可以通过借助于导电层产生合适的电磁场来实现。触摸所述触摸感应膜的使用者的皮肤将这些场感测为不同的感觉。这种方法可称为电容触觉反馈系统。另一方面，可选地，例如导电层也可用作基于电活性聚合物(人工肌肉)的触觉界面的一部分，其中导电层形成该界面的一层。执行两个功能，即触摸检测和触觉反馈的一种可能性是导电层交替地耦合到触摸感测电路和耦合到用于为触觉反馈产生信号的装置，因此一旦在第一时间段期间检测到触摸，就接着在第一时间段之后的第二时间段提供触觉反馈。第一和第二时间段可以被调节到很短以使用户感受到设备连续操作。正如在本领域中众所周知的，触觉反馈可以非常显著地改善触摸感测设备的用户体验。在配置为通过导电层产生触觉反馈的已知触摸感测设备中，高电压通常用于产生触觉反馈效应。然后所述已知设备的导电层的低电阻导致通过导电层的大电流。大电流可引起设备中的多种问题，例如过多的功率要求或对显示器或触摸感测电路的电磁干扰。由于根据本发明的在触摸感测区域内的导电层的电阻率，电流将明显较低，从而减少那些问题，特别是在通过导电层提供触觉反馈的情况下。附图
简述下面参照示出本发明的优选实施方式的实例的附图更详细地讨论本发明。图I是示意性的横截面图，其示出作为根据本发明的触摸感测设备的一部分的触摸感应膜和附接到其的电极。图2示出根据图I的触摸感测设备组件的布局的示意图。图3描绘了根据图I的触摸感应膜在移动电子设备的触摸屏中的使用。图4作为框图表示根据本发明的触摸感测设备的一般结构。图5示出根据本发明的触摸感测设备的测量原理。图6说明在响应信号的振幅和相位之间的频率相关性上的差异。图7示出根据本发明的一种实施方式的导电层的调制的电阻率的原理。发明详述
图I所示的触摸感应膜I包括基底2和导电层3，后者由HARM (高纵横比分子)结构例如碳纳米管和/或碳NANOBUD的网络形成。基底可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET制成。除了 HARMS网络以外，导电层还可包括适当的物质，其化学地粘合到、物理地吸附在所述层或以其它方式与所述层组合，作为掺杂剂来调整所述层的薄层电阻。导电层3的薄层电阻大于3k Ω，并优选地在3k Ω到40kQ的范围内，例如25k Ω。正如之前在本文件中描述的，这种电阻范围和导电层的成分允许利用这样的触摸感应膜的触摸感测设备的优良的触摸检测性能。图I的导电层可以具有例如5nm的厚度。在图I中示出的和在本文中解释的触摸感应膜是根据本发明的光学透明的触摸感应膜的一个例子。光学透明度允许在显示器上使用触摸感应膜作为触摸屏的一部分。然而，光学透明度因此对于实现本发明的主要原理不是必要的，但触摸感应膜也可以是视觉上不透明的。相应地，触摸感应膜的不同层的材料自然可以不同于本文中提出的那些例子。由HARMS网络制成的且具有根据本发明的电阻率的导电层可以例如根据例如在WO 2005/085130A2.W0 2007/101906A1 和 WO 2009/000969A1 中公开的 HARM 结构合成和沉积的原则来制造。 制造HARM结构的过程可以基于例如气溶胶合成法，其中催化剂颗粒和一个或多个碳源以气相形式被引入到加热的反应室中。在所述室中，催化剂颗粒与碳源和可能的试剂例如含有硫的噻吩一起被混合并加热以促进合成过程。然后，碳源分解，且碳HARM结构在催化剂颗粒上形成，导致包括悬浮在运载气体中的HARM结构的气溶胶。催化剂颗粒可以被预先制造，以便具有被控制的特性，例如窄粒度分布以产生具有被控制的粒度分布的HARM结构。催化剂颗粒可以例如通过热线发生器产生。碳源可以包括例如一氧化碳CO。反应室可由例如不锈钢形成。在反应器的合成区内的温度可以是例如约900°C。从这样形成的气溶胶，HARM结构可以在合适的表面上聚集成沉积物以形成HARMS网络的导电层。所述聚集可以例如通过穿过过滤层或越过基底引导具有HARM结构的气溶胶来执行，由此，HARM结构沉积在过滤层上或基底的表面上。由此形成的沉积物的电阻是存在于沉积物中的HARM结构的数量的直接函数。