具有噪声抑制的电容性触摸屏幕的制作方法

专利名称：具有噪声抑制的电容性触摸屏幕的制作方法
具有噪声抑制的电容性触摸屏幕
背景技术：
下文描述电容性触摸屏幕或二维电容性转换(2DCT)传感器领域中的新发明。US6,452,514 [l]、 US 7,148,704 [2]和US 5,730,165 [3]揭示一种电容性测量技术，其使得有可能产生可透过几毫米的塑料或玻璃检测到人类触摸的触摸响应的透明或不透明的感测区。本文描述一种触摸屏幕的新结构，其允许传感器的操作和外观的显著增强。
美国专利6,452,514 [l]描述一种电容性测量技术，其使用传输-接收方法来跨发射电极与收集电极(分别为传输器和接收器，亦被称作X和Y)之间的间隙引发电荷，所述专利以引用方式并入本文中。美国专利6,452,514 [l]中所描述的电容性感测可被称作互电容性或主动类型的2DCT传感器。当手指触摸与传输器电极与接收器电极之间的所得电场交互时，从传输器耦合至接收器的电荷量改变。所述测量技术的特定特征为大多数电荷倾向于集中到锐角转角和边缘附近(静电学中的众所周知的效应)。传输器电极与接收器电极之间的边缘场支配电荷耦合。所述电极设计因此倾向于着重于边缘和相邻传输器电极与接收器电极之间的间隙，以便最大化耦合且还最大化触摸中断所述两个电极之间的电场的能力，因此给出所测量电荷的最大相对改变。大改变是需要的，因为其等同于较高的分辨率且等同于较好的信噪比。
经特定设计的控制芯片可检测到这些电荷改变。将这些电荷改变认作传输器电极与接收器电极之间的所测量到的耦合电容的改变是便利的(电荷相当难以观察到)。所述芯片处理来自触摸屏幕周围各处的相对电容性改变量，且使用此改变量来将触摸的绝对位置计算成一组x和y坐标。为使这种情况成为可能，必须使用一组空间分布电极。 一般地，要求这些电极为透明的，使得触摸屏幕可在显示器(例如，液晶显示器(LCD)屏幕或其它显示屏幕类型(例如，有机发光二极管(OLED)类型)的屏幕)前面操作。为达成这个目标，电极通常由被称为氧化铟锡(ITO)的材料制成，但其它透明导电材料也是合适的。ITO在光学方面具有所要性质，但可实质上为欧姆性的，如果电阻与电容组合导致防止电荷转移过程及时稳定的时间常数，那么实质上为欧姆性的这个情况可对电容性测量具有消极影响。
另一实例2DCT揭示于US 20070062739 Al [8]中。
为了产生可报告在传感器的表面或上覆塑料或玻璃面板上触摸(或一个以上的触摸)位置的绝对坐标的传感器，电极布置必须经特定设计以最佳化以下方面
所报告触摸位置的准确度，也就是，真实物理位置与所报告位置之间的对应。在
涉及测量误差时，这被概括性地称为"线性度"或"非线性度"。 传感器对外部电噪声源的免疫性。
传感器对人类触摸的敏感性，也就是，其透过较厚面板材料检测触摸或检测较轻或较小触摸的能力。
传感器的空间分辨率，也就是，其报告触摸位置的细小改变的能力。 在所报告位置中噪声或抖动幅值方面输出的质量。
传感器关于光透射的光学质量，例如其透明度、其色调、其模糊度、总体电极图案可见性等的因素。
传感器使角反射光变浅的光学性状，也就是，电极图案的可见性和反射光的任何色移。
最小化由人类触摸期间略微机械挠曲引起的在所报告位置中所引发的任何误差。这倾向于引起传感器与任何下伏显示器或其它机械接地结构之间的距离的改变，所述距离改变又引起与触摸类似的电容性改变。
减少电极的电阻以允许在可接受时间内进行有效电容性感测(触摸屏幕的总测量时间通常需要为10ms或低于10ms，以限制可用以进行每一次测量的稳定时间的量)。
减少物理构造中层的数目以最小化制造成本和改善光学性质。
减少所报告坐标的质量或传感器检测传感器边缘附近的触摸的能力的副作用。此区在此方面通常存在困难挑战，这是由于电极图案的不均匀性(其末端)和互连轨道倾向于驻于传感器边缘处的事实。
减少所使用的总电极数目，因为每一个电极需要至控制芯片的某种连接且因此更多电极等同于更复杂的芯片和因此更高的成本。
为了优化线性度，电极图案设计为关键的。线性度为触摸屏幕的质量的主要指标之一，因为随着线性度降级，变得难以报告屏幕的一些区中的准确触摸位置。因此供应极好固有线性度的传感器设计为关键目标。虽然有可能经由众所周知的技术(例如，查找表或分段线性校正)以数学方式校正此非线性度，但这些方法中的任一种实际上皆要以所报告线性度的空间分辨率作为代价，且因此总存在折衷。
在设计电极方面，主要目的是进行布置使从传输器传播至接收器的电场以引起从一个电极至下一个电极平滑且渐进降级的方式来传播。这样，当触摸在区之间移动时，由控制芯片测量到的电容性改变也以平滑且渐进方式改变，且因此有助于良好的固有线性度。触摸本身实际上显著地影响此过程且将倾向于"混合"来自相邻电极的场。这有助于总体的转变平滑度，但倾向于导致一些线性度变化，这取决于所施加触摸的大小。再次，需要谨慎地考虑电极设计以优化跨某范围的触摸大小的线性度。
如上所述，应优化在所报告位置中噪声或抖动幅值方面输出的质量。然而，2DCT传感器可对外部接地加载敏感。此外，当指向物体接近屏幕时，从LCD屏幕产生的电噪声可干扰电容测量。最小化噪声对电容性耦合的影响的已知方法为增加LCD屏幕与上覆2DCT传感器之间的分隔或气隙。或者，可将屏蔽层并入于LCD屏幕与2DCT传感器之间以减少或阻断由LCD屏幕所引发的噪声。
于2009年3月5日公布的WO 2009/027629 [4]描述一种电容性触摸传感器，其包含上覆具有两个感测电极的驱动电极的介电面板。所述感测电极中的一个经定位以通过第一感测电极来屏蔽于驱动电极，使得第一感测电极接收来自驱动电极的所耦合的电荷的大部分，且第二感测电极主要寄存噪声。包括两个检测器通道的感测电路连接至第一 (耦合)和第二 (噪声)感测电极以分别接收信号样本。所述感测电路可操作以输出通过从第一信号样本减去第二信号样本以消去噪声而获得的最终信号。
然而，在生产更小装置为更流行且需要时，上述方法增加大小和厚度，且可能减小并入有具有2DCT传感器的显示屏幕的装置的分辨率。此外，在制造期间需要额外步骤，且因此归因于需要更多组件而使成本增加。
欧洲专利EP 1821175 [5]描述一种减少2DCT触摸传感器上所收集的噪声的替代解决方案。EP 1821175 [5]揭示一种具有触摸传感器的显示装置，其经布置以使得二维触摸传感器上覆于显示装置上以形成触摸敏感显示屏幕。所述显示装置使用具有对LCD像素的垂直和水平切换的LCD布置。对于多个传感器中的每一个，触摸感测电路包括电流检测电路、噪声消除电路和取样电路，所述传感器经布置以形成二维传感器阵列。所述电流检测电路接收选通信号，所述选通信号是从LCD屏幕的水平和垂直切换信号产生。所述选通信号用以在水平切换电压信号可影响由所述电流检测电路执行的测量的时段期间触发所述检测电路的消隐。
于2009年2月5日公布的WO 2009/016382 [6]描述一种用以形成二维触摸传感器的传感器，其可上覆于液晶显示器(LCD)屏幕上。因此，可减少由LCD屏幕的共同电压信号引起的切换噪声对物体检测的影响。所述传感器包含可操作以测量感测元件的电容的电容测量电路和控制所述电容测量电路的充电循环的控制器电路。所述控制器电路经配置以在预定时间和以与噪声信号同步的方式来产生充电循环。举例来说，电荷转移循环或"突发"可在来自显示屏幕的噪声输出信号的某些阶段期间执行，也就是，在噪声不显著地影响所执行的电容测量的阶段时。因此，所述传感器可经布置以有效地拾取来自显示屏幕的噪声输出且自动地同步电荷转移突发使之在噪声输出循环的阶段期间发生。
然而，例如上述技术的噪声减少技术需要更复杂的测量电路。这使测量电路更昂贵且可能增加完成获取循环所花费的时间。
因此，将需要提供一种电极图案，其适合于可通过噪声拾取减少的电极图案来体现的互电容性或主动类型的2DCT传感器。

发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种包含触摸敏感面板的电容性触摸传感器，所述触摸敏感面板具有在第一层中布置于衬底的一侧上的多个驱动电极和在第二层中布置于所述衬底的另--,j上的多个传感电极，使得所述感测电极与所述驱动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移所述衬底的厚度，其中所述驱动电极实质上完全覆盖所述第一层，其中所述驱动电极中的个别驱动电极与相邻驱动电极分离小的间隙。
所述方法具有若干重要优势。触摸传感器仅需要如上所述的两层电极来作用，使得如在一些现有技术设计中所采用的第三噪声抑制层是多余的。与具有较大数目的层的设计相比，两层构造还得到改进的光透射、较薄的总深度和较低的成本。具有小间隙的驱动电极的区域填充设计允许几乎不可见的电极图案(例如在使用ITO时)，且还使感测线与第一层下方的电容性效应隔离，例如来自下伏LCD模块或其它噪声源的噪声。第一层"布满"导电材料还允许使用窄的感测电极来实施第二层，其比感测物体的尺寸窄的多。第二层也可通过将感测电极之间的电极材料的岛状物填充为同样"布满"第二层或者仅仅通过使感测电极很薄或非常稀疏(其中线宽度非常小而使得其为不可见的)而成为不可见的。下文进一步描述使用网格的稀疏方法。减少的感测电极区域也减少了耦合来自触摸的噪声的易受性。
驱动电极优选分离与所述传感器经设计所针对的触摸物体的触摸大小相当的尺寸的间距。
所述传感器经设计针对的触摸物体可为手指，例如触摸大小为直径8-10 mm，且间距为大约8mm或更小。也可使用触笔。
邻近驱动电极之间的小间隙优选经尺寸设定为充分小而为不可见或几乎不可见的，例如小于大约100微米，优选具有几十微米的尺寸。
感测电极与触摸物体的大小相比是有利较窄的。举例来说，感测电极可具有触摸物体的大小的四分之一或更小的线宽度。在一个实施例中，所述传感器经设计针对的触摸物体为触摸大小为直径8-10 mm的手指，且感测电极具有2 mm或更小的线宽度，例如0.5 mm。感测电极可具有驱动电极的间距的四分之一或小于驱动电极的间距的线宽度。
在一些实施例中，第二层额外容纳布置于感测电极之间的隔离元件，使得感测电极与隔离元件共同实质上完全覆盖所述第二层，其中所述感测电极与隔离元件中的个别者彼此分离小的间隙。所述小间隙具有与驱动电极之间的小间隙相当的功能和尺寸。
如上所提及，第一和第二层的电极可为所提供的唯一电极层，两层电极构造得到例如用于触摸敏感显示器的透明实施例的改进的光透射、较薄的整体构造和较低的成本。
驱动电极优选充分完全覆盖第一层，使得第二层中的感测电极实质上与第一层下方的电容性效应隔离。
一重要组合为具有显示模块的以上所界定的电容性触摸传感器。显示模块(例如LCD或OLED显示面板)将通常布置于第一层下方且远离触摸表面，使得从装置的顶部到底部或从外部到内部，组件将为介电层(其上表面将为触摸表面) 一层2 —衬底一层1一显示面板，其中显示面板处于装置外壳或外壳层内部。在显示器应用中，电极将可能由ITO制成。
在一些实施例中，每一驱动和/或感测电极由导电材料的连续薄片制成，例如ITO或金属。在其它实施例中，每一驱动和/或感测电极由共同界定每一电极的高度导电材料的互连线的网格或细丝图案制成。其它实施例对于电极类型中的一者使用连续薄片且对于另一电极类型使用网格。在网格方法中，互连线优选具有充分小的宽度以便为不可见或几乎不可见的。其接着可由并非内在不可见的材料制成(例如，例如铜的金属)，但仍保持实际上不可见。
本发明可经实施以形成触摸传感器位置的笛卡儿xy网。实际上，驱动电极可在第一线性方向上延伸且感测电极可在横穿第一线性方向的第二线性方向上延伸，使得多个交叉点形成网图案，例如正方形、菱形或矩形网。本发明也可经实施以形成极座标"re"网，其中驱动电极弓状地延伸且感测电极径向地延伸，使得多个交叉点位于一个或一个以上弓状路径上。
本发明的另一方面涉及一种用于电容性触摸传感器的触摸敏感面板，所述触摸敏感面板具有布置于第一层中的多个驱动电极和布置于第二层中的多个感测电极，使得感测电极与所述驱动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移，其中驱动电极实质上完全覆盖第 一层，其中驱动电极中的个别驱动电极与相邻驱动电极分离小的间隙。第一和第二层可 安置于共同衬底的相对侧上，彼此偏移衬底的厚度。或者，第一和第二层可安置于不同 衬底上，其可接着经组装而彼此啮合以提供两层之间的偏移使其等于所述衬底中的一者 的厚度，或两衬底的厚度，此取决于电极布置于衬底的哪一侧上。
触摸敏感面板具有在第一层中布置于衬底的一侧上的多个驱动电极和在第二层中布 置于所述衬底的另一侧上的多个感测电极，使得感测电极与驱动电极在多个交叉点处交 叉且彼此偏移衬底的厚度，其中驱动电极实质上完全覆盖第一层，其中驱动电极中的个 别驱动电极与相邻驱动电极分离小的间隙。
本发明的另一方面涉及一种制造用于电容性触摸传感器的触摸敏感面板的方法，其 包含
提供具有第一和第二侧的衬底；
在所述衬底的所述第一侧上以第一图案沉积第一层导电材料从而形成多个驱动电 极，其中所述驱动电极实质上完全覆盖所述第一层，其中所述驱动电极中的个别驱动电 极与相邻驱动电极分离小的间隙；以及