沉积物中的HARM结构的数量又与在运载气体(气溶胶)中的CNT的浓度和聚集的持续时间有关。通常，产生具有预定的尺寸和导电率/电阻率的导电层所需要的时间是气体流量和HARM结构合成速率的函数。例如，在室温下，如果O. 41pm的CO和I % CO2的混合物穿过装有1:4的二茂铁_Si02混合物的盒子，该混合物将具有约O. SPa的局部压强。试验被执行，其中这种混合物作为碳源被引入到具有大约900°C的最高温度的熔炉中。那些条件导致了在气溶胶中的HARMS浓度，由于此，在过滤层上产生A4大小的、具有10000Ω /Square的电阻率的沉积区所需的聚集时间约为42分钟。如果通过使气溶胶穿过例如由Millipore提供的HAWP过滤介质来聚集HARM结构，则可以通过简单地放置处于物理接触的两种材料例如通过将过滤层压向基底来将HARM结构从过滤层转移到由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET形成的基底。由于过滤材料和PET之间的表面能量差异，HARMS层将内在地转移到PET基底。转移到PET基底的HARMS层倾向于相当松散地在自身内连接以及连接到基底。为了改善单独的HARM结构和HARM结构束之间的电连接以及到PET的物理粘附，HARMS层可以浸没在流体例如乙醇中。当乙醇挥发时，表面张力将HARM结构拉到一起并与基底更好地接触。下一步是例如通过将银墨印刷到设备上来形成接触电极。最后，保护介电层可以例如通过印刷在HARMS层和触头上形成。图I的触摸感应膜I被配置成检测在导电层3的与基底2相对的一侧上的触摸。有叠加在导电层3上的介电层4和硬涂层5。除了别的以外，介电层还促成导电层和周围环境之间的电容。它还通过与触摸感应膜接触的导电物体防止导电层的不同点之间的电接触，这在配置如图I的配置中是有利的，该配置被布置成检测触摸在导电层3的“上”侧上，即在与基底2相对的侧上的触摸。介电层因此提高膜的触摸感测性能。然而，在根据本发明的触摸感测设备中它不一定是需要的。硬涂层的目的是防止刮伤并增加触摸感应膜I的耐用性。合适的材料的例子分别是用于介电层的DuPont 7165 和Solvay Solvene 250 EAP及用于硬涂层的通过原子层沉积ALD而沉积的Al2O315介电层的厚度优选地小于1000微米，更优选地小于100微米，且最优选地小于20微米。作为分离介电层和硬涂层的一种替代方法，如果需要，其功能可以结合在具有足够的硬度和抗刮擦性的单个介电层中。这样的层可以由例如来自掺杂Ti的A1203的ALD或作为HfO2Al2O3的双层复合材料形成。 除了图I的触摸感应膜I的优异的触摸感测特性外，作为形成导电层的主要材料的HARMS网络允许将图I的触摸感应膜制造为柔性的和/或可变形的结构。图3通过提出具有包括根据图I的触摸感应膜I的触摸屏7的移动电子设备6示出了该结构，触摸感应膜I沿具有!■ 4mm的曲率半径的设备的弯曲侧表面弯曲或变形。除触摸感应膜I本身之外，图I还示出设置在导电层和触摸感测设备的剩余部分(图I中未示出)之间的电连接的金属电极8。电极8在导电层3的边缘的顶部上形成并连接到导电通孔9，导电通孔9穿过基底2延伸并进一步连接到在基底2的背面上形成的接触焊盘10。接触焊盘10提供用于将触摸感应膜连接到触摸感测设备的剩余部分的接触界面。所有电极都连接到同一导电层3，这意味着触摸感测设备被配置成在单层模式中操作。在单层操作模式中，同一导电层也被用于提供激励信号作为测量响应信号，测量响应信号通过其中的变化指示触摸的存在。正如图I和2示出的，从宏观的观点来看，导电层3是其中没有任何中断或孔的连续的非图案化结构。图2还示出了图I的触摸感测设备的整个电极结构的几何形状。电极8位于导电层的边缘处。电极和导电区域之间的物理接触界面形成接触区域11，导电层通过接触区域11电连接到触摸感测设备(图2中未示出)的剩余部分。