在所述衬底的所述第二侧上以第二图案沉积第二层导电材料从而形成多个感测电 极，使得所述感测电极与所述驱动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移所述衬底的厚度。
本发明也可由具有电极图案的触摸敏感面板界定，其包含在第一方向上延伸且在第 二方向上间隔开的多个驱动电极，其中驱动电极间隔开小于100 fim的距离且具有小于或 等于8mm的间距。
驱动电极可间隔开90、 80、 70、 60、 50、 40、 30、 20或10nm的距离。驱动电极的 间距可小于或等于5mm。
相同范围的每一驱动电极可使用电阻器耦合到邻近驱动电极。典型电阻器值使用从 几KQ到几十KQ的范围。电阻器可为离散电阻器、丝网印刷电阻性元件或使用与驱动 电极相同的材料形成的蜿蜒图案。
驱动电极在电极图案的外边缘处的宽度可为其它驱动电极的宽度的一半。
电极图案可进一步包含多个感测电极，其在第二方向上延伸且在横跨驱动电极的第 一方向上间隔开。
感测电极可间隔开多个隔离电极，其中在第一和第二方向上具有与感测电极的宽度 相同的范围。隔离电极之间的间隔或间隙约为几十p m 。感测电极的宽度可实质上小于驱动电极的宽度。感测电极的宽度通常在100到1000 |jm的范围内。
根据本发明的另一方面，提供二维位置传感器，其包含驱动电极和感测电极的电极 图案，其中驱动电极和感测电极可安置于衬底的相对表面上。
根据本发明的另一方面，提供二维位置传感器，其包含驱动电极和感测电极的电极 图案，其中驱动电极和感测电极可安置于两个不同衬底的表面上。
二维位置传感器可进一步包含一控制器，包含驱动单元，其用于将驱动信号施加 到驱动电极；以及感测单元，其用于测量从各自感测电极中的每一者接收的感测信号， 所述感测信号表示驱动电极与感测电极中的每一者之间的驱动信号的电容性耦合的程 度。
控制器可进一步包含处理单元，其用于根据通过施加驱动信号到驱动电极而获得的 感测信号的分析来计算与敏感区域的交互的位置。
处理单元可操作以通过在从多个感测电极中的每一者所获得的感测信号之间内插来 确定第一方向上的位置。 U
处理单元可操作以在通过使用各自驱动信号依序驱动多个驱动电极中的每一者所获 得的感测信号之间内插来确定第二方向上的位置。
根据本发明的另一方面，提供二维位置传感器，其包含驱动电极的电极图案，进一 歩包含在第二方向上延伸且在横跨驱动电极的第一方向上间隔的多个感测电极；其中驱 动电极和感测电极安置于衬底的相对表面上；二维传感器进一步包含控制器，其包含 驱动单元，其用于将驱动信号施加到驱动电极；其中将驱动电极一起分组为驱动电极的 子组，使得驱动单元可操作以将驱动信号施加到驱动电极的每一子组的最外驱动电极； 以及感测单元，其用于测量从各自感测电极中的每一者接收的感测信号，所述感测信号 表示驱动电极与感测电极中的每一者之间的驱动信号的电容性耦合的程度。
根据本发明的另一方面，提供一种感测二维位置传感器上的活动位置的方法，所述 传感器包含电极图案，其包含在第一方向上延伸且在第二方向上间隔的多个驱动电极； 其中驱动电极间隔开小于100 nm的距离且具有小于或等于8mm的间距；多个感测电极， 其在第二方向上延伸且在横跨驱动电极的第一方向上间隔；其中驱动电极和感测电极安 置在衬底的相对表面上；所述方法包含将驱动信号施加到驱动电极，测量从各自感测 电极中的每一者接收的感测信号，所述感测信号表示驱动电极与感测电极中的每一者之 间的驱动信号的电容性耦合的程度；通过在从多个感测电极中的每一者所获得的感测信号之间内插来确定第一方向上的位置；以及在通过使用各自驱动信号依序驱动多个驱动 电极中的每一者所获得的感测信号之间内插来确定第二方向上的位置。
本发明或者可由二维触摸屏幕来界定，其包含衬底；在衬底的第一表面上在第一 方向上延伸的多个受驱动电极；在衬底的与衬底第一表面相对的第二表面上在垂直于第 一方向的第二方向上延伸的多个Y电极；其中多个受驱动电极实质上填充例如衬底的第 一表面的区域。
二维触摸屏幕通常用作显示屏上的上覆层。受驱动电极的区域填充设计导致几乎不 可见的电极图案。区域填充设计还提供从下伏LCD模块或其它噪声源耦合的噪声的部分 衰减。
二维触摸屏幕可进一步包含受驱动电极的子组，其包含两个最外受驱动电极和两个 或两个以上使用多个电阻性元件连接到一起的中间受驱动电极。此减少了触摸屏幕与控 制芯片之间的互连布线。
两个最外受驱动电极的宽度可以是其它受驱动电极的宽度的一半，从而改进所测量 到的电容的总线性度。
Y电极的宽度可实质上小于受驱动电极的宽度，使得Y电极对于人眼并不容易可见 且较窄电极提供较好的抗噪声性。
多个受驱动电极中的每一者之间的间隔可小于100 pm以使图案对于人眼实质上不 可见。
驱动电极与Y电极的间距可为8 mm或更小以达到良好的固有线性度且匹配典型手 指触摸的大小。
所述Y电极中的每一者之间的区域可填充有隔离导电材料，使得可能制造窄的Y电 极而仍具有对于人眼实质上不可见的图案，且可减小耦合来自触摸的噪声的易受性。
二维触摸屏幕的Y电极可进一步包含在第一方向上行进的多个等距安置的交叉部 件。此可实现均匀的场图案，其在触摸屏幕的所有区上是对称的从而得到良好的线性度。 这些交叉部件有效作用以将电场扩展进一步超过初级Y电极从而与可能使电场逐渐转化 的区重叠。
根据本发明的另一方面，提供一种确定邻近二维触摸屏幕的触摸位置的方法，所述 二维触摸屏幕包含衬底；在衬底的第一表面上在第一方向上延伸的多个受驱动电极； 在衬底的与衬底第一表面相对的第二表面上在垂直于第一方向的第二方向上延伸的多个 Y电极；其中多个受驱动电极实质上填充衬底的第一表面的区域；所述方法包含以下步骤将电位施加到多个受驱动电极中的每一者同时将其它受驱动电极保持在零电位；测 量在受驱动电极与Y电极之间形成的每一交叉点处的电容；在受驱动电极与Y电极之间 形成的每一交叉点处产生测量值；以及基于所产生的测量值来计算触摸位置。


为了更好地理解本发明且展示可如何实现本发明，现以举例方式来参看附图，其中
图1A展示根据本发明的实施例的二电极层电容性触摸屏幕的侧视图1B展示根据本发明的实施例的二电极层电容性触摸屏幕的透视图1C展示根据本发明的另一实施例的二电极层电容性触摸屏幕的侧视图1D展示根据本发明的另一实施例的二电极层电容性触摸屏幕的侧视图1E展示根据本发明的实施例的二电极层电容性触摸屏幕的侧视图2A展示根据本发明的实施例的具有电阻性元件的驱动电极的电极图案；
图2B展示具有电极材料的蜿蜒图案的图2A所示的电极图案的一部分；
图2C展示具有丝网印刷电阻器的图2A所示的电极图案的一部分； 图2D展示具有离散电阻器的图2A所示的电极图案的一部分； 图3展示图2B所示的电极图案的一部分；
图4展示根据本发明的实施例的驱动电极的电极图案的一部分；
图5A展示图2A所示的电极图案的一部分；
图5B展示典型指尖；
图6展示根据本发明的实施例的驱动电极的电极图案； 图7A展示根据本发明的实施例的感测电极的电极图案；
图7B展示根据本发明的实施例的其中驱动单元和感测单元经由通道连接至控制器
的二电极层电容性触獏屏幕；
图8A以平面图示意性展示具有充填电极的图7A所示的电极图案的一部分；
图8B为说明充填电极与X电极之间的电容性路径的贯穿图8A的一部分的横截面；
图9展示在用户用手指触摸时由手掌、拇指、手腕等对触摸屏幕的接近位置引起的
手阴影；
图IO展示具有充填电极的图7A所示的电极图案的一部分； 图11展示感测电极的电极布置的一部分；
图12展示根据本发明的另一实施例的二电极层电容性触摸屏幕；和
图13展示根据本发明的实施例的其中驱动单元和感测单元经由通道连接至控制器的二电极层电容性触摸屏幕。
具体实施例方式
本文描述用于电容性触摸屏幕或2DCT传感器的二电极层构造。
图1A和图1B是用于电容性触摸屏幕或2DCT传感器的二电极层构造的侧视图和透 视图的示意图。层101可大体上由任何导电材料制成，且所述层可经布置以在任何隔离 衬底102 (例如，玻璃、PET、 FR4等)的两侧上彼此相对。衬底103的厚度并非关键。 较薄的衬底导致层之间的较高电容性耦合，在控制芯片中必须减轻所述电容性耦合。较 厚的衬底减少了层与层的耦合，且出于此原因大体上更有利(因为测量到的电容的变化 是层与层的电容的较大分数，因此改进了信噪比)。典型的衬底厚度范围是从数十到数百 微米。此外，将了解，介电层或隔离层可安置成上覆于层2上的二电极层构造，以防止 邻近于2DCT传感器的物体与层的表面接触。此隔离层可为玻璃或塑料层。
图1C展示根据本发明的另一实施例图1A中所展示的用于电容性触摸屏幕或2DCT 传感器的二电极层构造的替代布置的侧视图。在图1C中，层101安置在隔离衬底102 的相同表面上，由隔离层108分离。额外介电或隔离层104安置在电极层上，以防止邻 近于2DCT传感器的物体与层表面接触。
图1D展示根据本发明的另一实施例图1A中所展示的用于电容性触摸屏幕或2DCT 传感器的二电极层构造的替代布置的侧视图。在图1D中，层101安置在隔离衬底102 的相同表面上，由隔离层108分离。然而，电极层101安置在隔离衬底的距触摸表面106 最远的表面上。显示面板100还(以阴影线)展示为布置在衬底102下方，其承载电极 层101。将理解，显示面板与触摸传感器的组合形成触摸屏幕。显示面板也可配合到如 上文图1C中所展示的布置。
图1E展示根据本发明的另一实施例图1A中所展示的用于电容性触摸屏幕或2DCT 传感器的二电极层构造的替代布置的侧视图。在图1E中，层101中的每一者安置在两个 不同隔离衬底102的表面上。使两个隔离衬底合在一起，使得两个电极层101与触摸屏 幕106分离，且由隔离衬底中的一者分离。显示面板也可配合到如图1E中所展示的布置。
图2A展示根据本发明的一实施例具有电阻性元件的驱动电极的电极图案。层1是距 触摸表面最远的层。传输电极的阵列位于层1上，如图2A中所展示。电极201经布置成 沿着第一轴202或第一方向行进的一系列实心条。条203的子组连接到控制芯片，使得 其可被驱动为上文所描述的传输-接收布置中的传输器。受驱动条203包括最外的条和接 着的在剩余受驱动条之间的均匀间隙204。使用链210中的电阻性元件206来连接中间条205，链的末端连接到两个邻近的受驱动203条。受驱动条203将被称作受驱动X条， 且电阻性连接的条205将被称作电阻性X条。
图2B、 2C和2D展示形成电阻性元件206的三种不同方式。即，电阻性元件206可 通过在触摸屏幕的边缘处以"蜿蜒"图案207使用电极材料自身的固有电阻而形成(见 图2B),或可为在边缘处的丝网印刷电阻性材料208(见图2C)，或可为图案的边缘处(见 图2D)或单独电路上的物理离散电阻器209。后一选项实质上增加了互连连线，但在某 些设计中可为有利的。
电阻性链210用于充当传统的分压器，使得传输信号的幅值在一个受驱动X条与邻 近的受驱动X条之间渐进地衰减。如此描述的所述组受驱动和电阻性条将被称作"区 段"211。通过使用此链，如果说使用具有峰间电压V 307的相对于0 V 306的脉冲链305 驱动受驱动乂条#1 303,且受驱动X条弁2 304被驱动到0 V，那么这两者之间的电阻性X 条将成比例地衰减。
图3展示图2B中所展示的电极图案的一部分，在所述实例中，如果存在2个电阻性 X条205，且电阻分压器链210由等值元件R 308构造，那么电阻性X条弁1 301将具有 0.66666 V的峰间电压，且电阻性X条弁2 302将具有0.33333 V的峰间电压。这具有渐进 地减弱从这些电阻性电极发射的电场的效果，且因此形成用于受驱动X条之间的区段内 的电容性改变的内插效果。因此，改进了当在区段内移动时电容性改变的线性度。在没 有电阻性X条的情况下进行操作是可能的，但线性度较差，因为电场以较强的非线性方 式随着距离而衰退。通过引入均匀隔开的电阻性发射器(其以作为相关联的受驱动X条 的线性分割的幅值进行发射)，所述场倾向于"填充"并形成对线性系统的较佳近似。
在上文描述中，层1是传输电极(其也可被称作驱动电极)的图案。层1的电极图 案也可被称作X电极。驱动电极包括受驱动X条203和中间的X条205或电阻性X条。 此外，受驱动或驱动电极被界定为由使用链210中的电阻性元件206而连接的最外受驱 动X条203和中间的X条或电阻性X条205组成。最外X条被称作受驱动X条203。 然而，应理解，所有X条可为受驱动X条，而不使用电阻性元件。
典型的电阻性元件206具有范围从数KQ高达较高的数十KQ的电阻值。较低的值 需要来自控制芯片的更多的电流(且因此，更多能量)来进行驱动，但允许较快速的电 容性测量，因为其具有较低的时间常数且因此可更快速地充电和放电。较高的值需要较 少的电流(且因此，较少能量)来进行驱动，但具有较高的时间常数，且因此必须较缓 慢地充电和放电。较大的值还有助于使互连连线中的任何电阻积累向来自X条的所发射的场强度贡献较小的电压降，且因此有利于更有效的系统。出于此原因，通常较高的值 是优选的。