将接触区域11中的每一个连接到与其最接近的两个其它接触区域的、在图2中标记为虚线的假想的接合线12形成了包围并限定感测区域13的一条虚构的边界线，触摸检测在感测区域13内执行。触摸感测设备被配置成通过电极8基于耦合在导电层3和设备的剩余部分之间的信号来检测感测区域13上的触摸。在图2的例子中，感测区域13几乎与导电层3重合。然而，电极8也可以位于较接近导电层3的中心的位置，即在离导电区域边缘的距离处。然后，被接触区域11包围的感测区域13将只被限制到导电层3的中心部分。此外，要注意的是，图2的导电层和感测区域的正方形形式只是例子，而且这些形式的形状并不限于任何特定的形状。其中的导电层3和/或感测区域13的形状也可以是例如带圆角的矩形、椭圆形或圆形。电极8被定位并且它们的形状和尺寸被选择，以便提供在两个相邻的接触区域11之间的平均距离d，正如在沿感测区域13的边界线12的方向上所确定的，平均距离d约是在这个相同方向上的接触区域的平均宽度W的13倍。作为与电极配置有关的一个另外的特征，电极8的数量和放置被选择，使得当在每对两个接触区域的接触区域11的中心之间的感测区域13上确定笔直连接线14时，这些连接线14在感测区域(图2只标记了那些连接线和交叉点的一部分)内形成了在其中的多个交叉点15。正如在本文件中早些时候描述的，电极数、几何形状和位置的这些特征实现在检测触摸时的非常高的灵敏度以及在确定触摸位置时的很好的分辨率。在操作中，设备的触摸位置能力通常是基于下列事实触摸改变在导电层3上的触摸的位置和周围环境或导电层的其它点之间的电容和/或电感耦合。另一方面，在两个接触区域11的中心之间的所述连接线14的每一个在各自的电极之间的感测区域上与信号路径，即电流流动的路径重合。触摸感应膜上的触摸的效应在最接近触摸的位置的那些信号路径中自然是最强的。这是用于确定触摸位置的更详细的根据。因此，通过扫描过在一个方向上的多个信号路径来找到被扫描的信号路径中的被触摸最强烈地影响的信号路径提供触摸位于此信号路径或连接线14附近的信息。此外，找到在另一个方向上被触摸最强烈地影响的信号路径产生触摸位于这两个不同定向的信号路径或连接线14的交叉点附近的信息。通过增加方向的数量和/或在粗略确定的初步接触位置周围被扫描的连接线14 的密度，触摸的位置可以更准确地被重复。作为根据图I和图2遍及感测区域13延伸的连续的导电层3的一个很大的优势，在扫描中使用的信号路径不限于图案化到所述导电层中的一些特定的结构，而是可以通过仅仅选择接触区域中的任何两个来自由地选择。接触区域以及因此可能的不同的信号路径越多，就可能有越精确的触摸位置。图4的触摸感测设备可以是例如根据图3的移动电子设备的触摸屏。触摸感测设备包括触摸感应膜I和用于产生激励信号17并控制其到触摸感应膜I的提供的信号处理单元16。信号处理单元16还负责接收从触摸感应膜I中测量的响应信号18以及基于这些信号确定触摸的存在和位置。信号处理单元16和触摸感应膜借助于信号配线19彼此连接。根据图4的设备被配置成通过在触摸感应膜上的一个接触区域将包括交流电流或电压的激励信号17耦合到触摸感应膜的导电层。所述接触区域然后用作触摸感应膜的输入点。在导电层上的另一接触区域用作用于测量响应信号的输出点。这种测量布置对应于通过过滤层发送电压或电流信号以及监测过滤层的输出和输入之间的信号的变化。所谓交流电流或电压是指具有适当的频率和振幅的上面任何信号形式。自然，正弦信号形式是好的选择，但也可以使用例如图4中示出的正方形形式。图4的信号处理单元16还包括用于为导电层3提供触觉反馈信号的装置(在图中未分开地示出)，导电层3用于响应于触摸感应膜I上的触摸而产生触觉反馈。例如，信号处理装置16可以包括用于提供和接收用于触摸感测的信号17、18的第一电路装置和用于提供用于触觉反馈的信号的第二电路装置，其中导电层被布置成交替地耦合到第一电路装置和第二电路装置。在图4的例子中，触觉反馈使用导电层3来产生以产生合适的电磁场，设备的用户的皮肤可以将该电磁场感觉为不同的感觉。使用导电层3作为基于电活性聚合物(人工肌肉)的触觉界面的一部分也是可能的。