包括电阻性X条的另一重要原因在于其使得所述区段可縮放，即，通过添加更多的 电阻性X条，可使所述区段更大。这是以空间分辨率为代价；区段使用相同的两个受驱 动X条，且因此测量的分辨率必须基本上相同，但区段现在散布在较大的区上，且因此 在空间上，分辨率降级。使区段可縮放意味着需要较少的受驱动X条，且因此需要较少 的对控制芯片的连接。通过平衡空间分辨率与连接成本/复杂性之间的折衷，可针对每一 设计找到最佳解决方案。
总体上，层中的条可被视为实质上是区域填充的；几乎所有表面区域都被电极布满。 可使条205之间的间隙任意小，且实际上从可见度观点来看，越小越好。使间隙大于大 约100Hm是不理想的，因为这导致间隙对于人眼的增加的可见度，且重要目标常常是尝 试并制成不可见的触摸屏幕。较大的间隙还倾向于增加层2中的电极的间隙附近的显著 边缘电场的可能性，其将导致恶化非线性度。数十微米的间隙较常见，因为其几乎不可 见，且可容易地大规模生产，例如20微米与50微米之间的间隙。
图4展示根据本发明的一实施例的驱动电极的电极图案的一部分。参看图4，还需 要使用一种间隙，其中在受驱动X条402与电阻性X条403之间具有较小的上/下波形图 案401,因为当通过层2观看时，这有助于掩饰间隙，且具有由衬底厚度引起的视差的 添加效应。当以此方式观看时，各种图案可用于帮助掩饰间隙，例如可使用正弦波、三 角形波或方波。频率和幅值经选择以当通过层2中的复杂但规则的图案观看时有助于分 裂原本较长的线性间隙。必须使幅值最小化以避免所报告的触摸坐标中的误差。
图5A展示图2A中所展示的电极图案的一部分。
图5B展示典型的指尖。
电极条(两种类型都是)通常经设计以使得其具有大约8 mm或更小的基本间距， 如图5A中所展示，优选为5 mm。已认识到，如图5B中所展示，典型的手指触摸501 产生直径为大约8 mm到10 mm的大体上圆形区502 (图5B中以阴影说明)，且因此使 电极间距与触摸大小匹配优化了触摸的内插效果。使电极的间距大于8 mm可开始导致 响应的明显非线性度，因为内插远不够理想。本质上，通过使电极条过分宽，当触摸手 指垂直于条移动时，其影响倾向于在手指开始与下一电极交互时在任意显著程度上使一 个电极"饱和"。当间距经优化时，手指将引起对一个条的稳定减少的影响，同时已开 始在相邻的条上产生良好平衡的增加，其中峰值影响在空间上相当不同，即稳定增加后紧接着稳定减少，而从增加到减少(反之亦然)没有可感知的转变距离。
图6展示根据本发明的一实施例的驱动电极的电极图案。参看图6，使层1的外边 缘处的受驱动X条601为所有其它条602的宽度的一半。总体设计本质上是相等的串联 的区段603，且层内部上的受驱动X条也是一半宽度，但以其一半宽度的外条对接相邻 的区段，因此图案内部的受驱动X条看似为整个宽度。图6以虚线展示内部条604的虚 拟分割；实际上，当然，条604是单件。在其外部两个边缘处具有一半宽度的条的图案 改进了总体线性度；如果图案是无限的，那么在这点上，线性度将是完美的，但当然， 图案肯定有末端，且因此在边缘处存在自然的非线性度。
图7A展示根据本发明的一实施例的感测电极的电极图案。层2是最接近触摸表面的 层。参看呈其最简单的形式的图7A，层2上的电极是沿着与用于层1中的第一轴(本文 中称作第二方向)标称成90度的第二轴行进的均匀隔开的一系列窄线。也就是说，层l 或驱动电极横跨层2或感测电极。层2上的电极被称作感测电极、Y电极、Y线或接收 电极。其经布置以直接并完全平放在由下方的X条占据的区域703上。Y线之间的间隔 具有与X条的间隔对线性度的影响类似的影响。这意味着Y线需要被隔开8 mm或更小 的间距704，出于最佳固有线性度起见，优选为5mm。以与具有其一半宽度的外部X条 的层1类似的方式，从层2图案的边缘到第一线的间隙为此间距的一半705，以改进线 性度。Y线的宽度706较为重要。其需要足够窄以使得它们不会被人眼容易看见，但足 够宽以使得它们具有足够低以与电容性测量兼容的电阻(在其"远端"处)。由于抗扰度 也收到关注，所以较窄也较佳，因为Y线的表面积直接影响手指触摸可将多少电噪声耦 合到Y线中。具有较窄的Y线还意味着使X层与Y层之间的电容性耦合最小化，如先 前所提及，此有助于使信噪比最大化。
图7B展示根据本发明的一实施例的触摸传感器10。图中所展示的传感器IO组合了 来自图2A和图7A的电极图案。传感器IO包含承载电极图案30的衬底102，其界定传 感器和控制器20的敏感区域或感测区。控制器20通过一系列电连接(其将在下文描述) 耦合到电极图案内的电极。电极图案30由位于衬底102的相对侧上的层1电极和层2电 极组成，如图1B中所展示。
参看图7B，控制器20提供以下功能性用于将驱动信号供应到电极图案30的若干 部分的驱动单元12、用于感测来自电极图案30的其它部分的信号的感测单元14，以及 用于基于针对施加到电极图案的不同部分的驱动信号而观察到的不同感测信号来计算位 置的处理单元16。控制器20因此控制驱动和感测单元的操作，以及在处理单元16中对来自感测单元14的响应的处理，以便确定邻近于传感器IO的物体(例如，手指或尖笔) 的位置。图7B中将驱动单元12、感测单元14和处理单元16示意性地展示为控制器内 的单独元件。然而， 一般来说，将通过单个集成电路芯片(例如，经合适编程的通用微 处理器、或现场可编程门阵列，或专用集成电路)(尤其呈微控制器的格式)提供所有这 些元件的功能性。
在图中，提供许多驱动电极60，其由在上文所描述且在图2A中展示的x向上延伸 的纵向条表示。在衬底102的相对表面上，提供如图7A中所展示且在上文所描述的形成 电极层2的许多感测电极62，其在y向上横跨层1的驱动电极60。
接着感测电极经由连接或轨道76连接到感测单元14，且驱动电极经由连接或轨道 72连接到驱动单元12。在图7B中示意性地展示对驱动电极和感测电极的连接。然而， 将了解，可使用用于路由连接或轨道的其它技术。可将所有轨道路由到衬底102的外围 处的单个连接器区块以用于连接到控制器20。
以下描述图7B中所展示的传感器10的操作。如可见，对于Y线在其宽度方面存在 冲突的需求。最强烈的需求倾向于是使Y线的电阻最小化以确保处于可接受的总体测量 时间内的成功电容性测量。这导致较宽的电极，通常在100 pm到1000 nm的区间内。当 电极的可见度不是问题时或当实际上可将电极制作为不可见时(例如，在PET上指数匹 配的ITO)，则相当容易地适应全部折衷，且宽度增加是简单的选择。但当可见度是个问 题且用于制造电极的方法不能使得充分不可见时(例如，在玻璃上不指数匹配的ITO)， 则必须找到某一替代布置。在此情况下，可使用称为填充的方法，如现在进行描述和说 明。
图8A展示具有填充电极的图7A中所展示的电极图案的一部分。此方法使用隔离的 正方形导体(例如，ITO) 802填充所有"未使用"801的空间，所述正方形导体802与 其相邻者相隔间隙803，所述间隙803足够小以实际上不可见，且足够小以引起显著的 正方形之间的电容。在设计隔离的元件或岛状物过程中的另一重要因素是使得它们在每 一轴中具有与Y线的宽度805相同的大小804。以此方式，总体图案的均匀性是最佳的， 且唯一的不规则性是Y线的长度方面。此图案对于人眼实质上不可见。可使相邻正方形 之间的间隙以及正方形与相邻Y线之间的间隙任意小，通常在数十的区间内，这样 它们几乎不可见，且可容易大规模生产。在制造期间与感测电极同时且使用相同的工艺 步骤产生填充，因此它们是由与感测电极相同的材料制成，且具有与感测电极相同的厚 度和电特性。这是便利的，但不是实质的。原则上可单独地实行填充。隔离的正方形802用以遮掩总体图案，但其还充当电容性内插器(稍微类似于层1 中所使用的电阻性内插器)。如此形成的电容性内插器仅具有最小地影响Y线与下伏X 条之间的边缘场的效果。这较为重要，因为所述场必须从Y线的边缘充分向下散开到X 条，以允许对Y线的至少一半间距的实质性触摸影响。只要正方形之间的电容实质上高 于(至少两倍于)正方形向下到X条的电容，那么情况就是这样。其原因在于，在这些 条件下，与电场被向下分流到X层相比，电场倾向于更容易地在正方形之间传播。因此， 与具有填充的设计相比，不具有填充的设计的场分布足够类似，其保留了线性度。如果 增加正方形之间的间隙，则线性度降级，因为所述场倾向于经由正方形的第一耦合离开 Y线向下传递到X条，且因此未远离Y线进行传播。
图8B说明实例填充电极之间以及实例填充电极与实例X电极之间的这些电容性路 径。使用标称电容器806展示从正方形808到正方形808的电容，且使用标称电容器807 展示从正方形808中的一者向下到邻近的X条809的电容。
应注意，在此设计中实际上不需要填充，但其可用于使图案可见度最小化，而不破 坏输出的线性度。
在操作中，传输电极或驱动电极经定序以使得一次仅一个受驱动X条203 —直有效， 所有其它条被驱动到零电位。因此，所发射的场一次仅从一个区段辐射。此辐射的场局 部耦合到所讨论的区段上方的所有Y线701中。控制芯片接着针对此区段中的X电极与 Y电极之间所形成的"交叉点"或"相交点"中的每一者进行电容性测量。每一 XY交 叉点还被称为节点。按照序列，每一受驱动X条被启动，使所有其它条保持在零电位。 以此方式，循序地扫描每一区段。 一旦已完成所有区段，将己测量总共NxM个节点，其 中N是受驱动X条的数目，且M是Y线的数目。应强调，节点测量全部彼此独立，从 而使得可同时检测若干触摸位置。扫描XY阵列的方式中的另一重要点在于，因为在任 一次仅一个区段是有效的，其它区段被驱动到零电位，因此，仅所述有效区段中的触摸 可影响所述区段中的测得的节点电容(至少到第一近似值)。这意味着极大地使被称为 "手阴影(hand-shadow)"的效应最小化。手阴影是当用户使用手指触摸时由手掌、拇 指、手腕等到触摸屏幕的靠近位置而引起的效应。
图9展示当用户使用手指触摸时由手掌、拇指、手腕等到触摸屏幕的靠近位置而引 起的手阴影。电容性测量的性质意味着，电场倾向于从装置的表面辐射或投射，且因此 甚至可受到不与表面直接接触的物体的影响。此影响将通常足以扭曲所报告的触摸位置， 因为手指的电容性读取以及由"手阴影"引起的读取的组合将轻微地破坏由控制芯片报
18告的所计算坐标。通过一次仅启动一个区段，彻底减少此通常造成问题的效应。在扫描整个触摸屏幕之后，产生NxM个节点的测量，在两个轴上计算一个或一个以 上物体的触摸位置是简单的任务，如2009年1月15日公开为WO 2009/007704 [7]的美 国专利申请案60/949,376中所描述，其使用以下组合发现每一触摸的近似中心处的节 点的逻辑处理，以及在检测到的每一触摸周围的相对信号强度的标准数学质心计算。使 用触摸的中心节点信号以及到沿着第一轴的每一侧的紧邻的节点信号来解析沿着所述第 一轴的触摸位置。同样，使用中心节点以及沿着第二轴的紧邻的节点信号来解析所述第 二轴中的位置。使整个层几乎完全被发射型X电极覆盖或布满的重要设计优点在于，因为这些电 极实际上不受寄生的电容性负载(它们是相对较低的阻抗驱动器，甚至电阻性耦合的X 条仍仅具有数十KQ的DC电阻，且因此可非常迅速地充电和放电任何适度的寄生效应) 的改变的干扰，所以层1的后方(非触摸侧)与附近的接地负载之间的距离上的任何改 变将不会改变节点的所测得电容。因此，触摸屏幕仅在一侧(层2)是触摸敏感的。当 使用略具柔性的前面板(其可相对于放置在触摸屏幕下方的LCD弯曲)时，这具有较大 益处。由衬底材料固定层1与层2之间的分隔，且因此这两者之间的电容固定，即使在 触摸期间使衬底弯曲从而致使层1的后方在其环境条件下经历一改变时也是如此。使用布满型X设计的其它优点在于，为存在于层1后的所辐射发射提供固有量的噪 声衰减。这在LCD模块中较常见，所述LCD模块倾向于具有在其外层上存在的较大幅 值驱动信号。这些驱动波形将一般耦合到Y线，且干扰相关联的节点的瞬间报告的电容。 然而，因为Y线被布满的X层有效屏蔽，所以使噪声耦合到Y线的唯一剩余机制是电容 性地经由X层本身。如己描述，X条具有合理低的电阻，且因此仅可通过以与噪声耦合 的阻抗对X条的阻抗的比率成比例地干扰噪声波形来干扰X条。因此，以此比率衰减向 前耦合到Y线的噪声的量。噪声波形到X条的耦合纯粹是电容性的，且因此减少此耦合 电容有助于更多地衰减干扰。此可通过在LCD与层1的背部之间布置空气间隙，或通过 使用透明介电隔片层来代替空气间隙而实现，所述透明介电隔片层将产生较高的耦合电 容，但具有机械上稳固的优点。在传统的电容性触摸屏幕中，常必须使用层1下方的整 个额外"屏蔽"层来减轻此LCD噪声。常将此层驱动到零电位，或使用电容性获取波形 的传真或副本来有效地驱动此层，所述电容性获取波形的传真用以将噪声与电容性节点 隔离。这具有以下缺点添加了成本和复杂性，恶化了光学性质，且还倾向于衰减触摸 期间电容的改变的大小(从而导致较低的分辨率和较差的信噪比)。本文中所描述的布满型X设计将常产生耦合噪声的充分固有衰减而使得不需要额外层，从而提供实质性的商 业优点。 '此设计的另一优点在于，与触摸物体的大小相比，可使Y线较窄。具体来说，Y线 可具有触摸物体的四分之一或小于触摸物体的大小或等效于X电极的间距的宽度。举例 来说，0.5 mm的Y线宽度比典型手指触摸的宽度窄16倍。此暗示与可用于与触摸手指 交互的表面区域有关。较窄的Y线具有非常小的表面区域来电容性地耦合到触摸物体； 在所述实例中，耦合区域为大约4mm2，与大约50mn^的总的"圆形"触摸区域形成对 比。在耦合到触摸的此较小区域的情况下，来自手指的注入到Y线中的噪声的量被最小 化，因为耦合的电容较小。这对触摸物体与使用触摸屏幕的装置之间的任何差分噪声具 有衰减作用。此外，通过形成较窄的Y线，减小了电阻。减小了 Y线的电阻减少了获取 时间并减少了功率耗散。总之，所描述的触摸屏幕的优点是1. 仅需要两个层来用于构造，从而得到(i)改进的光学透射(ii)较薄的总体构造 (iii)较低的成本。2. 用于层1上的电极的区域填充设计得到(i)当使用ITO时几乎不可见的电极图 案(ii)将层2上的Y线与层1下方的电容性效应隔离(iii)部分衰减从下伏LCD模块 或其它噪声源耦合的噪声。3. 具有任选区域填充的隔离式正方形的层2上的窄Y线得到(i)当使用ITO时几 乎不可见的电极图案(ii)减少的电极区域减少了从触摸耦合噪声的易受性。在某些设计中可能还需要使横跨轴1 (在图7A中标记为第一轴)的Y线的数目最小 化。此通常导致较低成本的控制芯片并简化了电极的互连。在所描述的Y线设计的情况 下，线之间的基本间距需要是8mm或低于8mm以实现良好的线性度。将线进一步隔开 迅速破坏轴l上的线性度。为使Y线具有更大的"延伸"，存在可对层2设计作出的若 干改动。图10展示根据第一选择的具有填充电极的图7A中所示电极图案的一部分。图10 所示的第一选择是使用先前描述的电容性内插器技术，其中正方形间间隙1001经减小以 允许电场进一步传播远离Y线且因此允许Y线1003之间的较大间距1002。.此技术可能 要求正方形之间对正方形与X条之间的比率必须经谨慎调谐以实现最佳线性度。图11展示根据第二选择且更灵活选择的感测电极的电极布置的一部分，其修改了 Y 线1101设计以添加一系列十字状部件1102，所述十字状部件沿着第一轴1103行进且均等地安置1104，以便围绕Y线位于中心。十字状部件在两个方向上横越到下一Y线1105 的间隙的约'/2到％。每一连续Y线上的十字状部件经布置以使得其与相邻Y线1106上的 那些十字状部件重叠，其中重叠部分之间的间隙1107经选择为数十pm以使可见度最小 化，且防止沿着重叠区的内部形成任何实质性的边缘场。以8 mm或更小的间距沿着Y 线将十字状部件隔开一距离1108，且理想上，其被隔开以平放成与下伏X条中的间隙具 有均匀的关系。此确保场图案在触摸屏幕的所有区中都是均匀且对称的，从而得到良好 的线性度。十字状部件有效地起作用以将电场进一步扩散超过原始Y线，且重叠区有助 于以线性的方式逐渐转化从一个Y区到下一 Y区的场。图2A、 7A、 7B和11中所展示的本发明的实施例可进一步包含分别对驱动电极和感 测电极或传输电极以及Y线的两个范围的连接。也就是说，在驱动电极和感测电极的每 一者的两个末端处作出连接。这可增加电场沿着驱动电极的线性度，且改进布满型电极 设计的屏蔽。本发明的实施例也可适用于非显示器应用，例如，膝上型计算机上的触摸垫，或家 用电器上的控制面板。图12展示包含根据本发明的一实施例的电极图案的传感器80。出于简明起见，图 中所展示的电极图案不包括任何电路。然而，应了解，如上文针对图7B的实施例所描述， 也可使用驱动和感测电路。所述图展示衬底82的相对侧上的电极图案(从上方观看以展 示电极图案的相对位置)。电极图案包含两个上文描述的被称作层1或传输电极的类型的环形电极。传输电极 也可被称作驱动电极。图中所展示的驱动电极84实际上是图2A中所展示的传输电极， 且己被成弧形巻绕以形成完整的或几乎完整的环或环面，如可由(例如)滚轮传感器使 用。连接到驱动电极84中的每一者的是一连接或轨道90，用以从适当的驱动单元(未 图示)提供驱动信号。可使用上文所描述的驱动单元。所述电极图案进一步包含许多上 文被称作层2电极86的感测电极，其从中心点径向延伸。层2电极也可被称作感测电极 或接收电极。感测电极86呈图11中所展示且在上文所描述的形式。感测电极经由连接 和轨道(未图示)连接到感测单元(未图示)。传感器80的操作类似于上文所描述的操 作。然而，来自连接到驱动单元和感测单元的处理单元(未图示)的读出将不同。处理 单元的输出将提供邻近于传感器80的物体的极坐标。图12所示的传感器80可用于以下 应用其中通常组合地使用两个圆形控制件，例如高保真放大器上的低音和高音控制件 或左/右以及前/后淡入淡出控制。将了解，可在图中所展示的传感器80中实施其它环形形状的驱动电极。因此可将此实施例概括为遵循极坐标网，其中两种电极类型径向并成 弧形地延伸，与遵循直角坐标网的其它实施例形成对比，其中两种电极类型沿着X轴和y轴延伸。在图12设计的修改中，弧形路径可在较小的角度(例如四分之一或二分之一的圆， 而不是整个圆，或另一角范围)上延伸。图13是根据本发明的一实施例的位置传感器10的正视图。图7B中使用的相同参考 标号在适当处参考图13中所示的传感器IO而使用。图13所示的位置传感器在布局和操 作方面类似于图7B所示的传感器。然而，图中所示的位置传感器具有替代的电极布置。 图中所示的驱动和感测电极由薄导线或导线网格而不是图7B所示的连续电极材料层组 成。驱动电极60由矩形周边组成以界定驱动电极的形状，其具有一系列横跨矩形周边的 对角线。对角线通常与在x方向上延伸的轴成一度角(优选大约为45±15度)布置。每 一驱动电极的对角线和矩形周边经电连接且经由驱动通道72连接到驱动单元12。所述 导线或网格是从由例如金属导线的高度导电材料制造，其中所述金属优选为铜，但也可 为金、银或另一高度导电性金属。以类似方式使用遵循图7B所示的感测电极图案的周边 的薄金属迹线来制造感测电极。感测电极62与驱动电极60相比相对较窄，因此无需使 用对角线填充。然而，在感测电极网格结构内添加某些额外导线，如图13中由线64所 示，所述线64桥接于每一电极中的外围导线之间。这些桥接导线添加图案中的冗余，使 得如果在一个位置处的电极导线中存在缺陷，那么电流具有沿着电极的替代路径。缺陷 意味着断裂、局部变窄或引起沿着导线的局部导电性的急剧减小的其它特征。这些缺陷 可例如由于电极图案化过程的误差而发生。