在图4的实施方式中，由信号处理单元16监测的关键参数是响应信号18相对于激励信号17的相位移。在根据本发明的触摸感应膜I中，从导电层测量的响应信号的相位移对在正在被测量的信号路径上或附近的触摸所引起的电容和/或电感耦合是非常灵敏的。这是根据本发明的触摸感应膜的独特的特征；在传统的触摸感应膜中，响应信号相位移对触摸的存在的灵敏度通常是较低的。此外，与信号振幅相比，信号的相位移(其可以用例如相位角表示)比较不易受到令人烦恼的干扰的影响。与作为绝对参数的振幅度相反，测量相位或相位移也是相对的测量，导致在测量的稳定性和可重复性上的优点。通过测量响应信号的相位移的触摸检测借助于图5中的曲线图示出，该曲线图示出了分别耦合到触摸感应膜的导电层并从触摸感应膜的导电层测量的一个激励信号17和两个响应信号18a、18b。在本文中，激励信号是包括叠加到DC电平的正弦交流部分的电压。穿过导电层的电压18a、18b作为响应信号被测量。相对于激励信号17,响应信号18a、8b被衰减和移动了时间位移At。时间位移At也可以用相位移Δ^ = 2#Δ/表示，其中f是信号频率。相对于激励信号17，相位移Ap也可被称为响应信号18a、18b的相位角。没有触摸时，响应信号18a、18b的时间位移△ t和相应的相位移Δρ王要是由于与导电层相关联的寄生电容和/或电感，而且是相当小的。在导电层的输入点和输出点之间的信号路径附近的触摸改变响应信号18b和激励信号17之间的相位移Δρ。因此，相位移的变化Δ(Δ纠是指示 触摸的最终参数。在图5的例子中，由触摸引起的相位移Δ炉= 2; /Δ/的变化是正的，S卩，触摸增加响应信号18b的时间位移At。但是，这种变化也可以是负的。已发现这可能例如对于具有浮动电势的金属物体是正确的，即该物体不例如通过握住所述物体的人而接地。因此，通常，相位移的变化的方向可以依赖于例如指针的材料。负的变化可以指示这样的金属物体至少部分电感地耦合到测量电路。已发现，使用根据本发明的触摸感应膜，由于触摸感应膜上的物体的真正的接触产生的相位角变化Δ(Δζ3)Μ _的频率相关性不同于由仅仅被带到触摸感应膜附近例如在离触摸感应膜大约I cm的距离处的物体引起的相位角变化的相应的频率相关性。这种差异可以用来区分开物体的真正的接触和接近的存在。换言之，当检测到触摸时，可以使用具有两种或更多种不同频率的连续的测量来确定是否有与触模感应膜物理接触或接近触摸感应膜的物体。例如，使用具有由HARMS网络形成的并在感测区域中具有约IOkQ/Square的电阻的导电层的特定的测试样品，实现该确定的第一和第二频率分别为300kHz和1MHz。区分开这两种情况的能力打开了对设计利用根据本发明的触摸感应膜的用户界面的各种各样的新的可能性。在上述测试中，矩形样品的尺寸为17X 17cm2，而且该配置包括由在样品的每一侧处的银形成的5个等距离的接触电极。类似的配置已成功用于证明本发明不仅检测手指的触摸而且检测自由地放置在触摸感应膜上的不同的位置上的不同类型物体例如移动电话的存在的能力。图6示出在根据本发明的具有约15至20kQ的薄层电阻的导电层上测量的阻抗的实部和复部的灵敏度。在图6的曲线图中所用的符号中，阻抗的实部“阻抗”用欧姆表示。阻抗的虚部“相位”用相位角的度数表示。如众所周知的，阻抗的实部，即在图6中的“阻抗”促成在导电层上发送的信号的振幅。阻抗的虚部，即在图6中的“相位”促成这样的信号的相位。图6的曲线清楚地示出“阻抗”对触摸感应膜上的触摸的最大灵敏度在实质上低于“相位”的最大灵敏度的相应频率的频率处实现。这意味着当触摸检测基于监测响应信号相对于激励信号的相位和其中的变化时，可使用比在基于监测响应信号振幅的传统方法中更低的频率。在下文中描述了图4的触摸感测设备的一个示例性触摸检测过程。所述过程利用根据图I和图2的触摸感应膜I和在图5中示出的相位移监测。示例性过程通过在没有任何触摸存在时扫描过导电层的所有对接触区域11，即所有信号路径或连接线14而开始，以形成响应信号的相位角的背景值或参考值的记录。对于每一对接触区域11，接触区域中的一个被用作用于将第一频率的激励信号17提供到导电层的输入点，且响应信号18从其它接触区域11被测量。这种背景扫描是需要的，因为不同的信号路径或连接线具有不同的长度，且因而提供不同的相位角。导电层的可能的非均匀性也可引起在单个信号路径的相位角中的某种变化。在背景扫描后，该过程通过重复扫描过更有限的一组连接线14例如每两个或每三个接触线来继续，可能进一步限制了仅在一个方向上的平行的连接线的扫描。每个响应信号18的相位角Δ炉与相应的背景值进行比较。当观察到一个或多个连接线14的实际测量和背景值之间的差超过预定的阈值时，即，检测到触摸时，以第二频率对这个/这些连接线重复测量。相位角的变化Δ(Δ的对频率的相关性用于确定是否有与触摸感应膜真 正接触或接近触摸感应膜的指针。在已检测到触摸并确定其类型之后，下一步是确定触摸的位置。为了这个目的，连接线14的更密集的网格被选择并被扫描过，连接线14接近在前面确定的具有超过所述阈值的相位角变化Δ(Δ约的一个或多个连接线。如果在前面的阶段中仅使用一个方向的连接线14，自然，第一步是包括至少一个其它方向的连接线14的选择。选出的连接线接着被扫描过。具有不同方向并显示在它们所代表的方向上的相位角Δ供中的最强的变化的两条连接线14的交叉点15是触摸位置的第一粗略估计。在产生超出阈值的相位角变化Δ(Δ^的值的感测区域13内的一个以上明确地分开的位置指示多个同时的触摸。然后，过程通过选择和扫描过靠近初步粗略估计出的触摸位置的连接线14的越来越密集的网格来反复地继续，直到达到在触摸位置中的期望精确度。注意到上述方法只是可能的位置确定算法的一个例子很重要。本发明并不限于任何特定的算法。如上所述的过程可以通过任何已知的电子设备和/或嵌入信号处理单元16中或所述触摸感测设备的其它部分中的适当配置的软件装置来执行。作为图I和图2的触摸感测设备组件的一种替代方法，图7示出了具有调制的电阻率的导电层。所述导电层包括具有比第二子区域22的薄层电阻低的薄层电阻的第一子区域21。相应地，第一子区域21中的导电率高于第二子区域22中的导电率。然而，在这两个子区域中，薄层电阻率在根据本发明的范围内。这样调制的电阻率使在感测区域13上的总电阻依赖于路径，沿着所述路径所述电阻被测量。例如，在电极8a和Sb之间具有最低电阻的电气路径是在这些电极之间的笔直连接线ab。由于第一和第二子区域的薄层电阻的适当的选择，在电极8a和8c之间具有最低电阻的电气路径可以是例如连接线ab和be的组合，而不是电极8a和8c之间的笔直连接线ac。信号路径，即在电极8a和8c之间的具有最低的总电阻的电流流动路径因此偏离这些电极之间的最短连接线，这些接触电极之间的信号将集中在所述路径上。子区域21、22的每一个具有正方形的形式。较高导电的正方形21通过所述正方形的角处彼此连接以形成在电极8之间的具有实质上一致的电阻率/导电率的连续的路径。不是图I的交替的正方形，至少第一和第二子区域也可以被形成为例如线的网格。沿感测区域的电阻率的调制可用来增加在相邻电极之间的信号中的差异，从而增加触摸感测精度。不被详细的物理理论束缚的发明人认为这是因为调制的电阻率可以缩小在两个相对的接触电极8之间的信号的平面内分布。由于窄的信号路径，物体到大约在相对的接触电极之间的导电层的电容耦合将影响信号路径的较大部分以及因此影响信号。所以，由触摸或物体的接近的存在引起的信号变化被增加，从而实现增加的触摸感测精度。可以例如通过沉积或者以另外方式首先均匀地形成导电材料并且以后去除子区域中的一个的区域中的全部或部分材料，通过沉积或以另外方式形成导电层以便在不同的子区域中具有不同量的导电材料，或通过修改在一种类型的子区域中的导电率例如通过掺 杂来制造具有调制的电阻率的导电膜。正如本领域技术人员清楚的，本发明不限于上面描述的例子，但实施方式可以在权利要求的范围内自由地变化。
权利要求
1.一种触摸感应膜(1)，包括具有感测区域(13)的导电层(3)，特征在于，所述感测区域(13)中的所述导电层(3)的薄层电阻大于或等于3k Ω。