举例来说，如果在用于对导线进行图案化的 光学掩模中存在缺陷或如果在处理期间在导线的表面上存在碎屑，那么此些缺陷可发生。 将了解，在高度导电的导线或迹线的多个互连细线外形成每一电极的"网格"或"细丝 (filligrane)"方法可用于层1 (布满X驱动)、层2 (感测)或两者。图13实施例使用 网格来用于两个层。然而，对于显示器应用或其中不可见性较重要的其它应用尤其优选 的组合是层1以非网格、即具有小的不可见间隙的"固体"电极(例如由ITO)制成， 且层2以具有足够小而同样不可见的线宽度的网格电极(例如铜)制成。还将理解，图13的实施例的网格方法可用于图11和图12中说明种类的设计中，其 中感测电极具有重叠的分支。参考文献1. US 6,452,5142. US 7,148,7043. US 5,730,1654. WO 2009/0276295. EP 18211756. WO 2009/0163827. WO 2009/0077048. US20070062739A权利要求
1.一种包含触摸敏感面板的电容性触摸传感器，所述触摸敏感面板具有在第一层中布置在衬底的一侧上的多个驱动电极和在第二层中布置在所述衬底的另一侧上的多个感测电极，使得所述感测电极与所述驱动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移所述衬底的厚度，其中所述驱动电极实质上完全覆盖所述第一层，其中所述驱动电极中的个别驱动电极与相邻驱动电极由小间隙分离。
2. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述驱动电极具有与设计所述传感器所针对的触摸物体的触摸大小相当尺寸的间距。
3. 根据权利要求2所述的电容性触摸传感器，其中设计所述传感器所针对的所述触摸物体为手指，且所述间距为大约8 mm或更小。
4. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述小间隙经尺寸设定为充分小而不可见或几乎不可见。
5. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中驱动电极之间的所述小间隙小于大约100微米。
6. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述感测电极与所述触摸物体的所述大小相比是窄的。
7. 根据权利要求2所述的电容性触摸传感器，其中所述感测电极具有所述驱动电极的所述间距的四分之一或小于所述驱动电极的所述间距的线宽度。
8. 根据权利要求3所述的电容性触摸传感器，其中所述感测电极具有所述驱动电极的所述间距的四分之一或小于所述驱动电极的所述间距的线宽度。
9. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述第二层额外容纳布置在所述感测电极之间的隔离元件，使得所述感测电极与所述隔离元件一起实质上完全覆盖所述第二层，其中所述感测电极与隔离元件中的个别者彼此由小间隙分离。
10. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述第一电极和第二电极层是所提供的唯一电极层。
11. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其进一步包含布置在所述第一层下方的显示模块。
12. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中每一驱动和/或感测电极由导电材料的连续薄片制成。
13. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中每一驱动和/或感测电极由高度导电材料的互连线的网或细丝图案制成，所述高度导电材料的互连线的网或细丝图案 共同界定每一电极。
14. 根据权利要求13所述的电容性触摸传感器，其中所述互连线具有充分小的宽度以 便不可见或几乎不可见。
15. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述驱动电极在第一线性方向上延 伸，且所述感测电极在横穿所述第一线性方向的第二线性方向上延伸，使得所述多 个交叉点形成网格图案。
16. 根据权利要求1所述的电容性触摸传感器，其中所述驱动电极弓状地延伸且所述感 测电极径向地延伸，使得所述多个交叉点位于一个或一个以上弓状路径上。
17. —种用于电容性触摸传感器的触摸敏感面板，所述触摸敏感面板具有布置在第一层 中的多个驱动电极和布置在第二层中的多个感测电极，使得所述感测电极与所述驱 动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移，其中所述驱动电极实质上完全覆盖所述第 一层，其中所述驱动电极中的个别驱动电极与相邻驱动电极由小间隙分离。
18. 根据权利要求17的面板，其中所述第一层和第二层安置在共同衬底的相对侧上， 且彼此偏移所述衬底的厚度。
19. 根据权利要求17的面板，其中所述第一层和第二层安置在各自第一衬底和第二衬 底上。
20. —种制造用于电容性触摸传感器的触摸敏感面板的方法，其包含:提供具有第一侧和第二侧的衬底；在所述衬底的所述第一侧上以第一图案沉积第一导电材料层，从而形成多个驱动 电极，其中所述驱动电极实质上完全覆盖所述第一层，其中所述驱动电极中的个别 驱动电极与相邻驱动电极由小间隙分离；以及在所述衬底的所述第二侧上以第二图案沉积第二导电材料层，从而形成多个感测 电极，使得所述感测电极与所述驱动电极在多个交叉点处交叉且彼此偏移所述衬底 的厚度。
全文摘要
本发明提供一种电容性触摸传感器，其中触摸敏感面板具有布置在衬底的下侧上的驱动电极和布置在上侧上的感测电极。所述驱动电极经定形及尺寸设定以实质上完全覆盖触摸敏感区域，其中个别驱动电极彼此由小间隙分离，所述间隙小到实际上不可见。所述驱动电极的近地毯式覆盖也用以遮蔽来自驱动电极层下方的噪声源(例如用于下伏显示器的驱动信号)的干扰，从而抑制定位在所述驱动电极上方的所述感测电极进行噪声拾取。
文档编号G06F3/044GK101673162SQ20091013442
公开日2010年3月17日 申请日期2009年4月10日 优先权日2008年4月10日
发明者哈拉尔德·菲利普, 彼得·蒂莫西·斯利曼, 萨米埃尔·布吕内, 马修·特伦德 申请人:爱特梅尔公司