2.根据权利要求I所述的触摸感应膜(1)，其中所述感测区域(13)中的所述导电层(3)的所述薄层电阻在5到IOOkQ的范围内，优选地在10到50kQ的范围内。
3.根据权利要求I或2所述的触摸感应膜(1)，其中所述导电层(3)作为实心结构实质上在整个感应区域(13)上延伸。
4.根据权利要求I至3中的任一项所述的触摸感应膜(1)，其中所述感测区域(13)包括具有第一薄层电阻的至少一个第一子区域(21)和具有第二薄层电阻的至少一个第二子区域(22 )，所述第二薄层电阻偏离所述第一薄层电阻。
5.根据权利要求I至4中的任一项所述的触摸感应膜(1)，其中所述导电层(3)包括高纵横比分子结构(HARMS)网络。
6.根据权利要求I至5中的任一项所述的触摸感应膜(I)，其中所述触摸感应膜(I)被形成为柔性的结构，以便允许所述触摸感应膜沿三维表面弯曲。
7.根据权利要求I至6中的任一项所述的触摸感应膜(1)，其中所述触摸感应膜(I)被形成为可变形的结构，以允许所述触摸感应膜沿三维表面变形。
8.根据权利要求I至7中的任一项所述的触摸感应膜(1)，其中所述触摸感应膜(I)是光学透明的。
9.一种触摸感测设备(20)，包括触摸感应膜(1)，所述触摸感测设备还包括 -电路装置(8、9、IO、19 )，其用于将电激励信号(17 )提供给所述触摸感应膜(I)并从所述触摸感应膜(I)接收电响应信号(18、18a、18b)，以及 -处理装置(16)，其用于处理所述电响应信号(18、18a、18b)，以基于触摸对所述响应信号(18、18a、18b)的影响来检测所述触摸，特征在于，所述触摸感应膜(I)是根据权利要求I至8中的任一项的触摸感应膜(I)。
10.根据权利要求9所述的触摸感测设备(20)，其中所述电路装置(8、9、10、19)被配置成将电激励信号(17)提供给导电层(3)的感测区域(13)并从同一感测区域(13)接收电响应信号(18、18a、18b)。
11.根据权利要求10所述的触摸感测设备(20)，其中所述处理装置(16)被配置成确定所述响应信号(18、18a、18b)和所述激励信号(17)之间的相位移,用于基于触摸在所述相位移中产生的变化来检测在所述感测区域(13)内的所述触摸。
12.根据权利要求11所述的触摸感测设备(20)，其中所述感测区域(13)通过在所述导电层(3)上的多个接触区域(11)电连接到所述电路装置(8、9、10、19)，所述接触区域(11)限定环绕所述感测区域(13)的边界线(12)，并且其中，正如在沿所述边界线(12)的方向上所确定的，两个相邻的接触区域(11)的中心之间的平均距离是在该方向上的所述接触区域(11)的平均宽度的至少2倍，优选地至少5倍，最优选地至少10倍。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的触摸感测设备(20)，其中所述接触区域(11)的数量和放置被选择成使得当确定在每一对接触区域(13)的所述接触区域(13)的中心之间的所述感测区域(13)上的笔直连接线(14)时，在所述感测区域(13)内存在所述连接线(14)的多个交叉点(15)。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的触摸感测设备(20)，其中所述触摸感测设备包括用于提供触觉反馈的装置。
15.根据权利要求14所述的触摸感测设备(20)，其中所述触摸感测设备包括用于通过所述导电层(3 )提供触觉反馈的装置。
全文摘要
电容式触摸感应膜(1)包括具有感测区域(13)的导电层(3)。根据本发明，在感测区域(13)中的导电层(3)的薄层电阻大于或等于3kΩ。
文档编号B82B1/00GK102884495SQ201180022472
公开日2013年1月16日 申请日期2011年3月7日 优先权日2010年3月5日
发明者比约恩·弗里厄尔·米克拉达尔, 布拉德利·J·艾奇逊, 大卫·P·布朗 申请人:卡纳图有限公司